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纳米技术的起源范文1
计算机技术的选择判据和机制往往具有很强的稳定性和快速性的特点，因此在这样的选择环境中，也可以促使计算机技术取得快速的发展。众多实践也证明了激烈的社会经济竞争往往是技术上的较量。计算机稳定、明显的选择判断机制，使得计算机更容易解决在生产、生活中出现的问题。同时，计算机技术的发展与计算机选择机制的发展是相辅相成、相互促进的。
2其他科技的发展依赖于计算机技术的支持
现代科技发展是基于计算机技术之上的，这样或直接或间接的促进了计算机科技的发展。现代计算机科技与其他领域的结合，既满足了行业发展需求，又促进了计算机在各行各业的发展、应用。
3计算机科技的发展趋势展望
3.1从结构和功能等方面看，计算机逐渐走向巨型化、微型化、多媒体化、资源网络化和智能化巨型化是指由于科学技术发展的需要,许多部门要求计算机具有更高的速度和更大的存储容量；微型化是指计算机体积更小、重量更轻、价格更低、更便于应用于各个领域及各种场合；网络化是要实现计算机之间的通信和资源共享，计算机网络是计算机技术和通信技术互相渗透、不断发展的产物。多媒体化是指现代计算机可以集图形、声音、文字处理为一体，为人们创造有声有色、图文并茂的信息环境；智能化是指计算机处理能力更加快捷方便，它是采用平行的处理技术，同时处理和分析计算机中的多个数据及多种指令，更有效地提升工作效率。
3.2新型计算机
由于芯片计算机技术经过多年的发展，目前开发潜力不大，因此开发新型计算机成为计算机行业发展的趋势。（1）纳米计算机。纳米计算机是将纳米技术于计算机技术紧密结合起来，由此形成的计算机。纳米元件具有体积小、质地优、导电性能高的特点，因此可以替代传统的硅芯片。纳米技术起源于上世纪80年代，经过多年的发展过后取得了不错的发展，使用纳米级芯片组成的纳米计算机，能耗小、可行性高，因此纳米计算机会是计算机技术未来发展趋势之一。（2）量子计算机。量子计算机是基于量子力学的原理，进行了计算机研发。相比于传统的计算机量子计算机存储的数据量要大得多，运行速度也非常快。量子计算机除了在运算速度和存储性能的优势之外，还具有极强的安保体系，加大了计算机的安全性能。（3）光子计算机。光子计算机是利用光子进行计算，把传统计算机的导线互联转变成了光互联。这样可以根据光的不同波长来进行不同复杂任务的处理。（4）生物计算机。随着计算机的发展进步，生物技术的快速发展，生物计算机的研发也在逐步变为现实。因为生物蛋白质分子自身结构的立体性，集成密度较高。生物计算机运行速度将会大大提升计算机的运行速度，它还能及时进行自我故障修复。本文来自于《学术论坛》杂志。学术论坛杂志简介详见
4总结
纳米技术的起源范文2
如果笔者说这些都不是物联网最关键的技术,恐怕现如今的物联网人士都会群起而攻之。但如果笔者说在与物联网没有关系的领域,这些技术经过十几年乃至数十年的发展已经比较成熟或者相对成熟,可能反对的声音就不会有那么多了。
这些比较成熟的技术应用到物联网后之所以成为关键技术或者说技术难点,主要原因在于物联网特别是无线传感器网络对物理尺寸的敏感。
尺寸决定成败
十多年前,计算机“2000年问题” 令人十分头痛。内存特别是大型机的内存曾经十分昂贵,因此很多商业应用在表达日期时就把19xx年中的19去掉,只留下后两位,从而省去两个字节的长度。然而,这种缺省只是在1个世纪内有效,跨世纪时则会出现大问题。最终,两个字节长度的节省,给全球商业用户带来了大麻烦。
在无线传感器网络的多数应用特别是军事应用中,人们自然希望传感器节点的尺寸越小越好,这样才能做到隐蔽。而这种微型化的需求,将会把原本在工程实现上不成问题的技术变成了技术障碍。
