现代科技基础知识

公基：现代科技基础知识

现代科技基础知识

第1章科学技术是生产力的历史进程

重点掌握

1、五次生产力高潮的形成

第一次生产力高潮地点：中国时间：3~13世纪特点：以农业为中心的科学技术

第二次生产力高潮地点：英国时间：17世纪~1830年特点：以纺织工业为主，迎来了工业化新时代。

第三次生产力高潮地点：德国时间:19世纪中叶~20世纪初特点：以化工工业为主，迎来了化学合成时代。

第四次生产力高潮地点：美国时间：1879年~1930年特点：以电气化生产为主，迎来了电气化时代。

第五次生产力高潮地点：日本及全球化时间：开始于20世纪中叶特点：技术综合创新，产业结构现代化。

2、三次技术革命和三次产业革命的特点

①三次技术革命的特点

第一次技术革命,又称蒸汽动力技术革命。以蒸汽动力技术为主要技术。以蒸汽动力取代人力、畜力、风力和水力。动力机、传动机、工作机组成了机器生产系统。

第二次技术革命,又称为电力技术革命。以电气发明和应用为中心的技术革命。完成于实验室，由科学家自己实现。不仅解决了生产文明（钢铁、化工和电力

第三次技术革命,又称现代技术革命或信息技术革命。六大高新技术（信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术、空间技术和海洋技术）成为现代技术革命的主战场。其中信息技术是先导。用电脑代替人的部分脑力劳动。

②三次产业革命的特点重要名词文艺复兴运动培根

一般掌握

1、古希腊文明

2、古代中国在科学文化上的辉煌成就2007年考过

第2章近代自然科学的发展

重点掌握

1、牛顿力学体系的建立

牛顿在前人研究的基础上提出了一整套力学的基本概念，建立了描述物体运动规律的牛顿力学三定律和万有引力定律。

牛顿力学三定律和万有引力定律将天体运动和地上物体运动统一起来，建立起牛顿力学（经典力学）理论大厦。

阐述经典力学体系的重要著作：《自然哲学的数学原理》。

牛顿运动三定律和万有引力定律

2、经典电磁理论的建立1820年奥斯特发现了电流的磁效应。

1831年法拉第发现了电磁感应定律。

法拉第是近代电磁学的创始人，提出了

麦克斯韦完成了经典电磁学的理论总结：1873年《电磁学通论》的出版，标志着电磁学理论的建立；建

立麦克斯韦方程组；关于电磁波的预言。

3、经典物理学理论的三次大综合牛顿力学把天上和地上物体的运动统一起来，把万有引力与牛顿运动三定律视为宇宙间一切物体运动所遵

循的普遍规律，实现了物理学理论的第一次综合。

能量守恒与转化定律揭示了自然界各种运动的统一性，实现了物理学理论的第二次综合。 麦克斯韦总结的经典电磁理论，揭示了电、磁、光的统一性，实现了物理学理论的第三次综合。

4、化学科学的建立

5、细胞学说的建立

1665年胡克用显微镜观察到木栓细胞。

随着显微镜技术的改进，对细胞的观察取得了一系列的成果

1835年，施莱登提出细胞是一切植物的基本构造，是一切植物赖以发展的基本实体。 1839年，施旺将施莱登的观点推广到动物界，指出一切动物组织的构成基础也是细胞

6、达尔文的生物进化论

1809年，拉马克在《动物哲学》中首先提出生物进化论的观点，提出了生物进化的两条重要法则。

1859年，达尔文在《物种起源》中系统地描述了生物界由简单到复杂，由低级到高级的进化过程，提出了自然选择学说，确立了生物进化论。

自然选择是达尔文生物进化论的理论核心。

重要名词

《天体运行论》P.11伽利略P.11赖尔P.16康德——拉普拉斯星云假说

第3章现代自然科学的重大成就及其特点

重点掌握

1、量子论

普朗克的能量子假说

爱因斯坦的光量子假说

玻尔的量子化原子结构模型

实物粒子的波粒二象性

2、狭义相对论

两条基本原理

五个结论

3、基因论的主要内容

染色体的主要化学成分是核酸和蛋白质。核酸又有DNA（每个DNA分子含有很多基因）和RNA（主要在蛋白质合成中起作用）之分。

基因是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。基因对生物性状的决定性作用是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。

