现代科技常识

一.计算机技术（一） 通信技术现代通信技术主要包括数字程控交换技术、综合业务数字通信网技术、光纤通信技术和数字微波、卫星通信技术等领域。1、 数字移动通信技术数字移动通信是移动体之间或移动体与固定体之间的无线电信息传输和交换。它安装方便，组网迅速，机动性、灵活性、经济效益均好，是无线通信中有强大生命力的领域。它与光纤通信构成了现代通信技术的两大发展趋势。2、 3G3G是指第三代移动通信技术，3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务在内的多种信息服务。国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》。其中TD-SCDMA标准是由我国独自制定的3G标准。3、 物联网物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网已经成为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通讯。物联网在我国的应用也早已存在，比如商品条形码、RFID等等，都是通过射频技术，通过感应物体上置入的芯片来获知其具体信息。4、 光纤通信光纤通信就是利用光波在光导纤维中传递各种信息。光纤是用石英玻璃制造的，由两层组成。光纤通信的优点：（1）通信容量大；（2）传输损耗低；（3）经济、轻便；（4）抗干扰能力强；（5）保密性能好（二） 计算机基础知识计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。衡量计算机性能的主要指标有：（1）字长。位数越多，字长越长，进行数值计算的精度也就越高；（2）容量。我们通常把8位二进制作为一个单位来计算存储器的容量，取名为字节；把1024个字节称作1K字节。计算机内存储量再上升一个数量级，就以兆（即M，1M=1024K）字节计，兆以上的数量级是G（1G=1024M）；（3）运算速度。1、计算机硬件系统硬件是指组成计算机的各种物理设备，也就是那些看得见，摸得着的实际物理设备。它包括计算机的主机和外部设备。具体由五大功能部件组成，即：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。2、计算机软件系统计算机软件系统包括系统软件和应用软件两大类。系统软件是指控制和协调计算机及其外部设备，支持应用软件的开发和运行的软件。其主要的功能是进行调度、监控和维护等等。系统软件是用户和裸机的接口。应用软件是为解决某一领域的具体问题而编制的程序，如财务管理、文字处理、情报检索、工程设计、交通指挥、宇航控制、大地测量等领域的专用软件。其中通用化和商品化了的部分被称为软件包。世界各国都十分重视软件研究，其投资额通常占软硬件投资总额的80%以上（三）计算机网络计算机网络是指在地理上分散布置的多台独立计算机通过通信线路互联构成的系统。计算机网络可以分成局域网和运程网。二.信息技术信息技术主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。现代信息技术是以电子技术，尤其是微电子技术为基础，以计算机技术（信息处理技术）为核心，以通信技术（信息传递技术）为支柱，以信息技术应用为目的的科学技术群。包括信息获取技术、信息处理技术、信息传递技术、信息控制技术、信息存储技术等内容。计算机技术与现代通信技术一起构成了信息技术的核心内容。（信息技术是指信息的获取、传递、处理等技术。它是高技术的前导，信息技术以微电子技术为基础，包括通信技术、自动化技术、微电子技术、光电子技术、光导技术、计算机技术和人工智能技术等）。具体来讲，信息技术主要包括以下几方面：感测与识别技术。它的作用是扩展人获取信息的感觉器官功能。它包括信息识别、信息提取、信息检测等技术。这类技术的总称是'传感技术”。它几乎可以扩展人类所有感觉器官的传感功能。传感技术、测量技术与通信技术相结合而产生的遥感技术，更使人感知信息的能力得到进一步的加强。信息传递技术。它的主要功能是实现信息快速、可靠、安全的转移。各种通信技术都属于这个范畴。广播技术也是一种传递信息的技术。由于存储、记录可以看成是从“现在”向“未来”或从“过去’向“现在”传递信息的一种活动，因而也可将它看作是信息传递技术的一种。信息处理与再生技术。信息处理包括对信息的编码、压缩、加密等。在对信息进行处理的基础上，还可形成一些新的更深层次的决策信息，这称为信息盼再生”。信息的处理与再生都有赖于现代电子计算机的超凡功能。信息施用技术。是信息过程的最后环节。它包括控制技术、显示技术等。传感技术、通信技术、计算机技术和控制技术是信息技术的四大基本技术，其中现代计算机技术和通信技术是信息技术的两大支柱。