90年代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  周光召(1929~ ),理論物理、粒子物理學(xué)家,中國(guó)科學(xué)院院士,中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席。60年代從事核武器理論研究,對(duì)我國(guó)第一顆原子彈、第一顆氫彈和戰(zhàn)略核武器設(shè)計(jì)作出了重大貢獻(xiàn)


  現(xiàn)在一般的提法90年代是信息時(shí)代,這還不全面。因?yàn)槲㈦娮訉W(xué)、光電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)和其他綜合發(fā)展的結(jié)果,會(huì)產(chǎn)生像自動(dòng)化這樣一些科學(xué)。眾所周知,80年代有兩個(gè)值得注意的事情,一個(gè)是由于微電子的發(fā)展,而且已經(jīng)從科研機(jī)構(gòu)進(jìn)入到生產(chǎn)工廠,正開(kāi)始像電視機(jī)一樣進(jìn)入到第個(gè)家庭。在70年代末,微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度大約是每秒幾萬(wàn)次,存貯量4K(千);到80年代末,則是計(jì)算速度每秒達(dá)1000萬(wàn)次,存貯量M(兆),并已經(jīng)在市場(chǎng)上出現(xiàn)。這個(gè)發(fā)展速度是非常迅速的,90年代還將繼續(xù)下去。通訊由于采用光纖通訊,信息傳輸?shù)娜萘亢退俣榷伎涨皵U(kuò)大了。現(xiàn)在可以預(yù)測(cè)到90年代末,由于微電子的發(fā)展,巨型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比80年代末可能增加1000倍。進(jìn)入家庭的計(jì)算機(jī)可望達(dá)到80年代巨型機(jī)的速度,并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與許多的計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),形成一個(gè)家庭工作站。這種工作站不僅有很快的運(yùn)算速度,而且利用光纜,具有大的存貯容量。這種工作站已經(jīng)具備語(yǔ)言的識(shí)別,熒光屏有高清晰度的彩色圖像顯示;同時(shí)還可以配備多種專門的系統(tǒng)軟件。工作站還可以通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò),通過(guò)衛(wèi)星系統(tǒng),與世界各個(gè)地方聯(lián)通。在家庭里可以把高清晰度電視圖像、電子新聞、郵件、可識(shí)電話、傳真、激光打印、文件復(fù)制等各種智能服務(wù)聯(lián)結(jié)起來(lái),現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)為是可以實(shí)現(xiàn)的了,將對(duì)整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)和生活帶來(lái)根本性的變化。在工廠領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)、微處理機(jī)和精密機(jī)床相結(jié)合帶來(lái)自動(dòng)化的生產(chǎn)系統(tǒng)。利用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)可以從訂貨開(kāi)始,按照一個(gè)顧客的需要來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售,實(shí)現(xiàn)完全的計(jì)算機(jī)管理和控制,在工作中基本是用機(jī)器人組成的綜合的計(jì)算機(jī)控制的完全自動(dòng)的生產(chǎn)系統(tǒng)。這種新的由于微電子和計(jì)算機(jī)所帶來(lái)的生產(chǎn)力的變化,毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)對(duì)社會(huì)的生產(chǎn)組織和人們的生活方式帶灰重大的影響。當(dāng)然現(xiàn)在還很難預(yù)計(jì)這種影響深刻的和長(zhǎng)遠(yuǎn)的含義。這種生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)有雛型出現(xiàn),在90年代將得到很大普及。