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第五 科学二（第2页）

人类进入20世纪，随着X射线、放射性和电子的发现，相对论和量子论的建立，粒子物理学中的夸克模型、宇宙学中的大爆炸模型、分子生物学中的DNA双螺旋模型和地质学中的板块模型的提出，标志着人类自然科学的研究不仅考察宏观、低速，而且也考察微观、高速，以此带来新发现、新发明层出不穷，新学科应运而生。

与此同时，或更准确地说，工业革命先于科学革命。

18世纪后期，欧洲各国商业得到突飞猛进的发展，可以说实现了商业革命。

在商业革命的带动下，资本主义无疑在追求利润最大化——降低成本。

然而，降低成本最有效的措施是改善组织管理形式，提高生产技术。

因此，18世纪欧洲的晚期，开启了制度变革和技术进步的第一次工业革命。

1733年，英国织布工人约翰·凯伊发明了“飞梭”

；1738年，惠特发明了滚轮式纺纱机；1764年，织工哈格里沃斯把单锭纺车改造成了多锭纺车，实现了引纱和捻纱机械操作；1768年，R.阿克赖特发明水力带动的滚筒纺织机；1779年，克隆普顿制造出了“骡机”

有300～400个纱锭；1785年，卡特赖特发明了自动织布机。

18世纪末，英国纺织工业基本上机器代替了手工操作。

同时，也同步促进了净棉、梳棉、漂白、印染、起重、运输等相关机械装置的原料及其加工技术。

技术创新，反过来促进力学、机械工艺学、化学等方面的理论研究。

蒸汽机的发明、制造和改进，为发端于18世纪的第一次工业革命注入了动力来源。

瓦特于1782年研制成功具有连杆、飞轮和离心调速器的双向蒸汽机，可以把直线运动变为连续而均匀的圆周运动，经过传动装置带动一切机器运转，给整个工业和交通运输业提供通用的动力机。

从此，纺织工业、采矿工业、冶金工业、运输交通等实现了快速发展。

正是科学技术的快速发展，给人类生命个体追求生命最优带来实实在在的好处，因此，技术人员不像在古典时代和中世纪时代受到鄙视，反而使人们对科学技术更加尊重。

这样的环境与文化氛围，使技术人员与学者之间的鸿沟被缩小。

所以，19世纪之后，技术与科学理论的结合，使19世纪的世界发生了天翻地覆的变化，先后开启了一系列重大科技发明：美国工程师富尔顿（1765—1815年）成功地制造出蒸汽动力的“克莱蒙特号”

新汽船，1814年，为美国海军建造了第一艘蒸汽军舰，开创了海上战争的新时代；英国工程师斯蒂芬孙（1781—1848年）于1825年和1830年，成功修建了两条铁路，以蒸汽机为动力使火车实用化；德国发明家戴姆莱1883年成功研制了第一台以汽油为燃料的内燃机，1892年狄塞尔造出一台以柴油作燃料自动点火内燃机；直至1892年美国人福特成立了自己的汽车公司，开创了汽车工业时代，20世纪实现了飞机航空运输时代……

发端于19世纪的第二次技术革命：电动机与发电机。

发电站与远距离输电，电灯、电影、电报、电话，无线电通信等，使20世纪人类生命个体进入了新世界——人类生命个体的生活、工作与学习进入了电气化时代。

在此基础上，科学技术又突飞猛进：飞行，梦想成真；人类飞向太空，探寻宇宙；原子能、核能的利用；电子管、晶体管和集成电路的演进；电子计算机与信息时代的到来；互联网的诞生构建了新的大众传媒载体；生物工程取得了阶段性成果，正在受到世界各国的高度重视……

发端于20世纪的第三次技术革命，正像第一次、第二次技术革命一样，在21世纪产生轰轰烈烈的影响。

2001年12月，美国商务部、国家科学基金会和国家科技委员会纳米科学工程与技术分委会在华盛顿联合发起了一次由科学家、政府官员等各界顶级人物参加的圆桌会议，会议首次提出了“NBIC会聚技术”

的概念。

即纳米科学与技术、生物技术（包括生物制药及基因工程）、信息技术（包括先进计算与通信）、认知科学（包括认知神经科学）。

这4个领域的技术当前都在迅速发展，每一个领域都潜力巨大，其中任何技术的两两或交叉融合、会聚或者集成，都将产生难以估量的影响。

会聚技术给我们描绘了这样一个前景：基于会聚技术的认识和应用，人类大脑的潜力将被激发出来，人的悟性、效率、创造性及准确性将大大提高，人体及感官对外界的突然变化，如事故、疾病等的感知能力变得敏感，人类将可以以原子或分子为起点来诊断和修复自身与世界，老龄人群普遍改善体能与认知上的衰退，人与人之间产生包括脑与脑交流在内的高效通信手段，社会群体有效地改善合作效能，社会大幅度减少资源与能源的消耗，降低对生态环境的破坏与污染。

总之，人类将在纳米的物质层重新认识和改造世界以及人类自身。

美国《提升人类技能的会聚技术》的报告针对上述四大领域的互补关系有这样的描述，“如果认知科学家能够想到它，纳米科学家就能够制造它，生物科学家就能够使用它，信息科学家就能够监视和控制它。”

报告还指出，NBIC有关领域的重大突破将在今后10～20年内实现，如果决策和投资方向正确，那么上述这些远景大多会在未来20年内得以实现。

沿着这样的道路走下去，科学的发展将会进入一个分水岭，科学从泾渭分明的专业化分工走向整合，迈向科学统一与技术会聚，也许将激发新的“科技复兴”