1995年12月26日人民日报 第7版

第7版(国际专版)
专栏:

  人民日报、科技日报、新华社联合评出本年度
世界十大科技新闻
编者按:人民日报社、科技日报社、新华社评选的1995年世界十大科技新闻今日与读者见面了。在即将过去的一年中,世界科技突飞猛进地向前发展,重大科技新闻层出不穷,许多科技发现和发明令人振奋。在评选过程中,读者给予我们大力帮助,一批中国科学院院士、中国工程院院士参加了最后的审定工作。他们是(按姓氏笔画排列):王夔、王世真、母国光、史绍熙、任新民、杨乐、吴传钧、陈述彭、周干峙、周廷冲、郑作新、罗沛霖、梁守槃、高景德,在此我们对所有参与和关心评选工作的同志表示衷心的感谢。
                 
一、日本鸟取大学科学家2月份成功地从一患不育症男子的精囊中,取出精子细胞核,将其注入到一位妇女的卵子中,使这位妇女受孕。
二、美国费米国家实验室两个研究小组3月2日宣布,他们最终发现了标准模型预言的夸克家族中最后一个成员顶夸克。
三、世界上首例抗大麦黄矮病毒的转基因小麦,由中国农科院和山东大学共同培育成功。黄矮病在流行年份会使小麦产区减产20%至30%。
四、美国科学家文特尔等人5月破译了由183万个碱基对组成的一个细菌的完整的基因序列。这是科学家首次破译非寄生生物的完整基因图谱。
五、7月份,美国博尔德天体物理所科学家在高于绝对零度1亿分之17开的环境下,成功地获得了由大约2000个铷原子组成的“超级原子”,从而证实了爱因斯坦的一项预言。
六、美国微软公司8月24日向全球推出新软件“视窗95”,第一周销售额便高达1.08亿美元。人们认为这是高技术产业化的一个范例。
七、英国剑桥大学9月26日宣布开发出激光脉冲时间为十万亿分之一秒的技术,可使信息高速公路传输信号的速率大为提高。
八、10月6日瑞士天文学家宣布,在银河系发现一颗行星。这是人类发现的太阳系以外的第一颗行星,被称为近十年中最重大的天文发现。
九、11月15日,美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机与俄罗斯“和平”号轨道站对接成功,美国、俄罗斯、加拿大、德国四国宇航员在航天器中首次聚会。
十、韩国在世界上首先制成千兆位动态随机存储器,其线宽约为0.16微米。可存储相当于8000张报纸文字的信息量。