它除了帶來(lái)上述的變化外,就設(shè)計(jì)來(lái)講,過(guò)去要設(shè)計(jì)一架飛機(jī),需要做許多實(shí)驗(yàn),需要有大的風(fēng)洞,最后才能定型。但由于科學(xué)研究對(duì)整個(gè)空氣動(dòng)力學(xué)的規(guī)律,對(duì)于材料的性質(zhì)有了很清楚的了解之后,從規(guī)律性認(rèn)識(shí)出發(fā),完全可以做到用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬各種不同設(shè)計(jì)的飛機(jī)的性能。由于巨型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn),使得可以直接從規(guī)律性的認(rèn)識(shí)出發(fā),在一些復(fù)雜的條件之下進(jìn)行模擬,這就使設(shè)計(jì)過(guò)程與過(guò)去完全不同了。這種做法最早是在軍事工業(yè)開(kāi)始,例如,原子彈的設(shè)計(jì),做試驗(yàn)是困難的,非常之困難,需要事先用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬。當(dāng)時(shí),由于計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度不夠快,存貯量不夠,不能處理這么復(fù)雜的問(wèn)題,只好用計(jì)算機(jī)計(jì)算,不斷用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證的辦法。盡管這樣,計(jì)算機(jī)仍然對(duì)核武器的研制起了非常重要的作用。同時(shí)也帶動(dòng)了大型計(jì)算機(jī)的發(fā)展,F(xiàn)在微電子技術(shù)的發(fā)展,使得大型計(jì)算機(jī)不斷出現(xiàn),價(jià)錢變得相當(dāng)便宜,使得一般民用工業(yè)也能采用?傊(jié)約了許多設(shè)計(jì)費(fèi)用,不需要建造大型的風(fēng)洞,同時(shí)的設(shè)計(jì)的多樣性增加。因?yàn)樵陔娮佑?jì)算機(jī)里模擬所花的費(fèi)用和時(shí)間遠(yuǎn)少于做一個(gè)真正的模型試驗(yàn)。另外,現(xiàn)在還能夠提出一個(gè)過(guò)去不能想象的設(shè)計(jì)思想,就是過(guò)去用風(fēng)洞來(lái)設(shè)計(jì)試驗(yàn)飛機(jī),這架飛機(jī)必須在任何情況下都是穩(wěn)定的,即在飛行過(guò)程中不會(huì)掉下來(lái),F(xiàn)在如果用計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)和控制之后,有可能設(shè)計(jì)出這樣一架飛機(jī),它在某些條件下是不穩(wěn)定的,而在計(jì)算機(jī)的控制下,加以操作又可以在任何情況下是穩(wěn)定的,設(shè)計(jì)這樣的飛機(jī)可以節(jié)約很多的資金和材料,因?yàn)橐O(shè)計(jì)制造一架完全穩(wěn)定的飛機(jī),強(qiáng)度在各方面要求都很高,要浪費(fèi)掉很多的材料;如果是在計(jì)算機(jī)控制下穩(wěn)定的話,就可以使很多的要求降低,這時(shí)設(shè)計(jì)出的飛機(jī)樣子就可能和現(xiàn)在的很不一樣。這些都會(huì)給設(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)種種變化,生產(chǎn)過(guò)程也會(huì)帶來(lái)許多變化,在社會(huì)的許多方面同樣也帶來(lái)很多變化。例如,金融活動(dòng)和商業(yè)活動(dòng),據(jù)預(yù)測(cè),在90年代將沒(méi)有10元錢以上的鈔票在市面上流通,全部都用信用卡,變得如此方便,買東西很可能通過(guò)家庭電視來(lái)訂貨,而不是現(xiàn)在這樣到市場(chǎng)購(gòu)買,在電視里顯示出各種各樣的商品,任你挑選,還可以通過(guò)電視把自己的特殊要求提出來(lái)進(jìn)行訂貨,因此商業(yè)活動(dòng)、推銷活動(dòng)跟過(guò)去完全不一樣了。又如現(xiàn)在的交通非常擁擠,將來(lái)可能通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)把各種勞動(dòng)加以計(jì)劃和組織,而不需要把這么多的人都聚集到一個(gè)地方去工作。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,會(huì)帶來(lái)整個(gè)社會(huì)的生產(chǎn)組織、生活組織和生活方式的變化。