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百年时间革新的回想与预测

发布时间:2021-10-03来源:hg0088注册_365体育直播_365体育娱乐_365体育网站点击:131

  20世纪,人类科学知识的空前积累,技术创新与生产力的飞速发展,社会财富的不断增值,奇迹般地改变了世界的面貌。与此同时,人类社会也经历了一系列的冲突、变革和动荡,出现了世界范围的政治、经济乃至军事等方面国际关系的裂变和重组。两次世界大战的浩劫与连绵不断的局部战争,殖民体系的瓦解和社会主义、民族主义浪潮的起伏,经济全球化、信息化的冲击,南北两极分化的加剧,以及人类赖以生存的生态环境遭到灾难性的破坏和自然资源的枯竭等,都将作为20世纪人类文明的遗产对新世纪人类社会发展带来深刻而长远的影响与挑战。

  回顾刚刚过去的20世纪,考察纵贯100年来技术创新的历史轨迹,分析它给予生产力发展和人类文明进步的巨大贡献,以及所带来的种种矛盾与新的挑战,全面而深刻地理解和把握20世纪技术创新与发展的本质、特征与规律,以及技术与科学、社会的相互作用的关系等,展望21世纪技术发展的大趋势及将对人类社会产生的影响无疑具有重要的意义。

  进入20世纪,人类在技术领域获得了前所未有的创新成就:在合成化工、能源与环保、材料与先进制造、航空航天、微电子与光电子、自动控制、计算机与通讯网络、科学仪器与生物医学工程、纳米技术与微机电系统等领域中,高新技术创新层出不穷,成为推动生产力空前发展和人类社会进步的决定性因素,极大地改变了人类的生产与生活方式;促进了工业化与城市化的进程,缩小了三大差别,影响了人类社会的组织结构,人类的思维模式和观念;为人类认识世界与改造世界提供了新的工具、方法与手段,使人类社会发生了空前的变化与进步。

  人类的体力和脑力一般是通过创造和使用工具发挥作用的,生产工具进步的标志一般由制作工具的材料、结构、动力以及动力传递与控制这四个因素所决定,其中尤以动力传递与控制因素最为重要。

  从17世纪的产业革命开始,手工工具被机器所取代,人、畜、水力被蒸汽机动力所替代。电力技术革命发生之后,结构复杂庞大的蒸汽机与机械传动机构被汽轮机、发电机与电动机所取代,从而使得动力机械和工作机器在结构、动力传递等方面发生了一场新的革命。20世纪下半叶以来,以微电子、半导体、集成电路为标志的现代电子技术革命,更使机器的整体结构与控制部分发生了根本性的变化。首先是程序控制机床与自动生产线,接着是生产过程采用电脑控制的柔性自动生产线与计算机集成制造系统,智能化机器人的出现以及机电一体化产品所形成的智能化的机器体系,实现了用机器(计算机)代替人对机器的操纵与控制,计算机进入到生产、生活和社会的管理领域,解放和拓展了人类的体力和脑力。

  各种家用电器的发明与普及,办公自动化和弹性工时制的实现等,不但使人类摆脱了繁重的体力劳动,甚至一部分脑力劳动也已经被机器所替代,从而提高了工作效率,缩短了劳动时间,使人类有更多的自由从事学习、创造与休息,引发社会生产力新的革命,推动了人类传统的生产方式、生活方式和社会组织结构的变更,促进了人类文明进步。

  继铁路运输业发展之后,19世纪末,汽车的发明和规模化生产以及高速公路的出现引发了交通运输领域的一场新的革命。其后果不仅扩展了人的活动范围,改变了人们的生产、流通和生活方式,也改变了城乡发展的整体格局,带动了制造技术与管理工程的现代化,推动了材料与制造产业的发展和工业化经济的持续繁荣。汽车和高速公路已成为国家与地区工业化、现代化的重要标志和不可逾越的发展阶段。

  1903年,美国莱特(Orville Wright,1871-1948,Wilbur Wright,1867-1912)兄弟发明了飞机,这项发明和后来的发展不但使人类飞翔的梦想得以实现,而且大大克服了高山与大洋对人类活动范围的天然阻隔。到本世纪末,几乎所有的远程客运与快运都依靠航空运输,中短程的航空客运量也在大幅度上升。

