航天技術(shù)發(fā)展史精選(九篇)

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第1篇：航天技術(shù)發(fā)展史范文

航天飛機是一種垂直起飛、水平降落的載人航天器，它以火箭發(fā)動機為動力發(fā)射到太空，能在軌道上運行，且可以往返于地球表面和近地軌道之間，可部分重復(fù)使用的航天器.它的軌道器、固體燃料助推火箭和外儲箱三大部分組成.固體燃料助推火箭共兩枚，發(fā)射時它們與軌道器的三臺主發(fā)動機同時點火，當航天飛機上升到50km高空時，兩枚助推火箭停止工作并與軌道器分離，回收后經(jīng)過修理可重復(fù)使用20次.外儲箱是個巨大殼體、內(nèi)裝供軌道器主發(fā)動機用的推進劑，在航天飛機進入地球軌道之前主發(fā)動機熄火，外儲箱與軌道器分離，進入大氣層燒毀，外儲箱是航天飛機組件中唯一不能回收的部分.航天飛機的軌道器是載人的部分，有寬大的機艙，并根據(jù)航天任務(wù)的需要分成若干個“房間”.有一個大的貨艙，可容納大型設(shè)備.軌道器中可乘載3名職業(yè)航天員（如指令長或機長、駕駛員、任務(wù)專家等）和4名其他乘員（非職業(yè)航天員）.其艙內(nèi)大氣為氮氧混合氣體.航天飛機在太空軌道完成飛行任務(wù)后，軌道器下降返航，像一架滑翔機那樣在預(yù)定跑道上水平著陸.軌道器可重復(fù)使用100次.

航天飛機是一種為穿越大氣層和太空的界線（高度100km的卡門線）而設(shè)計的火箭動力飛機.它是一種有翼、可重復(fù)使用的航天器，由輔助的運載火箭發(fā)射脫離大氣層，作為往返于地球與外層空間的交通工具，航天飛機結(jié)合了飛機與航天器的性質(zhì)，像有翅膀的太空船，外形像飛機.航天飛機的翼在回到地球時提供空氣煞車作用，以及在降跑道時提供升力.航天飛機升入太空時跟其他單次使用的載具一樣，是用火箭動力垂直升入.因為機翼的關(guān)系，航天飛機的酬載比例較低.設(shè)計者希望以重復(fù)使用來彌補這個缺點.

雖然世界上有許多國家都陸續(xù)進行過航天飛機的開發(fā)，但只有美國與前蘇聯(lián)實際成功發(fā)射并回收過這種交通工具.但由于蘇聯(lián)瓦解，相關(guān)的設(shè)備由哈薩克接收后，受限于沒有足夠經(jīng)費維持運作使得整個太空計劃停擺，因此目前全世界僅有美國的航天飛機機隊可以實際使用并執(zhí)行任務(wù).

1981年4月12日，在卡納維拉爾角肯尼迪航天中心聚集著上百萬人，參觀第一架航天飛機哥倫比亞號發(fā)射.宇航員翰?楊（JohnW?Young）和克里平（Robert L?Crippen）揭開了航天史上新的一頁.

這架航天飛機總長約56m，翼展約24m，起飛重量約2040t，起飛總推力達2800噸，最大有效載荷29.5t.它的核心部分軌道器長37.2m，大體上與一架DC―9客機的大小相仿.每次飛行最多可載8名宇航員，飛行時間7至30天，軌道器可重復(fù)使用100次.航天飛機集火箭、衛(wèi)星和飛機的技術(shù)特點于一身，能像火箭那樣垂直發(fā)射進入空間軌道，又能像衛(wèi)星那樣在太空軌道飛行，還能像飛機那樣再入大氣層滑翔著陸，是一種新型的多功能航天飛行器.

從1981年至1993年底，美國一共有5架航天飛機進行了59次飛行，其中哥倫比亞號航天飛機15次，挑戰(zhàn)者號10次發(fā)現(xiàn)號17次，亞特蘭帝斯號12次，奮進號5次。每次載宇航員2至8名，飛行時間從2天到14天.在12年中，已有301人次參加航天飛機飛行，其中包括18名女宇航員.航天飛機的59次飛行中，在太空施放衛(wèi)星50多顆，載2座空間站到太空軌道，發(fā)射了3個宇宙探測器，1個空間望遠鏡和1個γ射線探測器，進行了衛(wèi)星空間回收和空間修理，開展了一系列科學(xué)實驗活動，取得了豐碩的探測實驗成果.

航天飛機除可在天地間運載人員和貨物之外，憑著它本身的容積大、可多人乘載和有效載荷量大的特點，還能在太空進行大量的科學(xué)實驗和空間研究工作.它可以把人造衛(wèi)星從地面帶到太空去釋放，或把在太空失效的或毀壞的無人航天器，如低軌道衛(wèi)星等人造天體修好，再投入使用，甚至可以把歐空局研制的“空間實驗室”裝進艙內(nèi)，進行各項科研工作.

附：

挑戰(zhàn)者”號航天飛機爆炸

1986年1月28日，美國“挑戰(zhàn)者”號航天飛機在第10次發(fā)射升空后，因助推火箭發(fā)生事故凌空爆炸，艙內(nèi)7名宇航員(包括一名女教師)全部遇難。造成直接經(jīng)濟損失12億美元，航天飛機停飛了近3年，成為人類航天史上最嚴重的一次載人航天事故，使全世界對征服太空的艱巨性有了一個明確的認識.

第2篇：航天技術(shù)發(fā)展史范文

關(guān)鍵詞:情景教學(xué);物理化學(xué);課程教學(xué)

從2013年開始我國進入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化和轉(zhuǎn)型升級的新階段，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級在數(shù)量、層次和結(jié)構(gòu)上增加了對既具備扎實理論基礎(chǔ)，又有實踐操作能力的應(yīng)用技術(shù)型人才的多樣需求［1］。有研究表明:目前我國高級工、高級技師和高級工程師等技術(shù)應(yīng)用型人才求人倍率分別高達2.34、2.25、2［2］。為滿足新形勢下對應(yīng)用技術(shù)型人才的需求，我國對高等教育做出了新的部署，提出采取試點+示范引領(lǐng)等方式引導(dǎo)一批普通本科高等學(xué)校向應(yīng)用技術(shù)類型高等學(xué)校轉(zhuǎn)型。面對轉(zhuǎn)型發(fā)展這個現(xiàn)實問題，地方高校以培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才為目標，積極推進人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新，逐步改革和完善人才培養(yǎng)體系。課程教學(xué)在人才培養(yǎng)過程中具有至關(guān)重要的作用，為切實提高應(yīng)用型化學(xué)化工專業(yè)特色人才的培養(yǎng)質(zhì)量，適應(yīng)當前地方高校應(yīng)用技術(shù)轉(zhuǎn)型發(fā)展人才培養(yǎng)模式改革的需求，各位教育工作者在教學(xué)方面都在認真貫徹教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革［3］，不斷提高學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，強化學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。物理化學(xué)作為化學(xué)化工專業(yè)的核心課程，其與物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)和化學(xué)基礎(chǔ)理論具有緊密聯(lián)系，互相滲透。與其它專業(yè)課程相比，物理化學(xué)的理論性強，公式繁瑣，模型抽象，內(nèi)容枯燥，是一門公認的難教難學(xué)的課程。在傳統(tǒng)的物理化學(xué)教學(xué)中，主要以課堂講授為主，機械式地向?qū)W生灌輸大量抽象的理論和復(fù)雜的公式，致使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，嚴重影響物理化學(xué)課堂學(xué)習(xí)效果。如何通過物理化學(xué)課堂教學(xué)方法的改革，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析問題，解決問題的能力是物理化學(xué)課程教學(xué)中亟待解決的問題。情景教學(xué)主要是教師圍繞教學(xué)內(nèi)容，有目的地引入或創(chuàng)設(shè)一個真實或虛擬的情景，讓學(xué)生參與到教學(xué)過程中，激發(fā)其主動學(xué)習(xí)的興趣，通過分析問題、解決問題和掌握問題能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的思考能力和實踐能力，最終實現(xiàn)教學(xué)目標的一種教學(xué)方法［4］。筆者在物理化學(xué)課堂教學(xué)實踐中廣泛采用情景教學(xué)法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用?，F(xiàn)就筆者在實踐教學(xué)中通過問題設(shè)置、實驗探究、化學(xué)史實、多媒體技術(shù)、生活實際及社會熱點等方法創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的應(yīng)用作簡要介紹。

1創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生學(xué)習(xí)行為的開展是以其學(xué)習(xí)心理為基礎(chǔ)的，抓住學(xué)生學(xué)習(xí)心理特點，合理開展課堂教學(xué)活動，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果［5］。在化學(xué)化工專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案中，物理化學(xué)課程基本開設(shè)在第五、六學(xué)期，此階段學(xué)生平均年齡在21歲左右，不僅具有對未知事物強烈的探索欲望，而且具有較強的學(xué)習(xí)能力和理解能力。在課堂教學(xué)中引入積極有深度的問題，能夠引發(fā)學(xué)生探求新知的積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。問題情景的創(chuàng)設(shè)不僅需要與教學(xué)目標相符，緊密聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容，還需要基于學(xué)生已有的認知水平，具有啟發(fā)性、條理性，同時符合循序漸進的認知規(guī)律才能逐步引導(dǎo)學(xué)生啟發(fā)思維、探求新知。例如，熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用是化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容中的重點，其包含功、熱、焓、熱力學(xué)能、熱容等量值計算，涉及到簡單的P/V/T過程、相變化過程和化學(xué)變化過程等。該部分內(nèi)容抽象、枯燥，理論性強，如何引起學(xué)生對該部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣至關(guān)重要。鑒于現(xiàn)階段學(xué)生好奇心強烈的特點，可以合理設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生自主探索知識，解決問題。在本學(xué)時內(nèi)容講解時，筆者首先向?qū)W生介紹科普知識，例如，近年來我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進，尤其是航空航天技術(shù)的發(fā)展可謂是日新月異，火箭主要依靠攜帶的推進劑(燃料和氧化劑)發(fā)生燃燒反應(yīng)，釋放大量熱氣從火箭發(fā)動機噴射出，產(chǎn)生推動力，直到火箭達到極高的運行速度。此時學(xué)生對航天技術(shù)的神秘性產(chǎn)生了情感升華，對航天技術(shù)和化學(xué)的聯(lián)系產(chǎn)生了濃厚的探知興趣，借此向?qū)W生設(shè)置問題:火箭這一龐然大物究竟要攜帶多少推進劑才可以完成預(yù)定的飛行計劃?引發(fā)學(xué)生思考。隨后向?qū)W生介紹熱容、相變熱、相變焓、標準摩爾反應(yīng)焓、標準摩爾生成焓、標準摩爾燃燒焓以及蓋斯定律等定義，協(xié)助學(xué)生逐步探討化學(xué)反應(yīng)焓變和熱力學(xué)能變、溫度的關(guān)系，最后逐步掌握化學(xué)反應(yīng)過程中焓變和熱力學(xué)能變的計算，破解火箭飛行需要攜帶多少推進劑的問題。在該過程中，通過科普知識設(shè)問，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有助于引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)的重點，具備解決問題的能力，獲得學(xué)習(xí)的成就感，提高學(xué)習(xí)效果。

2設(shè)計探究實驗，分析解決問題

物理化學(xué)是一門實踐性很強的學(xué)科，其學(xué)習(xí)目的不僅是理解和掌握物理化學(xué)的概念和原理本身，更重要的是將所學(xué)的知識應(yīng)用于實踐中，分析和解決實際問題，創(chuàng)造出新成果。教師可以設(shè)計與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的探究實驗，通過實驗前的科學(xué)假設(shè)、實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果的分析，讓學(xué)生在實驗的情景中發(fā)現(xiàn)問題，獲得科學(xué)理論、規(guī)律和事實。通過設(shè)置探究實驗，既讓學(xué)生在增強科學(xué)體驗的過程中掌握了科學(xué)知識，又激發(fā)了學(xué)生探究科學(xué)和知識規(guī)律的興趣。美國心理學(xué)家杰羅姆•布魯納認為，在教學(xué)過程中，學(xué)生是一個積極的探究者，教師的作用是要形成一種學(xué)生能夠獨立探究的情境，而不是提供現(xiàn)成的知識［6］。在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力及實踐能力的同時，培養(yǎng)學(xué)生通過實驗方法分析理論和解決問題的能力亦具有重要意義。例如，精餾分離是有機化學(xué)實驗中常見的分離方式，其分離原理是物理化學(xué)相平衡相關(guān)章節(jié)的重點學(xué)習(xí)內(nèi)容。在課時內(nèi)容學(xué)習(xí)前，讓學(xué)生通過精餾的方式分別分離甲苯－苯混合溶液、乙醇－水混合溶液、氯仿－丙酮混合溶液，利用阿貝折射儀檢測精餾塔頂、塔底餾分的組成。餾分組成差異性的結(jié)果致使學(xué)生對精餾原理產(chǎn)生濃厚的探知欲，引導(dǎo)學(xué)生繪制三種混合溶液的沸點－組成圖，結(jié)合沸點－組成圖分析得出精餾是一個部分冷凝和部分汽化過程的連續(xù)過程。通過對比甲苯－苯、乙醇－水、氯仿－丙酮三種組成的沸點－組成圖得出混合溶液沸點組成圖有無極大和極小值類型在精餾過程中塔頂、塔底餾分組成的規(guī)律。探究實驗的引入使學(xué)生主動去思考，發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，通過實踐的方法獲取抽象的理論知識，做到知識的融會貫通。

3結(jié)合化學(xué)史實，啟發(fā)學(xué)生思維

理論知識體系的建立是科學(xué)家們不斷發(fā)現(xiàn)、推測、實踐與驗證的過程，化學(xué)的發(fā)展史實際上就是一部運用物理和化學(xué)實驗方法進行實驗探究，以獲取化學(xué)實驗事實，進而建立學(xué)科理論的發(fā)展史。化學(xué)史料生動地向?qū)W生展現(xiàn)了科學(xué)家探知理論的艱辛過程。利用化學(xué)史實創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，可以使學(xué)生從發(fā)展的高度，以開闊的視野全面深刻地理解知識理論的演變過程，以辯證和發(fā)展的眼光去看待理論成果，激發(fā)學(xué)生完善和發(fā)展科學(xué)的興趣和動機［7］。例如，人工降雨技術(shù)的發(fā)展，可以追溯到1920年南非科學(xué)家開展的“給云注射催化劑”的初步試驗，后經(jīng)全球各國近50年的實驗，探索出利用強吸水性鹽進行人工降雨解決干旱問題或降低冰雹災(zāi)害的有效方法。通過向?qū)W生播放“人工降雨”紀錄片，使學(xué)生深入了解人工降雨的原理，利用強吸水性鹽進行人工降雨的利與弊，人工降雨技術(shù)發(fā)展的前景。將表面物理化學(xué)理論與科技緊密聯(lián)系起來，使學(xué)生直觀地體會到所學(xué)理論知識的科學(xué)價值，啟發(fā)思維，深化理論學(xué)習(xí)效果。

4利用多媒體技術(shù)，變抽象為具體，洞悉重點知識

多媒體技術(shù)的發(fā)展充實了課堂教學(xué)，其在教學(xué)中的應(yīng)用，對教育教學(xué)改革起到了巨大的推動作用。多媒體輔助教學(xué)具有傳統(tǒng)教學(xué)無法取代的優(yōu)勢，它能結(jié)合圖、文、聲、像、景等，創(chuàng)設(shè)逼真的教學(xué)情景，化抽象為直觀，化靜止為運動，將知識生動形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)習(xí)變得生動有趣，幫助學(xué)生理解抽象的物理化學(xué)概論及原理，啟發(fā)學(xué)生思維，提高學(xué)生的探究能力［8］。例如，在中學(xué)化學(xué)及大學(xué)無機化學(xué)中均涉及到電解池的相關(guān)原理，相應(yīng)課本內(nèi)容均較簡單。由于電解池相關(guān)知識點的重要性，物理化學(xué)在電化學(xué)反應(yīng)的平衡與速率章節(jié)中再次重點介紹了電解池。心理學(xué)研究表明，人們對世界的感知認識總是首先注意那些新的信息，因為它們具有刺激性和吸引力，同樣學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣也在于它是否能提供新的信息［7］。筆者在教學(xué)實踐中首先向?qū)W生展示電解鋁工作車間的照片、生產(chǎn)過程的錄像，然后推動學(xué)生猜測電解鋁槽的結(jié)構(gòu)，隨后結(jié)合電解槽的側(cè)面剖析圖引導(dǎo)學(xué)生了解電解鋁的原理，最后在此基礎(chǔ)上概括總結(jié)電解池的相關(guān)知識內(nèi)容。筆者通過利用多媒體技術(shù)，將電解池的工作原理具體到化工生產(chǎn)車間應(yīng)用中，通過計算機模擬化學(xué)實驗原理，不僅可以提高實踐教學(xué)的質(zhì)量，同時無形中調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的探究能力。