這個(gè)變化中,上面講到的是可以看到的方面,在80年代已有一些個(gè)別的局部實(shí)現(xiàn)了,有些模型已顯示出來(lái),只需要大規(guī)模的推廣;另一方面,可以預(yù)計(jì)的是智能的發(fā)展,就是用機(jī)器來(lái)部分代替人的腦力勞動(dòng)。智能的發(fā)展已經(jīng)過(guò)了幾個(gè)階段。就是引進(jìn)很多專門統(tǒng)計(jì),把許多專家的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)起來(lái),然后通過(guò)電子計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行智能判斷,F(xiàn)在正開(kāi)始第六代計(jì)算機(jī),是完全模擬人的大腦活動(dòng),就是要計(jì)算機(jī)像人的腦子一樣工作,它能夠接受信息,能夠處理這些信息,這里有記憶、推理、判斷等等過(guò)程。因此這樣的電子計(jì)算機(jī)或用這樣的電子計(jì)算機(jī)武裝的機(jī)器人,開(kāi)始具有部分的思考能力,在外界的環(huán)境的變化之下能夠自行進(jìn)行調(diào)節(jié)、適應(yīng)、判斷的能力,最近發(fā)展起來(lái)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)已經(jīng)在這方面邁開(kāi)了第一步。過(guò)去的計(jì)算機(jī)盡管運(yùn)算速度很快,存貯量很大,但與人腦還是有很大區(qū)別。人腦有兩個(gè)部分,左腦和右腦。它們的功能不完全一樣,一部分能夠進(jìn)行邏輯揄,現(xiàn)在電子計(jì)算機(jī)能夠完成;另一部分是進(jìn)行形象思維,例如,一個(gè)小孩子能夠很快識(shí)別第三和李四,能夠很快抓住一個(gè)圖像的特點(diǎn),把它存入記憶,再看到一個(gè)圖像,能把這個(gè)特點(diǎn)以出來(lái),進(jìn)行識(shí)別?墒,現(xiàn)在所有的計(jì)算機(jī)都很困難,把某個(gè)人的特征輸入計(jì)算機(jī),情況有一點(diǎn)變化,計(jì)算機(jī)就識(shí)別不了。
  現(xiàn)在要發(fā)展一種新原理的電子計(jì)算機(jī),要完全模擬人腦的功能,既有邏輯推理能力,又能對(duì)圖像、聲音識(shí)別,能夠在不是很精確的情況下進(jìn)行推理和判斷,這種計(jì)算機(jī)完全有可能在90年代取得基本上的突破。這也交進(jìn)計(jì)算機(jī)科學(xué)上的重大突破,這個(gè)突破將對(duì)生產(chǎn)、對(duì)社會(huì)的各個(gè)方面產(chǎn)生極大的影響。人類社會(huì)的進(jìn)步,由于機(jī)器的發(fā)明代替了體力勞動(dòng)引起了一個(gè)飛躍性的變化。雖然最好的計(jì)算機(jī)也不能代替整體人的智力發(fā)展,計(jì)算機(jī)的智力發(fā)展是人給予的,人創(chuàng)造出來(lái)的,但現(xiàn)在計(jì)算機(jī)開(kāi)始部分代替人的腦力勞動(dòng),完全可以把很多專家的知識(shí)集中在一起,有可能做到比個(gè)別人更聰明,更加有經(jīng)驗(yàn)。這樣一個(gè)時(shí)代,對(duì)人類的進(jìn)一步發(fā)展會(huì)是一個(gè)強(qiáng)有力的推動(dòng)和挑戰(zhàn),90年代在微電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)方面,將會(huì)有較大的發(fā)展。
  生命現(xiàn)象一直是非常重要的,直到現(xiàn)在人們對(duì)許多生命現(xiàn)象還是非常無(wú)知的。而生命現(xiàn)象規(guī)律的揭開(kāi),對(duì)人類社會(huì)起到不亞于計(jì)算機(jī)所起到的作用,對(duì)于人類生存有密切關(guān)系,對(duì)農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境等都有極其密切的影響。如果了解生命現(xiàn)象的規(guī)律和本質(zhì)就可以從根本上改造農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生,改變?nèi)祟惖纳姝h(huán)境。生命科學(xué)在最近幾十年有了秀大的發(fā)展,人們已經(jīng)弄清了遺傳是怎么產(chǎn)生的,遺傳的基因在分子水平上的結(jié)構(gòu)。脫氧核糖核酸,有10萬(wàn)個(gè)以上,這樣的基因以一種密碼的排列次序,存在染色體和因位之中。雖然都是同樣種類的生物,但是它的個(gè)體又有千種萬(wàn)種不同的差異,這些差異都反映在它的遺傳基因上。