遗传信息从DNA传递给RNA（转录），再从RNA传递给蛋白质（翻译）。

DNA(脱氧核糖核酸)是生物大分子，是遗传信息的载体，具有自我复制功能，具有双螺旋结构。4、物质结构

原子的组成

①原子的组成：原子核（带正电）和电子（带负电）。原子核的组成：质子（带正电）和中子（不带电）。质子由两个上夸克和一个下夸克组成（三色）；中子由一个上夸克和两个下夸克组成（三色）。上夸克的电荷数为2/3；下夸克的电荷数为-1/3。

◆按照现代物理理论，组成物质的最小单元是夸克、轻子和传播子。这些基本粒子分为两大类：◇有质实体（费米子）：6种轻子；6种夸克（每种都有三色）。◇在费米子间传递相互作用的传播子（玻色子）：传递强力的胶子（8种）；传递电磁力的光子；传递弱力的中间玻色子（3种）；传递引力的引力子（还未发现）。

◇费米子（夸克和轻子）分为三代，第一代是构成普通物质的组成部分，第二、第三代寿命极短，通常只能在粒子实验中找到。

重要名词

一般掌握

1、物质结构的标准模型2、信息论3、宇宙起源和演化的大爆炸模型

4、地壳运动的板块模型5、核酸结构的双螺旋结构

第4章21世纪科学掌握

一般掌握

1、宇宙起源2、生命起源3、智力起源

第5章生物技术

重点掌握

1、生物克隆技术

2、人类基因组计划

基因组是携带细胞或生物体的一整套遗传指令的核酸量，也就是生物体的全部DNA序列及每个基因的结构和功能。人类基因组就是人的46条染色体、30亿个碱基对的排列顺序。

人类基因组计划的目的是要找出人体所有基因碱基对在DNA链上的正确位置，弄清各个基因的功能，对它们进行编目，最终绘制出包括人体全部遗传密码的图谱。

实施人类基因组计划重大意义（四点，略）。

3、DNA芯片

重要名词

发酵工程细胞工程.酶工程

基因工程

基因工程又称DNA重组技术，是现代生物技术的核心部分。

基因工程是将生物特定的基因按照人的意愿经过体外重组，再把重组后的DNA分子转入人们所操作的生命体内，使这个基因能在受体生物体内复制、转录、翻译、表达，从而产生出人们所期望的产物或达到某种目的。

基因工程使人们可以克服物种之间的遗传屏障，按照人们的意愿创造出自然界中没有的新的生命形态或稀有物种。

目前，基因工程已在转基因植物、转基因动物、基因工程药物和转基因食品等方面获得应用。

一般掌握

1、生物信息学2、生物技术的伦理问题

第6章信息技术

重点掌握

1、卫星通信2、光纤通信光纤通信工作原理

全反射原理：当光由光密媒质射向光疏媒质，且入射角大于临界角时，将发生全反射现象。 光纤通信是利用光波作为载波，利用全反射原理，使经调制的信号光束沿光纤传播。

光纤通信的优点

通信容量大；损耗低；抗干扰能力强；保密性好；成本低；重量轻，占空间少，容易敷设。

3、数字通信技术的特点

4、通信网的发展趋势

5、信息处理技术

电子计算机的发展过程P.86-87电子计算机的组成和功能

重要名词

集成电路信息高速公路多媒体技术)