信息高速公路信息高速公路或称高速公路信息网，简单地说，就是以多媒体为车，以光纤为路，把全国的政府机关、企事业单位、学校、图书馆、医院、家庭等用户连接起来，应用ATIM传输模式，以交互方式快速传递数据、声音和图像的高信息流量的信息网络。三・生物技术常识现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术在农作物改良、医药研究、食品工程、治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。由于现代生物技术对解决人类面临的重大问题如：粮食、健康、环境和能源等将开辟广阔的前景，因此越来越为各国政府和企业界所关注，与信息、新材料和新能源技术并列成为影响国计民生的四大科学技术支柱，是21世纪高新技术产业的先导。基因技术基因由人体细胞核内的DNA（脱氧核糖核酸）组成，变幻莫测的基因排序决定了人类的遗传变异特性。人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家把基因组图谱看成是指路图，或化学中的元素周期表；也有科学家把基因组图谱比作字典。但不论是从哪个角度去阐释，破解人类自身基因密码，以促进人类健康、预防疾病、延长寿命，其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后，将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。基因工程技术基因工程技术是在分子生物学、生物化学和生物物理学基础上发展起来的科学领域。人类基因组计划一般是指于1990年美国政府资助启动的研究人类基因组的计划。它被认为是生命科学研究领域中有史以来的第一个“大科学”项目，其意义和影响被誉为不亚于研究原子弹的“曼哈顿计划”和载人飞船登月的“阿波罗计划”。以后世界各国也都有各自的研究人类基因组的计划。遗传工程遗传工程的研究发展，为器官移植提供了一个很有前途的新手段一一利用动物的器官代替人的器官。科学研究表明人体异种器官移植，猪较为合适。首先猪器官的大小与人的相当，生理上也比较接近；其次猪在无病原体条件下比较容易饲养和容易保证无病的供体；此外猪的繁殖率高，每窝可产十几只猪崽，存活率也较高。为了保证植入的器官不被排斥，生物学者正在培养具有人的基因的新型猪，这种猪叫转基因猪。细胞工程是在细胞水平上的生物工程，细胞工程所使用的技术主要是细胞养殖和细胞融合。“克隆”技术“克隆”（Clone）本意是无性繁殖，它不靠性细胞而是生物的体细胞进行繁殖。仿生学近一二十年发展起来的一门属于生物科学与技术科学之间的边缘学科。它涉及生理学、生物物理学、生物化学、物理学、数学、控制论、工程学等学科领域。仿生学把各种生物系统所具有的功能原理和作用机理作为生物模型进行研究，希望在技术发展中能够利用这些原理和机理，最后目的是要实现新的技术设计并制造出更好的新型仪器、机械等。生物界各种丰富多彩的机能具有极其复杂和精巧的结构，其奇妙程度远远超过迄今为止的一切人造的机器，因此在工程科学的进一步发展中，人们需要向生物寻找启发和进行模拟是很自然的。纳米技术纳米是一个物理学上的度量单位，1纳米是1米的十亿分之一。当物质到纳米尺度以后，大约是在1〜100纳米这个范围之间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。纳米材料，是指结构单元的尺寸介于1〜100纳米范围之间的材料。其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。纳米技术就像毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，是一米的十亿分之一，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1〜100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。第一个真正认识到它的性能并引用纳米概念的是日本科学家，他们在20世纪70年代用蒸发法做了超微离子，并通过研究它的性能发现，一个导电、导热的铜、银导体做成纳米尺度以后，它就失去原来的性质，表现出既不导电、也不导热。磁性材料也是如此，象铁钻合金，把它做成大约20〜30纳米大小，磁畴就变成单磁畴，它的磁性要比原来高1000倍。80年代中期，人们就正式把这类材料命名为纳米材料。纳米技术是一种在纳米尺度空间内的生产方式和工作方式，并在纳米空间认识自然、创造一种新的技能。纳米技术的内涵非常广泛，它包括纳米材料的制造技术，纳米材料向各个领域应用的技术（含高科技领域），在纳米空间构筑一个器件实现对原子、分子的翻切、操作以及在纳米微区内对物质传输和能量传输新规律的认识等等。