這些生物體雖然每一個(gè)都不一樣,但都經(jīng)歷了很多共同的階段,都是從一個(gè)受精卵、單細(xì)胞逐步地發(fā)育成一個(gè)成熟的生物。那么這些基因到底在時(shí)間上、空間上怎樣排列,怎樣啟動(dòng)?而且一個(gè)成熟的個(gè)體,很可能每個(gè)細(xì)胞里都載著原來(lái)的全部基因信息,那么它為什么不會(huì)再生呢?人已經(jīng)變成一個(gè)成人以后,為什么不會(huì)重復(fù)它原來(lái)的發(fā)育過(guò)程?為什么一定遵循發(fā)育、生長(zhǎng)、最后衰老這樣一個(gè)過(guò)程?原來(lái)長(zhǎng)出一只手來(lái)這樣一個(gè)基因,為什么經(jīng)過(guò)這個(gè)過(guò)程以后就不起作用了?如果讓這個(gè)基因再次產(chǎn)生作用,會(huì)不會(huì)再次產(chǎn)生一只手來(lái)?此類問(wèn)題在學(xué)科上叫做基因的表達(dá)和調(diào)控。這樣一些基本問(wèn)題在高等生物里是個(gè)空白。這些是涉及到生物的整個(gè)發(fā)育、生長(zhǎng)過(guò)程,是一個(gè)大的課題。
  另外在生命科學(xué)中還有一個(gè)重要的課題,就是生命中,個(gè)體有很多重要系統(tǒng),如神經(jīng)系統(tǒng),不僅需要了解的分子水平上神經(jīng)是如何發(fā)育的,如何生成的,同時(shí)還要了解它如何傳遞信息,如何進(jìn)行記憶和思考,如何識(shí)別外界的聲音、圖像,所以它不僅是單個(gè)細(xì)胞的問(wèn)題,或是細(xì)胞里基因的問(wèn)題,而是一個(gè)系統(tǒng)的部下,即整個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)是怎樣工作的,中樞神經(jīng)系統(tǒng)和下邊的系統(tǒng)是怎樣連接的?免疫系統(tǒng)也是一個(gè)非常重要的系統(tǒng),生物體在復(fù)雜的環(huán)境中生存,它必須有保衛(wèi)自己的系統(tǒng)。它怎樣識(shí)別外來(lái)的敵人,又怎樣去消滅外來(lái)的敵人,在什么情況下產(chǎn)生缺陷?現(xiàn)在有許多免疫系統(tǒng)的疾病,就是它不能識(shí)別外來(lái)的還是自己的,對(duì)自己的細(xì)胞進(jìn)行攻擊,這是一個(gè)重要的免疫系統(tǒng)的疾病。在一個(gè)生命體中還有很多的重要的其他系統(tǒng)。這樣一些總理2,一方面從分子的水平,從基因的角度來(lái)了解生物體;另一方面又從一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的角度來(lái)了解,這是當(dāng)前生命科學(xué)所面臨的重大問(wèn)題。90年代生命科學(xué)會(huì)有突破性的進(jìn)展,一方面是由于這方面知識(shí)的積累,已經(jīng)創(chuàng)造了很多的條件;另一方面其他科學(xué)的發(fā)展為觀測(cè)分析生命科學(xué)的現(xiàn)象提供了很好的條件,如電子計(jì)算機(jī),還有很多物理的、化學(xué)的、儀器設(shè)備。所以現(xiàn)在世界上許多國(guó)家把大量資金投入到這個(gè)領(lǐng)域,人體科學(xué)就是生命科學(xué)最重要的一部分。
  當(dāng)前國(guó)際上還有一個(gè)重要計(jì)劃,要把全部人的遺傳基因(大約有10萬(wàn)個(gè)以上)在因位和染色體中的地位全部分析出來(lái),如何再裝進(jìn)去。即把不需要的基因拿走,需要的某種基因裝進(jìn)去,這叫做重組定的技術(shù)。把這些結(jié)合起來(lái),對(duì)人體從分子水平了解人體的發(fā)育、生產(chǎn)衰老過(guò)程,了解神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)在分子水平的活動(dòng)機(jī)理,將起到新的突破。這是世界科學(xué)家的聯(lián)合的巨型計(jì)劃,投資幾十億美元之多,社會(huì)已為生命科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展提供了各方面的條件。要把人的10萬(wàn)個(gè)基因都搞清楚,這相當(dāng)于500本書(shū),每本書(shū)有1000頁(yè),每頁(yè)3有1000個(gè)6個(gè)字組成的基因符號(hào)。這么一個(gè)量,沒(méi)有大型計(jì)算機(jī)的幫助是根本做不到的,現(xiàn)在這些條件都開(kāi)始具備了。