  1903年俄国科学家齐奥尔科夫斯基(Tsiokovsky,KonstantinEduardovich,1857-1935)发表了火箭运动方程;1926年,美国戈达德(H.Goddard,1882-1945)成功地发射了世界上第一枚液体燃料火箭,最终导致航天器的诞生,使人类实现了宇宙航行的梦想。1957年,前苏联运用洲际导弹的火箭装置将世界第一颗人造地球卫星送上太空;1969年,美国“阿波罗”11号飞船登上月球;1971年,前苏联建造宇宙空间站,使人类首次在太空中有了活动基地;1981年,美国首次发射哥伦比亚号航天飞机成功,人类从此可以自由往返太空。90年代以后,人类开始了深部宇宙探测活动。

  在20世纪,人们研制发展了电子显微镜(1931)、射电天文望远镜(1937)、空间天文望远镜、X光与核磁共振扫描仪、隧道扫描显微镜和原子力显微镜等观察仪器,创造了超级粒子加速器和对撞机,同步辐射光源和宇宙线探测装置等。目前,人们运用光学望远镜、射电望远镜、空间天文望远镜等大型天文仪器,可观测到大约1026米的宇宙空间(约百亿光年的距离);可通过隧道扫描显微镜等,观测到纳米(10-9米)尺度的微观范围。更小的尺度则利用加速器进行间接观测,精度已达到10-18米。也就是说,现代科学仪器使人类的视野横跨44个数量级的空间尺度,极大地拓展了人类的观察能力。

  今天,在高速发展的通讯卫星、宽带网络、蜂窝移动电话、超级计算机以及其他先进技术的推动下,信息技术所带来的影响的深度和广度空前发展。信息技术在金融、商业、教育、医疗保健、管理服务等领域带来了新的突破。至2001年5月,全球网民数量已逾3.32亿,中国网民也达2600万户。在中国,已经有超过400万名学生接受国家卫星电视大学教育。远程教育已从根本上改善了知识传播的效率、多样性和全球化程度。在过去的10年中,全球远程医疗也开始取得了显著的成果。

  20世纪电视、洗衣机、吸尘器、微波炉等家用电器的不断创新,不但引起“厨房革命”,而且带来家庭分工角色、生活方式的改变,并且改善和提高人们的生活质量。

  20世纪,抗菌素和免疫疗法的发明与发展使人类基本摆脱了传染病的因扰;维生素和氨基酸的人工提取与合成提高了人类的营养水平;各种医疗诊断与治疗仪器及其技术的发明和发展使人类有可能从整体水平、器官水平、细胞水平乃至分子水平上,充分而准确地以数据和图像形式获取反映人体健康与病变所形成的结构与功能变化,显著提高了疾病的临床诊断和防治水平。

  1953年英国科学家沃森(J.D.Watson,1928~)和克里克(F.H.C.Crick,1916~)构建了DNA双螺旋分子模型之后,分子生物学迅速兴起。1973年至1974年科恩en,1922~)和博耶(H.W.Boyer,1936~)发明了DNA重组技术。在此基础上,博耶于1976年成功地运用DNA重组技术制成人的生长激素,1983年,人的生长激素产品进入市场。1976年由博耶加盟的Genentech公司成立,这是继成立于1971年的Cetus公司之后的世界第二家基因工程公司,从此引发了70年代末、80年代初的基因工程工业化的热潮。到1981年美国就成立了200多家生物工程公司。现代生物工程由此崛起,它包括基因工程、细胞工程、酶工程与发酵工程等。从1985年开始,日本、美国等又着手研究新一代生物技术——蛋白质工程,这项技术将可用来开发多元疫苗、新抗癌药、激素等。现代生物技术是人类认识能力的又一重大突破,到20世纪末,全世界已有50多个国家和地区拥有生物工程企业。据有关资料统计,迄今生物工程所获得的产品不少于160种。这些最新成果已经对人类健康、生命质量、农业生产及其产品的加工产生了积极而深远的影响。基因诊断、基因治疗和基因药物等的出现也将给人类健康带来福音。