5聯(lián)系生活實際，結(jié)合社會熱點，做到學(xué)以致用

學(xué)習(xí)知識的最大價值在于能夠應(yīng)用所學(xué)知識解決其生活中遇到的實際問題，做到知識的遷移與應(yīng)用。物理化學(xué)知識在實際生活和生產(chǎn)中具有重要應(yīng)用，在環(huán)境問題、能源問題、食品安全和藥品安全等方面與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的教學(xué)情境比比皆是。在教學(xué)實踐過程中聯(lián)系生活實際，結(jié)合社會熱點，創(chuàng)設(shè)真實的教學(xué)情景，有助于使學(xué)生了解所學(xué)知識的價值意義。例如，2016年山東警方破獲案值5.7億元非法疫苗案，涉案疫苗未經(jīng)嚴格冷鏈存儲運輸銷往全國18個省市，引起社會一片恐慌。疫苗是一種脆弱的生物制劑，對溫度的要求敏感，溫度的高低直接關(guān)系到疫苗的保質(zhì)期。筆者在化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系相關(guān)學(xué)時內(nèi)容講授過程中結(jié)合該教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)阿倫尼烏斯方程，利用阿倫尼烏斯方程的不定積分和定積分形式剖析速率系數(shù)與溫度的關(guān)系，再結(jié)合已學(xué)的化學(xué)反應(yīng)速率方程，計算出不同保存溫度下疫苗的保質(zhì)期。在該學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生清晰地了解了疫苗冷藏儲存的重要性，綜合掌握了化學(xué)反應(yīng)速率方程和阿倫尼烏斯方程的應(yīng)用，學(xué)習(xí)目標得到明確，學(xué)習(xí)效果得到提高。

6結(jié)語

物理化學(xué)是一門重要的理論課程，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足當下應(yīng)用技術(shù)轉(zhuǎn)型教育的需求，如何進一步提高教與學(xué)的質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才，需要授課教師不斷的探索、改革和實踐。在物理化學(xué)實踐教學(xué)中，通過創(chuàng)設(shè)豐富多彩的教學(xué)情景，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效果。同時，在不同的情景教學(xué)中可以提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新能力。情景教學(xué)的形式多樣化，如何創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系的教學(xué)情景，做到有目的地組織教學(xué)，有目標地培養(yǎng)人才，對一線教育工作者提供了新的挑戰(zhàn)和機遇。

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第3篇：航天技術(shù)發(fā)展史范文

關(guān)鍵詞: 高等金屬學(xué)材料研究領(lǐng)域作用

在人類社會的發(fā)展過程中,材料的發(fā)展水平始終是時代進步和社會文明的標志。人類和材料的關(guān)系不僅廣泛密切,而且非常重要。事實上,人類文明的發(fā)展史,就是一部人類利用材料和創(chuàng)造材料的歷史。同時,材料的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,也極大地推動了社會經(jīng)濟的發(fā)展。在當代,材料、能源、信息是構(gòu)成社會文明和國民經(jīng)濟的三大支柱,其中材料更是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)先導(dǎo)。

一

隨著社會和科技的進步,人們不僅需要性能更為優(yōu)異的各類高強、高韌、耐熱、耐磨、耐腐蝕的新材料,而且需要各種具有光、電、磁、聲、熱等特殊性能和偶合效應(yīng)的新材料,同時對材料與環(huán)境的協(xié)調(diào)性等方面的要求也日益提高。生物材料、信息材料、能源材料、智能材料和生態(tài)環(huán)境材料等將成為材料研究的重要領(lǐng)域。展望未來,材料科學(xué)與工程學(xué)科的發(fā)展方向?qū)⑹?實現(xiàn)微結(jié)構(gòu)不同層次上的材料設(shè)計,以及在此基礎(chǔ)上的新材料開發(fā);材料的復(fù)合化、低維化、智能化和結(jié)構(gòu)材料―功能材料一體化設(shè)計與制備技術(shù);材料加工過程的自動化、集成化,等等。

20世紀最重大的科技成就之一就是人類實現(xiàn)了原子核內(nèi)部巨大能量的釋放。盡管原子能時代的降臨是以核武器為開端的,但核材料也能造福人類,特別是核反應(yīng)堆、同位素的應(yīng)用、核醫(yī)學(xué)等。核反應(yīng)堆一般采用熱中子堆,堆心的結(jié)構(gòu)件必須采用鋯合金,因為鋯合金吸收中子的幾率很小,不會破壞堆內(nèi)的鏈式反應(yīng),所以要建設(shè)核電工業(yè)系統(tǒng),必須建立鋯材料工業(yè)。

當今最具時代特征的工業(yè)是信息產(chǎn)業(yè),信息產(chǎn)業(yè)的基石是半導(dǎo)體材料。任何高度復(fù)雜、高度精細加工的集成電路,都需要高純度、高度摻雜的半導(dǎo)體材料和各種先進工藝的應(yīng)用。信息技術(shù)的每一次突破都與材料和工藝的創(chuàng)新有著密切的關(guān)系,如高密度的光磁記錄材料給信息的存儲提供了極大的便利。

激光材料也是現(xiàn)代信息科技的一部分。各種波長的激光晶體、半導(dǎo)體激光器、激光光導(dǎo)纖維等對信息傳輸和信息高速公路的實現(xiàn)起著決定性的作用。

在航空航天技術(shù)的發(fā)展過程中,材料的發(fā)展水平對航空航天器的性能至關(guān)重要。航空用結(jié)構(gòu)材料最主要的性能是高比強度和高比剛度,同時具有良好的工藝性能。高強度鋁合金、鈦合金和碳纖維增強的樹脂基復(fù)合材料是主要的航空材料?；鸺?、導(dǎo)彈材料與航空材料相比,關(guān)鍵是瞬時性能。導(dǎo)彈殼體材料對導(dǎo)彈的射程至關(guān)重要,殼體由金屬改為石墨纖維增強的復(fù)合材料后,洲際彈道導(dǎo)彈的射程可增加近1000公里。

進入21世紀后,新能源材料的發(fā)展將對社會經(jīng)濟產(chǎn)生重要影響。為了保障世界經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,解決越來越嚴重的溫室效應(yīng)和大氣污染等環(huán)境問題,新能源材料將引導(dǎo)傳統(tǒng)能源向潔凈能源、可再生能源、分散型能源等多元化能源發(fā)展。除核能外,當今太陽能材料、燃料電池材料、鋰離子電池材料等取得了很大的研究進展,在不久的將來必然會對社會經(jīng)濟等方面產(chǎn)生巨大影響。

二

一般來說,材料的基礎(chǔ)研究和帶有明確目的的開發(fā)性研究都有它們自身的價值。它們的效用有長有短,在實際生產(chǎn)上的體現(xiàn)有快有慢,但有一點是相同的,那就是要不斷探索。材料的應(yīng)用研究一旦成功,即一種材料誕生之后,它的應(yīng)用價值和市場開發(fā)就可以產(chǎn)生較大的輻射作用。比如金屬鈦,作為一種航空材料,它可用機,也可用于化工、建筑、潛艇、首飾等。其應(yīng)用越廣,需求量越大,則生產(chǎn)成本越低,越能帶動相關(guān)領(lǐng)域的研究和發(fā)展。20世紀后期,由于材料的應(yīng)用越來越廣泛,并滲透到各行業(yè),許多領(lǐng)域都與材料的制備、性質(zhì)、應(yīng)用等密切相關(guān),使得材料成為機械、電子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通運輸、信息科技等行業(yè)的基礎(chǔ),并與這些相關(guān)學(xué)科交叉發(fā)展。

三

自20世紀60年代初以來,物理、化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展推動了對物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物性和材料本質(zhì)的研究和了解;冶金學(xué)、金屬學(xué)、陶瓷學(xué)、高分子科學(xué)等的發(fā)展推動了對材料的制備、結(jié)構(gòu)、性能及其相互關(guān)系的研究;金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料等各類材料具有共同的或相似學(xué)科基礎(chǔ)、學(xué)科內(nèi)涵、研究方法與研究設(shè)備;同時科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在客觀上需要對各類材料的全面了解和研究。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的特點是,一方面,學(xué)科呈現(xiàn)出多科性,新興學(xué)科不斷涌現(xiàn),另一方面,學(xué)科發(fā)展又呈現(xiàn)出高度綜合的趨勢,交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科層出不窮。學(xué)科交叉的形式可以多種多樣。如美國的著名大學(xué)一般都設(shè)有材料研究中心或材料研究實驗室,其研究人員往往橫跨高分子、金屬、陶瓷、表面改性、解剖、動物實驗、細胞培養(yǎng)等研究方面。金屬材料的性能主要取決于它的化學(xué)成分和組織、結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)成分不同的金屬材料具有不同的性能;而相同成分的金屬材料經(jīng)過不同加工處理,具有不同的組織、結(jié)構(gòu)時,也將具有不同的性能。可以認為:化學(xué)成分規(guī)定了組織、結(jié)構(gòu)的可能變化范圍,而加工工藝是獲得某種預(yù)期組織、結(jié)構(gòu)的手段。

四

金屬學(xué)是以金屬和合金的化學(xué)成分、加工工藝、組織結(jié)構(gòu)和性能間的關(guān)系作為研究對象的,以這些關(guān)系作為依據(jù),我們可以為金屬材料設(shè)計適當?shù)幕瘜W(xué)成分和適宜的加工工藝,從而獲得預(yù)期的組織、結(jié)構(gòu)和性能。

在金屬學(xué)中,對組織、結(jié)構(gòu)的分析和研究是十分重要的核心問題。

金屬和合金在固態(tài)下通常是晶體。要了解金屬材料內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu),我們首先必須了解晶體中原子的相互作用和結(jié)合方式,晶體中原子的聚集狀態(tài)和分布規(guī)律,以及各種晶體的特點和彼此之間的差異,等等。這些研究涉及分子生物、固體物理、金屬學(xué)、礦物學(xué)及聚合物等廣泛領(lǐng)域。我們對晶體結(jié)構(gòu)和晶體生長進行綜合研究,可以獲得控制組分和實際結(jié)構(gòu)的知識,從而可以用各種手段來控制晶態(tài)材質(zhì)的性質(zhì),據(jù)此還能探索具有非常寶貴性質(zhì)的新晶體。事實上,對晶體的綜合研究已經(jīng)使人們制成了并且正在發(fā)展著一大批結(jié)構(gòu)材料及功能材料。

金屬學(xué)以金屬電子論、晶體學(xué)(見晶體結(jié)構(gòu))及合金熱力學(xué)為理論基礎(chǔ),依靠物理、化學(xué)的微觀和宏觀檢測技術(shù),擴展了金相學(xué)的內(nèi)容,保持應(yīng)用科學(xué)的傳統(tǒng),其研究內(nèi)容可分為兩方面:①聯(lián)系成分、處理過程對金屬組織結(jié)構(gòu)和性能的影響,研究合金相結(jié)構(gòu)和組織的形成規(guī)律,包括:研究合金相的形成、相圖原理及其測定、合金元素及微量元素在合金相中的分布等合金組成的規(guī)律;研究晶體中原子的擴散過程;晶體重構(gòu)的相變過程,包括金屬的凝固與溫度壓力變化下的固態(tài)相變;研究晶體缺陷和金屬形變過程中的位錯運動;研究成分及雜質(zhì)對金屬性質(zhì)的影響,包括超微量元素,以及微觀和宏觀偏析。②聯(lián)系金屬材料的使用,研究材料結(jié)構(gòu)強度和斷裂行為(見形變和斷裂);研究金屬材料在各種不同使用條件下的特性變化等(范性形變,疲勞,蠕變,應(yīng)力腐蝕,斷裂和氫脆);研究金屬的強化原理。至于那些雖以金屬為對象,或雖與金屬有關(guān),但主要研究晶體缺陷和金屬電子結(jié)構(gòu),以及它們之間,或它們與各種射線之間的交互作用等微觀過程;研究金屬和合金的物性本質(zhì),或純屬探索自然規(guī)律的領(lǐng)域,則另列入金屬物理,屬凝聚態(tài)或固體物理的分支。

最近20年來,金屬學(xué)出現(xiàn)不少新的突破,主要是由于新實驗技術(shù)和新工藝的出現(xiàn)而取得的。例如,應(yīng)用電子計算機進行圖象處理,可以明顯地提高電子顯微鏡的分辨能力,能直接看到金屬中單個原子分布的圖象(電子顯微學(xué));分析電子顯微術(shù)和各種表面分析設(shè)備不斷出現(xiàn),將金屬學(xué)的發(fā)展引向更加深入。又如應(yīng)用激冷技術(shù)制成的快冷微晶合金和某些合金體系形成的非晶態(tài)金屬,都各自顯示出特有的性能,有很大的理論意義和實用價值,為金屬學(xué)開拓了新園地,也為材料的研究提供了更便捷的手段。

五

高等金屬學(xué)在我們現(xiàn)在所研究的“鋁鋅合金的耐腐蝕性”課題中也發(fā)揮著重要的作用。要研究鋁鋅合金的耐蝕性,我們首先必須了解材料的組織和性能,聯(lián)系成分、處理過程對合金組織結(jié)構(gòu)和性能的影響,研究合金相結(jié)構(gòu)和組織的形成規(guī)律,包括:研究合金相的形成、相圖原理及其測定、合金元素及微量元素在合金相中的分布等合金組成的規(guī)律,從而分析它在各種不同使用條件下的特性變化,也即包括材料在不同環(huán)境介質(zhì)中的耐腐蝕性。這些都是高等金屬學(xué)要研究的內(nèi)容。隨著材料的不斷發(fā)展,高等金屬學(xué)在材料研究領(lǐng)域中必將發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻:

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[3]弗豪文著.盧光熙等譯.物理冶金學(xué)基礎(chǔ).上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1980.

第4篇：航天技術(shù)發(fā)展史范文

高科技無所不在，它正以一種幾乎無法感知的速度改變著我們的生活：激光影碟、多媒體把最新的娛樂信息大規(guī)模地傳遞給各種人群；計算機制作重現(xiàn)了“泰坦尼克號”“沉淀’的悲慘一幕；數(shù)字化技術(shù)把清晰的語音與圖像瞬間傳遞到大洋彼岸；再造基因使得改造生命、攻克癌癥近在眼前……高科技向我們走來，高科技已融入我們的生活，高科技正啟蒙著人類走進一個前所未有的經(jīng)濟形態(tài)——新經(jīng)濟社會。

高科技是新經(jīng)濟的基礎(chǔ)，新技術(shù)革命直接催生了新經(jīng)濟，使新經(jīng)濟成級數(shù)增長。在新經(jīng)濟社會中，隨著高科技產(chǎn)業(yè)化速度的加快，它對新經(jīng)濟的量增效應(yīng)將由點到面、由面到體，呈放射網(wǎng)絡(luò)狀的態(tài)勢全面展開。新經(jīng)濟是一種信息經(jīng)濟，是可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟，是未來主宰人類社會方方面面的“朝陽經(jīng)濟”。隨著高科技因素在經(jīng)濟形態(tài)中的含量不斷提高，經(jīng)濟形態(tài)必然會飛躍到以知識技術(shù)、智力為主要資源的新經(jīng)濟形態(tài)。在新經(jīng)濟時代，隨著高科技在社會各個領(lǐng)域的滲透和擴散，人類活動的領(lǐng)域?qū)⒌玫綐O大的拓展，使人類能夠擺脫傳統(tǒng)的束縛，突破地球資源的限制，向更廣闊的空間進軍。不久的將來“可上九天攬月，可下五洋捉鱉”將從偉人的豪情詩句轉(zhuǎn)化為我們生活中的現(xiàn)實。

在新經(jīng)濟時代，高科技的信息將成為一種重要的生產(chǎn)力，推動著人類社會的發(fā)展；高科技的生物工程作為一種新生力量，直接導(dǎo)致農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)和化學(xué)工業(yè)革命，推動著新經(jīng)濟的進步；高科技的新材料作為新經(jīng)濟的里程碑，將重構(gòu)新經(jīng)濟的材料基礎(chǔ)；高科技的新能源將使人們不再為資源的短缺而憂愁，作為新經(jīng)濟的火車頭，它將帶來人類社會的可持續(xù)發(fā)展；航天技術(shù)使人們從地球的懷抱中飛向太空，新經(jīng)濟也隨著航天技術(shù)的發(fā)展而騰飛；海洋技術(shù)將開拓人類新經(jīng)濟社會生活新空間；軟科學(xué)技術(shù)使人們的管理效率更高，決策更正確，分析更透徹，一切經(jīng)驗性的東西都變成了可操作的東西，正如萊布尼茨曾說的：“別再爭論了，我們拿起筆來算一下吧！”

新經(jīng)濟時代是高科技大顯身手的時代，沒有高科技就沒有新經(jīng)濟，高科技不但直接決定著新經(jīng)濟的誕生，而且作為動力之源直接推動著新經(jīng)濟的發(fā)展。高新技術(shù)創(chuàng)造著人類的新紀元。一、信息技術(shù)：新經(jīng)濟的先鋒1．信息技術(shù)是新經(jīng)濟的源頭

新經(jīng)濟的發(fā)生和發(fā)展清楚的表明，以信息技術(shù)為骨干的高新技術(shù)是支撐整個新經(jīng)濟廣廈的支柱。從某種意義上講，新經(jīng)濟就是信息經(jīng)濟。

新經(jīng)濟中最為突出的新特征就是信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得信息產(chǎn)業(yè)成為新經(jīng)濟最為重要的支柱產(chǎn)業(yè)，使信息網(wǎng)絡(luò)成為新經(jīng)濟社會最重要的大眾化的聯(lián)系手段。正是從這個意義上看，我們認為新經(jīng)濟也是信息經(jīng)濟。