一般掌握

1、信息传输的基础知识2、信息获取技术3、移动通信技术4、蓝牙技术5、我国信息技术现状与展望

第7章航天技术

重点掌握

1、航天技术主要涉及的科学领域和技术领域。

2、航天活动的空间

3、航天技术的意义

4、运载火箭技术

三个宇宙速度的含义。

火箭飞行原理：火箭是一种利用燃料燃烧后喷出的气体产生的反冲推力的发动机。它自带燃料与助燃剂，因而可以在空间任何地方发动。火箭自带的燃料燃烧后会产生大量高温高压气体，急剧膨胀的气体从火箭尾部猛烈喷出，火箭便在气体喷发产生的反冲推力的作用下向前飞行。设火箭最初的质量为M10，燃料烧完后的火箭质量为M1，喷射的燃料气体相对于火箭的速度为u，按照齐奥科夫斯基公式，火箭最后获得的速度V1为。

单级火箭无法将航天器送入太空，因此，一般由2~4个单级火箭组成一个多级火箭系统。

5、载人航天

载人航天的技术特点

载人航天器

①载人飞船。一次性使用，但有回收仓。

②航天飞机。可重复使用，无需火箭发射。

航天飞机的结构组成。

航天飞机的特点。

③航天站。大型载人航天器，长时间在轨道上运行，可建设为太空基地、空间实验室或空间工厂。

重要名词

外层空间P.92三个宇宙速度P.96地球静止轨道P.98

一般掌握

1、人造卫星及其应用

2、未来航天技术展望

3、我国航天技术新进展2003年10月15日，神舟5号，杨利伟，上天，绕地球14圈，21小时，顺利返回，是世界上第三个自主研发载人航天的国家。

2005年10月15日，神舟6号载人飞船升空，绕地球飞行115个小时，顺利返回地面，宇航员为费俊龙、聂海胜。

嫦娥一号发回月球照片

2007年10月24日18点05分，我国第一颗绕月探测卫星——嫦娥一号发射成功并进入预定地球轨道。11月26日，国家航天局公布了嫦娥一号拍摄的第一张月球照片。

第8章新能源技术

重点掌握

1、能源的分类2、世界能源所面临的主要问题3、太阳能4、氢能)