最近找到了把一段段基因取出來(lái)加以復(fù)制的新的辦法,這樣會(huì)加快計(jì)劃的完成,90年代,這方面會(huì)有很大的發(fā)展。這個(gè)發(fā)展會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、環(huán)境產(chǎn)生秀大的影響。這種影響已經(jīng)開(kāi)始,但時(shí)間比較短,規(guī)模比較小,能不能大規(guī)模應(yīng)用,還需要觀察。例如,把生長(zhǎng)激素基因移到動(dòng)物里,這樣一種轉(zhuǎn)基因的豬少耗飼料,多產(chǎn)瘦肉,已經(jīng)做到了。但這種豬有缺點(diǎn),很容易得病,因此,,這種豬肉能不能吃,能不能大規(guī)模推廣,還須進(jìn)行大量的試驗(yàn)。如果把人的基因、動(dòng)物的基因結(jié)構(gòu)都搞清楚了,不但能把有用的基因放進(jìn)去,同時(shí)也能清楚放進(jìn)去的基因?qū)ζ渌幕蛴惺裁从绊懀瑫?huì)不會(huì)把某些有害的基因啟動(dòng),等等。因?yàn)檗r(nóng)藥需求很大,所以現(xiàn)在對(duì)生物技術(shù)抱有很大希望。但要看到,如果沒(méi)有足夠的規(guī)律認(rèn)識(shí),可能會(huì)遇到一些新的問(wèn)題。要想真正發(fā)展的生物技術(shù),當(dāng)前就要支持規(guī)律性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)研究。規(guī)律性的認(rèn)識(shí)一旦搞清楚,必然會(huì)找到一種好的技術(shù)、一個(gè)好的方法,在生產(chǎn)上大規(guī)模應(yīng)用。
  90年代要保護(hù)人類生存環(huán)境,保護(hù)人類生存環(huán)境在90年代將會(huì)是科學(xué)界,也包括社會(huì)在內(nèi)非常關(guān)注的一個(gè)課題,而且會(huì)花很多投資和人力來(lái)進(jìn)行科學(xué)研究的問(wèn)題。在過(guò)去,人類的生產(chǎn)是受到自然條件、自然資源一定程度的制約。但在人口比較少、生產(chǎn)規(guī)模不大時(shí),這種制約是不那么明顯的。人類在生產(chǎn)過(guò)程中,又不斷改變自然界。這種改變,有向好的方面,但往往也會(huì)使自然界向壞的方面發(fā)展。隨著人口的增多,生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,對(duì)自然界的影響就越來(lái)越大,而自然界能夠隨人類活動(dòng)影響的能力就開(kāi)始明顯地有一定的限度。在限度之內(nèi),自然界是可以恢復(fù)的;但在限度之外,自然界就會(huì)出現(xiàn)永久性的,或要花費(fèi)很多力量才能恢復(fù)的環(huán)境的破壞。環(huán)境問(wèn)題之所以引起世界上的重視,是因?yàn)槿祟愃绊懙沫h(huán)境的變化是可察覺(jué)到的變化。例如,由于人類的活動(dòng),包括工業(yè)、農(nóng)業(yè)的活動(dòng),造成植被損失,沙土流失。植被的減少,特別像熱帶森林的減少,造成災(zāi)害的頻率在各國(guó)都在上升,我們國(guó)家亦如此。從50年代起,自然災(zāi)害、旱災(zāi)、水災(zāi)、泥石流、酸雨在世界各地廣泛發(fā)生,因此使大家認(rèn)識(shí)到,向自然界索取不能是無(wú)限的,自然界的隨能力是有際的,人類必須愛(ài)護(hù)其生存的地球,為子孫后代創(chuàng)造一個(gè)繼續(xù)生存的環(huán)境。90年代這方面的呼聲會(huì)更加高漲,這方面的科學(xué)研究會(huì)變成一個(gè)重要方面。
  環(huán)境的研究對(duì)一個(gè)國(guó)家的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生越來(lái)越重要的影響,特別對(duì)不發(fā)達(dá)的第三世界國(guó)家。以我國(guó)為例,到2000年,我國(guó)人口將增長(zhǎng)到13億人,這樣的人口增加對(duì)各方面的要求是很可觀的,如果每人每年平均400千克糧食,全國(guó)糧食產(chǎn)量要再增加1/6~1/5;對(duì)各種原材料、能源都帶來(lái)更多的需求。而我國(guó)又是資源相對(duì)貧乏的國(guó)家。就能源來(lái)講,現(xiàn)在煤年產(chǎn)量10億噸,如能源光靠煤,2000年煤年產(chǎn)量增到15億噸,環(huán)境總是就比現(xiàn)在嚴(yán)重得多。現(xiàn)在酸雨已經(jīng)非常嚴(yán)重,西南一帶pH值已經(jīng)到4,引起農(nóng)田、植物和動(dòng)物的大面積破壞和死亡。