信息技術(shù)是高科技的先導(dǎo)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)。按照聯(lián)合國教科文組織對高科技群的分類排序，信息科學(xué)技術(shù)居于迅猛發(fā)展的高科技群之首。

統(tǒng)計資料表明，信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對經(jīng)濟增長的貢獻率，已從20世紀初的5%一20%提高到70年代至90年代的70％一80％，在全球信息高速公路建設(shè)的帶動下，在全球GDP中，已有2年以上的產(chǎn)值與信息行業(yè)有關(guān)。

新經(jīng)濟的興起是以信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展為標志的。近年來，美國經(jīng)濟增長的主要源泉是5000多家軟件公司，它們對世界經(jīng)濟的貢獻不亞于名列前茅的世界500家最大公司。美國微軟公司總裁比爾·蓋茨就是世所公認的一個代表。他通過開發(fā)信息技術(shù)的核心——軟件技術(shù)，使得微軟公司的股票市場已達到1700多億美元，超過了全美三大汽車公司的總和。作為深刻變革的一個方面，當今經(jīng)濟形態(tài)的信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、硬件業(yè)，尤其是作為硬件業(yè)心臟的芯片業(yè)同樣舉足輕重。

美國經(jīng)濟之所以從1991年以后得以持續(xù)增長，主要是得益于其信息產(chǎn)業(yè)的迅速成長和突飛猛進的發(fā)展。據(jù)美國商務(wù)部和美國電子協(xié)會發(fā)表的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在過去5年里：

—美國經(jīng)濟增長的1／4以上歸功于信息技術(shù)，電腦和電訊業(yè)的增長速度是美國經(jīng)濟增長速度的2倍；

信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)為美國創(chuàng)造了1500萬個新就業(yè)機會，高新技術(shù)行業(yè)已成為美國雇用職工最多的行業(yè)，其職工工資比全國私營企業(yè)職工的平均工資高出73％；

—高新技術(shù)在國內(nèi)銷售和出口方面也已成為美國最大的產(chǎn)業(yè)部門，其產(chǎn)值約占美國國內(nèi)生產(chǎn)總值的8％；

—由于信息技術(shù)的飛速發(fā)展，使美國1999年和2000年頭幾個月失業(yè)率降到24年來的最低點，通貨膨脹回落到30年來最低水平。

信息技術(shù)包括電腦硬件、軟件、資料傳遞設(shè)備和信息服務(wù)等四大方面。隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，信息服務(wù)和電訊服務(wù)成為新的熱門行業(yè)。美國作為世界新經(jīng)濟的先導(dǎo)，就信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)而言，美國無疑是全球最大的生產(chǎn)供應(yīng)國和最大的市場。在世界的10大信息服務(wù)公司中，美國就占了8家。

信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是信息服務(wù)業(yè)的發(fā)展，給經(jīng)營者和消費者提供了許多便利，也加快了人們的工作效率和生活節(jié)奏?，F(xiàn)代辦公不久將實現(xiàn)無紙化、遠程化和信息化；銀行系統(tǒng)和商家聯(lián)網(wǎng)，開始了無紙幣交易；而國際間的貨物運輸已在減少往常的繁文縟節(jié)，北美洲地區(qū)地面運輸已開始無紙運輸。

由于電腦的普及，不僅為兒童教育和獲取信息提供了工具，而且使許多人可以在家里辦公，同時還可增加大批咨詢、服務(wù)和銷售等多方面的就業(yè)機會。此外，因特網(wǎng)發(fā)展迅速，網(wǎng)上通信量每100天就增加1倍。消費者可以通過因特網(wǎng)在家輕松購物。據(jù)美國商務(wù)部統(tǒng)計，到2002年通過因特網(wǎng)進行的商業(yè)交易將超出3000億美元?？傊?，信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為世界新經(jīng)濟的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，成為世界新經(jīng)濟發(fā)展的主流。遙望新經(jīng)濟的未來，我們相信作為新經(jīng)濟基礎(chǔ)的信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)必將牽引人類歷史的火車駛向充滿希望的對世紀。2．信息技術(shù)是新經(jīng)濟的支柱

現(xiàn)代信息技術(shù)是一門涉及面很廣、內(nèi)容極其復(fù)雜的綜合性應(yīng)用技術(shù)。電子計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、通信技術(shù)。傳感技術(shù)等都屬于信息技術(shù)，它們都是用來開發(fā)、收集、傳送。處理信息資源的，那么圍繞著信息的開發(fā)、收集、存儲、處理和傳遞而發(fā)展起來的這些相關(guān)的高技術(shù)群統(tǒng)稱為信息技術(shù)?，F(xiàn)代信息技術(shù)綜合吸引了微電子學(xué)、光學(xué)、材料學(xué)以及數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)等眾多學(xué)科的成果，集現(xiàn)代科技之大成，全面提高了信息處理各個環(huán)節(jié)的工作效率與水平，使人類社會中各級各類信息處理系統(tǒng)大大加強，發(fā)揮了巨大作用。

信息技術(shù)以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，以計算機和通信技術(shù)為標志，滲透于各種傳統(tǒng)技術(shù)中，由此又形成了許多邊緣科學(xué)。現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)滲透到幾乎所有重大科技領(lǐng)域，成為科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)不可缺少的技術(shù)手段。如航天技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、軟科學(xué)技術(shù)等等，都離不開信息技術(shù)的支持。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代，也主要依靠信息技術(shù)的滲透使產(chǎn)業(yè)“軟化”。因此信息技術(shù)的發(fā)展影響著整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。世界各國都圍繞信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化，投入了大量的人力、物力、財力，展開了激烈的競爭。誰奪得了信息技術(shù)上的領(lǐng)先地位，誰就擁有了新經(jīng)濟競爭中的主導(dǎo)權(quán)。

今天，物質(zhì)、能量、信息已經(jīng)成為人類社會的三大基本要素。沒有物質(zhì)的世界是空虛的世界，沒有能量的世界是死亡的世界，沒有信息的世界是混亂的世界。這三個要素對于健全的社會是缺一不可的。信息的特殊地位決定了信息技術(shù)的特殊地位和作用。

首先，信息技術(shù)滲透力極強，幾乎無所不在，只要有信息和信息處理，信息技術(shù)就能找到自己的用武之地。作為一個社會中的人，他所進行的社會活動都需要和其他人合作、交流，這就必須涉及信息的傳遞、加工、理解、表達，就必須要處理信息。因此，電子計算機廣泛地滲透到各行各業(yè)，在幾乎所有職業(yè)和職務(wù)崗位上得到應(yīng)用。這個特點使得信息技術(shù)表現(xiàn)出比其他技術(shù)更為明顯的滲透能力。

其次，信息技術(shù)具有影響全局的特點。信息技術(shù)在社會中的作用是間接的，是通過支持和影響全局的決策與協(xié)調(diào)而發(fā)揮作用的。由于這個特點，信息技術(shù)比其他技術(shù)更加直接影響全局的工作效率，在關(guān)鍵時刻它甚至能夠決定企業(yè)的生死存亡。這種全局性使得信息技術(shù)常常處于類似機要部門的敏感位置上。

最后，信息技術(shù)還提供了軟件這種新型的知識載體。使知識載體由文字紙張向電子方式過渡。由于這種方式方便、易。于復(fù)制，它正在以前所未有的速度發(fā)展。這種成為全人類各種知識的載體的特征，是其他技術(shù)所不具備的。

正因為信息技術(shù)有上述特殊的地位和特征，我們將信息技術(shù)作為一個新時代到來的標志，稱其為新經(jīng)濟的支柱與先導(dǎo)。3．“地球神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”剖析

如果將人類社會的發(fā)展比作一個嬰兒的成長，那么，蒸汽機和鐵路構(gòu)筑了他的骨骼；報紙、電話、電視等信息傳播技術(shù)構(gòu)成了他的信息器官；發(fā)電站、原子能反應(yīng)堆和高壓電纜成了輸送能量的循環(huán)系統(tǒng)；計算機和軟件的不斷發(fā)展使之初步具有了智能，形成了人類社會的‘神經(jīng)元’細胞；那么計算機網(wǎng)絡(luò)和信息高速公路就是將分散在世界各地的‘神經(jīng)元’連接起來的神經(jīng)。這樣便形成了整個地球的‘神經(jīng)系統(tǒng)’，它預(yù)示著社會思維時代的到來。

(1）微電子技術(shù)

微電子技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的基石。微電子技術(shù)真正的歷史不過40年左右，可是在這短短的40年中，微電子技術(shù)取得了突飛猛進的發(fā)展，它的每一次重大突破都會給電子信息技術(shù)帶來一次重大革命?，F(xiàn)代微電子技術(shù)已經(jīng)滲透到現(xiàn)代高科技的各個領(lǐng)域。今天一切技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展都離不開微電子技術(shù)，尤其對于電子計算機技術(shù)它更是基礎(chǔ)和核心。

隨著集成原材料的更新和制造技術(shù)的不斷改進，追求大容量、高速度集成電路的愿望逐步得到實現(xiàn)，近幾十年來集成電路技術(shù)發(fā)展迅速，在計算機系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、尖端科技等各個領(lǐng)域中獲得廣泛的應(yīng)用?？梢灶A(yù)見，在新經(jīng)濟時代，微電子技術(shù)必將得到極大的發(fā)展，作出更大的貢獻。

（2）計算機技術(shù)

計算機技術(shù)是信息技術(shù)的核心，知識和信息資源通過計算機的收集、整理、加工，得到了轉(zhuǎn)換，便形成了新經(jīng)濟時代的新商品——知識產(chǎn)品。因此我們可以形象地將計算機比喻成為知識產(chǎn)品的“加工廠”?，F(xiàn)在計算機已經(jīng)深入到人類生活的各個領(lǐng)域?，F(xiàn)代高科技領(lǐng)域的發(fā)展離不開計算機，這尚且不說，就是在我們生活中計算機也起著重要作用。個人計算機配上各種軟件能夠幫助人們工作和生活，不敢想象人類生活離開了計算機會變成什么樣。

（3）通信技術(shù)

如果說電子計算機是現(xiàn)代社會中的一個個“神經(jīng)元”細胞，那么由程控交換機、光纖網(wǎng)、通信衛(wèi)星及其他現(xiàn)代化通信設(shè)備構(gòu)成的覆蓋全球的通信網(wǎng)絡(luò)就是現(xiàn)代社會的“神經(jīng)系統(tǒng)”。新經(jīng)濟時代，信息已成為重要的戰(zhàn)略資源，所以許多科學(xué)家將傳遞信息的通信技術(shù)稱作知識經(jīng)濟的生命線。人類費時100多年建成的覆蓋全球的通信網(wǎng)，每天24小時都在不停地傳遞著無數(shù)信息，成為人類每時每刻都不能缺少的生命線?，F(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，大大擴大了人類信息流動的范圍，縮短了信息傳遞的時間。

現(xiàn)代通信技術(shù)的一個重要特點，是通信技術(shù)與計算機技術(shù)的緊密結(jié)合。由于大量采用計算機技術(shù)，大大加快了通信的發(fā)展速度，而且也使現(xiàn)代通信可以為廣大用戶提供種類更多和質(zhì)量更高的服務(wù)。計算機技術(shù)及其他高科技的介入，使現(xiàn)代通信技術(shù)形成了許多分支，如衛(wèi)星通信、光纖通信、圖文電視廣播、移動通信、種類繁多的電話通信等等。

以微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)為元素構(gòu)成的“地球神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”將使新經(jīng)濟社會連成一體。在新經(jīng)濟社會，整個地球成為一個“地球村”已不再是幻想。

4．信息高速公路：新經(jīng)濟起飛的跑道

信息高速公路是對新經(jīng)濟時代未來信息流通和傳播的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的形象比喻，它是新經(jīng)濟高速、快捷運行的必不可少的通道與途徑。

人類社會發(fā)展史上，任何社會的經(jīng)濟形態(tài)都要首先建立在自己網(wǎng)絡(luò)式的基礎(chǔ)設(shè)施之上。工業(yè)經(jīng)濟時代，經(jīng)濟活動的生命線是鐵路、公路和航海線，社會經(jīng)濟流通的形式是物質(zhì)疏，而人類社會進入資訊經(jīng)濟時代以后，經(jīng)濟流通形式已變?yōu)椤靶畔⒘鳌?，那么這種經(jīng)濟形態(tài)存在的基礎(chǔ)必將是資訊設(shè)施。類比工業(yè)經(jīng)濟形態(tài)下高速公路對經(jīng)濟發(fā)展的巨大作用，而給新經(jīng)濟形態(tài)下的信息基礎(chǔ)設(shè)施起名為“信息高速公路”。

信息高速公路可以說是當前信息高科技的集中體現(xiàn)，它所涉及的技術(shù)幾乎包括了當今信息技術(shù)的所有領(lǐng)域，如通信技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、軟件技術(shù)等。這些技術(shù)都是實現(xiàn)信息高速公路的一種手段，除此之外還需要豐富的信息資源。它的目標是滿足各行各業(yè)和千家萬戶對信息的各種需求。信息高速公路將成為新經(jīng)濟時代最顯著的標志。

信息高速公路的主要特征有以下幾點：首先它擁有很高的信息容量。其需求的信息帶很寬，要大大高于現(xiàn)有的是電話網(wǎng)及因特網(wǎng)的帶寬。其次，它所提供的是更多的綜合，有聲音、圖形、動畫、數(shù)據(jù)和活動電視畫面等。再次，信息高速公路的終端信息服務(wù)設(shè)備都是多媒體計算機，它能向用戶提供多媒體的信息服務(wù)。

信息高速公路作為新經(jīng)濟社會的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)施，對新經(jīng)濟社會起著基礎(chǔ)性作用，概括起來主要有以下幾個方面。

信息高速公路是新經(jīng)濟社會的基礎(chǔ)性設(shè)施。在新經(jīng)濟社會中，信息是最重要的戰(zhàn)略資源，它引導(dǎo)著世界經(jīng)濟、科技和社會的發(fā)展，信息的掌握和傳播成為決定性因素，因?qū)崿F(xiàn)信息傳遞的通信設(shè)施是未來社會必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，而信息高速公路的最終目的就是要在一個國家乃至全世界范圍內(nèi)構(gòu)造四通八達的通信交通網(wǎng)，因此可以說信息高速公路建設(shè)是新經(jīng)濟社會必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。通信網(wǎng)絡(luò)對信息社會的作用可同工業(yè)社會的交通運輸網(wǎng)相比，在一個工業(yè)化社會中，一個國家的民航、公路、運河等運輸基礎(chǔ)設(shè)施往往是提高它的國際競爭力的決定性因素。在未來社會中，“信息高速公路”將發(fā)揮如同工業(yè)社會的交通運輸網(wǎng)一樣舉足輕重的作用。

信息高速公路將使社會生活發(fā)生巨變，信息高速公路將全面地改變?nèi)藗兊纳詈徒煌绞?。當光纖鋪設(shè)到每一個家庭以后，人們便可做到“足不出戶便知天下事”，不用步出家門，便可享用最好的學(xué)校、教師和課程?，F(xiàn)在學(xué)生為考重點中學(xué)而激烈競爭的現(xiàn)象再也不會出現(xiàn)。如果你得了病，不必去醫(yī)院便可得到最好的治療。在經(jīng)濟方面，企業(yè)可通過信息高速公路從全世界獲取市場行情，可直接按顧客的需求生產(chǎn)商品。

信息高速公路可促進信息技術(shù)的進一步發(fā)展。信息高速公路是現(xiàn)代信息高科技的集大成者，而且為信息技術(shù)發(fā)展提出了更高的要求，促進了科研人員進一步發(fā)展信息技術(shù)。另外，信息高速公路的建設(shè)為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的市場，這無限的網(wǎng)上商機，促進了信息產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。信息高速公路是現(xiàn)代化信息技術(shù)革命最大的成果，是現(xiàn)代化信息高科技的集中體現(xiàn)，信息高速公路必將把人類社會帶上奔向新經(jīng)濟時代的信息快車，是新經(jīng)濟起飛的跑道。5．信息產(chǎn)業(yè)：新經(jīng)濟的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)

信息高科技是新經(jīng)濟的先導(dǎo)，信息產(chǎn)業(yè)的崛起是新經(jīng)濟時代最重要的特征。信息產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)不僅滿足了人類精神生活的需要，而且還對人類開發(fā)物質(zhì)資源產(chǎn)生了巨大的推動力。隨著人類社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，信息產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，當前世界信息產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)突破1萬億美元，已大大超過了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。信息產(chǎn)業(yè)已成為一個國家眾多產(chǎn)業(yè)中最有生命力的先導(dǎo)性技術(shù)產(chǎn)業(yè)。它是新經(jīng)濟形成和發(fā)展的先導(dǎo)和支柱產(chǎn)業(yè)，對人類社會的發(fā)展有著決定性意義。