就像毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，是一米的十亿分之一，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1〜100纳米这个范围空间，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既不同于原来组成的原子、分子，也不同于宏观的物质的特殊性能构成的材料，即为纳米材料。如果仅仅是尺度达到纳米，而没有特殊性能的材料，也不能叫纳米材料。过去，人们只注意原子、分子或者宇宙空间，常常忽略这个中间领域，而这个领域实际上大量存在于自然界，只是以前没有认识到这个尺度范围的性能。纳米技术的内涵非常广泛，它包括纳米材料的制造技术，纳米材料向各个领域应用的技术（含高科技领域），在纳米空间构筑一个器件实现对原子、分子的翻切、操作以及在纳米微区内对物质传输和能量传输新规律的认识等等。材料技术材料是人类能用来制作有用物件的物质。材料是人类能用来制作有用物件的物质。新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。新材料与传统材料之间并没有截然的分界，新材料在传统材料基础上发展而成，传统材料经过组成、结构、设计和工艺上的改进从而提高材料性能或出现新的性能都可发展成为新材料。新材料技术是按照人的意志，通过物理研究、材料设计、材料加工、试验评价等一系列研究过程，创造出能满足各种需要的新型材料的技术。为高新技术的基础和先导，应用范围极其广泛，它同信息技术、生物技术一起成为21世纪最重要和最具发展潜力的领域。同传统材料一样，新材料可以从结构组成、功能和应用领域等多种不同角度对其进行分类，不同的分类之间相互交叉和嵌套，目前，一般按应用领域和当今的研究热点把新材料分为以下的主要领域：电子信息材料、新能源材料、纳米材料、先进复合材料、先进陶瓷材料、生态环境材料、新型功能材料含高温超导材料、磁性材料、金刚石薄膜、功能高分子材料等）、生物医用材料、高性能结构材料、智能材料、新型建筑及化工材料等。在20世纪初，人们所指的建筑材料是木材、水泥和钢铁；二战后出现了新三材，指的是人工合成的塑料、橡胶和纤维，而80年代以来大量高新材料纷纷涌现。高新材料从使用的角度说可分为传递、记录或存储的信息材料；耐高温结构陶瓷、非晶态材料和超导材料的新能源材料，特别是超导材料80年代中期以来有突破性进展；高性能结构复合材料，高性能工程塑料和新型合金材料为主要内容的特殊结构材料和新功能材料，如高效能的陶瓷材料、有机氟材料、高功能的黏合剂等。从材料的构成来说可以分金属材料、高分子材料及陶瓷材料三大门类。近些年来，出现了金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料竞相发展的趋势。一些新兴金属材料在科技革命的大潮中应运而生。传统铁、铅、锌、铝等金属更新品种，与宇航、电子、原子能等高新技术联系密切的金属材料越来越受到重视。其他新型高性能金属材料出现了如快速冷凝金属的非晶体和微晶材料、纳米金属材料、有序金属间化合物、定向凝固柱晶和单晶合金等。纳米材料具有许多潜在的新用途，它是一门用单个原子和分子建造事物的科学，其最终目标是实现微型化。新材料按组分，有金属材料、无机非金属材料（如陶瓷、砷化镓半导体等）、有机高分子材料、先进复合材料四大类。按材料性能分，有结构材料和功能材料两类。功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等效应，以实现某种功能，如半导体材料、磁性材料、光敏材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料等。（一）半导体材料半导体材料是电导率介于导体与绝缘体之间的功能材料，是当代电子信息领域中最重要的新材料。半导体材料的电学性质对光、热、电、磁等外界因素的变化十分敏感，在半导体材料中掺入少量杂质可以控制这类材料的电导率。单晶硅是主要的半导体材料。近年来开发的低电耗的化合物砷化镓很可能成为继硅之后第二种最重要的半导体材料。（二）超导材料荷兰物理学家昂尼斯发现，某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量。这一现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度，叫超导临界温度。超导材料按其化学成分可分为元素材料、合金材料、化合物材料和超导陶瓷。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料。高温超导体，它通常是指在液氮温(77K)以上超导的材料。因此这里所说的“高温”，仍然远低于冰点0°C。纳米材料纳米材料是纳米科技的基础，功能纳米材料是纳米材料科学中最富有活力的领域，它对信息、生物、能源、环境、宇航等高科技领域，将产生深远的影响并具有广阔的应用前景。