第7版(国际专版)
专栏:年终专稿

  迈向科技大发展的新世纪
中国科学院院长周光召
科学技术是第一生产力,是经济和社会发展的重要动力,是人类进步的重要标志。科学和技术紧密结合的高科技是综合国力的重要组成部分。高科技来源于科学前沿研究的成果,又受到市场的大力推动,反过来也推动科学研究向前发展。未来的科学技术将普遍以高速度向前发展。这里,只选择前沿科学中的生命科学、认知科学、信息科学、材料科学、环境科学和非线性科学,分别谈谈它们的发展趋势。
   生命科学
自从DNA双螺旋结构发现以来,从分子水平上了解物种进化和亲缘关系,了解生命体在细胞层次和系统层次的活动规律有了长足的进步。已经实现了基因的分离、扩增定序和重组;找到了若干致癌和致病的基因;人工合成了一些有生物活性的分子;探明了某些蛋白质的结构和功能的关系;了解了细胞膜内外信息传递的部分机制等等。但是,对生命奥秘的认识还有漫长的道路要走。对生命现象还有大量问题仍不了解。例如:基因的表达和调控;蛋白质分子的折叠;生物大分子的结构和功能;生物体特别是神经系统的发育和工作机理;植物的光合作用;细胞进行识别和防御的机制等等。
基因中不仅包含了制造蛋白质的信息,同时有整套的软件程序,能够感知外部的信息,进行处理并作出反应,这种基因称为调控基因。它能在细胞分化发育过程中,根据周围不同的环境信息,确定哪一部分细胞发展成神经系统,哪一部分发展成内脏和四肢,什么时间启动这些器官的发育或停止其生长等等。
科学家正在进行巨大的努力,要在下世纪初弄清人类DNA中全部30亿个碱基对的排序,以确定全部的基因,从中了解控制生命过程的全部信息。这些工作具有重大意义,会产生治疗疾病、对抗衰老的全新方法和技术。
   认知科学
认知科学是在神经科学、心理学、科学语言学、计算机科学乃至哲学的交界面上发展起来的,它以人类的智能和认知活动为研究对象。认知科学的突破对信息科学技术的发展,对新产业的开拓将起革命性影响。
人用大脑去认识世界,但人类对大脑本身的认识却比对大自然的认识肤浅得多。人的思维和意识是如何由人脑产生的?能不能用计算机加以模拟?这是最基本的科学问题之一。人的大脑是自然进化过程中最伟大的杰作,彻底揭开大脑的奥秘是自然科学面临的最大的挑战。
人的大脑皮层是一个高度折叠的、约2毫米厚的神经元层,由近千亿个神经元组成。每个神经元伸出轴突和数千个其它神经元相连,形成约10(14)个连结点,称突触。在外界声、光、味和自身活动的刺激下,一组神经元被激活,每个神经元发出电信号,沿轴突传递到另一个神经元,进行信息的收集、加工、存储、处理和综合。人脑的工作原理不同于目前计算机的结构和运算方式,它除了逻辑思维、抽象思维以外,还有形象思维。例如要将两只眼睛的信息结合在一起,进行颜色感知,运动计算,确定边缘,最后形成三维的运动图像,是十分复杂和高度精确的。人用一眨眼工夫即可完成,但即使用一台超高速计算机也很难作到。因此,探索人脑的认知过程和模式,对创造性地发展计算机科学,是一项必须的选择。
    信息科学
信息是人类社会创造的知识的总和,其中既有实时的对个别事物所处状态的感性知识、又有反映事物共同的内部结构和运动规律的理性知识。
信息的采集、识别、传输、分类、存贮、加工和处理是信息科学研究的对象。自本世纪中叶半导体集成电路、计算机、光纤和卫星相继出现以来,信息科技一直加速地发展。当前,0.6微米的微电子芯片已经在规模生产,市场已推出每秒亿次以上浮点运算能力的个人计算机或工作站。到下世纪初,0.2微米的生产线将成为主流,每秒万亿次运算的计算机将大量使用。
由计算机光纤和卫星组成的信息高速公路将个人、家庭、地区和国家联成一个地球村。数字化、交互式的网络将把计算机、可视电话、传真、电子邮件、高清晰度电视等集成多媒体的个人综合工作站,可以在家内进行学习、工作、会议、诊断、通信、销售、支付和娱乐,从根本上改变人们的工作和生活方式。