從總的形態(tài)來看，信息產(chǎn)業(yè)包括兩大類，一是電子信息產(chǎn)業(yè)，它包括與信息設(shè)備制造有關(guān)的產(chǎn)業(yè)群。信息設(shè)備不是單純的機器，而是包含著大量人的智能和信息的機器，它的知識附加值遠高于其物質(zhì)的價值。信息設(shè)備是生產(chǎn)知識產(chǎn)品的重要工具。二是信息服務(wù)業(yè)，它是與信息服務(wù)有關(guān)的產(chǎn)業(yè)群，其主要功能是將產(chǎn)業(yè)的知識產(chǎn)品儲存、處理、傳遞和提供給消費者，包括傳統(tǒng)的信息服務(wù)業(yè)和電子信息服務(wù)業(yè)。傳統(tǒng)的信息服務(wù)業(yè)指以印刷文本為主的產(chǎn)業(yè)群，例如報刊業(yè)、出版業(yè)。電子信息服務(wù)業(yè)指以電子計算機和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為工具提供服務(wù)的產(chǎn)業(yè)群，例如廣播電視業(yè)、覆蓋全球的因特網(wǎng)服務(wù)業(yè)。

信息革命促進了信息產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，使新興的信息產(chǎn)業(yè)大量涌現(xiàn)和飛速發(fā)展。信息產(chǎn)業(yè)開始從其他產(chǎn)業(yè)中明顯分離出來，并一躍成為國民經(jīng)濟的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，20世紀末美國信息高速公路大約有4000億美元的市場，而在日本到2010年僅多媒體就有1000億美元的市場。現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)已躍居美國頭號產(chǎn)業(yè)，以信息技術(shù)為主的知識密集型服務(wù)出口已相當于產(chǎn)業(yè)出口額的40％，據(jù)估計到2007年信息產(chǎn)業(yè)將占其國內(nèi)生產(chǎn)總值的20％。

信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大可以從兩個方面考慮，從具體某個產(chǎn)品看，其價值構(gòu)成中，信息所占的比重逐漸擴大；從整個社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，信息產(chǎn)業(yè)的比重越來越大。因此有人說，整個社會都在信息化。據(jù)統(tǒng)計，美國信息產(chǎn)業(yè)的比重增長越來越快，在1958年時為40％，1974年時為53％，而到1990年時已達到70％。1985年歐共體信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的價值占國民生產(chǎn)總值的67％。另外，信息產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)的增長速度也決于其他部門，在美國，自1950年以來，信息產(chǎn)業(yè)的勞動力平均每年以3％以上的速度遞增，比全部勞動力增加的速度高1倍?，F(xiàn)在美國信息產(chǎn)業(yè)中就業(yè)人數(shù)已達到全部勞動力的75％。知識產(chǎn)品的生產(chǎn)也有了飛速的發(fā)展。“知識爆炸”就是人們對這一時期知識產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品大量涌現(xiàn)的形象比喻。但這次爆炸卻像鏈式反應(yīng)一樣一發(fā)而不可收。據(jù)統(tǒng)計1995年全世界圖書出版量已達36，5萬種，而且每天的出版量就達1000種；在工業(yè)經(jīng)濟時代，人類的知識是每10年翻一番，而在新經(jīng)濟時代達到了每5年翻一番。在新經(jīng)濟時代，知識成為資本，信息可轉(zhuǎn)變?yōu)樨敻唬敲葱畔a(chǎn)業(yè)將會極度繁榮，而一躍成為新經(jīng)濟的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。二、生物技術(shù)：新經(jīng)濟的主導(dǎo)技術(shù)之一1．新經(jīng)濟時代也是生物技術(shù)時代

新世紀的到來，作為生物之一的人類，在關(guān)注生存環(huán)境的同時更多的在關(guān)注著自己：生物技術(shù)、生物工程、生物學(xué)革命。人類在改造自然的同時也在挑戰(zhàn)著自我。

托夫勒在（第三次潮浪）中指出，未來世界第四次浪潮主要是生物學(xué)革命。（2000年大趨勢）作者奈斯比特認為，21世紀是“生物學(xué)時代”，那時遺傳工程將在農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)方面產(chǎn)生巨大影響，生物技術(shù)已經(jīng)成為舉世公認的21世紀的核心高科技。

生物技術(shù)是指利用生物的成分，運用科學(xué)與工程的原理對材料進行處理，以提品和服務(wù)。生命科學(xué)中的遺傳基因理論“遺傳基礎(chǔ)寓于脫氧核糖核酸（DNA的‘雙螺旋’結(jié)構(gòu)之中”的發(fā)表，激起了探索生物學(xué)過程的細胞和分子基礎(chǔ)的艱苦的科學(xué)嘗試，開辟了生物技術(shù)的新時代。這些進展，引起DNA重組技術(shù)、單體克隆技術(shù)、新的尖端生物加工方法以及對人類利益幾乎具有無限潛力的其他應(yīng)用生物技術(shù)的發(fā)展。

現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)已經(jīng)滲透到醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、信息技術(shù)、能源等許多領(lǐng)域，顯示出了廣闊的前景?，F(xiàn)在許多國家都加緊投入巨大人力物力進行研究開發(fā)。許多應(yīng)用生物技術(shù)開發(fā)出來的藥品，如干擾素、人體生長激素、胰島素、乙肝疫苗等等，已大量投放市場。生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也得到了廣泛的應(yīng)用，并產(chǎn)生了一批可喜的成果。據(jù)最保守的估計，到2000年，世界生物技術(shù)產(chǎn)品市場將達到1000億美元。生物技術(shù)是公認的21世紀的高科技。

生物技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)促進尖端醫(yī)學(xué)技術(shù)取得驚人的進展，這些尖端醫(yī)學(xué)技術(shù)在疾病的診斷和治療方面日益顯示出極其重要的作用。這些技術(shù)大多數(shù)產(chǎn)生于物理和計算機科學(xué)，其中包括激光技術(shù)、核磁共振成像、正電子放射層析X射線照相、先進生物傳感器和生物相容的置換。

許多工業(yè)化國家的人口老齡化，使得對先進醫(yī)學(xué)服務(wù)的需求不斷增加，同時，要求工業(yè)加工和農(nóng)業(yè)方法無害于環(huán)境的呼聲也與日俱增，這兩方面都可能刺激今后先進醫(yī)學(xué)技術(shù)和生物技術(shù)的發(fā)展。

剛剛崛起的生物技術(shù)已經(jīng)引起了人們廣泛的關(guān)注，生物技術(shù)直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，并能在解決人類面臨的糧食危機、環(huán)境污染和能源危機中發(fā)揮巨大作用。人類進入新經(jīng)濟時代的初期階段，由于信息技術(shù)起了先導(dǎo)作用，所以人們稱之為信息時代。那么下個世紀的新經(jīng)濟時代，生物技術(shù)將成為核心技術(shù)，相信到那時人類會普遍接受21世紀的新經(jīng)濟時代是生物時代的說法。

2．撩起生物技術(shù)的面紗

人們研究自然，探求生命的奧秘，其最終目的在于改造自然和利用自然，使人類生活得更美好。生命科學(xué)基礎(chǔ)研究的不斷深入，正在為生物技術(shù)的研究開創(chuàng)前所未有的新局面。生物技術(shù)主要包括基因工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程四個方面。

（1）基因工程

基因工程就是按照人類需要，把不同生命的基因（DNA）分子提取出來，在生物體外進行切割、搭配、重新連接，然后經(jīng)過一定的途徑轉(zhuǎn)入生物體內(nèi)，并使其中合成的生物信息在生物體內(nèi)得到明確的表達和復(fù)制，從而改變生物的某些特性，或創(chuàng)造出具有新的特性的生物類型，或產(chǎn)生出新的生物產(chǎn)品。

（2）細胞工程

細胞工程是指在細胞和亞細胞水平上的遺傳操作，以及組織培養(yǎng)和細胞培養(yǎng)等方法，快速繁殖培養(yǎng)出人們所需要的新物種的技術(shù)。細胞工程開辟了基因重組的新途徑，不需要經(jīng)過分離、提純、剪切、拼接等基因操作，只需將細胞遺傳物質(zhì)直接轉(zhuǎn)移到受體細胞中，就能夠形成雜交細胞，從而提高了基因轉(zhuǎn)移的效率。

（3）酶工程

所謂酶工程就是指用人工方法對酶的分離、提純、固化以及加工改造，使其能夠充分發(fā)揮快速、高效、特異的催化功能，更好地為人類生產(chǎn)出各種有用的產(chǎn)品，或促進某些生化反應(yīng)過程的進行，達到所需要的目的。

基因工程技術(shù)的發(fā)展，為科學(xué)家們生產(chǎn)新的工程酶開辟了一條嶄新的途徑。現(xiàn)在科學(xué)家們只要將目的基因載體轉(zhuǎn)移到宿主細胞中，就能產(chǎn)生人們所需要的酶。

(4）發(fā)酵工程

現(xiàn)代的發(fā)酵工程，就是采用現(xiàn)代工程技術(shù)手段，利用生物，主要是微生物的某些生理功能，為人類生產(chǎn)有用的生物產(chǎn)品，或者直接利用微生物參與控制某些工業(yè)生產(chǎn)過程的一種新技術(shù)。因此，發(fā)酵工程也叫微生物工程。

對微生物的利用主要是采用發(fā)酵技術(shù)。發(fā)酵技術(shù)是指人工控制條件下，通過微生物本身的新陳代謝活動，將吸引的營養(yǎng)物質(zhì)進行分解或合成，成為人類需要的菌體、酶或各種代謝產(chǎn)物的工藝過程。

現(xiàn)酵工程主要包括：優(yōu)良菌種的選育技術(shù)；工程菌的生產(chǎn)繁殖技術(shù)；利用工程菌發(fā)酵生產(chǎn)所需產(chǎn)品的技術(shù)；利用微生物控制或參與工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)；研制由微生物固化制成的生物反應(yīng)器、新型發(fā)酵裝置、生物傳感器和使用電腦控制的自動化連續(xù)發(fā)酵設(shè)備的技術(shù)等。

發(fā)酵工程正在激烈競爭的世界市場中不斷更新、發(fā)展和提高。發(fā)酵工程技術(shù)的應(yīng)用前景十分喜人。除了已用于化工、食品、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域以外，科學(xué)家們還在開發(fā)新的應(yīng)用菌種和新的應(yīng)用技術(shù)。發(fā)酵工程乃至整個生物技術(shù)都蘊藏著巨大的潛力。3．生物技術(shù)蘊含著新經(jīng)濟

隨著生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用，興起了一系列嶄新的產(chǎn)業(yè)。許多國家都把現(xiàn)代生物技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用作為一項戰(zhàn)略任務(wù)。生物技術(shù)在解決當前世界面臨的重大課題，如糧食、醫(yī)療、能源、工業(yè)。環(huán)保等領(lǐng)域中，發(fā)揮著越來越重要的作用。

（l）生物技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

生物技術(shù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，是對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的改造。利用生物技術(shù)可以培育出更多的優(yōu)良農(nóng)作物品種、家畜品種。隨著生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的開發(fā)和利用，人類的吃飯問題將最終得到解決。

近幾年來，科學(xué)家們經(jīng)過無數(shù)次實驗，成功地培育出了一批優(yōu)良的水稻、小麥和玉米新品種。

20世紀80年代以來，科學(xué)家們充分發(fā)揮生物技術(shù)的優(yōu)勢，從改良作物遺傳基因入手，培育出一批抗寒、抗旱、抗病、抗蟲的新品種，對提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益具有重要意義。

生物技術(shù)在飼養(yǎng)業(yè)中的應(yīng)用范圍在不斷擴大。人們能夠利用遺傳工程和胚胎工程直接處理飼養(yǎng)的動物，改良畜禽魚類的性能，使之品種優(yōu)良，生產(chǎn)出更多的肉、蛋、奶等產(chǎn)品；有效地提高飼養(yǎng)動物的產(chǎn)量和質(zhì)量；還可以培育出一些有特殊用途的新的動物品種。

由于長期大量施用化肥和化學(xué)農(nóng)藥，污染了環(huán)境，破壞了生態(tài)平衡，危及了人類的健康。為了減少和取消化學(xué)肥料和化學(xué)農(nóng)藥的使用，科學(xué)家們正在盡最大的努力去開發(fā)生物農(nóng)藥、生物防治、生物肥料和生物固氮等新技術(shù)。人類追求無污染的“綠色革命”、“綠色食品”的浪潮正在風靡世界。

（2）生物技術(shù)創(chuàng)造無煙工業(yè)

近年來，生物技術(shù)在化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、能源工業(yè)、采礦工業(yè)、電子工業(yè)以及環(huán)境保護方面都顯示出了極大的應(yīng)用潛力。

生物技術(shù)的開發(fā)和利用，使化學(xué)工業(yè)發(fā)生了嶄新的變化。工業(yè)酶的開發(fā)利用已成為世界化學(xué)工業(yè)的熱點之一。20世紀80年代后期，世界工業(yè)酶的增長率已達到了8％一12％。

生物技術(shù)應(yīng)用于能源的開發(fā)、節(jié)流，潛力很大。生物量能源的開發(fā)利用，是目前世界能源結(jié)構(gòu)進行戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變的一個重要方面。地球上綠色植物吸引的太陽能，一年積累的生物量，就相當于2000億噸煤炭，是一種極為豐富的再生能源。

生物技術(shù)興起以后，立即與微電子、自動化等現(xiàn)代技術(shù)結(jié)合起來。主要有生物傳感器、生物計算機、生物芯片等。生物芯片是生物傳感器和生物計算機中的關(guān)鍵部分。目前開發(fā)出的生物芯片，是生物材料構(gòu)建超薄膜組合的積層結(jié)構(gòu)。在保護環(huán)境、治理公害等方面，在采用物理化學(xué)方法的基礎(chǔ)上，又開發(fā)出生物治理的新技術(shù)。

（3）基因療法

醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域是微生物最早的應(yīng)用領(lǐng)域，也是目前成效最顯著、研究開發(fā)最活躍的領(lǐng)域。據(jù)專家統(tǒng)計，生物技術(shù)實際應(yīng)用的60％都在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域。

利用現(xiàn)代生物技術(shù)，可以通過“工程菌”和轉(zhuǎn)基因生物高效地產(chǎn)生各種高質(zhì)量、低成本的生化藥品。生物技術(shù)正在開創(chuàng)藥品研制的新紀元。

現(xiàn)在，世界許多科學(xué)家正在用生物技術(shù)向癌癥宣戰(zhàn)。不久的將來，人們可望利用“抗癌疫苗”防治癌癥。乳腺癌的基因已經(jīng)被科學(xué)家破譯。艾滋病基因?qū)⒈黄谱g，這種不治之癥將在生物醫(yī)學(xué)面前被馴服。

現(xiàn)代生物技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，使診斷技術(shù)有了新發(fā)展，簡便準確的單體克隆抗體藥箱、醫(yī)用生物傳感器、DNA探針等靈敏度高的診斷技術(shù)設(shè)備，為臨床診斷和檢測提供了有力武器。

新興的“基因療法”、“活細胞療法”、“組織器官人工培養(yǎng)”以及“優(yōu)生基因工程”等一系列新醫(yī)術(shù)的應(yīng)用，把醫(yī)療技術(shù)提高到一個嶄新的水平。

這些生物技術(shù)的開發(fā)和利用都將導(dǎo)致新興產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生，蘊含著新經(jīng)濟的無限生機。

三、村科技術(shù)：新經(jīng)濟的基石之一

1．新材料是新經(jīng)濟的里程碑

眾所周知，信息、材料和能源是客觀世界的三大要素。當今世界，新技術(shù)革命浪潮洶涌澎湃，高新技術(shù)蓬勃發(fā)展，而信息技術(shù)、新材料技術(shù)和新能源技術(shù)已成為新經(jīng)濟的三大支柱。其中新材料是指對現(xiàn)代化科學(xué)進步和新經(jīng)濟發(fā)展具有重大推動作用的新材料。它們是一般傳統(tǒng)材料無可比擬的新型材料，具有優(yōu)異性能或特異功能，是發(fā)展信息、航天、能源、生物、海洋開發(fā)等高技術(shù)的重要基礎(chǔ)，也是整個科學(xué)技術(shù)進步的突破口。

在工業(yè)經(jīng)濟的20世紀，人類社會爆發(fā)了第一次材料革命，這次革命的主要產(chǎn)品是尼龍、聚脂。半導(dǎo)體等材料；新經(jīng)濟時代的到來，即人世紀，人類社會將爆發(fā)第二次材料革命，人類的材料技術(shù)將有多個突破，這次革命的主要產(chǎn)品是超導(dǎo)材料、精細陶瓷、新金屬、高分子材料以及新型復(fù)合材料等等。在新經(jīng)濟時代，人類將向物質(zhì)的微觀世界進軍，重點研究材料的宏觀性能和微觀結(jié)構(gòu)，通過導(dǎo)電材料研究材料的導(dǎo)電性和通過顯微技術(shù)研究材料的原子結(jié)構(gòu)，進行分子設(shè)計，組成新的結(jié)晶體或非結(jié)晶分子材料。人類進行分子設(shè)計創(chuàng)造新材料后，將最終擺脫對天然材料的依賴。