這些都需要從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā)自學(xué)認(rèn)真地對(duì)待,在進(jìn)行工業(yè)建設(shè)時(shí),必須把環(huán)境保護(hù)作為重要問(wèn)題加以考慮,不考慮環(huán)境保護(hù)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施都可能帶來(lái)意想不到的很壞的后果。1989年到山東考察,青島、煙臺(tái)附近海岸本來(lái)是糧食高產(chǎn)區(qū),由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有認(rèn)識(shí)環(huán)境的因素,這里高產(chǎn)靠抽地下水取得,結(jié)果在萊州一帶,地下水位已抽到比海水還低十幾米,形成了海水倒灌;海水以一天1米的速度向內(nèi)侵蝕,海水所到之處一片荒蕪,原來(lái)的高產(chǎn)田變成荒土,這就是一個(gè)懲罰,F(xiàn)在要解決這個(gè)問(wèn)題非常困難,要把侵入的海水弄出去很困難,要付出很高代價(jià)。假如,引黃河水把海水沖出去,或根本改變耕作制度,使地下水回升,都要花費(fèi)很大的代價(jià)。總之,環(huán)境因素是90年代進(jìn)行生產(chǎn)必須考慮的問(wèn)題。
  還有一個(gè)所謂“溫室效應(yīng)”現(xiàn)象。溫室效應(yīng)簡(jiǎn)單講是人類活動(dòng)增加了二氧化碳在空氣中的濃度,二氧化碳在工業(yè)化后比工業(yè)化前上升了1倍。地球溫度低,太陽(yáng)溫度高,二氧化碳使可見(jiàn)光透過(guò),紅外光不能透過(guò),相當(dāng)于在地球表面加了一層被子,一層塑料薄膜,光線透進(jìn)來(lái)就不再出去。從這個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí)出發(fā),科學(xué)家認(rèn)為二氧化碳的增加會(huì)使地球溫度增高。這本身又是一個(gè)很復(fù)雜的科學(xué)問(wèn)題,氣象的因素很多,冷熱由很多因素決定,如很多的云反射太陽(yáng)光,地球的溫度就要變冷。1990~1991年,有厄爾尼諾現(xiàn)象的形成,這也是海洋某一地方溫度升高造成,應(yīng)當(dāng)警惕。雖然夏糧形勢(shì)很好,但秋糧仍是未知數(shù),可能長(zhǎng)江中下游一帶雨水過(guò)多。總之,科學(xué)家正在研究,如果確有溫室效應(yīng),地球在較短時(shí)間里溫度上升,50年內(nèi)氣溫如果升高1.5~4 ,情況就相當(dāng)嚴(yán)重,引起北極、南極冰融化,海水上升,上升1米就淹大片陸地,幾千萬(wàn)人就沒(méi)有地方可去。氣候的變化,加拿大和蘇聯(lián)可能變好,因?yàn)闅鉁刈兣,能生產(chǎn)更多東西;而對(duì)現(xiàn)在谷物產(chǎn)地可能有問(wèn)題,中緯度地區(qū)變得更加干旱。要避免這種嚴(yán)重后果,就要減少二氧化碳排放量。此外,甲烷氣體也秀糟糕,甲烷氣體是生物腐爛時(shí)產(chǎn)生的,有人認(rèn)為水稻田產(chǎn)生的沼氣(甲烷氣體的一種)可能是相當(dāng)多的。如果這種現(xiàn)象要罅,對(duì)中國(guó)是非常嚴(yán)重的,因?yàn)橹袊?guó)主要燒煤,產(chǎn)生二氧化碳;中國(guó)又是水稻生產(chǎn)最多的國(guó)家。這一方面是科學(xué)問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題;另一方面還是個(gè)政治問(wèn)題,因?yàn)橛幸恍┌l(fā)達(dá)國(guó)家可能要限制中國(guó)的發(fā)展。這是一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題,必須引起多方面的關(guān)注,必須研究對(duì)策。聽(tīng)說(shuō)國(guó)家科委正組織力量研究這個(gè)問(wèn)題。
  另一全球性問(wèn)題是所謂“臭氧層”的破壞。在平流層中存在臭氧,臭氧可以阻止紫外線就增加2%。某些氣體,主要是氟里昂可以跟臭氧結(jié)合,使臭氧減少,破壞了臭氧層。一些人喜歡紫外線,因?yàn)樽贤饩可以消毒。正因?yàn)樽贤饩能量大,既可以消毒,又會(huì)破壞某些分子鏈,損害某些細(xì)胞。臭氧層破壞,紫外線過(guò)多,一方面皮膚癌可能增加;另一方面植物不能適應(yīng)過(guò)量紫外線,細(xì)胞受破壞不能自然修復(fù),生長(zhǎng)受到影響。由于生產(chǎn)氟里昂使臭氧減少,尚無(wú)定論,還需進(jìn)行科學(xué)研究,現(xiàn)在正研究代用氣體。已有一些國(guó)家在加拿大開(kāi)會(huì),簽了一引起協(xié)議,現(xiàn)在正研究借用氣體。已有一些國(guó)家在加拿大開(kāi)會(huì),簽了一引些協(xié)議,在90年代限制氟里昂氣體生產(chǎn)。這也說(shuō)明環(huán)境問(wèn)題在90年代要帶來(lái)一引起生產(chǎn)上的變化。