如果不谈尺寸的限制,我们可以说电源技术发展得很快,而一旦以衡量电源性能的主要指标比能量,即单位体积或重量的电源所给出的能量来衡量的话,电源技术的发展可以说是太过缓慢。今年8月9日,盖茨在一次技术趋势研讨会上也对电池的研究进展很不满意:“电池存在很多物理上的限制,要想在这一行业取得新进展是十分困难的。”
无线传感器节点的微型化与电源容量就变成了一对矛盾。受电源容量所限,节点内的处理器的性能非但难以提高,有时甚至必须间歇工作以节省能耗。而计算性能不高,直接影响到信息安全,因为加密算法对计算资源要求很高。总之,电源容量限制带来的影响将会波及到传感器节点的方方面面。现实中,很多应用又要求传感器网络长期工作,这对传感器节点的能量供给来说又是雪上加霜。
集成电路工业的发展为解决传感器节点微型化和功耗问题提供了借鉴。纵观处理器的发展历史,摩尔定律揭示着芯片集成度的持续提高,从而使同等面积的芯片可以容纳更多的功能,或者实现同样的功能所占用的芯片面积越来越小,从而促进了芯片微型化的发展。与此同时,由于芯片制程的提高,缩短了晶体管之间的引线长度,降低了引线电感,从而使得处理器在执行同样任务时,功耗也比上一代处理器有所下降。
得益于集成电路工艺的进步,传感器节点中芯片微型化已经让位于传感器的微型化,由于传感器家族中绝大部分都是非电量传感器,特别是涉及到机械量的传感器,是很难集成到芯片上的,因此,传感器节点的微型化在很大程度上可以说是传感器的微型化。
MEMS:微观世界的加工技术
微电子机械系统(Micro-Electro Mechanical Systems,MEMS)是解决传感器微型化的关键手段,MEMS对于物联网的重要性,与集成电路技术之于IT产业的重要性是一样的。
MEMS的起源可以追溯到半个世纪之前一位名叫理查德•费曼的美国物理学家。看过《别闹了,费曼教授》一书的人都会感叹于科学顽童和诺贝尔奖得主这两种身份在他身上的和谐统一。1959年年底,费曼在加州理工学院物理年会上做了题为《在底部还有很大的空间》(There's Plenty of Room at the Bottom)的著名演讲。不仅MEMS的源头在此,而且,纳米技术的历史也是从这里开始的。如今,费曼有关纳米技术的预言大都实现了,费曼也因此次演讲而被人们尊为纳米之父,尽管他的获得诺贝尔奖的研究与之并无直接关系。
但MEMS真正快速地发展还是在20世纪70年代引入了集成电路的加工方式之后的事情。MEMS的制造技术分为两类:“自底向上”法和“自顶向下”法,前者指的是用原子或者分子来搭建传感器,这事儿至少现在听起来还比较玄乎。后者就是费曼教授在演讲中提及的方法,即用较大尺度的工具去构建(加工)较小尺度的产品。
纳米技术的起源范文3
关键词：物理技术；农业新科技；应用
中图分类号：S121 文献标识码：A
1 物理技术在农业新科技中的应用
1.1 磁场效应在农业新科技中的应用
在地球上，所有的生物都在磁场的环境中生长，在生物体内，存在着磁性物质，如金属矿物质。不管是动物还是植物，其体内都存在着磁性物质，如外界磁场发生变化时，生物体内的磁物质会出现磁化现象，从而出现磁性势能与极性变化。在磁场影响下所产生的变化，会直接或间接的对生物造成影响，并形成磁生物效应。通过实践研究发现，磁场效应对生物的影响存在着多个方面，如增强植物矿质代谢，对植物酶系统造成较大影响，提高植物ATP能量等。一般情况下，对植物施工磁场效应，可以提高植物光合作用，推动其生长代谢，提高叶绿素，植物综合生物效率获得较大提升，最终提高作业产量及质量。
1.2 电场效应在农业新科技中的应用