现在已经在纳米(10微米)尺度上进行物理学和化学的研究,对单个原子进行处理、操作,这在我们的实验室里也已实现。纳米电子学将为下一世纪信息科学奠定硬件发展的基础。本世纪五六十年代,微电子技术把人们改造世界的水平延伸到了微米尺度,并因此带动了当今的信息革命。可以预期,下世纪内,纳米技术将进一步在更微观的纳米尺度上,开发物质的结构和信息潜能,实现改造世界的新的飞跃。
    材料科学
材料科学一直是活跃的科学前沿。高分子和复合材料不断有新品种出现,一些高分子导电和磁性新材料已接近实用;传统的金属和陶瓷采用纳米技术加工后已经获得更加优良的性质;高温超导体已经制造出公里级线材和通过百万安培电流的薄膜,在下世纪将得到大规模应用,在降低电力传输损耗、实现高速磁悬浮列车、加快微电子芯片运算速度等方面,发挥重大作用。非线性光学材料、光存贮材料和在原子水平上设计的超晶格材料,正使激光和光电子器件达到一个新水平,大规模光学集成的光学芯片在下一世纪将是继微电子芯片后,促进信息科学和产业发展的又一个里程碑。
材料科学的另一个前沿是分子工程设计。按照人们的需要或意愿,设计并制造所需要的材料,很早就是人类梦寐以求的事。由于当代物理、化学在理论上的进步及计算机技术的发展,使分子设计已成为可能,在高聚物、合金材料等领域已有应用。可以肯定,进入下世纪后,这方面的工作将会获得进一步发展。
   环境科学
我们居住的地球已诞生了47亿年。多少年来,地球作为一个行星,只为地球科学家、天文学家所关注。但60年代以后,日益成为经济、政治、外交领域和社会公众的热门话题。其主要原因,是由于人类活动对自然系统的影响迅速扩大,经济增长、人口膨胀、需求猛增,使人类与其赖以生存的自然环境之间的矛盾日趋尖锐,构成了人类文明过程的严重障碍。
生态学借助于当代高技术及其它学科的成就,已初步揭示了生物与生物、生物与环境相互作用的物质基础,以及它们相关进化的内在联系。生态系统的研究、模拟,对大幅度提高农业综合生产体系的生产力,对森林、草原、水体的综合经营,对病、虫、鼠害的控制和综合防治,都有重要意义。同时,通过对生物多样性的研究、考察,现在提出了协同进化观点。它认为,某些生物种属的进化与另一些生物的进化相生相克,既相互受益,又互相制约。有生命力的生物通过竞争夺取资源,求得生存发展;通过共生节约资源,求得持续稳定。生物必须有较强的适应环境和自我调节能力。应该说,协同进化的观点比达尔文的生存竞争、优胜劣汰进化论,在反映自然进化时更全面、更准确。
   非线性科学
自然界和社会生活中,经常会见到一些既不稳定、又难控制的过程,以及一些看似简单、实则复杂的现象,如:昆虫与其天敌此消彼长的规律,气候的长期变化趋势,股票市场的价格涨落,海岸线的精确长度,化学反应的非平衡振荡,无生命的有机分子产生有生命的蛋白质等等,很难想象它们之中会有什么共同的规律。
最近30年逐步发展起来的混沌理论提出了许多新的看法。按照这一理论,简单的确定性系统在非线性相互作用下有可能产生对初值极为敏感的、貌似无规的复杂行为——混沌。它不同于无序、紊乱或者噪声,更像是没有周期性的次序。由于混沌理论的观念不合常规,曾长期不为主流的科学界所接受,直到80年代才逐渐取得了科学界的普遍承认。
混沌理论是从研究非线性相互作用系统而逐渐发展起来的。非线性相互作用虽然普遍存在,但很难处理。长期以来不得其门而入,只是在计算机发展以后,从大量数值模拟中才得以略窥门径。
因此,有人认为,混沌现象的发现和非线性科学的创立,为人类观察世界打开了一扇新的窗户。非线性科学是关于体系总体本质的一门新科学,它更着眼于总体、过程和演化。因此,透过这扇窗户,看到的将与牛顿、爱因斯坦创建的决定性的、简单和谐的模式不同,而是一个演化的、开放的、复杂的世界,这是一幅更接近真实的世界图景。
非线性科学不仅在认识论上有重大的哲学意义,在求解基本问题时有重大科学意义,而且在研究生态环境、医疗诊断、经济发展、科学决策等许多问题时,都有重要应用价值。
科学前进的脚步是无止境的。人类在科学探索的道路上,只有里程碑,没有终点站。每一项重大的发现或突破,都是迈向下一个未知的新起点。在20世纪行将结束的时刻,可以预料,新世纪将拥有更加夺目的科学光辉。(附图片)


