21世纪的高科技发展瞻望，本文主要内容关键词为：高科技论文,世纪论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
历史将要走完伟大的20世纪的最后五年，我们正处在人类历史上发生最大变化的20世纪的最后时刻。20世纪是科学突飞猛进的时代，本世纪初叶创立的相对论、量子理论以及五十年代发现的生命DNA 双螺旋结构的奥秘，在我们回顾本世纪科学成就的时候发现，这三大科学基本发现为20世纪带来了巨大的科技革命。那么，在20世纪科学技术迅速发展的基础上，即将到来的21世纪科技发展前景如何呢？
一、信息时代
江泽民同志说得好：“四个现代化，哪一个也离不开信息化”。近年来，信息高速公路（Information Superhigh way）、信息革命、 人类走向信息时代等字眼已随处可见。但也有人曾在署名文章中呼吁：“信息高速公路应该降温”。对此，我们应持何种对策？要回答好这个问题，需从具体例子出发来寻找答案。
以“电子邮件”为例，电子邮件是信息时代的一个小的组成部分。谈论信息化的任何人， 包括提出要“降温”的人， 都赞成我国在迎接21世纪的时候要从速建立。与大家熟悉的传真（fax ）通讯方式相比较，电子邮件省时又省钱。例如发传真，一分钟一般最多发送二、三页文字，而电子邮件一般每分钟可发送240页文字。从技术上讲， 每秒发送500万页都是有可能的。一个会议通知，如果用传真通知100个单位，需要发送100次，而用电子邮件只需发送一次，只要上面列有100个单位的电子信箱码，那么接收站会自动分送给100个用户。 复旦大学作为上海电子邮件中心之一， 每天向全世界流动的信息量不少于1000 万比特（10Mb，1兆比特），约5000页文字。（一页文字含2000比特，2Kb）。现在，邮电部门已同意每天廉价提供240Mb，为目前的24倍， 传送文字足足有余，并且还可以做到像国际一流大学那样，向全体研究生免费开放。但是，如果用来传送高质量彩色图片，240Mb/天就只能传送24幅高质量的图片。因为每张高质量图片含有10Mb的信息。如果用来传送电影画面，每秒钟放送30张图片，那么1秒钟电影也看不到。因此， 在目前条件下，运用电子邮件，主要用于发送文字或质量一般的图片，偶而可以发送几张高质量图片，但不允许看电影。
美国总统克林顿提出国家信息基础结构（National InformationInfrastructure,N Ⅱ）计划，俗称信息高速公路， 内容极为广泛：涉及医疗、社会资讯、商务电子化、民主政治等，准备投资4000亿美元，第一阶段可以达到每秒100亿瓦特（10GB）的速度。 日本提出资讯技术基础新政策（A
New
Deal
inInformationTechnology Infrastructure,IND）要求建立一个无缝隙的资讯社会系统；要以现在的电话费率使用影像视讯电话；要把国家图书馆放入个人口袋里。新加坡提出1T—2000计划，要求在15年内把新加坡建成“智慧岛”，成为环球资讯和商业运作中心、国际数据中心、人才培训中心。
我们怎么办？如果照抄美国，那么财政不允许。因此有人提出，“信息高速公路应该降温！”
信息讲座应该向听众提供一张较完整的菜单：N Ⅱ究竞能提供多少服务？需要的代价有多大？菜单上既可以有青菜，也可以有鱼翅、龙虾，但目前还不能有熊掌。政府有关部门应该根据具体情况来研究回答：我们需要什么？这是发展信息产业的首要问题。
信息化的一个重要特点是群众性，只有足够的民众具备了足够的资讯意识之后，信息产业才能得到最为广泛的发展。因此，宣传、普及现代信息、资讯知识也是一个重要问题。
另外，我们还必须及早研究智慧财产创造型社会所需要的新的管理体制。
二、人脑的出色工作。
据科学家测定：人的眼睛可以在一秒钟内看到50Mb 的信息量（与5张高质量彩照相当，但真正被大脑接受的却只有40b 的信息量。（一页文字2000b，认真读一页文字约需2000/40=50秒）。人的眼、 脑在信息处理上的选择、压缩能力在某些方面远远超过当代最先进、最高级的计算机。
曾经有人做过这样的试验：当一个人在穿越马路十字路口时，即使是10岁的小孩，他也可以在几秒钟内作出是否穿越的判断。但是，同样的问题，如果用世界上最大的巨型机来处理，（即每秒钟运算一万亿次，即T机：我国“银河Ⅱ”只有10亿次，“曙光1000”只有25亿次）， 即使用100万台一起计算，还是不能得到正确的答案。
上述两个例子表明：人通过脑来认识自然，但对人脑本身的认识却还相当肤浅。计算机在逻辑运算方面优于人脑，但在形象思维、直觉判断方面则远不如人脑。对人脑的认识是对自然科学的最大挑战。把对人脑的研究与对计算机制研究结合起来，将是开发新型计算机的源泉之一，也是我们在发展信息、计算机产业中值得重视的方向。
发挥不同学科的交叉作用，始终是上海科技界的潜在优势。重大的创造、发明常出现在交叉点上。“有所创造”是上海腾飞和发展的关键所在。
除此之外，笔者还想谈点什么是计算机产业发展的近期思路？笔者认为：
一是要把重点放在软件产业。美国微软公司的盖茨，年仅37岁，一跃成为世界头号首富，他的成功经验给了我们很好的启示。