在地球空间环境中不仅仅含有磁场，还包含着电场。电场存在着不稳定性，受天气变化影响较大。电场对植物生长的状态存在着很大影响，在农作物产量长期的进化过程中，其对电场产生了适应性。如选择植物，并应用电场屏蔽技术后发现植物的光合速率明显降低，其生长状态远远不如雷区植物好，究其原因，电场对植物的生长存在着较大影响。随着研究的深入，人们发现电场存在着能量效应，并对植物物质交换的速率存在着较大影响。在电场效应下，植物蛋白构象出现变化，能够提高酶活性，并激活钙素，提高气孔开度，促进植物碳同化。在电场作用下的水分解，可以提高水的电解过程，从而促进植物光合作用。此外，在农业应用中，电场还存在着杀菌效应，可以有效应用于农业生产中各种病虫害的防治。应用电场效应，可以在大棚蔬菜种植中，于植物蔬菜等上方，架设电场网，形成电场效应。在病虫害防治中，应用电功能水，可以有效杀灭各种细菌及病毒。电功能水在病虫害防治领域属于当前国际上先进技术，应用前景十分广阔。
1.3 纳米能量效应在农业新科技中的应用
纳米属于一种物质尺度衡量单位，1g纳米材料所具备的表面积相当于一个普通足球场面积。在物质达到纳米级尺寸之后，其表面积十分大，且存在着较多的不稳定电子。纳米能量效应的存在，为物质反应发挥着很大催化作用。纳米材料所具备的活性，让纳米材料能够与其他物质进行较大能量的反应。纳米技术的应用较多，如进行盐碱地改良等。
1.4 声波效应在农业新科技中的应用
按照波粒两象性原理，声波存在着粒子与能量属性，声波可以如磁场或电场一样发挥作用，提高植物代谢及活性。声波作用的研究较早，如美国科学家为正在生长中的西红柿播放音乐，最终获得超大番茄。通过实践，提出声波应用的声波谐共振理论。利用仪器，可以获得植物自发声的存在，这种自发声具备特殊的声波，应用声波共振技术，模拟出与植物自发生场共振，可以提高生物光合效率，提高植物产量。声波效应理论的研究发展较晚，但未来应用的空间较大。
1.5 等离子处理技术在农业新科技中的应用
等离子体属于物质存在状态的一个种类，是物理学独立分支。物质状态主要分为固体、液体、气体，随着研究的深入，提出等离子状态。将等离子处理技术应用于农业领域，其起源来自于航天应用领域。在航天领域，通过卫星搭载种子并返回地面进行种植，发现其生长活力较强，并存在着一些变异现象。这种变化，主要是因太空中存在着较强的等离子。种子在磁场、射线及等离子体的综合作用下，打开了植物中存在的潜在基因，从而提高植物产量，提高作物产量。当前，航天育种技术发展十分迅速，但太空作物生产成本较高，在普及上存在着较大困难，为此，需要研究出地面空间站模拟技术，将等离子体等应用于农业领域。
2 物理技术在农业新科技应用中的前景
物理技术，如磁场效应、电场效应、纳米能量效应、声波效应、等离子处理技术等，在作物中发挥着不同效用。通过物理技术的应用，可以提高作业光合作用的速度，从而推动作物生长，抑制病虫害，减少化学产品的应用，从而在提高作物产量及质量的同时，提高作物生长的生态性，实现农业的可持续发展。当前，物理技术在农业领域的应用前景十分广阔，但仍存在着研究速度较为缓慢，缺乏实际应用的研究，为此，需要加大研究力度，推动物理技术在农业领域中的应用。
3 结语
随着人们生活水平的不断提高，人们对食品的安全性重视程度越来越高，在选择农产品时，更加倾向于选择无公害及绿色产品。物理技术在农业领域的应用，可以推动传统化学农业逐渐向现代生态农业发展，在提高农作物生产产量及质量的同时，减少化肥及农药等的应用，实现农业生态化。当前，磁场效应、电场效应、纳米能量效应、声波效应、等离子处理技术等物理技术在农业领域中的应用研究发展十分迅速，其应用前景十分广阔。相信随着物理技术的进一步发展，将会引起农业技术的变革，实现农业生产的巨大效益。
参考文献
[1] 杨兆民，孔彦.物理技术在我国农业生产中应用的研究[J].广东农业科学，2010，37（8）：356-358.
[2] 叶剑.浅淡物理技术在农业新科技中的应用[J].安徽农学通报，2010，16（22）：146-147.