  對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō),人口多,可耕地少,沙土流失嚴(yán)重,土壤退化,都影響中華民族進(jìn)一步生存,所以在90年代要在這方面下大力量進(jìn)行科學(xué)研究。在進(jìn)行生產(chǎn)建設(shè)時(shí),盡量減少在環(huán)境方面的損失。很多科學(xué)家對(duì)建設(shè)三峽電站工程持一種很謹(jǐn)慎的態(tài)度,是因?yàn)槿龒{工程要在相當(dāng)大的程度上改變生態(tài)環(huán)境,如果沒(méi)有預(yù)測(cè),就會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重后果,世界上已有這樣的例子。例如,里海每年水位下降,是缺水的。蘇聯(lián)曾把流向北冰洋的水截?cái)嗔飨蚶锖,?duì)里海一帶來(lái)講是有好的效果。水量雖然只占流向北冰洋水量的1%~2%,但給北冰洋附近陸地生態(tài)帶來(lái)很大變化。對(duì)大的工程需要做比較長(zhǎng)期的、認(rèn)真的科學(xué)研究,希望各方面的同志對(duì)科學(xué)家的意見(jiàn),不要單純地看成反對(duì)某件事情,而要認(rèn)真聽(tīng)取并合作把事情搞清楚。又比如植樹(shù)造林,大家都贊成,科學(xué)家也贊成。但在某些局部地區(qū)如何植樹(shù)造林可能有不同意見(jiàn),甚至非常尖銳。某個(gè)地方為了保持水土,在山上植了松樹(shù)。但從科學(xué)家來(lái)看,這個(gè)舉動(dòng)不僅沒(méi)能保持水土,反而加速水土流失,因?yàn)楫?dāng)?shù)剞r(nóng)村農(nóng)民要燒柴,而植樹(shù)后不許砍伐,農(nóng)民只好把樹(shù)下的植被、草全部挖掉當(dāng)些燒,樹(shù)下完全是土。這個(gè)地方很少暴雨,毛毛雨均勻地下到土里被吸收了。但下到樹(shù)上反而出問(wèn)題,水不是均勻地分布,在樹(shù)上沿著葉子集中流下,小雨變成中雨、大雨,局部地方造成水土沖失,久之那個(gè)地方水土流失反而嚴(yán)重。所以要做一件事情,不要表面地看,認(rèn)為好就做,而要進(jìn)行周密的科學(xué)觀察,做實(shí)驗(yàn),然后再推廣,要上升到理性認(rèn)識(shí)。尤其是環(huán)境問(wèn)題,要經(jīng)過(guò)相當(dāng)一段長(zhǎng)時(shí)間才能反映出來(lái),而一旦反映出來(lái)再去改變就相當(dāng)困難。希望我國(guó)政府、科技領(lǐng)導(dǎo)同志能夠特別關(guān)注生產(chǎn)建設(shè)中的環(huán)境因素。
  科學(xué)家的活動(dòng)范圍、空間和時(shí)間的尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了今天的生產(chǎn)實(shí)踐,所以現(xiàn)在在實(shí)驗(yàn)室中做的許多事情是看不出目前什么用途的。希望大家有馬克思那樣的風(fēng)度,對(duì)現(xiàn)在看不到用途的科學(xué)研究也感到喜悅,給予支持。經(jīng)濟(jì)條件不夠,想支持也難;經(jīng)濟(jì)條件夠時(shí),應(yīng)想辦法給予支持。雖然暫看不到實(shí)際效益,但將來(lái)會(huì)有實(shí)際效益的;即使將不一定有實(shí)際效益,但對(duì)于全人類文化的發(fā)展,對(duì)于世界觀、哲學(xué)都會(huì)有重大的意義。例如高能物理,原子核是由質(zhì)子和中子組成,質(zhì)子和中子有很多用途,質(zhì)子和中子內(nèi)部是有構(gòu)造的,是由三種不同的“夸克”所組成的,“櫝克”不叫基本粒子,基本粒子到此就到頭了,基本粒子里還有更基本的。“夸克”具有的性質(zhì)與電子、質(zhì)子、中子等都不一樣,它很重要的一個(gè)我是只存在于束縛的狀態(tài),只存在于原子核內(nèi)部,它不像質(zhì)子和中子可以自由出現(xiàn),但它又是一個(gè)明確的粒子。