能源材料能源材料往往指那些正在发展的、能支持建立新能源系统满足各种新能源及节能技术的特殊要求的材料。目前比较重要的新能源材料有：裂变反应堆材料，如铀、钚等核燃料、反应堆结构材料、慢化剂、冷却剂及控制棒材料等。聚变堆材料：包括热核聚变燃料、第一壁材料、氤增值剂、结构材料等。(3)高能推进剂：包括液体推进剂、固体推进剂。燃料电池材料：如电池电极材料、电解质等。氢能源材料：主要是固体储氢材料及其应用技术。超导材料：传统超导材料、高温超导材料及在节能、储能方面的应用技术。(7)太阳能电池材料。(8)其它新能源材料：如风能、地热、磁流体发电技术中所需的材料。新材料在国防建设上作用重大。例如，超纯硅、砷化镓研制成功，导致大规模和超大规模集成电路的诞生，使计算机运算速度从每秒几十万次提高到现在的每秒万亿次以上；航空发动机材料的工作温度每提高100C，推力可增大24%；隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射，使敌方探测系统难以发现等等。六、新能源新能源又称非常规能源，是传统能源之外的各种能源形式，指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。联合国开发计划署(UNDP)把新能源分为以下三大类：大中型水电；新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能。新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部发出所产生的热能，包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源(特别是化石能源)枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义能源是指人类能够获取利用的能量资源。能源按其来源可分为三类：第一类是来自地球以外的太阳能，包括由太阳能转化形成的化石资源(煤、石油、天然气等)、生物质能、水能、风能、海洋能等资源。第二类是地球本身蕴藏的能量资源，主要是核裂变能、核聚变能及地热能资源。第三类是地球和月球、太阳等天体之间有规律的运动所形成的能源，如潮汐能等。

按其能否重复产生，又可分为可再生能源和非再生能源。可连续再生、连续利用的能源称为可再生能源，如风能、水能、太阳能等。经过亿万年形成的、短期内无法恢复的能源，称为非再生能源，如原煤、原油、天然气等。能源分为传统能源和新能源两种。新能源最主要的特点在于污染小、储量大。关注新能源技术，是我国推行低碳经济的一个重要方面。原理特点应用现状（不足J太阳能光电敲应或者・光化学效应.g无害、重大、长久太阳能电池光伏产业太阳能宋眉装就率任风能风能一不稳定的电能一^学,能一电能资源封;风力发电地域性、风量不稳定生物质能燃烧分布匚储重大哉国"商能源*部表熟值及熟效率低氢能燃烧燃盛值高无污染工业生产、液态氢口」作火箭'燃料制氢成本高可燃冰燃烧燃媒值高污染小、数重大目前土要在开采阶段储存和采!用难，产生的甲烷康气可官萨生温室裁应核能核裂变无污染核电厂禾核裂变发电发电熟效率偈核废料处理困雅小信息：西藏西部太阳能资源最丰富，居世界第二位，仅次于撒哈拉大沙漠。海洋生物技术海洋生物技术兴起于20世纪80年代，是传统海洋生物学发展的一门新兴研究领域。目前，世界各国正在进行的海洋生物技术研究的内容，主要是以海洋生物为对象，综合应用基因工程、细胞操作技术和细胞培养等技术手段，进行海洋生物遗传性改造，或生产对人们有用的海洋生物产品。随着神经生物学、海洋生态学、海洋工程学、电子学，以及遥感技术和深海探测技术不断向海洋生物技术领域渗透，并与之相结合，海洋生物技术的研究范围将逐步拓宽。现在，人们正在研究的内容大体有三个方面：一是开发、生产和改造海洋生物天然产物，以便用作药物、食品、新材料；二是定向改良海洋动物、植物遗传特性，为海水养殖业提供具有生长快、品质高和抗病害的优良品种；三是培养具有特殊用途的“超级细菌”，用来清除海洋环境的污染，或者生产具有特定生物治理的物质。1996年，我国政府已将海洋生物技术列入863计划，主要方向是大规模发展海水养殖。并已初见成效。海水养殖总产量、海藻、贝类等产量均居世界首位，对虾产量也曾一度居世界首位；裙带菜无性繁殖系、三倍体扇贝和牡蛎的培育，都已列入国家“攀登计划”，正在组织实施；山东省海藻养殖和海藻化工已成为世界上该领域第一大产地。此外我国在世界上首次研究成功了海带的单倍体育种技术、紫菜的体细胞育苗技术、对虾的三倍体与四倍体育苗技术、对虾精荚移植技术等；在海水鱼、贝类的三倍体育苗技术和鱼类性别控制技术的研究方面也取得了重大进展。空间技术空间技术是探索、开发和利用宇宙空间的技术，又称为太空技术和航天技术。目的是利用空间飞行器作为手段来研究发生在空间的物理、化学和生物等自然现象。空间技术自20世纪50年代崛起以来，以其辉煌的成就对国际政治、军事产生的影响和对人类经济、文明作出的贡献举世瞩目。