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1、近代以来人类经历了三次技术革命：第一次技术革命以蒸汽机为标志；第二次技术革命以电力应用为标志；第三次技术革命以电子计算机为标志，也称“现代技术革命”。技术革命一旦进入生产过程，将改变劳动的条件、性质和内容，导致劳动生产率的迅速提高，形成新的现实生产力，并成为一次新的产业革命和经济大发展的前提和基础。 3. 现代科技发展的特征和趋势现代科技从整体上一般分基础科学、技术科学和应用科学三大类。现代科技发展的基本特征和总态势：第一，科技向深广度进军，呈现全面繁荣态势。第二，现代科技发展的整体化趋向。一是指科学的技术化和技术的科学化的特征；二是指当代自然科学、技术与人文社会科学的密切结合；三是高度分化和

2、高度综合并存，一方面分支学科越来越多，另一方面边缘学科、横断学科和综合学科大量涌现。第三，现代科技发展的数学化趋势。这是人类的知识领域更加宽广、更加深入的表现。第四，现代科技发展的国际化趋势。面对共同的问题，跨国界的科技合作越来越多。第五，现代科技与社会经济紧密结合。现代科技的产业化进程加速，转化为生产力的周期越来越短。（二）科学技术的社会作用马克思、恩格斯认为“科学是一种在历史上起推动作用的、革命的力量”。科技的社会作用主要体现在： 1. 科技推动经济增长“科技是第一生产力”，深刻地说明了现代科技在推动经济增长方面所起的巨大作用。科技推动经济增长的主要表现：第一，当代科技已成为生产力发展的新

3、的生长点，决定着生产力发展的方向、速度和规模；第二，科技的发展推动着管理的现代化；第三，科技发展改变着产业结构，如信息技术产业的发展，提高了传统产业的科技含量，使其呈现高技术化的趋势；第四，科技进步促进生产国际化的发展，加强了世界各国的经济协作。2. 科技推动政治文明科技推动政治文明发展的主要表现：第一，科技的发展，将使社会主义民主政治建立在更为坚实、更为先进的物质技术基础之上；第二，科技的发展提高了劳动者的科技文化素质，从而增强了民众参政、议政的意识和能力；第三，科技的发展改变了人际交往的途径和方式，推动着政治的透明和高效；第四，科技革命导致生产关系和社会政治制度的根本改变。3. 科技推动文

4、化建设科技推动文化建设的主要表现：第一，科技对人的精神世界产生重大影响。科学精神改变人们的精神面貌和价值观念，促使人们解放思想、实事求是、追求真理。第二，科技促进文化的变迁。科技的发展本身意味着广义文化的发展，科技的发展又会作用于文化的其他要素，引起整个社会文化的变迁。（三）技术创新1. 创新的内涵“创新”一词，最早是由美籍奥地利经济学家熊彼特于1912年引入经济学中的。熊彼特的“创新”是一个经济学范畴，其主要内容是采用新技术、开发新产品。2. 技术创新及其特点、分类今天，创新一词的外延十分广泛，其中包含了技术创新。所谓技术创新，是指与新产品的制造、新工艺过程或设备的首次应用有关的技术设计活动

5、。技术创新可分为节约劳动型、节约资本型和中性创新型等三种基本形式，技术创新具有如下特点：第一，创新收益的非独占性；第二，创新的不确定性，即研究开发的不确定性、试验和试生产阶段的不确定性、市场的不确定性；第三，创新的市场性；第四，创新的系统性。 3. 技术创新与经济增长、社会发展的关系现代经济的增长主要不是通过要素投入的增长来获得，而是通过技术进步（要素生产率提高）的途径来实现的。在欧美等发达国家，技术创新已成为经济增长的最关键动力。技术创新尤其是技术的自主创新，对于我国走新型工业化道路、转变经济增长方式、调整产业结构、落实科学发展观、提高国家的核心竞争力，最终实现中华民族的伟大复兴有着重要的战