電子和原子核作用力是按平方距離減少,如同地球和太陽(yáng),只要給予一個(gè)能量,就可能接吻開(kāi),“夸克”的作用力恰恰相反,兩粒子離得越遠(yuǎn),作用力越大,所以怎么也拉不平,既然不能單獨(dú)存在,研究它就特別困難,需要用能量越來(lái)越高的加速器,把東西打到里面去,看它的性質(zhì)和結(jié)構(gòu),北京正色電子對(duì)撞機(jī)就是研究其中的一種“夸克”,加速器很龐大,有一個(gè)200米的直線加速器,一個(gè)環(huán)形加速器,探測(cè)器已經(jīng)是比較先進(jìn)的電子設(shè)備仍然很大,有上千噸重。90年人美國(guó)已決定投資80億美元建造一個(gè)大約周長(zhǎng)有70多公里的加速器,使用的超導(dǎo)磁鐵比現(xiàn)在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的能量提高1萬(wàn)倍,它的探測(cè)儀器本身重達(dá)幾萬(wàn)噸,價(jià)值幾億美元。這樣的前沿研究的實(shí)際意義,現(xiàn)在是一點(diǎn)也看不出來(lái),但它所研究的對(duì)象在自然界沒(méi)有天然存在,花費(fèi)幾十億元才能觀察到它,一方面對(duì)物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,另一方面對(duì)物質(zhì)的最基本的相互作用進(jìn)行研究。
  眾所周知,物質(zhì)最基本的作用力共四種,即電磁作用力、弱相互作用力、強(qiáng)相互作用力、重力。這個(gè)研究可以弄清這些基本作用力是統(tǒng)一的,還是性質(zhì)完全不同的。電和磁是兩種不同的現(xiàn)象,在上個(gè)世紀(jì),人們知道電和磁是統(tǒng)一的,可以互相轉(zhuǎn)換;60年代至今,經(jīng)20多年研究,人們知道弱相互作用力和電磁力是統(tǒng)一的,為此,花了幾億美元,造了一個(gè)大的加速器,現(xiàn)在要搞清楚生力、強(qiáng)相互作用力和電磁力之間的關(guān)系、相互之間能不能轉(zhuǎn)化,是否統(tǒng)一。這些問(wèn)題對(duì)于理解世界的統(tǒng)一性、多樣性,從哲學(xué)角度是有很高價(jià)值的。從認(rèn)識(shí)論的角度,社會(huì)發(fā)展到一定程度,用多余的錢投入到科學(xué)研究之中,對(duì)促進(jìn)人類文化、科學(xué)是很有價(jià)值的。為了研究它,要制造很高價(jià)值的設(shè)備、數(shù)據(jù)處理設(shè)備,這些技術(shù)對(duì)人類的生產(chǎn)會(huì)起很大作用的。過(guò)去,除了軍事工業(yè)之外,最大的計(jì)算機(jī)用在高能物理的研究中,高能物理為國(guó)民經(jīng)濟(jì)培養(yǎng)了許多軟件人才。它所發(fā)展的信息處理技術(shù)在各個(gè)方面都是有用的。即使是加速器本身,也有很多的用途。超導(dǎo)的加速器是下一步微電子再向前發(fā)展所需的重要工具。用超導(dǎo)技術(shù)可以制造很小型加速器,加速器能發(fā)出X光,很強(qiáng)的X射線刻出亞微米的光刻。我國(guó)的正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)已經(jīng)成功地利用發(fā)出的X光射線刻出亞微米的、超高速集成的、超大規(guī)模集成的微電子器件。交埡這類加速器很可能成為專門用來(lái)生產(chǎn)集成電咯的超導(dǎo)小型加速器,現(xiàn)在日本已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)了。所以科學(xué)研究的前沿起兩方面的作用,一是帶動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,二是增進(jìn)人類對(duì)自然界規(guī)律的認(rèn)識(shí)。這將對(duì)人類文明產(chǎn)生非常重要的貢獻(xiàn)。
  現(xiàn)在,所探求的最基本問(wèn)題除了物質(zhì)的基本構(gòu)造和相互作用的規(guī)律外,也在探求生命的本質(zhì)、宇宙的起源和構(gòu)造。宇宙是受重力的影響,宇宙的起源和構(gòu)造與剛才講的基本作用力是有很大關(guān)系的。這樣一些基本研究在90年代也會(huì)有相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步,但這個(gè)進(jìn)步不會(huì)太快,不會(huì)像電子計(jì)算機(jī)那樣迅速,因?yàn)樗枰喈?dāng)大的投資和設(shè)備。美國(guó)的超級(jí)超電動(dòng)對(duì)撞機(jī)從現(xiàn)在建造,也要到本世紀(jì)末才能完成,1998~1999年才能使用。



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