新材料對社會經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展具有關(guān)鍵性的作用，沒有新材料的發(fā)現(xiàn)，就不會有高新產(chǎn)品的出現(xiàn)和工業(yè)的進步。材料一直是人類進化的里程碑，石器、青銅器、鐵器等的利用，都曾在歷史上被稱為劃時代的標志。進入對世紀后，材料技術(shù)的創(chuàng)新在很大程度上決定了許多關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度。硅半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn)，使計算機技術(shù)進入袖珍化時代；高溫高強度結(jié)構(gòu)的材料的出現(xiàn)，促進了宇航事業(yè)的發(fā)展；低損耗光纖技術(shù)的進步，開拓了光通信長距離傳輸技術(shù)，正在改變著電信、軍事裝備和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的格局；高溫超導(dǎo)材料的面世，使社會生活和工業(yè)、軍工產(chǎn)品大為改觀；隱形材料的研制，使戰(zhàn)場出現(xiàn)了撲朔迷離難以捉摸的情景。從另一方面看，由于目前材料科學(xué)的發(fā)展還不能滿足人類科技進步的需要，使許多已經(jīng)認識但還因沒有理想的材料而難以實現(xiàn)或可望未可及的技術(shù)出現(xiàn)。由此可見，新型材料確是其他高技術(shù)的物質(zhì)基礎(chǔ)和重要依托。它的品種、質(zhì)量和產(chǎn)量，歷來被人們看作是直接顯示一個國家經(jīng)濟發(fā)展、科技水平和國防實力的重要標志。

也許以往沒有任何一個時代像新經(jīng)濟時代這樣對材料的最大豐富和最快更新提出如此迫切的要求。道理很簡單，這是因為在新經(jīng)濟時代，高科技是支柱，而在高科技的發(fā)展中，新材料正是其動力和先導(dǎo)。如果說高科技是新經(jīng)濟的基礎(chǔ)，新材料則是新經(jīng)濟的“基礎(chǔ)之基礎(chǔ)”。

沒有現(xiàn)代硅材料作為基礎(chǔ)，電子信息技術(shù)則難以獲得如此突飛猛進的發(fā)展。大規(guī)模集成電路技術(shù)要求單晶硅大大提高其均勻性、純度和無缺陷程度，并增大其直徑。而超大規(guī)模集成電路技術(shù)已經(jīng)超過了單晶硅所提供的技術(shù)條件，于是引出新的半導(dǎo)體材料砷化像（GaAs）的誕生，它可能是新一代計算機最有希望的芯片材料之一。

同樣，沒有光導(dǎo)纖維的研制成功，人類通向信息高速公路之門將永久鎖著。

新材料是新經(jīng)濟的里程碑，是構(gòu)成新經(jīng)濟大廈的基礎(chǔ)。

2．超導(dǎo)技術(shù)：新經(jīng)濟的新寵兒

超導(dǎo)材料沒有電阻或電阻極小，從理論上說其輸送的電流可達無窮大，能大大提高發(fā)電機、核電站等的工作效率，因而具有極大的科學(xué)價值和經(jīng)濟價值。

高溫超導(dǎo)技術(shù)的迅速發(fā)展，使超導(dǎo)材料將成為新經(jīng)濟的寵兒為新經(jīng)濟社會的發(fā)展帶來無限的發(fā)展契機。

（1）超導(dǎo)懸浮列車

速度高達400一500千米利。時，車廂懸在空中，窗外景物刷刷而過！普通列車的最高時速很難超過300千米，這是由于列車車輪和鐵路之間存在著摩擦力所致，而超導(dǎo)懸浮列車則不存在這樣的問題，因為它是懸浮在空中進行運動的。而這種懸浮列車的實現(xiàn)基礎(chǔ)就是超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

（2）超導(dǎo)計算機

隨著高溫超導(dǎo)材料的研究，計算機將進一步超導(dǎo)化而制成超級計算機。它的計算速度將為一般大型計算機速度的100倍到1000倍。實驗結(jié)果表明，有若干高溫超導(dǎo)材料如鋁系、銀系等，可以經(jīng)過鐳射技術(shù)或蒸發(fā)技術(shù)在極薄的絕緣體上形成薄膜，并制成約瑟夫遜器件。這種具有高速開關(guān)特性的器件是制作超高速電子計算機不可多得的元件。其結(jié)果將使電子計算機的體積大大縮小，能耗大大降低，計算速度大大提高。把超導(dǎo)數(shù)據(jù)處理器與外存儲芯片裝成約瑟夫遜式計算機，可以獲得高速處理能力，在1秒鐘內(nèi)可進行10億次的高速運算，是現(xiàn)有大型電子計算機速度的15倍。

（3）超導(dǎo)發(fā)電機與超導(dǎo)電力輸送

一臺普通的大型發(fā)電機需要用15一20噸銅線繞成線圈，如果用超導(dǎo)材料線圈，只要幾百克就夠了，而發(fā)出的電力是一樣的。高壓輸電給人類社會帶來了極大的影響，它可以把電力輸送到任何地方，但它也給人們生活帶來許多不便，并且大量電力在輸送過程中被消耗掉了。而在超導(dǎo)送電方式中，高溫超導(dǎo)體的電阻為零，電流在很小的電壓如100V左右就可由發(fā)電廠送到千家萬戶，既安全又省電。所有的變電所和變壓器都不必要存在了，一切家用電器、工業(yè)機電設(shè)備都將發(fā)生翻天覆地的變化，這就是即將到來的機電產(chǎn)業(yè)革命。超導(dǎo)材料的出現(xiàn)有可能像半導(dǎo)體材料一樣，在世界引起一場工業(yè)和科技革命。

當然，與超導(dǎo)體有關(guān)的技術(shù)遠不止這些，其他還有如火箭磁懸浮發(fā)射，超導(dǎo)磁選礦技術(shù)、超導(dǎo)量子干涉儀等，由此形成一種新興產(chǎn)業(yè)——超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

隨著超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，其在新經(jīng)濟中將發(fā)揮越來越大的作用，成為新經(jīng)濟的新寵兒。

3。新金屬重構(gòu)新經(jīng)濟

金屬材料在人類幾千年文明史中，一直居于材料家庭的主體地位。盡管這一地位目前已受到陶瓷材料、高分子材料的強有力挑戰(zhàn)，但是由于它的許多優(yōu)點是其他材料所難以全面取代的，所以在今后相當長的一段時間內(nèi)，它仍將是社會生產(chǎn)和生活中最重要的結(jié)構(gòu)材料，特別在今天的航天技術(shù)、電子信息技術(shù)等高科技領(lǐng)域中，金屬更是不可或缺的材料。

當代高技術(shù)的發(fā)展，使金屬材料的發(fā)展日新月異。許多新金屬材料被開發(fā)出來，在新經(jīng)濟社會中占據(jù)著重要位置，起著不可缺少的作用。

（l）有“記憶”的金屬

把鎳鈦合金絲加熱井變成各種復(fù)雜的形狀，然后冷卻并拉直，又在一定的溫度下使拉直的合金恢復(fù)到原來的形狀，合金絲表現(xiàn)了非凡的“記憶能力”。

人們把這種鎳鈦合金用于接頭連接，廣泛應(yīng)用于航空、航天、核工業(yè)及海底輸油管道等方面。它接觸緊密、防滲漏、裝配時間短，性能遠勝于焊接。而且，鎳鈦形狀記憶合金可制成人造衛(wèi)星天線而卷入衛(wèi)星體內(nèi)，當衛(wèi)星進入軌道后，借助太陽熱或其他熱源能在太空中展開。這種合金在醫(yī)學(xué)方面也有廣泛的應(yīng)用，例如血栓過濾器、接骨板、人工關(guān)節(jié)、婦女胸罩、節(jié)育器、人工腎微型泵、人造心臟等。此外作為一種初級智能材料，鎳鈦合金還廣泛應(yīng)用于各種自動調(diào)節(jié)和控制裝置、安全報警系統(tǒng)、能源開發(fā)等等。

（2）超塑性合金

是指材料在一定條件下有極異常的塑性而不斷裂甚至不產(chǎn)生縮頸的現(xiàn)象?，F(xiàn)在有超塑性的鋁合金就有100多種。其中很重要的工業(yè)用鋁合金就有5種，包括純鋁、鋁銅系合金、鋁鎂系合金和鋁理系合金，但金屬不會“自動”具有超塑性，必須在一定的溫度條件下進行預(yù)處理，因為只有在獲得微小等鈾晶粒的情況下金屬才能具有超塑性。利用金屬的超塑性可以制造高精度的形狀極其復(fù)雜的零件，而這是一般鍛造或鑄造方法達不到的。超塑性金屬的加工溫度范圍和變形速度雖有限制，但因為它的晶粒組織細致，又容易和其他合金壓接在一起，組成復(fù)合材料，這在材料加工中又是一個很大的優(yōu)勢。

（3）泡沫金屬

在航天領(lǐng)域中，人們?yōu)楣?jié)省燃料和各種費用，總希望用質(zhì)輕而結(jié)實的材料。像鋰鎂等金屬在地面上不宜被用作結(jié)構(gòu)材料，因為它們太活潑，易氧化著火，但它們在太空中卻大有用武之地，因為在太空中沒有引起銹蝕和化學(xué)反應(yīng)的空氣，那里幾乎是真空。塑料如果進行泡沫化，可以使密度成倍成倍地降低，變成很輕很實用的泡沫塑料。如果把這些金屬也變成泡沫金屬，它們的密度也會變得更小，可以在水中浮起來。實驗證明，用泡沫金屬做成的梁比同樣重量的實心梁剛性高得多。因為泡沫使材料的體積大大擴張，獲得更大的橫截面，因此用泡沫金屬制造的飛行器，可以把總重量降低一半左右。用泡沫金屬建立太空站還有一個優(yōu)點，即當空間站結(jié)束其使命時，可以讓它們重返大氣，在大氣層中迅速徹底地燃燒，化成氣體，減少空間垃圾。

（4）儲存氫氣的新金屬

將來我們見到的氫氣不是裝在瓶子里或其他容器內(nèi)，而是裝在一種奇特的金屬材料里。這是一些具有特殊晶體結(jié)構(gòu)的金屬，也是未來先進金屬一族的成員，科學(xué)上稱之為濾族金屬。在這些濾族金屬、合金和金屬化合物的晶格間隙中，氫原子很容易進人與之形成金屬氫化物。這些金屬氫化物的儲氫量很大，可以儲存比其本身體積大1000一1300倍的氫，而氫與這些金屬的結(jié)合力是很弱的，稍一加熱氫便可自動逸出。由于儲氫合金所具有的以上特性，利用儲氫合金運氫氣，既輕便又安全，不僅沒有爆炸的危級，而且還有儲存時間長和無損耗等優(yōu)點，這就為氫氣用于燃氫發(fā)動機、空調(diào)器、制冷裝置、熱泵、電池、紅的精制和回收以及各種催化反應(yīng)帶來極大的方便。

目前廣泛應(yīng)用的實際金屬合金材料中，所涉及的元素只是金屬元素中的一小部分，有許多金屬元素，迄今尚未被應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是冶金等技術(shù)水平的提高，將會有更多的金屬元素進入實際應(yīng)用，開發(fā)出更多的新金屬合金系。4．高分子合成材料是新經(jīng)濟的主材料

人類已經(jīng)合成了成千上萬種自然界從未有過的物質(zhì)，有機高分子合成材料的生產(chǎn)已經(jīng)成為本世紀以來發(fā)展最快的部門之一。高分子合成材料的發(fā)展已經(jīng)超過鋼鐵、水泥和木材這傳統(tǒng)的三大基本材料。這種高分子化合物是現(xiàn)代科技給人類帶來的最有實用價值的產(chǎn)物，構(gòu)成了第三次技術(shù)革命的重要內(nèi)容，深刻地改變了我們的勞動對象、勞動工具，并進而改變了我們的生活方式，以致有人講21世紀將是高分子時代。如果講普通分子像個小球，那么高分子的個體則連接成長鏈，形狀細長，因分子間的很大作用力而相互纏繞，形成了既有一定強度又有不簡彈性的結(jié)構(gòu)，極適宜作各種材料。今天的高分子材料，已經(jīng)包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料等許多種類，其中塑料、合成橡膠和合成纖維被稱為現(xiàn)代三大高分子材料。它們質(zhì)地輕巧、原料豐富。加工方便、性能良好、用途廣泛，因而發(fā)展速度大大超過了傳統(tǒng)的三大基本材料鋼鐵、水泥、木材。

（1）塑料的”發(fā)利用

目前，主要的工程塑料制品已有10多種，其中聚酰胺、聚甲醛、聚磷酸酯、改性聚苯酸和熱塑性聚脂被稱為五大工程塑料，它們的產(chǎn)量較大，價格一般為傳統(tǒng)通用塑料的2一6倍。而聚苯硫酸等特種工程塑料的價格達通用塑料的5一10傳。以塑料代替鋼、木、水泥三大傳統(tǒng)基本材料，可以節(jié)省大量能源和人力、物力。

（2）合成橡膠的開發(fā)利用

由于生產(chǎn)合成橡膠的原料豐富，其良好的性能又可以滿足當代科技發(fā)展對材料提出的某些特殊要求，所以合成橡膠出現(xiàn)幾十年來，品種已屬豐富。一般可將其分為通用合成橡膠和特種合成橡膠兩類。通用合成橡膠性能與天然橡膠相似，用于制造一般的橡膠制品，如各種輪胎、傳動帶、膠管等工業(yè)用品和雨衣、膠鞋等生活用品。特種合成橡膠具有耐高溫、耐低溫、耐酸堿等優(yōu)點，多用于特殊環(huán)境和高科技領(lǐng)域，如航空、航天、軍事等方面。

（3）合成纖維的開發(fā)利用

合成纖維的品種有幾十種，但最常用的是六大種：聚酸胺纖維，商品名尼龍，其特別是強度高、耐磨性強、密度小、不蛀，可用于做衣服、降落傘、漁網(wǎng)等。聚胺纖維，商品名滌綸，其特點是彈性好、耐皺性好，可與其他纖維混紡，用于做紡織品、帆布、電器絕緣材料等。聚丙烯纖維，商品名晴綸，其特點是手感柔軟、保暖性好、織物不易起毛紡球、耐曬，但強度低、易燃，可用于人造毛皮、毛織物的制造，特別是適用于制作窗簾、幕布、帳篷等室外用品。聚丙烯纖維，商品名丙綸，是由丙烯聚合，經(jīng)熔融紡絲而成，其特點是耐酸堿，強度較高、密度小。是現(xiàn)有合成纖維中最輕的一種，可用于做工業(yè)上繩索、網(wǎng)具，也可與棉、毛、粘膠纖維混紡作衣料用。聚乙烯酸纖維，商品名維給，是合成纖維中吸濕性最大的一種材料，強度較高，耐酸堿，可與棉混紡，織成維棉布。聚氯乙烯纖維，商品名氨綸，比其他纖維具有較強的耐酸堿性，耐熱性差，在70℃時就開始收縮，沸水收縮率較高，可作純紡和混紡的織物，工業(yè)上用作耐酸堿濾布及制漁網(wǎng)、機篷、絕緣體等。

總之，高分子合成材料具有質(zhì)量小、絕緣性能好等特點，所以發(fā)展很快，但又都有先天不足，即它們都在不同程度上對氧。熱和光有敏感性。但是，隨著高技術(shù)的迅速發(fā)展，高分子合成材料的大軍必將日益壯大，在新經(jīng)濟的大潮中，充當著舉足輕重的角色。

5．現(xiàn)代高科技為防盜的發(fā)展注入活力

現(xiàn)代高科技為陶瓷的發(fā)展注入新的活力。在新經(jīng)濟時代，陶瓷大軍中崛起了精細陶瓷，它以抗高溫、超強度、多功能等優(yōu)良性能在新材料世界獨領(lǐng)。

精細陶瓷是指以精制的高純度人工合成的無機化合物為原料，采用精密控制工藝燒結(jié)的高性能陶瓷，因此又稱先進陶瓷或新型陶瓷。

精細陶瓷有許多種，它們大致可分成三類。

（1）結(jié)構(gòu)陶瓷

這種陶瓷主要用于制作結(jié)構(gòu)零件。機械工業(yè)中的一些密封件、軸承、刀具、球閥、缸套等，都是頻繁經(jīng)受磨擦而易磨損的零件，用金屬和合金制造有時也使用不了多久就會損壞，這時，先進的結(jié)構(gòu)陶瓷零件就能經(jīng)受住這種“磨難”。

（2）電子陶瓷

這是指用來生產(chǎn)電子元器件和電子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)零部件的功能性陶瓷。

這些陶瓷除了具有高硬度等力學(xué)性能外，對周圍環(huán)境的變化能“無動于衷”，即具有極好的穩(wěn)定性，這對電子元件是很重要的性能，另外就是能耐高溫。

（3）生物陶瓷

生物陶瓷用于制造人體“骨骼一肌肉”系統(tǒng)，用于修復(fù)或替換人體器官或組織的一種陶瓷材料。

精細陶瓷是新型材料別值得注意的一種，它有廣闊的發(fā)展前途。這種具有優(yōu)良性能的精細陶瓷，有可能在很大的范圍內(nèi)代替鋼鐵以及其他金屬而得到廣泛應(yīng)用，達到節(jié)約能源、提高效率、降低成本的目的；精細陶瓷和高分子合成材料相結(jié)合，可以使交通運輸工具輕量化、小型化和高效化。有些科學(xué)家預(yù)言，由于精細陶瓷的出現(xiàn)，人類將從鋼鐵時代重新進入陶瓷時代。在新經(jīng)濟時代，人們把精細瓷陶與高性能分子材料、新金屬材料、復(fù)合材料并列為四大新材料發(fā)展領(lǐng)域之一，可見它的發(fā)展遠景十分廣闊。