6、略意义。4. 技术创新政策的目标技术创新政策是一国政府为了影响或者改变技术创新的速度、方向和规模而采取的一系列公共政策。技术创新政策的根本目标就是影响技术创新向着有利于公共利益的方向发展，促进技术创新的规模扩大与速度加快，从而最大限度地促进科学技术成果的产业化进程。 5. 国家创新体系国家创新体系由创新资源、创新机构、创新机制和创新环境四个主要部分构成： 第一，创新资源是创新活动的基础要素，人才是国家创新体系的核心资源；第二，创新机构是创新活动的行为主体，是国家创新体系中最重要的组成部分；第三，创新机制是保证创新体系有效运转的关键因素；第四，创新环境是维系和促进创新的保障因素。我国在20世纪9

7、0年代中期引入国家创新体系概念，我国的国家创新体系是由政府、企业、科研院所及高校、技术创新支撑服务体系（包括技术中介机构、金融机构）等组成的网络。我国的国家创新体系建设要从系统角度出发，结合本国国情和社会环境制定创新政策，以切实解决我国当前创新活动中出现的问题。技术创新是推进我国国家创新体系的核心环节。二、科学前沿（一）复杂性科学当代复杂性科学是一门交叉学科，它主要研究复杂系统和复杂性现象等。复杂性科学倡导一种新的思维方式，以探索现实世界的整体性、过程性和复杂性。非线性、不稳定性、不确定性是复杂性的根源。20世纪40年代相继建立了系统论、控制论、信息论，把科学研究引向横向综合，扩大了人们研究问

8、题的深度和广度。1970年前后，诞生了一大批以耗散结构理论、协同学、超循环理论为代表的新兴学科，在自然科学领域和社会经济文化生活中得到广泛应用。复杂性科学的应用案例： 第一，海岸线测量与分形理论。海岸线蜿蜒曲折，科学家通过深入研究提出了分形理论，解决了海岸线测量的问题。第二，金融突发事件的复杂性。金融突发事件具有高度复杂性、不确定性。第三，流行病研究的复杂性。复杂性科学对于研究SARS演化的规律有更真切、更本质的认识。（二）现代生物技术现代生物技术是以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志的，它是一门集生物学、医学、工程学、数学、计算机科学、电子学等多学科相互渗透的综合性学科。现代生物技术

9、对于提高国力，迎接人类面临的人口剧增、资源日渐枯竭、能源消耗殆尽和环境污染严重等挑战，具有至关重要的作用。现代生物技术所带来的社会伦理问题引起越来越多的人的关注。生物技术的伦理问题主要表现在其对自然生态发展、个体生命影响以及传统伦理理念冲击三个方面。现代生物技术主要包括基因工程（如克隆绵羊）、细胞工程、酶工程、发酵工程。（三）信息技术信息技术主要是指利用电子计算机和现代通信手段获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息。信息不仅仅是经济发展的资源和独特的生产要素，信息产业更成为国民经济的主导产业，成为社会进步的强大动力。信息技术包括传感技术、计算机技术、通信技术、网络技术和信息

10、产业等方面。1. 计算机技术迄今电子计算机已经历了四代，计算机技术也从大型机阶段、个人PC阶段进入到网络阶段。目前，电子计算机技术向两个方向发展：一是采用超高速、超大规模集成电路技术；二是开发智能计算机、神经网络计算机，计算机软件是计算机程序、原始数据和文档的总称。计算机软件包括系统软件和应用软件两大类。系统软件是指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件。常见的系统软件有操作系统、各种语言处理程序以及各种工具软件等。应用软件是指除了系统软件以外的所有软件。2. 通信技术目前，通信技术开始向数字化发展。光纤传输、卫星通信和移动通信等通信技术的发展极大地提高了通信的传输能力，扩展了通信