第7版(国际专版)
专栏:

  一九九五年世界科技新成果
中国科学院文献情报中心高陆
一九九五年,世界科技特别是高技术发展很快,竞争激烈。同时,各国都很重视在国内外进行广泛的合作研究与开发,国际科技合作与交流空前繁荣与活跃。今年世界主要的科技领域取得显著成果。
基础研究有突破美国科学界发现第六种夸克——顶夸克,被认为是近年来高能物理领域最重要的发现;日、俄、德科学家合作,发现原子核最外侧有一中子包层,被称为“中子皮”。日本发现两种新的放射性同位素氡—197和钫—200;中国科学家在世界上首次在“可裂变核区”合成了重丰中子新核素镤—239;中国在世界上首次从恐龙蛋化石中获得恐龙基因片段,对人类了解恐龙及其生存环境、物种起源和生物进化等具重要意义。多国科学家相继发现超光速存在的证据。
天文学有新发现美欧共同研制的“尤利西斯”号太阳探测器有史以来首次考察太阳两极区,证实两极太阳风速确实高于赤道区。美科学家首次观测到褐矮星,证实了恒星、行星以外第三类星体的存在。瑞士天文学家在飞马座内发现太阳系外第一颗行星,为近十年内的重大天文发现。北京天文台观测发现和证实了近二十个类星体;美国人用“哈勃”望远镜在太阳系边缘发现彗星“环带”,其中彗星多达两亿颗。欧洲发现距地球最远的类星体120207,观测到迄今最年轻星系的情况。
光电子信息技术飞速发展激光装置的研制竞争激烈。俄罗斯研制的效率高而造价低的大功率核抽运激光装置——核抽运光学量子加速器开始试车,应用前景广阔。
竞相开发微型元器件。美国研制出世界上最小的扫描隧道显微镜,其微电机直径仅有头发丝粗细,而扫描速度提高到每秒一千次至一百万次。德国研制出比病毒还小的新型干涉晶体管。
在大容量信息存储技术方面成果显著。日本实验成功超高速大容量光通信,一秒钟可传送四百千兆位信息量。美建成世界最快通信干线,每秒传送一万兆位信息;日本发明用二毫米厚、二十毫米长的石英玻璃片记录相当一百个光盘信息量的新技术。
生物技术步入新的阶段艾滋病研究:美国科学家发现人体唾液中一种能阻止艾滋病病毒侵袭人体细胞的小分子蛋白质;英研制出利用AZT与DDL、DDC等抗艾滋病药物的混合物治疗艾滋病,可使患者的死亡率降低百分之三十八;澳大利亚研制出一种比AZT和DDC更具疗效的新药,可阻止艾滋病病毒内蛋白酶生长,抑制艾滋病病毒繁殖。
新基因和新蛋白质的发现:美国科学家发现和精确定位了成年人糖尿病的一个缺陷基因,由此可找到缓解成年人糖尿病的有效途径;英、美、加、意、法科学家在人类第十四条染色体上发现了早老性痴呆症新基因;日本科学家发现一种对细胞分裂周期具有调节作用的蛋白质——CDS—1,为进一步阐明致癌机理提供了新线索。
农业生物技术:美国人工培育的抗害虫转基因土豆新品种获准上市。中国两系法杂交水稻正由研究开发转入推广应用阶段,广东、安徽、湖南等省的试种示范工作获得可喜进展。
新材料研究成果令人瞩目美国在高温超导体研究方面获重大突破,成功制备了承载电流超过每平方厘米一百三十万安培的可弯曲带材,使超导带材承载电流密度提高了近一百倍。法、美科学家以碳纳米管为微型模具,研制新型纳米结构,制出纳米级金属氧化物纤维和一系列碳化物纳米棒,在航空航天和电子工业领域有新用途。中国首次研制成功具有高光学品质和优良光折变性能的掺铈钛酸钡品体。
开发新能源取得新进展在开发无污染、低能耗的交通工具方面,今年取得很大进展。德国推出每百公里仅耗油三升的节能轿车;日开发出最大时速达一百公里的SCV—4太阳能电池汽车;美国研制出用特制双汽缸发动机、以二百个大气压的压缩气体为动力的气动汽车以及重量轻、可在移动中充电的电池电动汽车。美国推出全部动力均采用太阳能的新型太阳能飞机。太阳能利用的研究仍为热点。日本制成仅零点二毫米厚的迄今最薄的胶卷状太阳能电池;澳大利亚研制出高转换效率薄硅片太阳能电池。德国制出用热化学反应过程实现太阳能存储和传输的新型太阳能吸收器,太阳能利用率可达百分之八十。
空间技术稳步发展今年在航天技术方面,国际合作加强,为建造二十一世纪国际空间站作准备。美国“发现”号、“阿特兰蒂斯”号航天飞机分别与俄罗斯“和平”号轨道站完成对接,并完成发放与回收卫星、太空行走、微重力下科学实验等任务,特别是“阿特兰蒂斯”号完成美国第一百次载人航天飞行,创一系列新纪录。美开始启动“十亿波道地外文明信号”探测计划,再次进行地外文明探测。另外,航天技术又向实用化迈进一步。欧空局发射ERS—2综合卫星;法国科学家用ERS—1承载的空间雷达探测火山爆发前后的地貌变化,显示了空间技术在火山和地震预报方面的应用前景。


第7版(国际专版)
专栏:

图为日本研制的世界上第一艘用超导推进的游船。这艘没有螺旋桨的游船长三十米,宽十四米,可乘坐十人,时速可达一百海里。这种船被认为是未来水上运输的先行者。 新华社发


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