  人类社会在20世纪虽经两次世界大战的浩劫,但100年来人类的平均寿命延长了20余岁。19世纪末,世界的平均人口寿命大约只有40岁,据美国商业部最新发表的一份报告指出,1997年世界平均人口寿命已达到62.27岁。中国人1949年的平均寿命为35岁,1996年增长到70.8岁(1999年《中国人口》公布)。这应当在很大程度上归功于人类生活水准的提高以及现代生物医学技术发展所做的贡献。可以预见,随着科技发展和社会进步,世界的人口寿命以及生命和生活质量将得到进一步提高。

  20世纪,人类除了开发利用传统的自然资源——农产品、矿产业化石能源——满足人类在衣、食、住、行方面越来越多的需求以外,最值得一提的是以煤化工和石油化工为基础的高分子合成材料的发明与发展。性能多样的金属材料、高等陶瓷、功能晶体、碳素材料以及复合材料的发明相继问世,并已成为现代能源、运载工具以及一切民用与国防装备的基石。至今世界上的结构与功能材料已有数十万种,并继续以每年大约5%的速度递增。

  20世纪下半叶,硅材料的开发利用,以半导体、大规模集成电路、计算机以及光纤和因特网为标志的信息时代的到来,充分显示了新材料及相关工艺技术是现代高新技术创新发展的关键因素之一。

  技术与生产规模空前发展,导致自然资源濒临枯竭,生态环境严重恶化。20世纪60年代起,人类开始认识到:只有走与自然协调发展之路才能保持人类社会的可持续发展。人们开始致力于发展可再生利用技术,发展环境友好的工艺技术及可自然降解材料,发展生态与环境保护与治理技术,这些技术后来被统称为“绿色技术”。

  20世纪技术创新及其对社会进步的巨大推动作用是一百年前的人们很难预见的,这不仅是因为技术本身日新月异,而且因为科学与技术之间以及社会需求与技术发展之间相互推动,为促进技术创新而构建的社会化创新体制也日益完善。探讨这一百年来技术创新与发展规律,无论对我们理解20世纪技术进步,还是对选择新世纪的技术创新战略,都具有重要的意义。在经济全球化的今天,技术创新必须着眼于全球竞争的优势和技术造福人类的目标。

  技术本质上并不是科学的派生物或附属品,而是“人类在与自然彼此相互作用时,用来扩展他们肌肉、感觉和智慧的一切手段与方法——在创造文化价值方面也起着重要的作用”(欧文·拉兹洛编,《多种文化的星球——联合国教科文组织国际专家小组的报告》)。技术创新则是人们为某一应用目的所作的方法、工具、系统方面的改进和革新。技术创新有十分明确的功利目标和现实价值。

  技术的发展具有创新性、多样性、持续性和选择性等特征。创新性是技术发展的灵魂,如果都是千篇一律的模仿,技术不可能发展;多样性是指在某一特定时间区间内,技术形态的多样性,这种多样性是创新和多种选择的结果;持续性是指任何一项新技术的发明,都是从已有的积累中发展起来的;由于人类的创新能力与需求发展不平衡,创新过剩的那部分就必然产生选择,由此技术发展具有选择性的特征。这种选择是多样性的,它包括经济因素、军事因素、社会因素和文化因素等。

  20世纪的技术发展体现了综合、集成的发展趋势。20世纪60年代以后,可持续发展的理念和高技术的发展对传统伦理、道德观念带来了新的挑战,技术发展的目标不仅仅是改造自然,保护自然、可持续地造福人类才是技术发展的线世纪,技术已成为经济增长的主要推动力,市场与需求已成为技术创新与进步的条件和主要牵引力,科学技术已成为决定综合国力和竞争能力的决定性因素,国家与企业则成为科学技术发展的主要策划者与技术创新的主体。

  20世纪现代技术的发展动力,来自新的科学进展,人类面向应用和开拓未来的创造欲望与好奇心,多样化的社会与市场需求的推动以及它们之间的相互作用。如20世纪重大的技术发明中,飞机和汽车的发明动力开始主要来自于人类的创造欲望和好奇心,并非因社会现实需求直接所至,但当时以及后来的社会需求确实为此提供了技术发展,尤其是规模产业化的机遇和强大动力。世界上第一台电子计算机问世,主要是由于第二次世界大战美国海军计算炮弹弹道的需求和一批优秀科学家与工程师的创造欲望。