11、技术的应用领域。目前几种主要的通信业务包括： 语音通信、传真通信、数据通信、数字视频通信。3. 网络技术网络是交流信息、传播信息、共享信息的通道和手段。计算机技术与通信技术的融合形成“多媒体通信网络”。实现“多媒体通信网络”的技术称为“网络技术”。互联网不仅方便了消费者，也为企业提供了以低廉成本参与全球竞争的机会，同时带动了与网络有关的一批新兴服务产业的发展。4. 信息产业狭义的信息产业指电子信息工业；广义的信息产业包括信息内容提供业、信息设备制造与服务业、软件与系统集成和服务业三大部门。信息产业与其他产业有着许多不同之处。第一，信息产业是智力密集型产业；第二，信息产业是高渗透产业；第三，信息

12、产业是低消耗、高增值产业；第四，信息产业是高创新、高风险和高投入产业。（四）新能源技术新能源是指那些正在开发利用、尚未普遍使用的能源，包括核能、太阳能、风能、地热能、海洋能及生物质能等。太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能与煤、石油、天然气等常规能源不同，具有可再生性，可以持久地供人们使用，有着开发、利用的无穷潜力，且在利用过程中基本不存在污染环境的问题。核能，又称“原子能”，是原子核结构发生变化时放出的能量。核能已成为一种可以大规模和集中利用的能源，可代替能源矿产，目前主要用于发电。核能发电的特点： 第一，燃料能量高度集中；第二，对环境污染较小；第三，安全性强；第四，燃料储藏量极为丰富。能

13、源的节约利用对合理利用自然资源以及保护环境均有重要作用。目前已实用化的节能新技术主要有余热回收利用技术、高效锅炉技术、电子控制节电技术和高效加热技术等。（五）新材料技术新材料是指那些新出现或已在发展中的、具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料。目前的新材料主要有电子信息材料、新能源材料、复合材料、生态环境材料、先进陶瓷材料等。（六）海洋技术海洋技术将为海洋开发提供技术支撑。国际上海洋技术发展有以下五个重点领域： 海洋生物技术、海洋生态系统模拟技术、海洋油气资源高效勘探开发技术、海洋环境观测和监测技术、海底勘测和深潜技术。中国海洋技术研究的重点：海洋环境监测技术、海洋油气资源勘探开发和深

14、海勘探技术、海洋生物技术。海洋技术的标志性技术是深海挖掘和海水淡化。（七）空间技术空间技术是研究和解决如何使用空间飞行器（又称“航天器”）进入外层空间并在那里有效工作、探索、开发和利用外层空间以及地球以外天体的综合性工程技术，主要由三部分组成，即运载火箭、空间飞行器（航天器）以及地面发射和调控系统。空间技术是随着第二次世界大战期间火箭导弹技术的发展而逐步形成的一门现代高技术。目前，空间技术正在向建立永久性空间站，进而建立空间开发基地、实现太空工业化和商业化的方向前进。空间技术应用于卫星通信和广播、卫星导航定位、资源调查和测绘、气象与灾害预报、国防军事。（八）纳米技术纳米技术是一种操纵原子、分子

15、或原子团、分子团使其形成所需要物质的技术。目前定义纳米材料的尺寸范围为0.1100纳米。纳米技术和纳米材料集中体现了小尺寸、复杂构型、高集成度和强相互作用等特点。纳米技术的出现，标志着人类改造自然的能力已延伸到原子、分子水平，标志着人类科技已进入一个新的时代纳米科技时代。（九）激光技术自然界存在着两种不同的发光方式，一种叫自发发射，另一种叫受激发射。激光的主要用途有： 第一，在信息技术中的应用。激光用于刻录光盘和激光通信。激光通信具有信息容量大、通信质量高、保密性能好、原料足价格低四个显著特点。第二，在生物技术和医学中的应用。利用激光显微技术、激光诊断与激光治疗技术等更好地了解各种生化过程和生