在新經(jīng)濟時代精陶材料將成為名副其實的耐高溫的高強度材料，從而可以勝任包括飛機發(fā)動機在內(nèi)的各種熱機材料、燃料電池發(fā)電部件材料、核聚變反應(yīng)堆護壁材料、無公害的外燃式發(fā)動機材料等各種重要用途。

四、能源技術(shù)：新經(jīng)濟的新動力

1．核能將成為新經(jīng)濟的能源主流

能源始終是經(jīng)濟的食糧。離開能源的人類其生存和發(fā)展都是無法想象和絕無可能的。不斷文明進化的人類始終在為最終解決能源的問題前赴后繼，禁而不舍。新經(jīng)濟的風暴帶來了一場能源開發(fā)利用上的革命，其中核能就是這場革命中的一個主角，核能的技術(shù)突破可能為能源的有限與枯竭帶來劃時代的新曙光。

半個多世紀以來，核能的和平利用已達到了相當可觀的程度。截止到1991年初，全世紀已運行的原子能核電站達400多座，正在建造的約80座。法國的核電站發(fā)電量已占全國總發(fā)電量的70％。核電最多的美國有111座核電站，核電量占全美總電量的16％。我國的秦山核電站和大亞灣核電站也已建成和正式發(fā)電?！熬盼濉庇媱澊_定新上的4個核電建設(shè)項目：秦山三期核電工程、秦山二期核電工程、嶺澳核電工程、連云港核電工程，也將于21世紀最初幾年內(nèi)建成發(fā)電。

發(fā)展核電站，不僅僅因為核電的威力大，而且提供核能的核燃料也可以說是取之不盡、用之不竭的，因為它主要存在于占地球總面積71％的海洋里。海洋學(xué)家測定，每升海水中含有0．003毫克的鈾。但即使這樣少的含量，全世界海水中總的含鋼量就有約50億噸。目前世界上最看好的受控熱核聚變技術(shù)，即“海水變石油”，被稱為“徹底解決世界能源問題的技術(shù)”。受控熱核聚變的原料是氫的同位素氛和氛，可取自海水。從1升海水中提出的氛和氛進行受控熱核聚變反應(yīng)所產(chǎn)生的能量就相當于300升汽油。海水可以被認為是無盡的，因此，人類將獲得無盡的新能源。1997年10月五日受控熱核聚變實驗獲得了16．1兆瓦的功率輸出，使人們對受控熱核聚變能在2040一2050年商用的預(yù)期至少提前了10年，而且有新突破的可能性極大。

在新經(jīng)濟時代，核聚變能被看作取之不盡、用之不竭的能源，可控的核聚變是人類最終解決能源問題的有效途徑。

在新經(jīng)濟時代崛起的核技術(shù)產(chǎn)業(yè)群中，主要是核電產(chǎn)業(yè)。核技術(shù)在其他方面也會有廣泛應(yīng)用，但不至于形成產(chǎn)業(yè)部門。

盡管核電在部分國家已經(jīng)成為比較成熟的產(chǎn)業(yè)部門，但由于核電技術(shù)仍處于生機勃勃的技術(shù)革新過程之中，特別是作為核電技術(shù)最重要的開發(fā)目標的核聚變發(fā)電被認為是今后若干世紀最有希望的能源，因此，對世紀的核電產(chǎn)業(yè)仍將是最引人注目的。具有遠大發(fā)展前途的新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

核能將為新經(jīng)濟的騰飛插上雙翼。2．太陽能前言新經(jīng)濟

據(jù)計算，太陽每秒鐘發(fā)出的能量就相當于1．3X1016噸標準煤燃燒時所放出的熱量。太陽發(fā)送到地球上的能量是相當大的，但只占它向外輻射的22億分之一。地球每天接收的太陽能，相當于全球一年所消耗的總能量的200倍。由于科技還未解決利用太陽能的高成本問題，大部分太陽能還不能為我們所利用，但是隨著新經(jīng)濟時代高科技的發(fā)展，人類利用太陽能的步伐會大大加快。這無窮無盡的太陽能，它不僅給了我們綠色植物，給了我們煤炭、石油和地球上的生命，而且未來將成為人類解決能源危機的重要途徑。

太陽能具有其他能源所不及的優(yōu)點：第一，太陽能的能量與人類需要的能量相比較，幾乎可以看作是無窮無盡的能源。第二，太陽能作為一次能源直接利用，或者轉(zhuǎn)換成二次能源再利用，沒有煤炭、石油等礦物燃料產(chǎn)生的有害氣體和廢渣，沒有任何污染，被人們稱作“干凈能源”。第三，太陽能的分布比其他能源較為均勻，它只隨著地球的緯度和天氣變化而有強弱之別，可以利用的地球范圍比較寬廣。第四，太陽能可以根據(jù)具體條件和需要分層次進行利用，目前淺層次的利用已相當普及，中層次的利用也有許多成熟的技術(shù)，今后主要向高層次利用發(fā)展。

由于太陽能有如此眾多的優(yōu)點，因此，人們越來越重視太陽能的利用，并大力研究開發(fā)。

太陽能的利用已經(jīng)擴展到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、國防建設(shè)和人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面：從人造衛(wèi)星、宇宙飛船上用的太陽能電池，到方便、清潔的太陽能聚光灶；從不燒油的太陽能飛機，到各種輕便的太陽能熱水器；從太陽能汽車、汽艇，到精巧別致的新型建筑材料——太陽能瓦的正式投產(chǎn)；從集熱性能好的太陽能熱管，到冬暖夏涼的太陽能房；從利用太陽能分解水制氫，到太陽能消毒器、制冰機的使用；從費用低廉、沒有污染的太陽能電站，到行駛自如的太陽能自行車；從熔煉高純度合金的太陽能高溫爐，到設(shè)計新穎、倍受歡迎的太陽能收音機，等等。

約翰·托夫勒對21世紀太陽能產(chǎn)業(yè)化充滿了信心。這種被托夫勒稱之謂“光能源產(chǎn)業(yè)”的產(chǎn)業(yè)將在以下幾個方面得到較大發(fā)展。

①太陽能熱利用系統(tǒng)將得到大發(fā)展。隨著低成本、高效率集熱器、蓄熱器技術(shù)的進步，企業(yè)、工廠用太陽熱系統(tǒng)也將增多，因而在太陽熱利用領(lǐng)域大有可為。

③太陽能發(fā)電裝置將得到大發(fā)展。太陽能發(fā)電裝置的長處是顯而易見的：它無需燃料，因而不產(chǎn)生公害；沒有可動部分，因而不產(chǎn)生噪音，維修方便；太陽能電池單元容易大量生產(chǎn)等。

③在21世紀，太陽能發(fā)電將由于以下兩種新技術(shù)的發(fā)展而得到強有力的推動：一是遠距離超導(dǎo)輸電系統(tǒng)的發(fā)展，將可能使人們早已提出的在沙漠地區(qū)鋪設(shè)大面積太陽能電池板，用超導(dǎo)輸電線將其產(chǎn)生的電力送往四面八方的設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實。二是宇宙太陽能發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，將可能使輸出功率達數(shù)以萬千瓦伏計的太空太陽能發(fā)電站變成現(xiàn)實。

此外，太陽能發(fā)電機也正在試制，由汽車缸頂部石英玻璃吸引陽光，轉(zhuǎn)化為熱能推動汽車前進，估計到21世紀初也能變?yōu)楝F(xiàn)實。利用太陽能淡化海水，也是太陽能利用的一個重要方面。

因此，開發(fā)太陽能是大有可為的。

3．綠色能源；新經(jīng)濟能源的新希望

現(xiàn)代科技的發(fā)展，使人們獲得了充分利用生物能源的新技術(shù)。人們正在從樹上提取石油，從植物綠葉中提取酒精，利用微生物制造出氫氣。

生物能指的是生物質(zhì)能源。樹木、農(nóng)作物、陸地和水中的野生動植物體及某些有機廢料，都屬于生物質(zhì)。所謂生物質(zhì)能就是通過綠色植物的光合作用將太陽輻射的能量以一種生物質(zhì)形式固定下來的能源。生物質(zhì)能源同煤、石油、天然氣等化石能源一樣，都是源于太陽能，是太陽能的一種形式。不同的是，化石燃料里的能源量是億萬年前的生物質(zhì)儲存起來的太陽能，而生物質(zhì)能源則是當代植物通過光合作用固定起來的太陽能。這些以葡萄糖、淀粉等物質(zhì)形式存在于植物內(nèi)部的能量，經(jīng)過生物技術(shù)的加工，就能夠轉(zhuǎn)變成甲醇、乙醇、甲烷、氫氣等燃料。因不含硫和其他雜質(zhì)，燃燒時不產(chǎn)生a2、O2等有害氣體，所以這些生物燃料有“綠色能源”之稱。

據(jù)估算，目前地球上綠色植物儲存的總能量，大約相當于8X101‘噸標準煤，比目前地殼內(nèi)已知可供開采的煤炭總儲量還多11倍。最重要的是，生物質(zhì)能源與礦物質(zhì)能源不同，它是可以再生的能源。生物學(xué)家指出，地球上的綠色植物，一年當中大約能固定3X102‘焦耳的太陽能，幾乎等于目前人類一年消耗的能量的10倍。也就是說，綠色植物在二年中的“新生”能量，就可以供人類使用好幾年。

深埋在地下的石油是大自然對人類的饋贈，但它的儲量是很有限的，總有一天它會枯竭。人類能不能自己“生產(chǎn)”出石油來呢？人類的智慧是無窮無盡的，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展能把許多夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。

用工程微藻生產(chǎn)柴油。工程微藻是指用轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建的特殊微藻。美國國家可更新能源實驗室將一種稱為ACC的基因?qū)胛⒃寮毎?，?gòu)建成了一種屬于硅藻類的工程微藻。在實驗室培養(yǎng)條件下；這種工程微藻的脂質(zhì)含量達到60％以上，在室外生產(chǎn)條件下，其脂質(zhì)含量也達到了40％以上。而一般天然微藻中的脂質(zhì)含量只有5％一20％。美國的這家實驗室今后還準備將修飾的ACC基因?qū)胛⒃逯?，以使其脂質(zhì)含量進一步提高。這種富含脂質(zhì)的工程微藻可用以生產(chǎn)生物柴油。

由此可見，用工程微藻生產(chǎn)柴油不僅有經(jīng)濟意義，而且還有環(huán)保意義。

奇妙的“石油樹”。石油是碳氫化合物——烴類的“大雜燴”。一般綠色植物通過光合作用只能生成碳水化合物——糖類，可是有些植物卻能生產(chǎn)出許多類似石油的碳氫化合物，所以得到“石油樹”的美稱。

飛機、汽車都要用汽油開動。現(xiàn)在石油短缺，資源有限，各國都在努力尋找汽油的代用品。首先被人們物色到的對象是酒精。酒精用作汽車燃料有一些明顯的優(yōu)點：抗爆性能好，不再添加防爆劑；可以使用較高的空氣燃料比，燃燒完全，熱能利用率高；排出有毒有害氣體少，可大大減輕環(huán)境污染。

因為酒精是一種生物質(zhì)能源，可以從生物質(zhì)中提取出來，所以我們可以用無限生產(chǎn)的酒精代替有限的汽油。

由綠藻制取酒精。綠藻是一種能進行光合作用的低等綠色植物。小球藻就是綠藻的一種。綠藻能吸引太陽光中的能量，將二氧化碳轉(zhuǎn)換為碳水化合物存儲于體內(nèi)，能為制取酒精提供豐富原料源，有巨大的開發(fā)潛力。由于綠藻生長快、產(chǎn)量高，所以用它制取酒精大有前途。

利用細菌生產(chǎn)酒精。菌類中有一種運動發(fā)酵單胞菌，這種菌雖是原核生物，但它的功能與酒精酵母一樣，其中的酶能將糖類轉(zhuǎn)化為酒精，而且能將含25％一40％木糖的生物質(zhì)發(fā)酵制成乙醇，而后者僅能轉(zhuǎn)化為葡萄糖。正是由于這點差異，用運動發(fā)酵單胞菌來制取酒精能使生產(chǎn)成本降低扣％。

利用工程微生物制取酒精。利用工程微生物是提高酒精生產(chǎn)能力的有效途徑。工程微生物是利用基因移植技術(shù)構(gòu)建的有特殊功能的微生物，它也稱為轉(zhuǎn)基因微生物。用這一方法生產(chǎn)酒精，不僅酒精純度可達100％，而且生產(chǎn)效率也比酵母發(fā)酵法高出30％。美國佛羅里達大學(xué)構(gòu)建的工程克氏桿菌，在將廢紙轉(zhuǎn)化為酒精時，產(chǎn)量達到了理論極限值的80％。

在尋找的新能源中，氫也是一種理想的能源。無論是氣態(tài)。液態(tài)還是固態(tài)，它的密度都很小，用作氣體燃料，可以大大減輕火箭、飛機、汽車、火車的重量，大大提高有效載荷量。

科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，有兩類微生物能直接產(chǎn)出氫氣；一類是化能異養(yǎng)菌，一類是光合自養(yǎng)菌。產(chǎn)氫的化能異養(yǎng)菌已知有30多種，它們能通過發(fā)酵作用，將糖類、醉類、有機酸等有機物轉(zhuǎn)化成氫氣。有些化能異養(yǎng)菌的產(chǎn)氫能力很強，比如有一種酷酸芽抱桿菌，發(fā)酵丘克葡萄糖能產(chǎn)出0．25升氫氣。光合自養(yǎng)菌比化能異養(yǎng)菌本領(lǐng)更大，它們不需要消耗有機營養(yǎng)物，而能依靠太陽光的能量，把簡單的無機物合成有機物以滿足自身的需要，同時放出氫氣。太陽光取用不盡，無視物到處都有，所以利用光合自養(yǎng)菌生產(chǎn)氫氣大有可為。

總之，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段開發(fā)蘊藏豐富的生物質(zhì)能，是新能源開發(fā)的一個重要方向。人類的生存與發(fā)展迫切需要一個潔凈的環(huán)境，人類迫切需要綠色能源?？梢灶A(yù)計，隨著科技的發(fā)展。社會的進步，在21世紀知識經(jīng)濟時代，綠色能源——生物質(zhì)能技術(shù)將得到進一步發(fā)展，生物質(zhì)能將得到更廣泛的應(yīng)用。

4．燃料電池顯身手

當今能以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的電力有火電、水電、核電三種。而被譽為第四種電力的燃料電池發(fā)電，因其發(fā)電效率高、無污染，在環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展并重的今天，這一技術(shù)在世界上頗受重視。在美國、日本等發(fā)達國家，燃料電池發(fā)電正以日新月異的勢頭快步進入以工業(yè)規(guī)模發(fā)電的行列。

燃料電池是一種化學(xué)電池，它利用物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時釋放的能量，直接將其變換為電能。由于燃料電池的工作物質(zhì)主要是可燃性氣體——氫，因而它被稱為燃料電池。

燃料電池之所以受歡迎，是因為它與其他發(fā)電方式相比有獨特的優(yōu)點。

①效率高。燃料電池發(fā)電不經(jīng)過從熱能到機械能再到電能的轉(zhuǎn)換過程，因而沒有中間環(huán)節(jié)的能量損失。

②機動靈活。燃料電池發(fā)電裝置是由許多基本單元組成的。一個基本單元是兩個電極夾一個電解質(zhì)板。將上百個基本單元組裝起來就構(gòu)成一個電池組，再將電池組集合起來就形成了發(fā)電站。可以根據(jù)不同的需要靈活地組裝出不同規(guī)模的燃料電池發(fā)電站。燃料電池的基本單元可按設(shè)計標準預(yù)先進行大規(guī)模生產(chǎn)，所以燃料電池電站的建設(shè)成本低，建造周期短。另外，由于燃料電池重量輕、體積小、功率高，移動起來比較容易，所以它特別適合在海島上或邊遠地區(qū)建造發(fā)電站，或建造分散型電站。

③燃料多樣。雖然燃料電池的工作物質(zhì)主要是氫，但它可用的燃料有煤氣、甲醇、液化石油氣等各種碳氫化合物。根據(jù)實際情況，因地制宜地使用不同的燃料，或?qū)⒉煌娜剂线M行組合使用，可以達到就地取材、節(jié)省資源的目的。

④無污染。燃料電池的生成物主要是水，基本上不排放有害氣體，所以它是一種非常清潔的能源。另外，燃料電池是靜止發(fā)電，本身無機械傳動裝置，只是在控制系統(tǒng)等輔助裝置中有運動部件，因而它工作時振動很小，噪音很低。這種無噪音污染的發(fā)電系統(tǒng)可以直接安裝在大樓內(nèi)部。

現(xiàn)在燃料電池的發(fā)展速度非常之快。到2010年，全世界燃料電池的總裝機容量將達到60000兆瓦。燃料電池作為一種新型能源，現(xiàn)在造價還比較高，壽命還不夠長，功率還比較小。但是，隨著有關(guān)研究工作的深入，這些問題將會得到解決。許多科學(xué)家認為，在對世紀知識經(jīng)濟時代，燃料電池在能源領(lǐng)域里將占舉足輕重的地位，因此，掌握第四電技術(shù)，研制和發(fā)展燃料電池具有跨世紀的意義。五、航天技術(shù)：推動新經(jīng)濟的騰飛1．衛(wèi)星通信建立新經(jīng)濟神經(jīng)基礎(chǔ)