  激光技术的发明是20世纪科学推动技术发展的经典案例;而激光技术能获得今天如此广泛的应用,则是技术与社会需求互动关系的结果。激光器是综合爱因斯坦1916年提出的受激辐射和40年代形成的粒子数反转概念,以及无线电电子学中的振荡技术等形成的。这一综合过程很大程度上是由二次大战结束前后开创的微波波谱学推动的。1954年成功研制出了第一台微波激发器(MASER),从理论、技术和人才等方面为激光器(LASER)的问世准备了条件。1960年第一台红宝石激光器及稍后的氦氖激光器诞生后,人们根据激光的一系列优异特性:高单色性、高方向性、高相干性和高亮度,设想了激光的种种应用前景,并着手各种应用的实验。成功的实验激发了广阔的社会需求,由此吸引了来自政府和企业等各方面的投资,大批研究人员转入这一领域,激光理论、器件和技术的研究因此进展更为迅速,从而使激光迅速成为一门具有强大生命力的科学技术。我们可以看到,导源于微波波谱学的激光技术,已在材料加工、医疗、通信、武器、全息照相、同位素分离、核聚变和计量基准等领域发挥着巨大的作用,成为支撑信息时代的一项关键技术。

  研究20世纪技术发展的重要案例和它们的发展轨迹,不难发现,不管是哪种情况,许多专利的拥有者都属于那种面向应用满怀创造欲望与激情,而又坚持不懈、勇于实践的人。

  由于技术创新过程具有选择性的特征,而社会选择通常并不都是以技术的先进性成为导向的,在许多场合,往往以经济性、适用性和市场竞争能力为主要选择依据。此外,我们还不应忽视其它一些重要因素,这些因素在某些历史、政治、文化等背景下,会对技术发展产生不同的社会选择,导致不同的结果。20世纪的技术发展受到政治因素的极大影响,如二次世界大战以及后来“冷战”时期军备竞赛所造成的技术发展后果等。

  同样,我们应该指出的是,由于技术发展过程的持续性特征,发展科学技术的社会条件与环境也是重要因素之一,半导体三极管的发明,无疑是建筑在20世纪上半叶电子学及固体物理学基础之上的,但如果没有当时欧美已经发明并广泛应用的雷达、收音机等对更轻便、可靠、价廉的放大器需求的拉动,也很难想象贝尔电话公司会立项展开固体放大器的研究。此外技术发展还不可避免地要受到经济的制约,经济与技术发展的总体水平也会对技术的社会选择产生很大的影响。

  技术发展不但需要动力,更需要促进技术发展的创新体制与机制的保证,我国现阶段应更加注意以下几方面:

  (1)建立和健全开放的、法制化的、平等有序的市场经济大环境和合理有序的竞争机制,使企业自觉地成为技术创新的主体。

  (2)政府在鼓励和推动技术进步中履行恰当的职能和角色。建立并不断完善鼓励技术创新与产业化的有关法规和政策,建立有效的知识产权保护制度。对基础与应用基础研究,以及关系国计民生的重大战略性、前瞻性、基础性技术和公益性技术的研究与开发(如农业、医疗、环境、安全、技术标准与监督等),应保证必要的投入,并引进合理的竞争机制,促进国际间、企业间、企业与大学、研究机构间的分工交流与合作机制的建立;建立支持中小企业技术创新的有效体制,推动建设形成国家创新体系。

  (3)充分重视与发展教育,提高国民的文化教育水平,职业与技术教育水平,以及科学技术知识普及程度。注重培养大批高质量的技术创新人才与经营管理人才,建立与发展国际化的教育、科普与技术交流网络平台。在全社会形成尊重知识、尊重人才,鼓励技术创新与创业的文化氛围与正确的社会价值观念。

  (4)建立与完善有利于技术创新、交流、产业化、市场化的立法、司法、咨询和中介服务,以及风险投资、金融服务体制,发展技术市场、人才市场、资本市场,重视高技术园区、专业性技术协会、高技术产业协会和媒体与网络的作用,为技术创新和产业化提供充分的法律、金融、咨询和中介服务。