纳米技术的起源范文4
强子对撞机：终极探索还是终极毁灭
大型强子对撞机(Large HadronCollider，简称LHC)刚取得了粒子对撞的重大成功，离奇的事情就发生了。来自CERN(欧洲核子研究机构)的安保人员发现在瑞士的LHC区域有一名可疑男子徘徊，当瑞士警察将其抓获审讯时，这名叫Eloi Cole的男子称自己来自未来，目的是来毁坏这个即将要毁灭世界的LHC。
当警察问及他的国家时，这个戴着领结穿斜纹软呢的小伙说，“在未来的世界里，并没有国家。”“我发现希格斯玻色子(Higgs boson)能释放出无穷的能量，我必须来阻止它。”
事实上，能够产生历史上最大碰撞能量的LHC，从理论提出之初就备受争议。目前连全球最为顶尖的物理科学家们都不知道这个伟大的实验将会带来什么样的后果。英国著名天体物理学家斯蒂芬・霍金在接受英国广播公司(BBC)电台采访时认为，LHC是不会证实希格斯玻色子的存在，而找到“超对称假说”中的“超伴子”是粒子的可能性更大。他表示：“如果我们没有在试验中发现希格斯玻色子的存在，那么这将是一件更令人激动的事情。因为这表明我们在某方面做错了，我们需要重新来考虑这件事情。我已经打赌100美元，他们是不会找到希格斯玻色子的。”
不仅在实验结果方面存在争议，当前已经有很多科学家对LHC具有十分大的风险性存有疑虑，甚至有人还对其采取了法律诉讼。美国人沃尔特-瓦格纳2007年3月对欧洲LHC提出诉讼，称其可能会毁灭世界，要求美国法宫禁止这项实验。瓦格纳在自己的网站上公布了控诉“大型强子对撞机”的证据，说对撞实验产生的“奇异微子”足以把地球甚至整个宇宙变成一团奇异物质。但最终受理瓦格纳诉讼的火奴鲁鲁法院最后裁定，没有司法权限去处理瑞士的事务(LHc位于瑞士日内瓦郊区)。这个为了羞辱大型强子对撞机背后的科学和安全性的诉讼，最终使大型强子对撞机声名大噪。
LHC这一长这14英里的环形地下粒子加速器，承诺为科学家们揭开神秘宇宙的未解之谜。该工程规划长达2s年，耗资100亿美元，并且在3月30日终于正式实现质子碰撞了。而它的第一个也是最重要一个任务是证明(或)备受关注的希格斯玻色子这种单粒子的存在，这种粒子如此受人宠爱，以致于被人们冠以“上帝粒子”的美名。
1964年，那时候，皮特・希格斯，一个居住在爱丁堡的英国腼腆科学家，提出了一个可以解释宇宙中四种作用力粒子中的两种――带电磁作用力粒子和带弱相互作用力粒子――它们在宇宙冷却的时候会有不同的质量的理论(在宇宙大爆炸发生后的瞬间，当然，一切都没有质量，存在的只是一种单纯的，虚无缥缈的完美)。
要找到希格斯玻色子的方法是制造一个宇宙大爆炸发生后的模拟环境，功率强大的LHC以7兆电子伏特(7TeV)的能量使得粒子在比深空还要冷的温度环境中以接近光速的速度快速飞行。加大了的能量使得科学家能够更接近宇宙大爆炸发生后存在的高能量状态。当然，也可能结果如霍金所说，即使达到如此之高的能量也有可能无法找到希格斯粒子。也许，它根本就不存在。
纳米：构建所有的物体
也许根本用不了多久，尺寸只相当于分子大小的纳米机器人就将源源不断地进入人类的日常生活。它们将为我们制造钻石、舰艇、鞋子、牛排和复制更多的机器人。全世界的研究机构都在想方设法将这些设想变成现实。美国前总统克林顿甚至成立了美国国家纳米研究机构，提供50亿美元进行这方面的尝试。
当然，从理论到真正实现应用是不能等同的，但纳米机械专家已经表明，实现纳米技术的应用是可行的。在扫描隧道电子显微镜帮助下，纳米机械专家已经能将独立的原子安排成自然界从未有过的结构。此外，纳米机械专家还设计出了只由几个分子组成的微小齿轮和马达。
在理论上，纳米机器可以构建所有的物体：利用纳米机器将获取的碳原子逐个组织起来，变成精美的金刚石；将二氧化物分子重新分解为原来的组成部分；在人血中放入纳米巡航工具，它能自动寻找沉积于静脉血管壁上的胆固醇，然后将它们一一分解；将来纳米机器能够把草地上剪下来的草变成面包……