是清洁的、可再生的二次能源

氢是一种理想的气体燃料，它具有许多优点：热值高、易燃烧、燃烧速度快、来源广、少污染。氢的制备方法主要有：电解法、热化学法、太阳能制氢。

5、核能

核能的分类核能和平利用的关键核电站重要名词

太阳能电池

潮汐能

潮汐能是由于海水潮汐现象而产生的能量，是一种可再生的洁净能源。

海水潮汐现象是由于月球以及太阳和其他天体对地球的引潮力的作用而造成的一种海水涨落现象。

开发利用潮汐能的主要方式是潮汐发电。利用涨、落潮位差，把潮汐能转化为动能，再通过水轮

机进行发电。

一般掌握

1、风能2、地热能3、海洋能

第9章新材料技术

重点掌握

1、形状记忆合金

形状记忆合金的共同特点：具有形状记忆效应；各自都有一个确定的“转变温度”。

形状记忆效应的微观解释：在转变温度之上时，形状记忆合金的晶体结构是一种稳定结构，把它冷却

到转变温度之下时，晶体结构处于不稳定状态，金属原子可以离开自己原来的位置而跑到别处去，

一旦加温到转变温度，由于获得一定的能量，这些金属原子又会回到原来位置，恢复到原来稳定结构的状态。

主要应用（略）。

储氢合金

氢的特点：一般情况是气体（-253℃低温下才能变为液体），易燃，比重小，渗漏性强。由于氢的这些

特性，它的储存和运输都非常困难。

氢能是清洁的、可再生的能源。为解决氢的储存和运输难题，科学家研制成储氢合金。

储氢原理：储氢合金具有特殊的晶体结构，能够吸收氢气形成金属氢化物（放出热量），将氢储存起

来。氢与金属的结合力很弱，在一定的温度、压力条件下，金属氢化物会吸收热量，分解出氢，以供使用。

非晶态合金

化学成分是金属，原子排列象玻璃，故又称“金属玻璃”。

非晶态合金微观结构的特点：原子作不规则排列，整体呈现均匀性和各向同性。

非晶态合金具有比晶态合金更优异的性能，因而用途非常广泛。

主要应用（略）。

2、超导材料具有超导电性的材料。

3、纳米材料

①是指由尺寸范围在0.1~100纳米的超细颗粒所组成的材料的总称。

②纳米材料与相应的普通材料相比，其化学成分完全一样，之所以会出现完全不同的性能，就是源于超细颗粒的奇异特性。

重要名词

超导电性某些物质在温度极低的情况下电阻突然降为零的现象。它是由荷兰著名低温物理学

家昂纳斯于1911年发现的。

超导态电阻突然降为零的物质状态。

一般掌握

1、新型陶瓷材料

2、新型高分子材料

3、先进复合材料

4、电子与光电子材料

第10章环境问题及其解决途径

重点掌握

1、生态系统的结构和功能

生态系统的组成包括非生物与生物两类成分。生物成分有生产者、消费者和分解者之分。

生态系统的主要功能包括能量流动与物质循环，两者同时进行，相互依存，不可分割。

生态系统中能量的根本来源是太阳，通过食物链这一渠道保持着能量流动，这种流动是单向性的，

不构成循环，且能量在流动过程中逐级减少，必须不断从外界（太阳）获得能量。

生态系统内物质的流动形成闭合回路，构成物质循环。

2、生态平衡3、当代人类面临的环境问题

4、解决环境问题的方法和途径

①正确认识人与自然的关系

②大力提倡绿色技术

③加强国际合作

④控制人口过度增长

⑤坚持可持续发展战略

重要名词

温室效应温室气体

酸雨

①酸雨是指pH值低于5.6的雨。

②来源于空气中的二氧化硫和氮氧化物与大气中水蒸汽的反应，生成的硫酸和硝酸随同雨雪降落形成酸雨。

③煤、石油、天然气和木柴等在燃烧过程中会排放大量二氧化硫和氮氧化物等污染物质到大气

中。

④酸雨对环境、生态和生物体的危害严重。

臭氧

臭氧层

距地面15~35公里区域处集中了大气中90%的臭氧，平流层中这一区域称为臭氧层。

生物多样性

生物多样性是指地球上所有生物有规律地结合在一起的总称，包括动物、植物和微生物的物种多样性和它们的遗传与变异多样性以及生态系统多样性。三者之间互有影响，相互依存。

一般掌握

1、人类生存环境

2、人口激增对环境的影响

①粮食供给不足②资源日趋匮乏境污染

科技常识、技术创新

第一节科学常识

一、太阳系

由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流行体和行星际物质构成的天体系统叫太阳系。

在太阳系中，太阳是中心天体，其他天体都在太阳的引力作用下，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、海王星和冥王星。（被开除）

二、银河系

银河系是一个由群星和弥漫物质集成的庞大天体系统。银河系是我们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。

三、地球

地球大约有46亿年的历史，始终处于不断变化和运动中。在一系列演化阶段，保持着一种动力学平衡。地球自西向东自转，同时围绕太阳公转。

地球是太阳系九大行星之一，按离太阳由近及远的次序为第三颗。地球内部有核、幔、壳结构，地球外部有水圈、大气圈，还有磁层，形成了围绕固态地球的外套。地球及其天然卫星——月球，组成一个天体系统，即地月系统。

四、光年

光年是天文学中常用的距离单位，光在真空中一年所走的距离叫光年。一光年等于94650亿公里，或63240天文单位，或0．307秒差距。

五、热力学三定律

热力学第一定律即能量守衡与转化定律，其内容为：在任何孤立的系统中，不论发生何种变化，无论能量从一种形式转化为另一种形式，或从一部分物质传递给另一部分物质，系统的总能量守恒。

热力学第二定律的内容：热能的传递具有不可逆性，即在没有外界作用的情况下，热能只会从热体传向冷体，而不可能从冷体传到热体。

热力学第三定律是系统的熵在绝对零度时为零，即不存在任何的无序。

六、电磁理论

电磁理论认为：变化着的电场伴随变化着的磁场，变化着的磁场也伴随变化着的电场。

麦克斯韦电磁理论基础的电学和磁学的经验定律包括：静电学的库仑定律，涉及磁性的定律，关于电流的磁性的安培定律，法拉第电磁感应定律。麦克斯韦把这四个定律予以综合，导出麦克斯韦方程，该方程预言：变化着的电磁场以波的形式向空间传播。