  我国原始性的技术创新与重大发明专利稀缺,除科技投入、教育和科技水平,以及创新文化因素以外,其主要原因与我国目前尚未完全建立起有利于促进技术创新与发展的有效体制与动力机制相关。如知识产权保护制度的尚不健全,保护力度低,损害了技术创新者的合法权益;政府在技术发展领域中的职能与市场职能还常常互相混淆,尚未完全建立起开放、法制、平等、有序的市场竞争环境,有利于技术创新与产业化的资源配置尚不够系统、完善与有效。不平等的竞争环境不可能使企业自觉成为R&D的主体,更不可能将自身的发展真正立于科技创新、体制创新和管理创新之上,因此也不可能在企业间、企业与大学及研究机构之间自觉地建立起十分有效的、合理的分工合作与互补关系。

  随着高技术及其产业的发展,现行的专利制度也存在种种不适应甚至面临着新的挑战,但不可否认的是,专利制度在西方发达国家工业化过程中,曾发挥了非常重要的作用。进一步研究和完善知识产权保护制度,使之成为保护和激励知识和技术创新的重要法律手段。

  技术并不能自动延伸到产业,但技术的发展必须依赖产业化,产业的发展更需要有效的体制创新,体制往往比技术本身更为重要。关于促进技术发展的创新体制,印度软件产业的发展值得我们借鉴:

  在20世纪80年代中后期,印度政府根据现代信息技术发展的潮流,制定了重点发展计算机软件产业的长远战略,并通过一系列政策和措施支持计算机软件产业的发展与出口。1991年6月开始建立计算机软件技术园区。为了鼓励对软件技术创新与产业化的投资,政府对进入软件园区的海内外公司实行优惠政策,免除软件进出口的双重赋税,放宽中小企业引进计算机软件技术的限制,允许外商控股75%至100%,全部产品用于出口的软件商可免征所得税等。

  政府还大力鼓励软件公司进行R&D,鼓励大学培养IT人才,规定可对公司的2倍于R&D费用的收入免征收入税;设在10万人以下的城镇的信息和软件公司可以免除收入税和销售税等。印度政府的扶持政策不仅刺激了国内外对印度软件技术与产业的投资,世界各大主要信息产业公司,如:微软、英特尔、苹果、IBM、西门子、惠普、康柏、摩托罗拉等,纷纷在印度设立软件研发中心,不但为印度提供了众多的就业机会,提升了整个印度软件产业的技术水平,更重要的是这些政策像一种催化剂,不但在国内鼓励和培养了一大批软件技术人才,而且从国外吸引了一批高级软件技术人才和管理人才回国创业,与国内的人才优势、语言优势、成本优势有效地结合在一起并得以充分地发挥。

  据统计,1980年度软件出口额(包括服务)仅仅为400万美元,至2000年度产值已达到89亿美元,出口额达到39亿美元。其软件技术园区软件出口平均增长率达到60%以上,软件产业成为印度高新技术产业中出口增长最快的产业,推动了印度经济的整体发展,使印度经济以高于6%的年增长率迅速发展。

  技术创新大致可以分为两类:原始技术创新和集成技术创新。前者更需要合理的人才结构、应用基础研究的支撑和鼓励创新的宽松环境,原始技术创新往往可能创造和开辟新的需求和市场;后者固然需要工程师、发明家的创新意识和动机,但主要依靠社会和市场需求的拉动。

  原始技术创新是指基础或关键性技术发明及其应用。应用基础研究的突破往往是原始技术创新的知识基础与根据,广阔的应用前景产生强大的推动力,晶体管的发明则是一个典型案例。当时,晶体管发明所涉及的基础理论,如量子力学、能带理论、金属-半导体接触整流理论等科学基础已相继创立,由于真空管体积大、寿命短、成本高和可靠性差的缺点,人们期盼着用更好的固体器件取而代之。贝尔实验室独特的条件:人才结构合理、注重应用基础研究和支持与鼓励重大原始性技术创新的宽松环境,使晶体三极管这一开创电子时代的原始性技术创新终于在贝尔实验室诞生。

  莱特兄弟发明飞机之所以成功,正在于他们不像其他竞争对手那样不搞清一些基本原理而盲目设计。他们的高明之处是进行比较系统的应用基础研究,包括建造小型风洞,修改当时已广为接受的升力系数,发明一套测量升力、阻力和螺旋桨拉力的计量秤等等,这在一百年前的技术创新过程中确实显得不同凡响。有的学者指出,莱特兄弟的工作既像发明家更像后来的技术科学家,他们为了设计飞行器,而去研究飞行器所依据的规律和原理。