國際衛(wèi)星通信，曾經(jīng)一度被認為是新奇而激動人心的技術(shù)，但在今天，這幾乎是許多公司日常而又平凡的辦公事務(wù)。據(jù)報道，在巴西熱帶叢林中旅游的一位實業(yè)家利用一部便攜式的衛(wèi)星電話，輕而易舉地辦成了幾十億美元的大生意。美國CNN的新聞攝影記者在戰(zhàn)火紛飛的伊拉克首都巴格達，通過衛(wèi)星把正在發(fā)生的戰(zhàn)場風云即時傳輸給世界各地的億萬觀眾。在撒哈拉沙漠探險的旅行者，每天晚上通過國際海事衛(wèi)星系統(tǒng)與家人聯(lián)系?，F(xiàn)在這一切都已不再令我們驚奇。

世界上第一領(lǐng)同步通信衛(wèi)星是美國1963年發(fā)射成功的。

時至今日，商業(yè)性同步通信衛(wèi)星已發(fā)展到第六代。1984年10月27日，歐洲的“阿里亞娜一一一一H”型運載火箭發(fā)射成功第六代國際通信衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星采用自旋穩(wěn)定方式，由美國休斯公司研制。該星可以同時允許24000路電話對講，并轉(zhuǎn)播了3路彩色電視。由于衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展，目前越洋跨國遠距離的全球通信量，已有2／3是通過人造衛(wèi)星進行的。在越洋遠距離通信方面，衛(wèi)星通信已經(jīng)超過短波無線電和海底電纜而躍居首位。通信費用也有了大幅度下降。例如，“晨鳥號”衛(wèi)星每年每條線路收費2萬美元，“國際通信衛(wèi)星ed號”降到1萬美元、“國際通信衛(wèi)星一一．edx號”只收700美元，到“國際通信衛(wèi)星一一’ra號”降到300美元。在衛(wèi)星通信以前，從紐約到巴黎每年海底電纜收費2萬美元，1971年降到11350美元；從舊金山至菲律賓電纜每年25000美元，以后降到18900美元；從舊金山到夏威夷電纜每年收費17000美元，以后降到6700美元。由此可見，衛(wèi)星通信比海底電纜通信要便宜得多。經(jīng)營通信衛(wèi)星商業(yè)服務(wù)的國際通信衛(wèi)星組織，每年可盈利3億美元上。

2．航天發(fā)射催生新經(jīng)濟新產(chǎn)業(yè)

在新經(jīng)濟時代，隨著通信技術(shù)的發(fā)展以及世界各國對各種應(yīng)用衛(wèi)星的需求和世界上衛(wèi)星發(fā)射數(shù)目的日益增多，各國的爭奪也十分激烈。

1986年1月28日，美國“挑戰(zhàn)者號”航天飛機空中失事，而不久歐洲多國聯(lián)合研制的“阿里亞娜”運載火箭首次商業(yè)性發(fā)射成功，使得一次性運載火箭衛(wèi)星發(fā)射市場出現(xiàn)了客戶排隊等待發(fā)射的供不應(yīng)求的局面。一晃10年過去了，20世紀90年代的衛(wèi)星發(fā)射市場卻是另一番景象：各主要航天大國紛紛登臺亮相，總的發(fā)射能力供過于求。正如美國通用動力公司的洛夫萊斯所稱：“我們了解的市場是每年世界上有15一20顆衛(wèi)星發(fā)射，要發(fā)射的衛(wèi)星是如此之少！”

在世界衛(wèi)星發(fā)射市場上，各個國家以及集團各顯神通：有的看好重量幾百千克的輕型衛(wèi)星發(fā)射市場；有的注視1000千克左右的中型商用衛(wèi)星發(fā)射市場；有的盯上1500千克左右的次重量級通信衛(wèi)星發(fā)射市場；有的則看重3000千克以上的大型商用通信衛(wèi)星市場。

當前，世界上商用衛(wèi)星發(fā)射市場一直由美國三家主要火箭制造商（制造“大力神”系列的馬丁·瑪麗艾塔公司、制造“德爾他”系列的麥道公司和制造“宇宙神”系列的通用動力公司）和歐洲“阿里亞娜”空間公司所壟斷。另外，能進入國際衛(wèi)星發(fā)射市場的還有前蘇聯(lián)和中國。目前，能發(fā)射36000千米高度靜止衛(wèi)星的國家有美國、前蘇聯(lián)、歐洲空間局、日本以及中國。

在國際衛(wèi)星發(fā)射市場上，最具實力的競爭者莫過于歐洲的“阿里亞娜”空間公司。在美國航天飛機“挑戰(zhàn)者號”失事之后，它獨占約50％的商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射業(yè)務(wù)。這是因為“阿里亞娜”火箭可靠性高，價格不昂貴（大約5000萬美元），發(fā)射日期不延誤，除非發(fā)射失敗。

與“阿里亞娜”空間公司相抗衡的美國三家運載火箭公司中：馬?。旣愇乃局饕闇誓切O昂貴的特大號商用通信衛(wèi)星市場。其中“大力神”火箭一箭雙星的發(fā)射價格為1億美元左右；通用動力公司發(fā)射的靜止軌道衛(wèi)星重量最大可達3000于克以上，每次發(fā)射費用在4000萬一9000萬美元之間；麥道公司的“德爾地D型”火箭可將重約1350千克的衛(wèi)星送入地球同步軌道，其一次發(fā)射費約為4500萬一5000萬美元。

20世紀90年代初期，俄羅斯加入到國際衛(wèi)星發(fā)射自由市場中。俄羅斯的發(fā)射實力足以讓西方衛(wèi)星發(fā)射公司的老板感到威脅，所以他們一在試圖阻止俄羅斯獲得商業(yè)衛(wèi)星發(fā)射合同。美國政府也宣布“禁止美國造的衛(wèi)星出口到俄羅斯”的禁令，這給俄羅斯真正進入國際衛(wèi)星發(fā)射市場帶來了壓力，但是俄羅斯在火箭發(fā)射衛(wèi)星方面的確有著很大的優(yōu)勢：推力大、保險度高、發(fā)射費只有美歐公司的一半。我國這幾年也開始進入衛(wèi)星發(fā)射市場，而且業(yè)績不俗。1990年4月7日，我國“3號”運載火箭在西昌發(fā)射場將一顆1250千克的“亞洲衛(wèi)星二號”發(fā)射送人靜止轉(zhuǎn)移軌道，從而順利地進入國際衛(wèi)星發(fā)射市場，這是我國第一次發(fā)射美國制造的商用衛(wèi)星。1997年10月17日，中國“2號”運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射場將“亞太2號”通信衛(wèi)星成功送入預(yù)定軌道。至此，由中國長城工業(yè)總公司承攬的“亞太2號”通信衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)合同圓滿完成。3．太空制藥開碑藥業(yè)新局面

連續(xù)式電泳機，它的功用是在失重的環(huán)境里，從一系列樣品中提取幾乎純凈的蛋白質(zhì)。醫(yī)學(xué)研究表明，目前人們所患的若干很難對付的疾病，是由于人體內(nèi)缺乏某些特殊的蛋白質(zhì)而引起的。

提取特純的蛋白質(zhì)藥物要用到電泳的原理。所謂電泳法，其原理是讓含有生物物質(zhì)的溶液，從兩片帶電的極板之間的槽中流過，由于不同的生物物質(zhì)在溶液中所帶電荷不同，分子量不同，受到電場的作用力亦不同，因此，它們沿著不同的路線流動，這樣，就把細胞、血球、酶或干擾素等不同的生物物質(zhì)分離開來。當然，在地面上也可利用電泳法提純生物物質(zhì)，但由于重力的作用，液體內(nèi)各部分的溫度是不均勻的，一部分較熱，熱的液體上浮，冷的液體下沉，形成了對流，對流是破壞電泳法高效提純藥物的大改。因此，在地面上制不出特純的藥物，即使能夠利用特殊的工藝制成極少量，價格也是非常昂貴，一般患者是消費不起的。

如果在太空中制取，由于太空是一個微重力環(huán)境，不存在對流，不存在對藥物純度有影響的其他因素，因此在太空中利用電泳法制取的產(chǎn)品純度比在地球上高4倍，生產(chǎn)效率高600一900倍，這樣高的生產(chǎn)效率必然導(dǎo)致成本的下降?！鞍⒉_一聯(lián)盟號”飛船在進行聯(lián)合飛行時，曾進行過電泳分離試驗。試驗結(jié)果表明，在失重環(huán)境下可以從大約5％的腎細胞中分離出尿激素，這種尿激素是溶解血栓或凝血的一種特效藥，如果能在太空城中投入批量生產(chǎn)，僅美國一個國家，每年就可以使5萬人免死于凝血癥。

空間生產(chǎn)蛋白質(zhì)晶體，已在地面實際應(yīng)用中顯示出了廣闊的前景。大家都知道，如果依據(jù)人的意志來改變蛋白質(zhì)晶體的結(jié)構(gòu)，必然會要求測定和研究被改造對象的空間結(jié)構(gòu)，以便進一步提出修改方案。許多醫(yī)藥是通過與特定蛋白質(zhì)相互作用來發(fā)揮藥性的。在空間這一特定環(huán)境下，對蛋白質(zhì)晶體的生長極為有利，這樣就可以測定蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)。如在空間生產(chǎn)的干擾素、淋巴細胞、激素已經(jīng)成為極有發(fā)展?jié)摿Φ囊活愃幬?，可以在治療癌癥方面發(fā)揮極大的作用。到目前為止，在太空生產(chǎn)高級特效藥品的工作還處于試驗階段，但它的發(fā)展前景是激動人心的，也是十分迷人的。疫苗制品的生產(chǎn)，人體細胞和蛋白的提純和制造，紅血細胞生成素的制取，各種激素或酶的生產(chǎn)，白細胞或紅細胞的分離和培養(yǎng)等，都可能發(fā)展成為商業(yè)利潤極為可觀的產(chǎn)業(yè)。有人估計，僅就疫苗一項，每年可能得到的經(jīng)濟收益將超過15億美元，因此空間制藥業(yè)和生物制品必將在航天產(chǎn)業(yè)中占有越來越重要的地位，而且是新經(jīng)濟時代人類在太空優(yōu)先考慮的發(fā)展項目之一。4．空間加工發(fā)展高精尖產(chǎn)品

未來的航天技術(shù)在運用到空間產(chǎn)業(yè)化的進程中，除了積極發(fā)展與人類健康密切相關(guān)的制藥業(yè)和生物制品外，還可以利用空間環(huán)境，得天獨厚的條件來發(fā)展高精尖的新產(chǎn)品和新材料制造業(yè)。

為什么說在宇宙空間中可以制造比在地球上精度更純、技術(shù)更好的產(chǎn)品呢？這是因為空間軌道處于微重力和高真空的環(huán)境里。當然嚴格地講，空間里的任何物體都會受到地球引力的影響，但對于距離地球遙遠的空間軌道來講，這種影響顯然是可以忽略不計的，對于材料加工，微重力是求之不得的理想環(huán)境。在地球上，由于存在沉積、對流、浮力等類的地球引力效應(yīng)，常常給材料加工帶來嚴重的影響。

在材料加工過程中，當材料的不同組成部分以熔融狀態(tài)變成固態(tài)時，對流和沉積這兩種地球引力效應(yīng)將交替地發(fā)生作用，從而破壞了材料的均勻性及其應(yīng)有的性能。

對材料進行加工所面臨的一個嚴重的問題就是材料的污染。在地球上常常需要把材料裝在容器里才能進行加工。例如：鎢的熔點為3400℃，當把它加熱到溶化時，不論什么材料制成的容器都會同鎢發(fā)生化學(xué)作用，從而影響鎢的純度。而在微重力條件下，沒有浮力存在，液滴更易懸浮，因而冶煉金屬時可以不使用容器，而是采用懸浮冶煉法，其優(yōu)點是冶金溫度不受容器耐溫能力的限制。因此，懸浮冶煉不僅能進行高熔點金屬冶煉，而且可避免被冶煉物與器壁發(fā)生化學(xué)作用而被污染以及非均勻結(jié)構(gòu)結(jié)晶的出現(xiàn)，除改善合金組織外，還使金屬純度大為提高。

在微重力條件下，內(nèi)聚力和表面張力仍然存在，不產(chǎn)生地面上常見的自重變形，能制造出橢圓度極小的球體，且可控制產(chǎn)品形狀，可以制造特別細的金屬絲。因為沒有浮力，液體內(nèi)的氣泡跑不出去，在各種粒度的液體中均可保持氣泡。利用這一特性，可以在空間冶煉出泡沫金屬材料，如同泡沫塑料的“泡沫鋼”，這種鋼的結(jié)構(gòu)中均勻分布許多氣泡，質(zhì)量很輕，甚至能浮在水面，而堅硬度和普通鋼相同。

從某種意義上講，浩翰的宇宙空間是人類進行材料加工的天然工廠，更是人們進行科學(xué)試驗的理想之地。近年來，科學(xué)家們在美國和前蘇聯(lián)的空間站上進行了許多空間加工試驗，取得了可喜的成績和寶貴的經(jīng)驗，這也預(yù)示著在不久的將來，空間加工業(yè)將從實驗室走出來，真正實現(xiàn)商業(yè)化的大批量生產(chǎn)，為更加舒適的人類生活提供一系列高精尖產(chǎn)品。

未來的發(fā)展中，以高科技為支柱的新經(jīng)濟將為航天技術(shù)提供一個極為廣闊，大有作為的新天地。航天技術(shù)在豐富、推動新經(jīng)濟的同時，也為人類開辟著更為美好的全新的生存空間。

六、海洋技術(shù)：開拓經(jīng)濟新天地1．海洋礦產(chǎn)資源開發(fā)潛力大

僅把新經(jīng)濟與信息、網(wǎng)絡(luò)等同起來，未免偏頗。新經(jīng)濟如初春的陽光，灑滿人間，催生萬物。作為新經(jīng)濟中前沿領(lǐng)域的海洋技術(shù)，便是大潮中的一支主流。

眾所周知，礦產(chǎn)資源是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料，也是所有經(jīng)濟形態(tài)運作的保證條件。自古以來，人們所需的礦產(chǎn)資源絕大多數(shù)是從陸地上采取的。但是隨著工業(yè)突飛猛進的發(fā)展，人們對礦產(chǎn)資源的需求與日俱增，所需求的礦產(chǎn)資源的數(shù)量以及種類變得越來越多，與之相對應(yīng)的是陸地的礦產(chǎn)資源日趨減少，不僅儲量減少，而且礦藏品位降低，某些礦產(chǎn)（如鋼）只能維持20多年。而占地球表面積71％的藍色海洋卻蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源。因此，人類為了自身的生存和發(fā)展，勢必要把開采礦產(chǎn)資源的目光從陸地轉(zhuǎn)向海洋。向海洋尋求新的礦產(chǎn)資源基地，已經(jīng)是許多海洋國家將要面臨的選擇和機遇。

隨著新經(jīng)濟的到來，現(xiàn)在海洋高科技的發(fā)展給人們展現(xiàn)了一個令人鼓舞的海洋礦產(chǎn)資源開發(fā)前景：至今已發(fā)現(xiàn)海底蘊藏的多金屬結(jié)核礦、磷礦、資金屬和稀有元素砂礦、硫化礦等礦產(chǎn)資源達6000億噸。若把太平洋底蘊藏的160多億噸多金屬結(jié)核開采出來，其鎳可供全世界使用2萬年，鉆使用34萬年，錳使用18萬年，銅使用1000年。海洋底的石油、天然氣資源也極為豐富，全世界海洋石油蘊藏量為1450億噸，占世界石油總儲量3000億噸的45％以上，海洋天然氣儲量為140億立方米，1988年世界海上油氣探明可采儲量，分別已接近450億噸和300000億立方米。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在水深1000一3000米的大陸波麓，蘊藏著與大陸架海底同樣多的海底石油，這將是21世紀潛在的巨大石油資源。2．海洋化學(xué)資源開發(fā)方興未艾

浩翰的海洋，海水的總量約為13，7億立方千米。其中含有十分豐富的化學(xué)資源。

海水中除含有取之不盡、用之不竭的淡水資源外，還溶存有大量無機鹽類，總量可達5X10''''6噸，也就是說，在每立方千米的海水中，大約含有3500萬噸無機鹽類物質(zhì)。陸地上天然存在的各種元素，海水中幾乎都能找到。經(jīng)確認，海水中主要溶存元素已近80種，其中有17種元素是陸地上所稀缺的。根據(jù)計算，在1立方千米的海水中，溶有2700多萬噸氯化鈉，320多萬噸氯化鎂，220多萬噸碳酸鎂，120多萬噸硫酸鎂，如果把海水中的鹽分全部拆出，平鋪在陸地上，陸地的高度會增加150米；假如把海水全部蒸干，海底將會積有60米厚的鹽層，這個鹽層的體積如此巨大，甚至把整個北冰洋填平還綽綽有余。

海水中數(shù)量最大的資源是淡水。隨著世界人口的增加和工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，對淡水資源的需求與日俱增，陸地淡水供應(yīng)日漸不足，因此在今天，人們在面對水資源危機這一世界性的難題時，更多的把注意力轉(zhuǎn)向海洋，希望能從海洋里獲得淡水。海水淡化也已成為涉及人類生存和發(fā)展的重大問題。