七、燃烧理论

燃烧一般是由热、光或火花等外因引发的复杂化学过程。1772年，法国的拉瓦锡提出增重是反应物与空气化合的结果，初步揭示了燃烧的实质。1777年他在《燃烧通论》中提出了燃烧氧化学说，他对燃烧的正确解释是以物质不灭定律为基础的，成为近代科学发展的柱石。

八、元素周期律

元素周期律揭示了元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律。

九、蛋白质

20种结果不同的氨基酸按照其组成和排列次序的不同，构成了成千上万种大小不等、功

能不同的蛋白质。蛋白质是构成细胞的主要成分，是存在于一切生物体中的高度复杂物质，具有重要的生物化学功能。

十、遗传与变异

生物子代和亲代之间的相似现象叫遗传。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。由遗传物质发生改变所引起的变异叫做可遗传的变异，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。

生物具有遗传和变异，既能够保持物种的相对稳定，又能够促使生物不断向前进化。

十一、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。

细胞理论：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。

十二、核酸

核酸是大型酸性的链状分子，含磷酸、戊糖、嘌呤或嘧啶碱基，有脱氧核糖核酸DNA和

核糖核酸RNA两种。

十三、生物进化

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。

十四、新陈代谢

新陈代谢是生物的基本特征之一。生物体经常不断地从外界取得生存所必需的养料，并使这些养料变成生物本身的物质，同时把体内产生的废物排出体外，这种新物质代替旧物质的过程叫新陈代谢。新陈代谢包括同化作用和异化作用，这两个方面既相互矛盾，又相互联系。异化作用释放能量，同化作用需要能量，同化作用需要的能量正是由异化作用所释放出来的。

十五、基因

生物体内的每种蛋白质、酶、多肽激素和细胞因子等都有它自身特定的遗传信息，它们被储存于染色体链中。携带某种特定蛋白质完整遗传密码的那个片段称为基因。

十六、互联网

互联网的发源地是美国。追溯美国互联网的起源，可以从1957年苏联抢先用火箭发射第一个人造地球卫星Spunik一号说起，那时苏联抢在美国前头发射了人造地球卫星，使美国朝野大受刺激，全面检讨国家的科学技术政策和教育，以便奋起直追。当时美国总统艾森豪威尔决定设立一个用来发展科学技术的机构，叫做ARPA(AdvancedResearchProjectsAgency)，就是这个机构后来提供经费设立最早的互联网，它叫做ARPANET。

十七、克隆技术

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地“克隆”出一只基因结构与供体完全相同的小羊“多莉(Dolly)”。“多莉”的特别之处在于它的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岁的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。这样就得到了一个含有新的遗传物质但却没有受过精的卵细胞。这一经过改造的卵细胞分裂、增殖形成胚胎，再被植入另一只母羊子宫内，随着母羊的成功分娩，“多莉”来到了世界。2003年2月15日世界首只克隆羊“多莉”死亡。

第二节高新技术与可持续发展

一、高新技术的含义

高新科学技术，也叫高技术、高科技。1983年“高技术”一词被收入美国出版的《韦氏第三版国际词典补充9000个词》中，由此作为一个正式名词固定下来。一般而言，它的含义是动态变化的，是不断发展的一个概念。从地域上看，不同的国家对高技术有不同的理解。被称为韩国“经济起飞、科技发展之父”的崔享博士从经济发展的角度，从第三世界国家发展的角度来认识，把高技术分为三个层次：(1)技术的改进；(2)技术的综合；(3)技术的创新。技术的改进，技术的综合均属于高技术的范畴，更重要的是技术的创新。

高新技术就一般而言，实际上指的是当代新兴学科与高技术水平，特别是尖端技术和先导技术，它反映了科学向技术的迅速转化以及科学与技术的高度融合，是生产力发挥巨大作用的重要因素。