  提起爱迪生,人们首先想到的是他的伟大发明——白炽灯。实际上,在爱迪生之前已经有斯塔尔(J.W.Starr)、斯旺(J.Swan)等人发明了碳丝白炽灯。爱迪生的过人之处在于他首先想到了仅仅发明灯泡是不够的,需要建造一套发电、输电以及开关、电表等在内的照明系统,而且这套系统的建造、营运和维护的成本与当时美国的煤气照明系统相比要有竞争力。为此,爱迪生1882年在纽约市创建了世界上第一座商业电站,专门为该市的白炽灯供应直流电,这样就用电力照明取代了煤气照明。一位德国经济学家指出,这一事例说明基础技术发明的应用与产业化要求系统的解决。

  从现代运载火箭、波音系列飞机,到家用电器、集装箱技术系统及因特网,都属于集成性创新。可见,科学上的创新在于世界上首次发现,技术上的创新不仅在于原始性的发明,也在于具有重大应用价值的集成创新。

  技术评价标准应与技术创新与发展的目标与动力相一致,因此不能单纯依靠政府奖励来激励技术创新与发展。

  技术评价的困难主要在于影响因素的多样性和市场与社会选择较难预期,主要包括:

  (1)技术的先进性和市场选择之间存在差异,后者常常受经济技术发展水平的制约及营销战略的影响;

  (2)由技术发明到产业发展,技术发明的样机与经过多次发展的批量化产品之间往往存在很大的差异。

  因此,对新技术、新工艺及新产品的选择常常充满了风险,靠的是对市场判断力,对经济与技术发展趋势的正确权衡。

  技术的评价主体应该是市场与社会系统,不应该仅是技术专家,应依靠研究与发展该技术体系以外的评价主体。在评价技术的副作用时, 这点更为重要。技术评价必须满足三方面的要求:

  (1)必须对现代技术和重大工程项目的长远后果有正、负两方面作用的客观全面的评价;

  (2)要有全面和综合的评价方法和手段,不能只对技术或工程的技术先进性或经济性做各自单独评价。

  科学技术都包含创新与认知过程。科学为技术发展提供了潜在的可能性和理论基础,科学原理与定律决定了技术发展的极限。一个著名的例子是人们对永动机长达1500年的探索。仅1855年至1903年间,英国就有超过500件的永动机的发明专利,与此同时,美国也掀起狂潮。1911年,美国专利局宣布以后申请永动机专利,必须附带一个工作样机模型,至此,旷日持久的徒劳寻求永动机的探索宣告终结。

  19世纪前,技术与科学发展相对独立;自从电气革命之后,尤其是在20世纪,出现了建立在科学基础上的技术创新与发展,但技术发明仍有其独特的轨迹。在一些科学基础相对薄弱的领域,恰恰是技术创新突破引发了后来的理论。如马可尼(G.Marconi)首先将无线电融入远程信号传输系统之中,他做的无线电报实验经过了无数次的失败最终获得成功。可见,人们不会因为没有现成的理论可循而放弃实践,科学理论有时会落后于技术创新发展的实践。

  20世纪的技术创新与发展也为科学研究活动提供了新手段,拓展了新的领域,如没有超低温技术就不可能有超导物理,没有高能加速器就不可能有基本粒子物理学的迅速发展,没有X光衍射仪和核磁共振仪就很难想象会有分子结构生物学的发展,没有射电天文望远镜技术很难想象对宇宙深部的探索等。

  随着科学技术活动对人类社会生活的影响日益加大。对于科学技术伦理问题研究也越来越引起重视。在现代技术创新活动中,技术与社会伦理道德的关系主要涉及处理社会效益与经济效益的原则。现代技术的飞速发展提出了许多新的、具有挑战性的伦理道德问题。特别是在生物技术领域,如“试管婴儿”、“动物与人体试验”、“克隆技术”、“”、“安乐死”等都面临许多伦理道德问题;现代技术使武器的杀伤力越来越大,核武器、生物武器等大规模杀伤性武器出现,使得如何认识和控制这类武器已成为国际间伦理道德与法制的重要课题;因特网的出现,同时带来的涉及网络效率、资源共享与网络安全、信息安全,乃至家庭与个人隐私保护等相关的网络伦理道德问题。