16、命过程。第三，在能源技术中的应用。利用激光技术可以帮助人类开采利用能源。第四，在材料技术中的应用。激光对新材料的发展起着独特的作用。第五，激光在空间和海洋技术中的应用。主要用于测定位置和距离。（十）绿色技术绿色技术是保护环境、节约能源的技艺、方法的总称。绿色技术有利于促进生态平衡，保持人与自然界的和谐发展。绿色技术有四个层次： 第一层次是环境立法与管理；第二层次是清洁生产，清洁生产的实质就是在生产过程中废物减量化、资源化和无害化；第三层次是环境污染控制；第四层次是发展绿色产品。绿色技术的一个重要内容是生态农业。生态农业的发展可促进环境保护、资源利用与经济的良性循环，从而实现农业的可持续发展。随

17、着现代科技的迅速发展，人类又提出了绿色科技这一新概念。绿色科技扩大了绿色技术的范畴。它主要涉及三方面： 一是资源的合理开发、综合利用与保护；二是发展清洁生产技术和无污染的绿色产品；三是提倡文明、适度的消费和生活方式。三、科技常识.自然科学的基础知识（一）天文学基础知识 1. 光年光年是计算星体间距离的单位。光的速度约30万公里/秒，光在真空中一年内所走的距离叫作一光年，一光年约等于10万亿公里。2. 银河系银河系是由群星和弥漫物质集成的一个庞大天体系统。银河系的发光部分直径约7万光年，最大厚度约1万光年。太阳是银河系中的一颗普通恒星，以250公里秒的速度绕轴旋转。银河系中有大约2000亿颗恒星

18、，离太阳最近的比邻星也有4.3万光年远。除恒星外，银河系中还有不少由气体和尘埃组成的团块，称为“星云”。银河系之外还有数以10亿计的庞大天体系统，与银河系属同一结构层次，统称“星系”。有些星系又聚集成更大的超星系团。3. 太阳系太阳系是由太阳、八大行星及其卫星、小行星、彗星、行星际物质构成的天体系统。太阳系的中心天体是太阳，它是一个半径约70万公里、表面温度达摄氏6000度的气体球，其核心温度高达1500万度，发生着氢聚变为氦的热核反应。太阳质量占整个太阳系的99.8，太阳系其他天体都在太阳引力作用下围绕太阳运动。太阳系有8个行星，为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。 太阳系

19、最突出的特点是所有行星的轨道都处在太阳的赤道平面内（共面性），它们不仅围绕太阳公转，除个别外还在同一方向上自转（同向性）。类地行星（水星、金星、地球、火星）主要由石、铁等物质组成，体积小，密度大，卫星较少。类木行星（木星、土星、天王星、海王星）主要由氢、氦、冰、氨、甲烷等物质组成，体积大，密度低，卫星较多。 1957年第一颗人造卫星上天开创了宇宙航行的时代，60年代的阿波罗计划把人类首次送上月球，7080年代“水手号”、“金星号”、“先驱者号”、“海盗号”等对各大行星的近距离观察，积累了有关太阳系天体物理性质和化学组成的大量资料，为人类更深入地认识太阳系的起源奠定了良好基础。4. 地球地球是太

20、阳系9大行星之一，地球围绕太阳公转的轨道是椭圆的，公转的平均速度是29.79公里秒。地球的赤道半径约为6378公里，极半径约为6357公里，它不是规则的正球体。地球绕太阳公转一周的时间为一年，自转一周的时间为一日。地球内部的最上层叫作“地壳”，中心称“地核”，地壳和地核之间称“地幔”。地球表面由水圈和大气圈包围，水与大气又维系着生物圈的存在。地球表面的形状非常复杂，大陆面积接近地球表面积的40。组成地球物质的主要元素有铁、氧、硅、镁、硫、钙、铝，其中90是铁、氧、硅和镁4种元素。（二）物理学基础知识1. 热力学第一定律（能量守恒与转化定律）在任何孤立的物质系统中，不论发生何种变化，无论能量从一