几十年来，空间技术取得了重大的成就，其中各类卫星大显神通。我国也成功地研制出了神五、神六、神七载人飞船，并成功地实现了太空漫^步。九.“863”计划1986年3月，在四位著名老科学家王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允的积极倡议下，我国制定了《高技术研究发展计划纲要》，简称“863”计划。863计划即国家高技术研究发展计划，是中华人民共和国的一项高技术发展计划。这个计划是以政府为主导，以一些有限的领域为研究目标的一个基础研究的国家性计划。由于计划的提出与邓小平同志的批示都是在1986年3月进行的，因此此计划被称为“863计划”。863计划是在世界高技术蓬勃发展、国际竞争日趋激烈的关键时期，我国政府组织实施的一项对国家的长远发展具有重要战略意义的国家高技术研究发展计划，在我国科技事业发展中占有极其重要的位置，肩负着发展高科技、实现产业化的重要历史使命。863计划主要是由政府主导，同时鼓励企业的参与。其中国家级的科研机关和各高等院校是科学研究的主导力量，而企业要加入863计划必须通过政府和相关部门的严格筛选，更重要的是企业自身的实力和发展潜力，因此只有极少具有实力的企业才能作为该计划的承担单位。863计划选择了对我国今后发展有重大影响的8个高技术领域。十.火炬计划火炬计划是于1988年8月经国务院批准，由科技部组织实施的一项发展中国高新技术产业的指导性计划，是我国重要的高新技术产业化计划，是国家高新技术产业发展的重要支柱，是国家经济、科技与社会发展总体规划的重要组成部分。实施“科教兴国”战略，贯彻执行改革开放的总方针，发挥我国科技力量的优势与潜力，以市场为导向，促进高新技术成果的商品化、高新技术商品产业化和高新技术产业国际化。“973计划1997年6月4日，原国家科技领导小组第三次会议决定要制定和实施《国家重点基础研究发展规划》，加强国家战略目标导向的基础研究工作，随后由科技部组织实施了国家重点基础研究发展计划，即“973计划”。制定和实施973计划是党中央、国务院为实施“科教兴国”和“可持续发展战略”，加强基础研究和科技工作作出的重要决策；是实现2010年以至21世纪中叶我国经济、科技和社会发展的宏伟目标，提高科技持续创新能力，迎接新世纪挑战的重要举措。“973计划”主要任务包括：一是紧紧围绕农业、能源、信息、资源环境、人口与健康、材料等领域国民经济、社会发展和科技自身发展的重大科学问题，开展多学科综合性研究，提供解决问题的理论依据和科学基础。二是部署相关的、重要的、探索性强的前沿基础研究。三是培养和造就适应21世纪发展需要的高科学素质、有创新能力的优秀人才。四是重点建设一批高水平、能承担国家重点科技任务的科学研究基地，并形成若干跨学科的综合科学研究中心。十一.星火计划星火计划的宗旨是：坚持面向农业、农村和农民；坚持依靠技术创新和体制创新，促进农业和农村经济结构的战略性调整和农民增收;推动农业产业化、农村城镇化和农民知识化，加速农村小康建设和农业现代化进程。十二.高新技术高新技术本身具有一些有别于一般科技的独特内容，其主要特征可概括为“高”：高智力、高投入、高风险、高效益、高渗透、高竞争。世界新科技革命的标志一以六大技术群体的崛起为标志信息技术群体，包括微电子，计算机，激光，光导纤维，光电子,卫星通讯等；新材料技术群体，包括非晶态，多晶薄膜,碳纤维，结构陶瓷，记忆合金,分离膜，超导体等；3.新能源技术群体，包括核能，风能，生物质能海洋能,地热能，太阳能等；4.生物技术群体，包括微生物，酶，细胞，基因等；5.海洋技术群体,包括海底采矿，海水淡化，海水提铀，海水养殖；6.空间技术群体,包括空间探测，空间工业，航天运输，空间军事等21世纪将是高新技术的时代：信息技术是先导；新材料技术将成为支柱；生物技术是核心；空间技术将成为21世纪技术的外向延伸；海洋技术将成为21世纪技术的内向拓展信息技术的标志：光电子和人工智能新材料技术的标志是：材料设计和超导技术海洋技术的标志是：深海挖掘和海水淡化生物技术的标志为：基因工程和蛋白质工程。空间技术的标志：航天飞机和永久太空战新能源技术的标志：核能和太阳能小信息：20世纪中影响最为深远的科学发现和技术成就是：两大理论的提出（量子论和相对论），五大模块的建立（粒子物理的夸克模型、宇宙学的大爆炸模型、DNA所螺旋模型、地质构造的板块模型、计算机冯-诺依曼模型）和在科学理论指导下的五项尖端技术（核技术、航天技术、电子计算机技术、激光技术和基因技术）。十三农业常识三色农业即是绿色农业、白色农业和蓝色农业。首要的目标是发展“白色农业”。白色农业白色农业是改变农业以太阳光为直接能源，利用绿色植物通过光合作用生产人类食物、动物饲料的传统方式，应用高科技进行开发，依靠人工能源不受气象和季节的限制，可常年在工厂进行大规模生产，节土、节水、不污染环境，资源可循环利用的微生物工业型的农业。