二、高新技术的特征

高新技术本身具有一些有别于一般科技的独特内容，将高新技术的主要特征概括为“六高”：高智力、高投入、高风险、高效益、高渗透、高竞争。

三、高新技术领域及其标志性技术

一般认为，高技术包括六大技术领域，12项标志技术和9个高技术产业。它们之间的关系是：六大高技术领域是信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术和海洋技

术，它们将在本世纪获得迅速发展，并通过广泛的实用化和商品化，成为日益强大的高技术产业。以基因工程、蛋白质工程为标志的生物技术将成为21世纪技术的核心；以光电子技术、人工智能为标志的信息技术，将成为21世纪技术的前导；以超导材料、人工定向设计的新材料为标志的新材料技术将成为21世纪技术的支柱；以航天飞机、永久太空站为标志的空间技术将成为21世纪技术的外向延伸；以深海采掘、海水利用为标志的海洋技术将成为21世纪技术的内向拓展。

六项高技术领域中的12项标志技术，是已经萌发但还远未成熟的前沿技术。本世纪的传统产业在国民经济中所占比重将缩小，但由于高技术对传统产业的强制性渗透改造了这些传统产业部门，因此这些产业的绝对产量和产值不会萎缩。

(一)信息技术领域

信息技术是六大高技术的前导。主要指信息的获取、传递、处理等技术。信息技术以电子技术为基础，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。

当前信息技术主要表现在:

（1）集成电路。目前世界上1兆位和4兆位的动态随机存储器芯片已得到广泛应用，16兆位的芯片也已产生。此外，光子集成电路和生物集成电路的研制开发也已获得重大

进展。

（2）电子计算机。目前世界上计算机的装机台数超过一亿，超巨型计算机速度已超过100亿次。现在的计算机，类似人的左脑进行逻辑思维方面的工作。而形象思维方面的工作则要通过人的右脑完成。为解决形象思维问题，人们正在研制神经计算机和模糊计算机。神经计算机从微观上以自底到顶的方式接近人脑，而模糊计算机则是从宏观上，以从顶到底的方式接近人脑。

（3）软件技术。信息技术主要由两部分技术组成，即计算机硬件技术和计算机软件技术。知识和信息的收集、存储、整理、创新、传播和应用等环节的运行，将以计算机软件技术的开发与利用为前提。

软件技术是各类计算机应用程序设计或编辑技术的总称。目前软件技术主要有四大类：

①根据计算和自身的结构和功能，为计算机设计成编辑指令性语言程序的软件技术；

②为计算机操作、管理人员或编辑操作、编辑、检索、调试、诊断、维护等程序的软件技术；

③为满足用户的特殊需求而设计或编辑计算机应用、专项程控、系统管理等程序的软件技术；

④为各类用户计划或编辑知识信息资料，网上操作和电子读物程序的软件技术。

（4）通信技术。20世纪70年代以来，相继出现了光纤通信、卫星通信、程控数字交换机和综合业务数字网技术。

（5）激光技术。激光器是20世纪与原子能、半导体、计算机齐名的四项重大发明之一。以激光器为基础的激光技术得到了迅速发展，现在已广泛应用于工农业生产、能源动力、通信及信息处理、医疗卫生、军事、文化艺术以及科学技术研究等各个领域，激光技术是正在走向实用化的高技术。

(二)生物技术领域

生物技术是以生命科学为基础，利用生物体和工程原理等生产制品的综合性技术，包括基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程四个领域。生物技术是21世纪技术的核心。它有两个标志性技术，基因工程和蛋白质工程。

生物技术不仅在农业和医学领域得到广泛的应用，而且对环保、能源技术等都有很强的渗透力。

(三)新材料技术领域

新材料主要是指最近发展或正在发展之中的具有比传统材料更优异性能的一类材料。

新材料技术是高新技术的物质基础，包括对超导材料、高温材料、人工合成材料、陶瓷材料、非晶态材料、单晶材料等的开发和利用。它有两个标志：一个是材料设计或分子设计，即根据需要来设计新材料；另一个是超导技术。