21、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。能量守恒与转化定律被称为物理学的“最高定律”、“宇宙的普遍的基本定律”，为人们认识物质运动形式的多样性和统一性、物质运动在量上和质上的守恒性，提供了科学依据，构成了马克思主义哲学产生的三大自然科学前提之一。2. 热力学第二定律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，即热能的传递具有不可逆性。在封闭系统内（即无外界作用的情况下）总是存在着热耗散（熵增加），其结果是热平衡。 3. 分子运动论 热是大量气体分子无规则运动的宏观表征；微观客体的运动遵循统计学规律。分子运动论是对热现象给予微观解释的

22、理论。它以大量气体分子的随机运动来说明宏观上具有稳定性的热现象，在宏观确定性与微观随机性之间架起了一座桥梁。4. 电和磁的相互转化近代早期，人们认为电和磁是两种完全不同的东西。19世纪初不同运动形式相互转化的思想影响着某些物理学家，推动着他们研究电和磁的内在联系、相互转化。丹麦科学家奥斯特经多年努力，于1820年发现，若在通电导线旁放置磁针，磁针会因电流通过而发生偏转。这表明，电流具有某种磁效应。法拉第从另一个角度思考，即磁能否产生电。经过十年努力，他发现，如果在一块软铁上缠绕两个线圈，当其中一个线圈上的电流发生变化时，另一个线圈就会出现瞬间电流。这正是发电机的工作原理。电和磁的相互转化，在理

23、论上证明了它们是运动的不同形式，在实践上为发电机和电动机的研制开辟了道路。5. 电磁场理论场概念是为了说明电、磁效应的各种实验而提出的。这些实验成果虽有很大的实际意义，但并未涉及其中的机理。牛顿提出万有引力理论时，想象引力是一种超距作用力，引力的作用不需要介质传递，并且是即时发生的。但法拉第却认为宇宙间充满介质，电和磁是通过介质的传递而发生作用的。在1851年，他提出了“场”和“力线”的概念加以解释。法拉第把电和磁发生作用的空间称为“场”，电有电场，磁有磁场，电场和磁场都由“力线”所组成。法拉第以场和力线的概念成功地描述了“电磁感应定律”，即感生电流的产生在于该导线切割磁力线，感应电流的强度正

24、比于该导线单位时间内切割磁力线的数目。场概念的提出，最直接的后果是导致电磁波的发现。后来的科学实验证明，场（电场、磁场、引力场）的确是一种客观实在。过去人们只知道实物是物质存在的形式，现在又知道场也是物质存在的一种形式。这是关于物质观念的重大突破。6. 电磁波随着电和磁的转化的发现、电场和磁场概念的提出，麦克斯韦着手把稳恒电流的定律推广到变化的电场和磁场，提出了电磁波的概念。即如果空间某处存在一个变化的电场，它将在周围激发出一个变化的磁场；这个变化的磁场又在周围激发出一个变化的电场；这一连串相互激发、连续出现的电场和磁场的振动，就是电磁波。麦克斯韦的工作使电、磁和光这些从前看来相异的现象得到了

25、理论上的统一，实现了人类知识的又一次大综合。德国人赫兹在1888年初证实了电磁波的存在，表明麦克斯韦的理论完全正确。麦克斯韦因此被誉为牛顿以后最伟大的数学物理学家。电磁场理论的建立和电磁波的发现，为无线电技术奠定了坚实基础，使人类生活进入了一个新时代。（三）化学基础知识1. 燃烧理论揭示燃烧现象的机理，并使燃素说最终退出历史舞台的是法国著名科学家拉瓦锡。拉瓦锡以准确的实验证实，物质的燃烧是该物质与氧化合的过程。拉瓦锡虽然不是第一个发现氧的人，但却是第一个真正理解这个发现的人。拉瓦锡做了大量燃烧实验，直至1777年才在题为燃烧通论的著名文章中提出了燃烧氧化学说。2. 元素周期律化学作为一门科学确