白色工程农业是以蛋白质工程、细胞工程和酶工程为基础，以基因工程全面综合组建的工程农业。绿色生态农业是以绿色植物借叶绿素进行光合作用生产食品的农业。蓝色农业向大海要粮，正是中国农业发展的出路之一。将海洋种植业、养殖业、捕捞业形象地喻为“蓝色农业”，它的最终目的就是开发食用蛋白质。生物农业生物农业是利用自然条件，采用多种农作物轮作肥田，天然杀虫、生物多样化等科学方法种植农作物，不施化肥，不喷杀虫剂，生产出接近天然植物的农产品。持续农业发展可持续农业是就要使农业生产与环境保护相协调，在发展农业生产的同时要注意维护和重延长期发展农业的基础，避免大量使用化肥、农药、毁林开荒，过度放牧，破坏性耕作，滥用土地而导致农田土质退化，水土流失，甚至盐碱化，沙漠化和生物资源减少，确保农业的可持续发展。生态农业生态农业是一个复杂的自然、社会、经济复合体，是运用生态系体的生物共生和物质循环再生原理、系统工程方法和当代科技成果，根据当地资源条件，合理组合农、林、牧、渔，加工业等量比关系，实现经济、生态、社会三大效益统一的新型农业体系。绿色食品及标志绿色食品是指经专门机构认定，许可使用绿色食品标志的无污染的安全、优质、营养食品。绿色食品标志是由中国绿色食品发展中心在国家工商行政管理局正式注册的质量证明商标。绿色食品标志由三部分组成，即上方的太阳、下方的叶片和中心的蓓蕾，标志为正圆型，意为保护。杂交水稻20世纪70年代，袁隆平第一个开发出可以广泛种植的杂交水稻，为中国的水稻种植带来革命性变化，大幅度提高了产量。十四.知识经济知识经济及主要标志1990年联合国研究机构首次提出”知识经济”的说法。1996年，国际经济合作组织（OECD）在《以知识为基础的经济》报告中指出，知识经济是建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济。其主要标志为：1、它以知识、智力为经济发展的关键要素，并如同劳动力和生产资源一样直接存在；2、在经济生产发展过程中，知识可以形成产业经济，即以高科技产业为标志的产业化经济。知识经济的发展趋势知识经济首先在知识方面呈现出三个发展趋势：一是知识商品化；二是文化知识旅游；三是知识产业化。知识经济的经济方面的三大发展趋势：一是物业文化艺术化；二是商业文化美学化；三是产业文化理念化。知识产权及范畴知识产权是一种基于人们在科学技术和文化艺术领域中所出的创造性智力劳动成果而产生的经济权利和精神权利的总称。根据世界知识产权组织和有关知识产权国际条约的规定，知识产权一般包括著作权（版权）、发明专利、实用新型、外观设计、商标、服务标记、厂商名称、货源名称或原产地名称以及制止不正当竞争等。我国的法律法规的划法是：属于经济权利的知识产权包括著作权、专利权、商标权、集成电路知识产权、计算机软件知识权、商业秘密、非专利技术使用权与转让权、数据权、试验资料权等；属于精神权利的知识产权包括作者权、发明权、发现权、科技成果权等。十五.技术创新技术创新的定义和本质技术创新被定义为与新产品的制造、新工艺过程或设备的商业应用有关的研究开发、设计、制造及其他商业活动。它包括产品创新、工艺创新和服务创新。简单地说，技术创新是指将一种新产品、新工艺、新服务引入市场。十六物理学常识一、基础物理学（一）热力学三定律热、电磁、光等现象和机械运动都是能量的不同形式，可以相互转化，并且遵循能量守恒定律。热力学第一定律：热力学系统如不吸收外部热量却对外做功，须消耗内能；不可能造出既不需外界能量又不消耗系统内能的永动机。热力学第二定律：热机不可能把从高温热源中吸收的热量全部转化为有用功，总要把一部分传给低温热源。根据这个定律，任何热机的效率都不可能达到100%。热力学第三定律：在科学家研究固体、液体、分子和原子的自由能的基础上，能斯特提出，在温度达到绝对零度（-273摄氏度）时，物质系统（分子或原子）无规则的热运动将停止。绝对零度不可能达到，但是可以无限趋近。二）电磁理论1864年，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并预言光是一种电磁波。1888年，赫兹发现了电磁波。麦克斯韦的电磁理论成为描述电磁运动的基本理论，被称为自然科学的第三次理论大综合。二、现代物理学现代物理学通常是指20世纪初开始发展起来的物理学，包括相对论、量子力学、原子和原子核物理学、粒子物理学等，是物理学的重要组成部分。（一） 粒子物理学粒子物理学研究比原子核更深层次的微观世界，物质的结构性质和在很高的能量下，这些物质相互转化的现象，以及产生这些现象的原因和规律。迄今，人们已认识到构成物质的最小组成为三种粒子：轻子、夸克、媒介子。作用在物质上的所有的力可归结为三种：引力、强力、统一的电弱力。（传统上将力分为四种：引力、电磁力、强力和弱力。上世纪60年代，物理学家发现弱力和电磁力是可以统一起来的，它们是一种事物的不同侧面，统称电弱力）（二） 相对论相对论是爱因斯坦创立的物理学理论，描述物体的高速运动和相关的时空性质。