全世界的纳米技术专家都期望在25年内实现这些存在于科学陈列室中的想法，创造出真实的、可以工作的纳米机器。这些纳米机器有微小的“手指”可以精巧地处理各种分子。“手指”可能由碳纳米管制造，它的强度是钢的100倍，细度是头发丝的五万分之一。“电脑”可能由碳纳米管制造，这些碳纳米管既能做晶体管又能做连接它们的导线。“电脑”也可能由DNA制造，用适当的软件和足够的灵巧性进行武装的纳米机器人可以构建任何物质。
要制造一辆汽车，可能要调动数以一百亿亿计的纳米机器人同时工作，于是纳米科学家设计的纳米机器人可以完成两件事情：执行它们的主要任务和制造出它们自身完美的复制体。如果第一个纳米机器人能够制造出两个复制体，这两个复制体每个又可制造出两个自己的复制体，很快就可以获得万亿个纳米机器人。
但是，假如纳米机器人忘记停止复制会发生什么?如果没有一些内建的停止信号，纳米机器人忘记停止复制这种灾难的可能后果将会是无法计算的。
人造生命：物种失控?
生物学界一直期待着这样的场景：电脑上先“编程”设计某种生物，摁下“打印”键，接着按图纸生产出需要的DNA，最后植入某个细胞，一个全新生命便制造出来了。据英国《每日电讯报》报道，目前全球各地的实验室都在制造“第二次物种起源”，每一项成就都是一次最伟大的科学突破。美国加州大学的科学家大卫・邓麦表示，虽然从零开始制造一种新的生命形式是一项令人畏惧的艰巨任务，但他坚信5～10年内将会制造出人造生命。他说：“这种势头正在形成，我们在敲响人造生命的大门。”
但人造生命的反对者一直强调，此技术能导致生产出人一样的机器。人造生命与克隆不同，克隆是利用现有遗传信息“复制”生命，而人造生、命则是利用核苷等组成脱氧核糖核酸(DNA)的基本要素创造新生命。
2008年初被称为“科学怪人”的克雷格・文特尔团队首次合成了再造细菌DNA，这项实验的意义被人们称为“人造生命形态已接近诞生”，该研究被看作是完全依据人造DNA基因组培育人造生命形态的最关键一步。在研究的最后一个阶段，这个来自马里兰的研究团队将尝试创造一种完全依据生殖支原体合成基因组序列的细菌。目前这项研究工作已在进行中。
纳米技术的起源范文5
摘 要：随着社会的不断进步，科技的不断发展，我国各个领域均得到了很好的发展，鉴于此，我国近年来更是不断加大此方面建设，为科技发展提供了大量人才、资金以及技术，各方面的科技成果也逐渐应用到实际中，并且发挥了相当重要的作用，但科学无止境，科学技术应一直处于更新、变更的循环中，否则很难做到与时俱进。本文通过查阅相关资料，简要介绍了科技发展特征以及未来科技发展趋势，以期能够为我国未来的科技发展方向提供有价值的参考。
关键词：未来；科技发展；发展特征；发展新趋势
前言：科技持续发展是促进国家发展的重要前提，尤其如今已经进入科技社会，科技已然成为评判综合国力的一项标准，科技成果在人们的生活、工作中随处可见，并且成为不可或缺的重要部分。社会在发展，科技革命也应继续，我国在此方面虽然已经小有成就，但依然有很大的上升空间，在发展中应充分将创新精神展现出来，单单依靠传统科技发展理念难以使发展速度满足当代社会发展要求和发展趋势，如今越来越多的技术被开发和利用，如纳米技术和生物技术等，根据目前的科学技术发展现状已经能够初步看出未来科技发展趋势。
一、科技发展特征
（一）科技成果数量持续增加
科技无论以何种方式发展，均能够为人类带来全新的研究成果，并且以目前的科技作为发展基础，可以有效提升研究速度，相关学者曾就我国知识增长速度展开过研究，其以指数函数的形式来表现，结果显示在人类发展史中的知识主要以近30年的知识最具成效，此段时间的知识总量甚至可以比拟以往2000年的全部知识，在未来10年时间里，或许能够依据目前的知识储备使知识量再次翻一番。当进入2020年时，或许知识总量可以提升3～4倍，继续发展下去也许目前的科技知识已经没有用武之地[1]。
（二）科技知识更新速度快
当代社会中科技发展不在只是更新、改进，而是要实现创新，探索更深层次的知识领域。相关数据表明，美国近年来对国内职业进行了大幅度调整，8000多种传统职业被撤销，但随即出现6000多种新职业，我国在此方面的表现更为明显，我国高等教育中原本设置了近千个专业，然而渐渐消减至近500种，教育改革后更锐减至249种，依据此种形式来看以后依然要继续消减，导致此种状况的根本原因在于，知识更新速度过快，以至于旧知识无用武之地只能淘汰。