20世纪90年代新材料技术研究的主要方向是：高功能化，超高性能化，复合化和智能化。

(四)新能源技术领域

能源是人类生存和发展的基本保障。现代的新能源技术按照其创新性和是否能够再生或连续使用的性质可划分为新能源技术和可再生能源技术。新能源与可再生能源技术主要包括核能、太阳能、水能、地热能等。

核能技术与太阳能技术是新能源技术的主要标志，通过对核能、太阳能的开发利用，打破了以石油、煤炭为主体的传统能源观念，开创了能源的新时代。

(五)空间技术领域

空间技术即新型高科技航天技术，是探索、开发和利用太空以及地球以外的天体的综合性工程技术，包括对大型运载火箭、巨型卫星、宇宙飞船等空间军事技术的研究与开发。空间技术是21世纪技术的外向延伸，其两个标志是航天飞机和永久太空站。它不仅把高技术用于地球上，还把人类整体生存机构引向了外层空间。

世界海洋总面积为36亿平方公里，占地球总面积的70％以上，海洋的平均深度为3800米，蕴藏着极为丰富的资源和能量。海洋技术是21世纪技术的内向拓展，其标志技术是深海挖掘和海水淡化。

除这六大高技术领域外，另外介绍一下环保技术和农业新技术。环保技术，主要是对人类赖以生存与发展的自然环境进行监制、控制、治理和保护的各类技术的统称。农业新技术包括：①农业工厂化。农业工厂化是综合运用现代高科技、新设备和管理方法而发展起来的一种全面机械化、自动化的技术(资金)高度密集型生产。它能够在人工创造的环境中进行全过程的连续作业，从而摆脱自然界的制约。②绿色革命。“绿色革命”是20世纪60年代中期在发展中国家兴起的，以采用农作物高产良种为中心的一场新技术革命。其主要内容是大规模地推广矮杆、半矮杆、抗倒伏、产量高、适应性广的小麦和水稻等作物优良品种，并配合灌溉、施肥等技术的改进。这一农业技术革新取得了惊人的成绩，因而被誉为“绿色革命”。国际玉米和小麦改良中心和国际水稻研究所在这一革命中作出了突出贡献。③持续农业。持续农业是20世纪80年代酝酿提出的农业发展新方向。持续农业是一种“不造成环境退化、技术上适当、经济上可行、社会上能接受的”农业。概括地说，它是经济、社会、技术与环境协调发展的农业。我国的持续农业尚处于探索和初步实验阶段。工作主要集中在三个方面：一是加强研究，二是建立实验

区，三是扩大国际交流与合作。

四、可持续发展

可持续发展是人类的基本目标和基本任务。世界环境与发展委员会提出的可持续发展是“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害”的发展。

(一)生态平衡与中国生态环境

生态系统的平衡简称生态平衡，是指一定的生态系统发展过程中各种对立因素通过互相制约的转化、补偿、交换等作用，达到一个相对的稳定和平衡的阶段。生态系统具有自动调节能力，但这一能力是有一定的限度的，叫做生态国限，超过了生态国限，自动调节能力就降低甚至丧失，生态系统就遭到破坏。生态平衡是生物世界进行生命活动所遵循的一条客观规律，在对生态系统的利用和改造过程中要严格按规律办事，才能在改造大自然的过程中建立起更完善的生态系统。

对我国生态环境的基本评价是：总体在恶化，局部在改善，治理能力远远赶不上破坏速度，生态赤字逐渐扩大。造成我国生态环境不断恶化的原因是多方面的，主要有三大压力：人口压力、工业化压力和市场压力。

《中国21世纪议程——中国21世纪人口环境与发展白皮书》是中国走向21世纪的可持续发展战略框架，是制定中国国民经济和社会发展中长期计划的指导性文件，也是中国政府认真履行1992年联合国环境与发展大会文件的原则立场的实际行动，具有划时代意义。1994年8月，国务院第16次常务会议通过了《中国21世纪议程》，成为中国可持续发展的全国纲领性文件。