相对论引发了现代物理学革命，同时也深刻地影响了人类的时空观。相对论包括狭义相对论和广义相对论。（三） 量子力学量子力学是描述微观世界结构、运动与变化规律的物理科学。量子力学的产生和发展标志着人类认识自然实现了从宏观世界向微观世界的重大飞跃。三、现代宇宙学广义相对论是现代宇宙学研究的理论基础。.多普勒效应物理学是测定物体运动速度的有力手段。利用光波波长的相对移动量与相对运动速度成正比来测量物体的运动速度。科学家利用多普勒效应证实了宇宙是不断膨胀的大爆炸理论。通过电磁波传递宇宙的各种信息，天文学家们可以对宇宙的结构、起源和演化进行研究。比如，利用光学望远镜可以接收到可见光传来的天体信息；利用射电望远镜可以接收天体传来的射电波；利用装置着探测天体的红外线、紫外线、X射线和丁射线等各种仪器的卫星、高能天文台，接收全部电磁波传来的信息，研究不同类型的天体状况，分析宇宙的结构和它们的演化过程。黑洞：所谓“黑洞”，是引力场很强的一种天体，就连光也不能逃脱出来。恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成了黑洞。在20世纪40年代末，美国物理学家伽莫夫等提出了大爆炸宇宙模型。认为，宇宙起源于160亿年前的一次大爆炸。在大爆炸后，四种基本力，即引力、强力、弱力和电磁力逐一地分化出来。后来，物质形态依次演化为原子、气态物质、各种恒星体系，最后发展成今天的宇宙。十七.化学常识（一） 原子一粒原子是由原子核及外围带负电荷的电子组成的粒子，一般而言是化学研究的最小尺度范畴。原子核由质子和中子组成。电子带负电荷，质子带正电荷，个数相同使得电荷平衡，令整个原子呈中性。（二） 元素一种元素即是所有原子核内有一样多的质子的原子的统称，另一种定义是所有不可以用化学方法分解的物质都是元素。在这么多种列举元素的方法中，最常用和最方便的莫过于元素周期表。周期表根据原子序数来排列原子，而原子序数就是一粒原子中质子的数量。因为这个奇怪的排列，排在一起的元素，无论是同一个直行、同一个横行还是纯粹在附近，都有一些大致上固定的关系。（三） 化合物一颗氯化钠（食盐）的结晶化合物是一些以不同元素用固定比例结合而成的物质。成份的比例决定了它的化学特性。例如水是用氢同氧以二比一组合而成，结果它三个原子之间就造了一个104.5度的角度出来。不同化合物及元素之间的变化称为化学反应。（四） 分子一个分子是化合物的最根本组织，不用化学方法是拆不开的。大部分分子都是由两个或以上原子组成，但是都有些特例，例如氦气分子，只有一个原子。这些原子，如果多于一个，是由化学键结合。（五） 离子离子是带电荷的物质，可以由原子或分子失去或得到电子形成。正离子（例如钠离子Na+）和负离子（例如氯离子Cl-）结合可以成为电荷中性的盐（例如食盐NaCl）。有些离子是由几个原子组成，而它们进行化学作用的时候又不会分离，例如磷酸根离子（PO43-）、铵离子（NH4+）。气相的离子通常被称为等离子体。（六） 化学品化学品泛指一切有确实化学构造及化学成份的物质，所以又称化学物质。它们可以是元素、化合物或混合物。日常生活中的东西多数都是混合物，例如合金。（七） 化学键化学键是指组成分子或材料的粒子之间互相作用的力量，其中粒子可以是原子、离子或是分子。化学键的物理本质来自于原子和原子之间电子的电力，量子力学上意指原子间电子的波函数线性叠加。化学键是化学最重要的概念之一，化学家为能简洁表述化学键并规避量子力学的复杂性，将化学键分类为共价键、离子键和金属键，较弱的键结如氢键等。无论分类为何，其物理本质都是相同的。（八）分子间力分子间力是不同分子之间的作用力，主要有氢键，范德华力，亲水作用/疏水作用等，这种作用力比化学键弱，容易打开或重新组合，但是是形成分子空间排列和架构的重要作用力，是现代化学的重要研究方向之一。（九）化学反应化学反应是一种物质转变为另一种物质的过程，涉及分子中元素的交换和化学键的转移、形成或消失。化学反应形成的改变既可令很多独立的分子结合，也可将一个较大型的分子拆开成为很多独立的小分子，甚至是同一分子内有原子移动，即使原子的数量没有改变，但仍会构成化学反应。（十）质量守恒定律在任何与周围隔绝的体系中，不论发生何种变化或过程，其总质量始终保持不变。或者说，化学变化只能改变物质的组成，但不能创造物质，也不能消灭物质，所以该定律又称物质不灭定律。（^一）能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。（十二）电荷守恒定律电荷是物质的属性，它不是凭空产生或消失，只能从一个物体转移到另一个物体上，这就是电荷守恒定律。也可以表述为，在一个没有净电荷出入其边界的系统，其中正负电荷电量的代数和保持不变。十八.生物常识（一）细胞细胞是一切生物机体构造和发育的基本单位。