  另外一类影响更大的技术与伦理道德问题乃与环境、生态,以及可持续发展与自然资源和知识资源合理分享与共享等相关。这类问题虽然早已存在,20世纪后半叶则变得特别严重。酸雨、噪音、温室气体、全球变暖、沙尘、大气与水污染、森林面积锐减、物种减绝、水土流失、洪水泛滥、干旱与荒漠化以及城市垃圾等现象日益严重,已威胁到人类自身的生存与可持续发展,使人们不得不反思“以牺牲生态、环境为代价,追求更大经济利益”的观念,重新建立新的技术伦理、道德观,维护生态环境与人类社会的可持续发展。伴随着信息与生物技术为代表的高技术产业与知识经济的兴起,如何使发展中国家、地区与发达国家、地区之间,贫富之间合理分享和共享自然资源与知识资源,不是扩大而是缩小“南北差别”、“东西差别”和“贫富差别”,已是当代人类应备加关注的全球性技术与经济伦理道德问题。

  19世纪和20世纪的技术以及工业文明强调“人类征服自然的能力”,强调技术创新可能带来的市场竞争能力、经济效益、武器系统的破坏能力与杀伤能力,强调工程技术的规模效益。伴随着生产力的高度发展带来的自然资源的枯竭和生态环境的恶化,以及二次大战大规模杀伤性武器造成的空前浩劫,60年代以来,人们开始意识到技术对人类文明进步及生态环境可能带来的负面作用,逐步形成了可持续发展的技术经济与社会发展的理念;伴随着信息及知识经济时代的到来,人们在重视技术的市场竞争能力及经济效益的同时,更加重视生态和环境影响,探索对有限自然资源和无限知识资源的分享,共享,可再生,可持续利用与发展;在武器系统方面更加重视制空能力、制海能力、制信息能力,重视信息制胜,快速反应和精确打击制胜;在继续发展工程技术的规模效益的同时,更加重视技术的多样性、开放性、可发展性;在重视技术作为生产力决定性因素的同时,更加重视为新的科学探索、生态环境保护和医疗保健提供新的手段;在继续科学与技术的紧密结合的同时,更加重视技术与人文艺术的结合;人们将愈加重视技术伦理道德方面的研究和对技术的社会作用的法制、管理与监督。

  21世纪,高技术仍将突飞猛进并和谐地发展,新世纪的技术创新将为人类文明进步展现新的前景,为我国实现第三步发展战略目标提供强有力的支持,全球化下的知识经济和技术合作与竞争也对我们提出了新的挑战。认真分析和把握新世纪科技发展的态势,加快国家创新体系建设,对提高我国技术创新能力与国际竞争力,促进我国经济和社会可持续发展具有十分重要的意义。

  21世纪,技术创新活动将活跃在以下五个层面,并对人类社会的文明进步产生深刻影响,为最终实现为人类造福的宏伟目标打下坚实的基础。

  以计算机与宽带通讯网络技术为核心的信息技术将在容量、带宽、速度、智能化程度等方面不断取得新的进展;量子物理、凝聚态物理、纳米技术、生物技术等将为信息技术提供新的存储、传输、处理、显示材料与器材;人们将最终突破人与人之间、人机之间的语言文字障碍,实现计算机/网络跨越不同语言文字的直接交互,将实现人与机器之间、机器与生物体之间的直接信息交互;数学,脑与认识科学的进展将可能引发计算机结构、网络通讯模式以及信息表达与处理方式新的革命,信息技术将为数学、物质科学、生命科学与生物技术、天文与地球科学,洁净、安全、可再生能源、生态与环境科学技术等提供新的研究方式、工作平台、数据库和数值建模与处理方法,将衍生出新的交叉科学与技术前沿;以信息技术为基础的3S系统将发展为数字地球系统,从而为全球生命元素循环、全球资源生态环境、全球自然灾害、全球经济与交通运输及国防提供可靠的技术平台。信息技术将继续以日新月异的发展速度与空前的影响力、渗透力,改变人类经济发展形态、生活方式、社会结构、学习与认识形式、政府与企业管理以及文化传播与交融的形式。