二、未来科技发展趋势
（一）重视生态保护
实现生态保护一直是近年来人类追求的目标，在很多方面均有所体现，当代科技也在逐渐朝着该方向发展，因此未来科技发展走向之一势必会包含此方面。未来科技会着重研发绿色产品，并以绿色技术开展各领域工作，实现低能耗，如在绿色产业方面，其会以智能技术促进光合作用增大，并积极研发生物新品种，以此来达到增加产量的目的，并且将粮食安全问题降至最低。医学方面也会以精准治疗为发展方向，将再生t学融入更先进的医疗技术中，以便于最终实现普惠医疗。机器人的研发并不是空谈，近年来该方面已经取得相应成果，智能化技术的不断拓展势必会为该方面提供更多帮助，相信在今后几年我国即可以拥有服务型机器人[2]。
（二）“互联网+”持续发展
如今“互联网+”发展备受关注，其为实现物联网奠定了基础。如今云计算、云端等技术的出现，使得人们的生活和工作更为便捷，云端为人们存储资料、资源提供了更多空间，传输方式也更加便捷，而云计算更是在大数据时代中成为争相追逐的技术，其为数据计算、分享乃至应用均奠定了基础，但该方面目前依然有缺失之处，但在科技发展中会被逐一完善。如今智慧城市的出现，为人们各方面再次提供了高质量服务，人们无论在医疗方面，或是在物流等其他方面有所需求时，均可以根据相关需求迅速做出反应，若能够使该方面持续发展，势必可以形成全方位的信息网络环境，使人们告别工业革命，向着智业革命前进。
（三）空间科技发展
如今空间科技竞争可谓日益激烈，各式观测系统层出不穷，在开展新研发活动的同时，也在不断对已有技术进行完善，如今全球定位以及海洋新技术正处于研发和改革的关键时期，尤其海洋新技术，其为开发海下资源提供了保障，然而深海探测并不容易，同时伴随着许多未知的风险，因此若要继续开展此方面研究，则要同步开展海洋安全保障技术的研究。另外，地质勘探也是空间科技中的重要部分，如今该方面设施得到了优化，对于深入研究地球而言极为有利，其能够使人类拥有更多关于地球方面的知识，了解其深部结构后在资源开发方面则可以节省许多不必要的麻烦[3]。
（四）交叉融合发展
观测技术不断优化后，人类对于以往难以解释的宇宙现象有了全新认知，其演化过程为何、起源在哪等问题均有所眉目，这对于提升人类对客观物质世界的认知意义重大。另外，我国在合成生物学方面也有重大突破，将其与其他领域相结合，定能最终探索出人类生命之谜，因此今后的科技发展也会带动生物技术浪潮。同时，相关研究人员已经对人脑科学展开探索，在观测技术、合成生物学以及其他科研成果的帮助下，极有可能发现人脑工作机理，如此一来意识起源之谜也能够得以破解，若能够实现该目的，势必会成为人工智能发展方面的新契机，并且发挥前所未有的作用[4]。
（五）重视科技创新资源
众所周知，科技发展离不开人才、资金以及相关设备，此类资源在今后的科技发展中依然会占据主要地位，尤其是人才。因此今后我国应加大教育力度，为该方面培育更多精英人才，同时国家加大资金支持，如此才能够使设备得以更新，也能够吸引到更多有志之士投入。另外，也要增强对知识产权的重视，既要开放国民教育，积极与其他国家进行学术以及技术交流，同时也要保障我国知识产权不被侵犯。
结语：综上所述，研究关于未来科技发展趋势方面的内容具有十分重要的意义，其不仅关系到我国科技走向，也直接关系到我国综合国力的提升，尤其近年来经济全球化趋势越来越明显，我国各个领域也在不断加快与国际接轨的步伐，但在此过程中，若科学技术发展不到位，不仅会降低我国竞争力，也会逐渐拉大我国与其他国家的差距。科技发展重要性自不必多言，但关于其未来走向为何的问题仍需探讨，值得注意的是，该方面研究并不是为了禁锢科技发展方向，而是为其指明更明朗的方向，并向之努力。
参考文献
[1]姚伟欣，马建华.新学术环境下科技期刊数字出版平台的技术发展趋势[J].中国科技期刊研究，2013，06（02）：1039-1043.