细胞的最外面是细胞膜，膜内是细胞质，细胞质里有细胞核，还有线粒体、高尔基体等细胞器。德国植物学家施莱登提出细胞是一切植物机构的基本单位，德国动物学家把这一观点扩大到动物界，正式建立了细胞学说。细胞学说的创立是19世纪最伟大的三大发现之一，实现了生物学知识的又一个层次的综合，证明了生物在构造和发育上的统一性细胞是由膜包围着含有细胞核（或拟核）的原生质所组成，是生物体的结构和功能的基本单位，也是生命活动的基本单位。细胞能够通过分裂而增殖，是生物体个体发育和系统发育的基础。细胞或是独立的作为生命单位或是多个细胞组成细胞群体或组织、或器官，系统和整体（动物，主要人体）；细胞还能够进行分裂和繁殖；细胞是遗传的基本单位，并具有遗传的全能性。有成形细胞核的是真核生物，反之，无细胞核的是原核生物。（二）DNADNA（为英文Deoxyribonucleicacid的缩写），又称脱氧核糖核酸，是染色体的主要化学成分，同时也是组成基因的材料，有时被称为“遗传微粒”。核酸是大型酸性的链状分子，含有磷酸、戊糖、嘌吟或嘧啶碱基，有脱氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA两种。单体脱氧核糖核酸聚合而成的聚合彳一脱氧核糖核酸链，也被称为DNA。在繁殖过程中，父代把它们自己DNA的一部分（通常一半，即DNA双链中的一条）复制传递到子代中，从而完成性状的传播。因此，化学物质DNA会被称为“遗传微粒”。（三） 基因基因是指携带有遗传信息的DNA或RNA序列，也称为遗传因子，是控制性状的基本遗传单位。基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。（生物体内的每种蛋白质、酶、多肽激素和细胞因子等都有其自身特定的遗传信息，存在于染色体链中。携带某种特定蛋白质完整遗传密码的那个片段称为基因。）（四） 人类基因组人类基因组，又译人类基因体，是智慧人种的基因组。共组成24个染色体，分别是22个体染色体、X染色体与Y染色体。含有约30亿个DNA碱基对。碱基对是以氢键相结合的两个含氮碱基，以A、T、C、G四种碱基排列成碱基序列。人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。（五） 新陈代谢新陈代谢是生物体内全部有序化学变化的总称。它包括物质代谢和能量代谢两个方面。物质代谢是生物体与外界环境之间物质的交换和生物体内物质的转变过程;能量代谢是生物体与外界环境之间能量的交换和生物体内能量的转变过程。在新陈代谢过程中，既有同化作用，又有异化作用。同化作用，又叫做合成代谢，是指生物体把从外界环境中获取的营养物质转变成自身的组成物质，并且储存能量的变化过程;异化作用，又叫做分解代谢，是指生物体能够把自身的一部分组成物质加以分解，释放出其中的能量，并且把分解的终产物排出体外的变化过程。（六） 克隆技术“克隆”（Clone）本意是无性繁殖，它不靠性细胞而是生物的体细胞进行繁殖。1997年2月23日，英国苏格兰罗斯林研究所的科学家宣布，他们的研究小组利用山羊的体细胞成功克隆出一只基因结构与供体完全相同的小羊“多莉（Dolly）”。多莉的特别之处在于它生命的诞生没有精子的参与。研究人员先将一个绵羊卵细胞中的遗传物质吸出去，使其变成空壳，然后从一只6岁母羊身上取出一个乳腺细胞，将其中的遗传物质注入卵细胞空壳中，这样就得到一个含有新的遗传物质但没有受过精的卵细胞，这一卵细胞经过分裂、增殖形成胚胎，再被植入另一只母羊子宫内。2003年2月15日，世界首只克隆羊多莉死亡。（七）遗传与进化遗传，是指生物子代和亲代之间的相似现象。生物的子代和亲代之间，以及子代不同个体之间都有或多或少的差异，这种差异叫做变异。由遗传物质发生的改变所引起的变异叫做可遗传变异，由环境条件引起的而遗传物质没有发生改变的变异叫做不遗传变异。决定生物由水生到陆生、由简单到复杂、由低等到高等的方向进化的原因是自然选择。生物进化的总趋势是种类由少到多，生活环境由水生到陆生，身体结构由简单到复杂、由低等到高等。19世纪著名的英国生物学家达尔文提出了以自然选择学说为基础的生物进化理论，奠定了进化论的科学基础。恩格斯把达尔文的进化论列为19世纪自然科学的三大发现之一。小信息：学的研究结果表明DNA是遗传信息的载体。21世纪高新技术的核心是生物技术。十九.地理常识自然科学中最早出现的学科是天文学。太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统。在太阳系中，太阳是中心天体，其他天体都在太阳引力的作用下，围绕太阳公转。它的主要成员是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。银河系是一个由群星和弥漫物质集成的庞大天体系统。银河系是地球和太阳所在的恒星系统，是一个拥有一二千亿颗恒星，除仙女星系外最大的巨星系。地球大约有46亿年的历史