26、立后，即以前所未有的速度向前发展。到1869年人们已知的元素已达到63种，化学家们开始对已知的元素进行分类。19世纪以后，原子量已被公认为元素最重要的特征之一，不少科学家试图以元素的原子量为依据进行分类。俄国化学家门捷列夫在元素周期的确立上起了决定性作用。1869年他发表论文，阐述了他的元素周期律的基本观点：第一，“按照原子量的大小排列起来的元素，在性质上呈现明显的周期性”。第二，“原子量的大小决定元素的特征，正像质点的大小决定复杂物质的性质一样”。第三，“元素的某些同类元素，将按它们的原子量大小而被发现”。第四，“当我们知道了某元素的同类元素后，有时可以修正该元素的原子量”。门捷列夫化学元素

27、周期律的发现，是人类关于自然知识的又一大综合。它把原先孤立的各种元素的知识综合起来，为研究化学元素和化学变化过程提供了重要依据。元素周期律为日后人们进一步揭开原子内部的秘密作了必要准备。（四）生物学基础知识1. 达尔文的进化论进化论的内容：第一，生物界与生物界、生物界与自然环境之间普遍存在着生存斗争。第二，生物界普遍存在着变异。第三，变异和生存斗争导致自然选择。第四，被保存下来的个体将其特征遗传给下一代，这些特征经过长期的积累、巩固和发展，形成了稳定的有别于原来物种的新物种。进化论揭示了物种起源和人类起源之谜，有力地批判了“神创论”，成为近代最伟大的三大自然科学发现之一，也构成了马克思主义哲学

28、的自然科学前提之一。2. 细胞与细胞理论细胞是一切生物体机体构造和发育的基本单位。细胞的最外层为细胞膜（植物细胞膜外还有细胞壁），膜内是细胞质，细胞质里有细胞核，还有线粒体、高尔基体（植物细胞还有叶绿素）等细胞器。其中，细胞核是“司令部”，控制各种细胞器协同作用以完成各种生理功能。德国植物学家施莱登提出细胞是一切植物结构的基本单位，德国动物学家施旺把施莱登的观点扩大到动物界，从而正式建立了细胞学说。细胞学说的创立，实现了生物学知识的一次大综合，证明了生物在构造和发育上的统一性，被恩格斯称之为19世纪最伟大的三大自然科学发现之一。3. 蛋白质蛋白质是构成细胞的主要成分。蛋白质是由各种氨基酸所组成

29、。20种结构不同的氨基酸按照其组成和排序的不同，构成了成千上万种大小不等、功能不同的蛋白质。4. 核酸核酸分为DNA和RNA两种。DNA由两条很长的以螺旋形式相互结合的“链”构成。每根单链的基本组成单位是核苷酸（脱氧核糖核酸）。核苷酸由碱基、戊糖（即脱氧核糖）和磷酸三部分组成。按其碱基成分的不同，核苷酸分为四种，分别称为A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）、T（胸腺嘧啶）。由于碱基A与T、G与C之间能形成氢键并互相配对，两条DNA链便可粘连在一起，形成双螺旋结构。 诺贝尔奖金获得者沃森（Watson）和克里克（Crick）于1953年创建了DNA双螺旋模型，并提出了遗传信息由DNA传递给蛋白质的基本法则即“中心法则”。DNA以自身的一条链为模板，在细胞核内先合成RNA（核糖核酸），把遗传信息抄录于RNA上（“基因转录”）。这种携带遗传信息的RNA称之为“信使RNA”。RNA的碱基A、G、C与DNA的一样，不同的是在RNA链中U（尿嘧啶）替代了DNA的T（胸腺嘧啶）。5. 基因基因是英文Gene的音译。生物体内