[2]张贵红.加快未来上海科技创新资源发展趋势研究的意义与途径[J].华东科技，2014，06（01）：60-62.
纳米技术的起源范文6
信息通信技术 风景这边正好
1901年12月12日，意大利工程师马可尼首次实现了人类跨越大西洋的无线电通信，当时每秒的传输容量仅为几个比特。百年之后的今天，无线电通信的效率已经提高100亿倍以上。当代信息通信技术始终风采不减，继续向深亚微米、大规模集成、网格化、智能化的方向发展，随着信息和网络技术的不断完善和提高，将不可逆转地把人类社会带入一个“连通的信息化世界”。新的通信技术、高性能计算机、下一代互联网和高智能机器人仍是持续的热点。
光纤通信技术
光纤通信技术的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。今天光纤通信技术进入了又一次蓬勃发展的新，其演变和发展的结果将在很大程度上决定电信网和信息业的未来大格局，也将对本世纪的社会经济发展产生巨大的影响。
信息技术中的一个热点，是继续提高通信传输的速率和频宽。用电信号传输，单波长传输的速率极限是每秒100吉比特。光通信潜力则大的多，但传输距离延长后由于光信号的波形发生畸变，信号会变差。日本电信电话公司在不把光信号变为电信号的情况下开发出了一种新装置，能在光信号传输时检测到信号的波形畸变，然后将信号恢复原状，从而开发出世界上最快的光通信技术，单波长传输速率达到每秒160吉比特，相当于每秒可传4部两小时长的电影。这一速率是现有传输速率的16倍，精确度提高200倍以上，并可以适应各种温度和气压变化，显然这项新技术为建设传输速率更快的新一代光通信网奠定了基础。
美国哈佛大学和佐治亚技术研究所分别利用一束强激光轰击一团铷原子，生成具备这团铷原子量子态的单个光子，再将该光子传送过100米长的光缆，生成携带同样量子态的另一团铷原子，从而成功实现了原子和光子之间的量子态隐形传输。这项关键的技术突破意义重大，将为建造“坚不可摧”的全球通信网络和运算速度惊人的量子计算机奠定基础。
高性能计算机
高性能计算机是很多计算机技术的源头，其研发水平是一个国家科研实力的重要标志，各国之间你追我赶、互不相让。2005年IBM“深蓝”超级计算机系统继续蝉联冠军，至11月“深蓝”再次创下了新的世界纪录：达到每秒280.6万亿次浮点运算！不过日本已宣布，将在2010年前开发出每秒运算能力达1000万亿次的超级计算机，以用来进行制药设计和超微细材料的模拟研究。
美国惠普公司宣布，该公司的量子科研小组发明了一种可取代电脑基本构件——晶体管的新元件，目前科研人员正在分子水平上对计算机进行彻底改造。这种名为“交换点阵式插锁”的新元件为建造应用纳米元件的计算机提供了一项重要的关键元件，能够提供普通计算机所需的信号恢复和转换，并将计算机的功能提高数千倍。如同当初真空管取代电磁继电器、晶体管取代真空管一样，“交换点阵式插锁”取代晶体管也将成为历史必然。
每秒峰值运算速度达10万亿次的曙光4000A系统的研制成功，使中国成为继美、日之后第三个能制造10万亿次商品化高性能计算机的国家。该系统投入应用后，可以极大地节省如气象预报、药物评价筛选研究等方面科学计算的工作量。2004年11月曙光4000A系统在上海正式启用，标志着中国最大的网格主节点投入运行，一座信息技术领域的"三峡大坝"正在构建。
下一代互联网