先进制造业，从70年代的CAD/CAD（计算机辅助设计， 辅助制造）到80年代的CIMS（计算机集成制造系统），再到90年代的灵境技术，使波音777飞机设计不必再建造模型，可以在人与机器的和谐环境中， 实感地审查设计及修改其不足。所有这些都离不开计算机软件。
二是要把重点放在普及与推广。计算机、信息产业不同于某些高技术产业之处，在于它们的群众性。有一点已经十分明显：“用户的知识是今后10年的竞争动力”。
三、大规模集成电路。
信息化的关键是计算机，计算机的核心是大规模集成电路。从1959年出现的第一块集成电路，在一块芯片上集成4个元件起， 到今天可以在一块8寸芯片上集成5亿个元件，进展之神速在科技史上是空前的。随着在单位面积上元件数目的急剧增加，元件之间的线距就迅速减小。目前国际上已能做到线距0.25微米（1微米＝一百万分之一米）， 而我国还只能达到线距2微米的水平。
世界科技正在向0.1微米冲击，关键之一是光刻技术。 同步辐射光源所提供的强X射线已经从技术上解决了精雕细刻问题， 但对大规模集成电路而言，单单技术上可行是远远不够的，还必须能适应大批量生产的发展，参与经济上的竞争。目前这些问题还尚在探索阶段。
四、生物技术在医学上的应用
据报道：曾经担任美国副总统的汉弗莱，在1967年被发现患有膀胱肿瘤，切片检查后确认为良性囊肿，没有进行手术治疗。九年后他的病情发展为膀胱癌，又过了两年病逝。1994年人们对他在1967年所作的病理切片进行基因诊断，发现P(,2)基因的第227 个密码子早已有了突变（一个核苷酸突变），正是它导致了癌变。
从1990年以来，国际上已对90种疾病、200 多病例成功地作了基因治疗。其中复旦大学与长海医院合作的2个基因治疗血友病B例得到了国际公认，为此在1994年9 月获得了我国卫生部颁发的第一张基因治疗许可证。
有人预言：下一世纪是生命医学大发展的世纪。从目前的发展趋势看，以基因诊断、治疗、药物为核心的分子医学将成为下一世纪的医学。在这方面，上海的医学家、生物、遗传科学家的研究已经有了很好的起步，政府还应继续强化支持。
发展生物技术在医学上的应用，还离不开先进的医疗仪器。
比如：γ刀已在上海成功地医治了上千例脑瘤患者。又如：PET （正电子发射断层扫描）不久会在位于嘉定的国家放射药物中心出现，它可以显示脑细胞动态情况。我们知道，当人们在进行听、看等动作、或当情绪发生快乐、悲伤等波动时，脑活动的细胞区都不一样，而且，某些活动区的表现状况又与基因相关，这样的观察和显示可以及早发现老年痴呆症。再如：同步辐射光源用于心血管造影，已在国际上取得极大成功。我们期望它不久也能在上海出现。
以遗传工程为基础的生物技术，除了在医学上的广泛应用和发展之外，另一个发展大方向是为农业服务。已经有的实例有：
1.把抗除草剂基因培育出抗除草剂大豆、小麦。
2.用转基因技术把病毒外壳蛋白基因移植到农作物，使农作物能抵抗病毒感染（作物疫苗），已成功培育抗病毒蕃茄、烟草。
3.豇豆中有胰蛋白酶抑制剂，昆虫食后使体内失去胰蛋白酶，就不断吸收蛋白质而在两天内死亡。人们从豇豆中分离出胰蛋白酶抑制剂基因，转移给烟草，使烟草有抗虫害能力。
4.我国已成功地把抗虫基因导入黑杨树，使舞青蛾和杨天蠖死亡率高达100%（世界首例）。
另外，还有能同时抗烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒的双抗转基因烟草，能过转基因植物研究，使马铃薯淀粉含量提高20—40%，并增加马铃薯蛋白质的含量。
总之，自1973年第一个基因工程实例在美国斯坦福大学医学院诞生以来，已经历了22年。在此期间基因工程公司如雨后春笋般出现，在美国就超过1000家，产品层出不穷，在美国年销售额已超过50亿美元。上海具有十分有利的条件，应大力扶持这一生物工程产业，同时不放松有关的基础性研究。
五、核电工业。
1995年，我国的电力生产超过了一万亿度，其中1.3%是核电。 比起世界核电工业，我国的核电产量还微不足道（全世界近20%电力靠核电；法国78%靠核电），但毕竞迈出了坚实的第一步。
我国自行建造的秦山核电站，发电能力为30万千瓦。1995年发电量为22亿度，自1991年11月至今，发电已超过60亿度。这些电如果燃煤产生，则每年需要100艘万吨轮运煤，还会产生上百万吨二氧化碳， 几十万吨二氧化硫、二氧化氮，而现在每年只需供应十几吨燃料，一卡车即可装运。
考虑到我国每年2000万吨尘烟70%来自煤；1500万吨二氧化硫90%来自燃煤，而电力的75%靠煤，火车货运40%是运煤，核电将不可避免地会在我国发展起来。秦山核电站第二期建设工程将建造二座年发电能力为60万千瓦的反应堆，我国在下世纪初将建成核电的发电能力将达到660万千瓦。
核电工业涉及的不仅是核能工业、机电工业，而且，关键还在于新材料的寻找与应用。今天已走进千家万户的Teflon（聚四氟乙烯；不粘锅）在40年代就是发明于核工业。
上述所有高技术的成果都来自本世纪三大科学成就：相对论、量子论、DNA结构。基础研究成就来自对自然之谜的探索。今天， 一些自然之谜又在向我们挑战了，等待我们要去发现和解决的科学之谜还有很多很多。面对21世纪的挑战，我们应该抓住机遇，迎接未来。
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