《中国21世纪议程》包含四个层次。第一个层次为“系统”，即总体战略系统，社会可持续系统、经济可持续系统以及资源可持续利用和环境系统；第二个层次为章，各系统皆由若干章组成，每章的内容指明该系统走向可持续发展的重要方面；第三个层次为“方案领域”，每章由若干方案领域组成；第四个层次为“行动”，由每个方案领域内若干行动组成，是实施《中国21世纪议程》的基本单元。

(二)环境与环境保护

（1）环境是人类赖以生存和发展的基础。环境可分为自然环境和社会环境两类。自然环境指人群周围各种自然因素的总和。社会环境指人类在自然环境基础上创造的劳动和社会场所，是人类物质文明和精神文明发展的重要标志，是农业、工业、城市等人造环境的总称。

（2）环境问题是由人类活动所引起的上述环境的改变以及因为这些改变而引起的各种问题。环境保护是一项综合性的工程，既要防治环境污染，又要保持生态平衡，保护环境是维持生态平衡的手段，维持生态平衡是保护环境的目的，因此，环境保护应包括防治污染和保护自然两个方面。

技术创新

技术创新，目前被广泛认可的有以下五个：

1、熊比特的定义

1912年《经济发展理论》

技术创新是指把一种从来没有过的关于生产要素的“新组合”引入生产体系。这种新的组合包括①引进新产品；②引用新技术，采用一种新的生产方法；③开辟新的市场（以前不曾进入）；④控制原材料新的来源，不管这种来源是否已经存在，还是第一次创造出来；⑤实现任何一种工业新的组织，例如生成一种垄断地位或打破一种垄断地位。

2、经济与合作发展组织的定义2.经济与合作发展组织的定义

技术创新包括新产品和新工艺，以及原有产品和工艺的显著技术变化。如果在市场上实现了创新，或者在生产工艺中应用了创新，那么创新就完成了。

3、美国国家科学基金会

美国国家科学基金会（NationalScienceFoundationofU.S.A.）,从20世纪60年代开始兴起并组织对技术的变革和技术创新的研究，迈尔斯（S.myers）和马奎斯(D.G.Marquis)作为主要的倡议者和参与者。在其1969年的研究报告《成功的工业创新》中将创新定义为技术变革的集合。认为技术创新是一个复杂的活动过程，从新思想、新概念开始，通过不断地解决各种问题，最终使一个有经济价值和社会价值的新项目得到实际的成功应用。NSF在70年代的技术创新的

限定还比较窄，但到70年代下半期，NSF对技术创新的界定大大改变了“技术创新是将新的或改进的产品、过程或服务引入市场。”明确地将模仿和不需要引入新技术知识的改进作为最终层次上的两类创新而划入技术创新定义范围中。

创新包括科学、技术、组织、金融和商业的一系列活动。这一定义是从产品创新和工艺创新方面出发的。

4、厄特巴克（J.M.Utterback)

在70年代的创新研究中独树一帜，在70年代的《产业创新与技术扩散》中认为：“与发明和技术样品相区别，创新是技术上的实际采用或首次应用”。

5.对八十年来在技术创新概念和定义上的条件主要观点和表述，缪尔塞（R.Mueser）在80年代中期做了比较系统的整理分析，在搜集3008篇相关论文中，约有四分之三接近如下表述：

当一件新思想和非连续性的技术活动，经过一段时间后，发展到实际和应用程序，就是技术创新。在此基础上，他做了如下定义：技术创新是以其构思新颖性和成功实现为特征的有意义的非连续性事件。

表达了两方面的特殊涵义：①活动的非常规性，包括新颖性和非连续性，②活动必须获得最后成功实现。

将技术发明所阐明的技术新思想转变成可以投入市场的产品和工艺，在此基础上，通过功能、结构、市场三方面的分析，将技术原理上的可行性转变成为具有一定能够市场占有的可行性，完成这个过程就是技术创新。