  生命科学与生物技术正酝酿着新的突破。可以预计在未来二三十年内,人类在认识自身起源与演化、脑与神经的结构发育、功能发展以及认知与信息传递、处理、存储本质等方面将取得重大进展;基因组学、蛋白质组学、生物信息学、分子神经发育生物学和分子生态学等学科的进展将使人类从分子水平认识遗传、发育与衰老、代谢与免疫、生态与进化,以及生物多样性的演变规律,从而将宏观生物学与分子生物学联接与统一起来。

  人类及重要物种的全基因图谱的测序完成已经为后基因组研究开辟了道路,基因图谱中功能基因信息将被全面解读。随着基因组、蛋白质组结构与功能研究,基因、细胞和组织工程及干细胞技术的进展,将为农业育种、基因治疗、器官再生和移植、生殖调控、药物研制、生态环境的保护与治理等发生前所未有的影响,农业、医疗与健康事业将呈现全新的面貌。

  生物芯片、生物计算机、生物质能源、生物与仿生材料等将形成未来技术创新的热点与全新的产业。

  由于21世纪的物质科学将跨越生命与非生命物质的界限,量子理论、分子生物学、物理生物学、化学生物学以信息生物学的进展将把量子论推进到新的阶段;极端条件下的物性及相互作用研究将进一步揭示在纳米空间尺寸度、飞秒时间尺度物理条件下的物质运动、结构与相互作用规律,由此将可能给材料、能源、信息技术带来革命性的影响。纳米材料、纳米器件、纳米尺度的监测技术以及微机电系统技术新的发展,人们将进入分子、原子调控、组装乃至自组装的时代。人类将会不断创造与制备超纯、超强度、智能化,具有自适应、自补偿、自组装能力的材料和可再生循环、可自然降解的多样化生态环境友好的结构与功能材料。人们将发展生态环境友好的“绿色工艺”,并发展可再生能源,洁净、高效、安全的核反应堆,将开发实现商业化聚变能源,将发展并应用洁净、高效经济的氢能和相应电站及新一代运载工具。

  由于材料、工艺、计算机及宽带网的进展,以及经济全球化的发展,21世纪的制造业将进一步采用虚拟现实设计、全球并行设计、向计算机集成制造和全球虚拟制造系统方向发展。不仅制造机电一体化的生产设备、工作机器,而且将拓展到极端条件下的科学实验装备与工作机器、微电机设备、新型医学诊断及治疗设备、生化及生物工程仪器及设备。

  纳米技术将带来材料和微细加工新的变革,制造技术将从传统的工厂、车间的屋顶下走向全球。以信息、工艺与管理的计算机集成为特征,以社会生产要素与市场行销和服务相结合的虚拟工厂将形成全球制造体系的补充。由于当代消费的多样化、个性化特点,功能性产品将被功能艺术性产品所代替,大批量、同造型的产品将被多品种、小批量,甚至单件定制的所替代。制造业的全盘自动化将被以人为核心、以计算机为中介的人—机一体智能制造系统所代替。未来的制造业将全面进入柔性、智能、敏捷、精益、绿色、艺术化、全球化、人性化的先进制造新时代。

  技术最终要为造福于人类服务,实现人类社会的可持续发展。人类在21世纪将更加关注自身的健康、居住、自然生态环境和有关远程诊断、监护、治疗、手术、康复、保健和健身的技术。综合智能大厦、智能家庭及办公系统技术,以及生态环境监控与治理技术等,亦将得到长足发展。

  21世纪的知识经济时代将是终身学习的时代,远程教育设备、智能电子出版虚拟影视制作技术、高品质的多维数字声像技术等将得到进一步创新及普及。

  以信息、生物和纳米为代表的21世纪的技术发展,将引发一系列新的信息安全、生物与生态安全、生命与健康安全、经济安全与国防安全问题和对技术伦理道德的挑战,可能带来新的南北和贫富差距的扩大,可能成为强权和国际犯罪集团的工具。因此,21世纪技术发展不仅需要弘扬科学精神,更要弘扬与发展人文精神,需要广泛的国际合作,共享、分享人类技术创新成果和建立并共同完善共同的道德准则与法制理念,这样才能使技术发展避免可能的、空前的负面影响,才能缩小数字和知识鸿沟,才能使技术创新为人类社会可持续发展与繁荣造福。

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