目前，人類不僅從海水中提取鹽、鉀、澳等資源，而且還著手從海水中提取更加貴重的資源。例如用于原子能發(fā)電和國防的核燃料鋼，海洋中儲量為50億噸，為陸地上儲量的4000倍；作為熱核能源的理和復(fù)，海洋中分別含有2500億噸和23．7萬噸。這些物質(zhì)為原子能工業(yè)和核聚變發(fā)電帶來潛在遠景。預(yù)計從海水中提取理和重氖，將在21世紀進入實用階段。隨著海洋高新技術(shù)的開發(fā)，海水將成為開發(fā)多種物質(zhì)的液體礦產(chǎn)資源。

人類開發(fā)利用海水化學(xué)資源有著悠久的歷史。到目前為止，開發(fā)海水化學(xué)資源呈現(xiàn)一種綜合化的趨勢，即將海水淡化后，被分離出的鹵水，再經(jīng)濃縮用于化學(xué)元素的提取，通過這種方法可以從海水中提取幾十種產(chǎn)品，其中主要有淡水、食鹽、鎂、澳。鉀等。近年來，海水提鈾的研究也取得了一些進展。

3．海洋受閱資源開發(fā)大有可為

作為人類起源地的海洋，今天已是一個可供人類利用并為人類造福的巨大空間。海洋空間包括海上、海中和海底。借助于科學(xué)技術(shù)，對這些空間進行直接的開發(fā)利用，以及潛在前景的開發(fā)利用，這些統(tǒng)稱為海洋空間資源。自古以來，人類就利用海洋空間從事交通運輸。但是，海洋空間利用作為重要的工程技術(shù)問題，是科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達的現(xiàn)代才提出來的。由于人口無節(jié)制地急劇增長，使人類賴以生存的家園——陸地空間不斷地相對縮小，于是，掌握了先進科學(xué)技術(shù)的人們，把目光轉(zhuǎn)向了海洋空間，要把海洋空間開辟成為適于人類生存和為人類所用的第二家園。海洋空間作為一種可供開發(fā)利用的重要資源，日益引起人們的關(guān)注。

對海洋空間資源的開發(fā)利用，既有傳統(tǒng)的，也有現(xiàn)代的。人們在海上駛舟行船，運送貨物，有很長的歷史，但是，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展，海洋空間利用已經(jīng)由傳統(tǒng)的海洋工程、海上交通，向近海、深海和海底空間發(fā)展。目前，人們已經(jīng)在海上建起了人工島、規(guī)模宏大的海上城市設(shè)施、飛機場、倉庫、碼頭等。開發(fā)海洋空間利用技術(shù)，已經(jīng)引起海洋國家的高度重視。在20世紀末。21世紀初，海洋空間利用技術(shù)，將會有長足的進展。4．海洋生物資源開發(fā)前景廣闊

占地球表面積約71％的海洋，是鯨類、魚類、蝦類、蟹類。貝類、海藻類等生物和通過顯微鏡才能看到的微小生物的生活棲息場所。這些生活在海洋中的生物，有巨大村生產(chǎn)能力。據(jù)科學(xué)家計算，全球海洋浮游生物的年生產(chǎn)量為50000億噸。在不破壞生態(tài)平衡的情況下，每年可向人類提供300億人口食用的水產(chǎn)品。

人類對海洋生物資源的開發(fā)的認識是在不斷變化的。很久以前，人們認為海洋生物資源是取之不盡、用之不竭的，單純的海洋捕撈業(yè)曾長期占據(jù)海洋生物資源的開發(fā)領(lǐng)域。20世紀50年代，人們認識到不能無節(jié)制地從事海洋捕撈，而應(yīng)有捕有養(yǎng)，大力發(fā)展海水養(yǎng)殖，于是出現(xiàn)了養(yǎng)殖與捕撈相結(jié)合的“養(yǎng)捕漁業(yè)”。近十年以來，隨著地球人口的急劇增長，世界性的食品缺乏，食物結(jié)構(gòu)的變化，人類需求蛋白質(zhì)的日趨緊張，這些都給海洋生物資源的開發(fā)提出了更高的要求。過度的捕撈開發(fā)引起了漁業(yè)的崩潰危險，一般的養(yǎng)殖數(shù)量極其有限。于是科學(xué)家提出了要像農(nóng)民種植莊稼一樣“耕耘漁業(yè)”，從而使海洋生物資源開發(fā)開始走上了人為控制的穩(wěn)定生產(chǎn)的局面。為此，出現(xiàn)了一系列海洋生物資源開發(fā)的新技術(shù)和新方法。尤其是海洋高新捕撈技術(shù)、海洋牧場開發(fā)技術(shù)、海洋生物藥物和工業(yè)原料開發(fā)技術(shù)以及生物工程技術(shù)等，對人類充分合理地利用海洋生物資源，有著廣闊的發(fā)展前景。

曾幾何時，從海洋遷徙到陸地，是生物包括人類進化一次開天辟地的里程碑。今天當我們從陸地回歸到海洋，也將是一次劃時代的變遷與革命。新技術(shù)、新知識、新經(jīng)濟、新天地，未來的人類將在創(chuàng)新中認識海洋，開發(fā)海洋，向海中探寶，在洋上飛舟。七、軟科學(xué)技術(shù)：新經(jīng)濟的靈魂1．軟科學(xué)技術(shù)是新經(jīng)濟的主導(dǎo)應(yīng)用技術(shù)

新經(jīng)濟時代是“知識大爆炸”的時代，有專家估計，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識的發(fā)展呈指數(shù)增長的趨勢。在浩瀚的知識海洋中，若想迅速選擇、獲取自己所需要的知識和信息，以及及時做出決策，如果單憑個人的能力與經(jīng)驗已經(jīng)越來越困難了，只靠傳統(tǒng)的見解和模式應(yīng)對今天瞬息萬變的挑戰(zhàn)已不可能。于是挾裹著新經(jīng)濟之潮而來的日益顯示出先導(dǎo)作用的新興科技——軟科學(xué)技術(shù)來到了我們的面前。

軟科學(xué)技術(shù)就是應(yīng)用現(xiàn)代高科技幫助人們收集、整理、分析信息，為人們快速正確地決策提供科學(xué)依據(jù)的技術(shù)?，F(xiàn)代軟科學(xué)技術(shù)的誕生是以現(xiàn)代新技術(shù)革命為前提的，特別是利用現(xiàn)代信息高科技。

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，生產(chǎn)社會化程度不斷提高，使得決策者面臨的問題變得日益錯綜復(fù)雜，瞬息萬變，而且影響深遠，因此不得不借助組織內(nèi)部或外部的專家群體進行軟科學(xué)研究來提供決策支持，軟科學(xué)的崛起也正反映了這一客觀的社會需求。

由于現(xiàn)代信息高科技特別是計算機技術(shù)的滲入，使軟科學(xué)技術(shù)有了很快發(fā)展，現(xiàn)在研究開發(fā)的各種“專家系統(tǒng)”就是軟科學(xué)技術(shù)最突出的表現(xiàn)。如計算機集成制造系統(tǒng)，國家宏觀調(diào)控系統(tǒng)，醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)等等。

新經(jīng)濟是取決于智力資源的占有、配置的智力經(jīng)濟，而現(xiàn)在世界經(jīng)濟趨向一體優(yōu)，新技術(shù)革命速度變快，市場的不確定性、復(fù)雜性加強，一個領(lǐng)導(dǎo)者面對內(nèi)部和外部各種信息怎樣作出科學(xué)的決策？需要借助軟科學(xué)技術(shù)的幫助來實現(xiàn)。因此科學(xué)預(yù)測，在應(yīng)用技術(shù)方面，軟科學(xué)技術(shù)將成為新經(jīng)濟的先導(dǎo)和骨干高科技。

人們形象地將軟科學(xué)技術(shù)比喻成“智囊團”，要求這個“智囊團”需要具有觀察識別、記憶存儲、分析判斷和想象創(chuàng)造的能力。我們的電腦已經(jīng)具備了前兩個方面的功能，而后兩個方面的功能則要靠現(xiàn)在正在開發(fā)的專家系統(tǒng)和人工智能技術(shù)來實現(xiàn)。

軟科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)主要是：計算機科學(xué)、人文社會科學(xué)和生命科學(xué)技術(shù)。計算機技術(shù)是用于收集存儲、分析、處理信息知識；人文社會科學(xué)是用于研究人的社會行為和人的方法論。因為軟科學(xué)技術(shù)是為管理者作出決策提供依據(jù)，收集和分析的信息都是關(guān)于人的信息，因此要借助社會人文科學(xué)研究人的行為和思考方法；生命科學(xué)技術(shù)的任務(wù)是研究人腦的生理機制和思考方法，以便使電腦和人腦一樣對信息作出分析和判斷。

軟科學(xué)技術(shù)具有這樣的特征，首先，軟科學(xué)技術(shù)是一種“工具”，它可幫助人們利用現(xiàn)代高科技收集、處理信息，并可作出分析、判斷，幫助人們作出決策。其次，軟科學(xué)是一門高度綜合的學(xué)科，它不僅包括自然科學(xué)技術(shù)，而且包括人文社會科學(xué)，是兩大類科學(xué)的綜合。軟科學(xué)技術(shù)的另一個特征就是應(yīng)用性，它是多門科學(xué)的綜合應(yīng)用。科學(xué)家預(yù)言，軟科學(xué)技術(shù)將成為新經(jīng)濟的主導(dǎo)應(yīng)用科學(xué)技術(shù)。

2．戰(zhàn)略管理：科學(xué)加這見的管理

管理不是一種技巧，而是一門科學(xué)。管理不能憑經(jīng)驗的累加、習(xí)慣的驅(qū)使，而要靠準確的決策和科學(xué)的把握。新經(jīng)濟時代中的管理者，越來越多的成為了嫻熟地運用軟科學(xué)技術(shù)的專家。

隨著現(xiàn)代世界經(jīng)濟一體化趨勢日漸明顯，各國對外開發(fā)程度不斷擴大，新技術(shù)革命就使得產(chǎn)品和技術(shù)更新的速度加快。企業(yè)所面臨的是一個高度復(fù)雜和變化的生存環(huán)境。企業(yè)為了生存與發(fā)展，必須對內(nèi)部和外部的各種信息運用軟科學(xué)技術(shù)進行分析，然后決策出未來的發(fā)展方向。把握外部環(huán)境的變化及其變化趨勢，相應(yīng)地優(yōu)化內(nèi)部資源配置，從而取得內(nèi)部資源與外部環(huán)境的協(xié)調(diào)，實現(xiàn)企業(yè)的發(fā)展。這種管理是戰(zhàn)略管理。

戰(zhàn)略管理是新經(jīng)濟時代日趨激烈的市場競爭的產(chǎn)物，它要求管理者站在全局的高度，把握未來環(huán)境的變化，通過強化自身優(yōu)勢，取得內(nèi)部資源與外部環(huán)境的動態(tài)平衡，以取得長遠發(fā)展。

戰(zhàn)略管理作為一種新的管理方式，有以下一些特點。

第一，戰(zhàn)略管理是以市場為導(dǎo)向的管理。它非常強調(diào)對企業(yè)外部市場環(huán)境的變化及其趨勢的把握，要求應(yīng)用現(xiàn)代軟科學(xué)技術(shù)對企業(yè)外部環(huán)境的信息進行采集、分析。

第二，戰(zhàn)略管理是有關(guān)企業(yè)發(fā)展方向的管理。它特別注重企業(yè)未來總體的發(fā)展方向，如企業(yè)的新的經(jīng)營領(lǐng)域，應(yīng)該采取哪些戰(zhàn)略步驟，這要求企業(yè)決策者根據(jù)內(nèi)部與外部信息進行決策，這是戰(zhàn)略管理的關(guān)鍵。

第三，戰(zhàn)略管理是面向未來的管理。換句話說，戰(zhàn)略管理關(guān)注的是企業(yè)的長遠利益。

第四，戰(zhàn)略管理是尋求內(nèi)部資源與外部環(huán)境相協(xié)調(diào)的管理。通過對外部環(huán)境因素進行分析，對環(huán)境變化進行預(yù)測，通過企業(yè)內(nèi)部環(huán)境的調(diào)整、優(yōu)化以及取得新的資源等措施，尋求在未來時期企業(yè)與環(huán)境相協(xié)調(diào)。

企業(yè)戰(zhàn)略管理是企業(yè)在激烈競爭條件下的一種選擇，這種管理具有以下幾方面的作用：

首先，戰(zhàn)略管理能夠促使企業(yè)管理者密切關(guān)注外部環(huán)境變化，及時抓住企業(yè)發(fā)展的寶貴機遇，主動迎接未來挑戰(zhàn)。

第二，戰(zhàn)略管理有利于企業(yè)優(yōu)化配置內(nèi)部資源，企業(yè)只有實施有效的戰(zhàn)略管理，才能將企業(yè)的各種資源統(tǒng)一到企業(yè)戰(zhàn)略之下，從而避免出現(xiàn)資源分配與工作重點安排上的沖突。

第三，戰(zhàn)略管理對企業(yè)內(nèi)部各部門。各環(huán)節(jié)的高效運行起導(dǎo)向作用，有利于發(fā)揮組織的協(xié)同作用。

3．知識管理：全新的管理思想

知識是資本，智力是資源，這就是新經(jīng)濟帶給管理者的新理念。組織智力，管理知識便是這一新觀念新思維人的運用與實踐。

新經(jīng)濟時代是知識的社會、信息的社會，知識和信息成為企業(yè)乃至整個社會發(fā)展的戰(zhàn)略資源。知識對一個企業(yè)的生存發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，過去一直貫穿和滲透于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之中的知識其地位和作用日漸突出，企業(yè)管理的重心必將由物資資源管理轉(zhuǎn)向知識管理，這是新經(jīng)濟的呼喚。

知識管理可以簡單地認為：一是對知識的管理，二是運用知識進行管理。知識管理的任務(wù)就是要管理好智力資本，充分運用集體的智慧，提高企業(yè)的應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力。

它是為企業(yè)實現(xiàn)顯性知識和隱性知識共享提供的新途徑。顯性知識是可以量化易于整理和用計算機儲存的知識，又稱作可編碼知識。這種知識可以以文字或其他符號形式寫在書本上或儲存在計算機中。隱性知識是一種不易用文字表達出來的經(jīng)驗性的知識，又叫做意識知識。

顯性知識是易于傳遞和表達的，而隱性知識則潛藏在人的大腦中，屬于經(jīng)驗性的無規(guī)律性的知識。每個人的隱性知識是各不相同的。

顯性知識是易于整理和用計算機儲存的知識，而隱性知識則難以掌握，它儲存在雇員的腦海里，是雇員所取得經(jīng)驗的體現(xiàn)，知識管理就是有效地實現(xiàn)這兩類知識的相互轉(zhuǎn)換，并在轉(zhuǎn)換中創(chuàng)新。知識型公司能夠?qū)ν獠啃枨笞龀隹焖俜磻?yīng)，明智地運用內(nèi)部資源，并預(yù)測外部市場的發(fā)展方向，這就需要運用知識管理來實現(xiàn)。

知識管理的根本目的是運用企業(yè)集體智慧，提高對環(huán)境快速變化的應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)顯性知識和隱性知識的共享和轉(zhuǎn)換。

知識管理不同于以往的信息管理，信息管理的重心是企業(yè)內(nèi)部和外部的信息資源，側(cè)重于對這些信息的收集、存儲、處理。分析，其目的是降低成本提高效益。而知識管理更注重人力資源的開發(fā)，注重創(chuàng)新?？梢赃@樣說，知識管理是信息管理的發(fā)展，是其更高的階段。

知識管理思想是一種全新的管理思想，它既繼承了人本管理思想的精髓，又結(jié)合新經(jīng)濟新的經(jīng)濟形態(tài)特點予以創(chuàng)新。知識管理本身有其不同于以往管理的獨特之處。

①知識管理以企業(yè)員工智力資源的開發(fā)為中心。因為公司員工擁有不斷創(chuàng)造新的有用的知識的能力，這是企業(yè)不斷創(chuàng)新的源泉。因此，如何采用適當?shù)募顧C制激發(fā)員工們的創(chuàng)造力，在新經(jīng)濟下的企業(yè)發(fā)展中顯得異常重要。在傳統(tǒng)的工業(yè)管理中，雖然也有精神激勵，但更多是物質(zhì)激勵。在新經(jīng)濟時代企業(yè)管理尤重激勵機制，不只是那種給予贊賞、表揚或榮譽的傳統(tǒng)式精神激勵，而是一種新型的精神激勵，即賦予更大的權(quán)力和責任，使員工意識到自己是管理者中的一員，進而更好地發(fā)揮自己的自覺性、能動性和創(chuàng)造性，充分挖掘自己的潛能以實現(xiàn)其人生價值。

②知識管理重視知識的共享和創(chuàng)新，未來新經(jīng)濟下的企業(yè)之間的競爭取決于企業(yè)的整體創(chuàng)新能力，即運用集體的智慧提高應(yīng)變力和創(chuàng)新力，增強企業(yè)的競爭能力。創(chuàng)新可以認為是產(chǎn)品或服務(wù)過程中已有知識要素或新的知識要素的組合。它要求企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)把集體知識的共享和創(chuàng)新視為贏得勝利的支柱，雇員能夠共同分享他們所擁有的知識。