随着“无时无刻不联网”时代的到来，互联网用户继续快速增长，至2005年底全世界网民数量已接近10亿。同时，电子政务、网上医疗、网上购物等网络应用项目开始风靡全球，互联网正迅速走进寻常百姓之家，甚至成为一种生活方式，虚拟与现实的界限越来越模糊了。博客、网瘾、视频，这些过去不曾出现或极少出现的词汇和事物现在已然成了热门话题。
下一代互联网将比现在的网络传输速度提高1000倍以上，基础带宽可能会在40G以上，并使网络安全的可控性、可管理性大大增强。2004年12月25日，中国下一代互联网示范工程(CNGI)核心网CERNET2主干网正式开通，这是目前世界上规模最大的纯IPv6互联网，理论上一部DVD电影可以在4秒钟的时间里传输完成。CERNET2大量采用具有中国自主知识产权的核心网络技术及产品，其开通标志着我国下一代互联网建设全面拉开序幕，在世界下一代互联网发展上抢得先机。
网络安全继续成为政府和企业关注的焦点。在遭遇电子"珍珠港事件"的偷袭——冷不防的、全面出动的网络突然袭击时，往往会导致通信、金融、运输、动力、军事等重要基础设施失效而产生严重后果。量子密码技术由于特别适合于光通信环境，己越来越受到关注。继2004年6月世界上第一个量子密码通信网络在美国正式投入运行之后，2005年中国科学院量子信息重点实验室在国际上首次解决了量子密钥分配过程的稳定性问题，经由实际通信光路实现了125公里单向量子密钥分配，这是迄今为止国际公开报道的最长距离的实用光纤量子密码系统，使我国的量子保密通信向国家信息安全应用迈出了关键的一步。
高智能机器人
随着计算机的信息处理能力呈指数级增长，机器人有可能成为地球上最能干而且适应能力最强的物种。电影《终结者》和《黑客帝国》中，人类被机器人统治的场面在不久的将来或许不再是天方夜谭。从2005年机器人的发展趋势可以看到，性能日益完善的高智能机器人正在悄悄改变着人们的生活方式：各种各样的家庭机器人将成为众多家庭里的新角色，照顾老人、看护孩子、做家务等等。
日本是发展机器人技术最迅速的国家之一。2005年6月在日本举行的世界博览会上，大阪大学的研究人员展示了一款完全具有人类女性外貌的“女机器人”，“她”不仅拥有柔软的硅树脂仿真肌肤，并且体内装备的31个传感器和电动机可以使其像人类一样运动和感知，包括眨眼睛和呼吸。研究人员宣称，将来有一天仿真型机器人完全有能力欺骗我们相信他们是真正的“人”。
据说，当年阿基米得在确立了力学的杠杆原理之后，曾自豪地大声宣称：给我一支足够长的杠杆，我将能够撬动月球！其豪情真可谓是惊天动地了。当代纳米科学家们也不逊色，他们同样潇洒地大声宣布：给我一支足够短的杠杆，我将能够撬动原子！而2005年的法国科学家们则在世界上首次成功地让一个分子做出了各种各样的动作！科学人员利用特种显微镜仪器，通过刺激分子产生不同的电子状态，可以控制分子做出各种动作，从而使它变成一个分子“机器”。据称，这一成果将对今后人类精确控制单分子级别大小的机械、进而开发出纳米机器人产生重要影响。
现代生物技术 走进新时代
现代生物技术和生命科学将成为21世纪引发新科技革命的重要推动力量， 近20年来现代生物技术的发展越来越引人注目并日益呈现出两个显著的特点，其一，现代生物技术可以突破物种界限，有效地改造生物有机体的遗传本质；其二，现代生物技术带来的经济效益和社会效益日益显著，生物技术产业化今天几乎遍及人类经济生活的各个领域。许多专家认为，现代生物技术产业将会成为21世纪的朝阳产业。
基因组研究
基因组研究继2000年取得重大进展以来不断续写辉煌。2001年美、日、德、中、法、英6国科学家和美国塞莱拉公司联合公布了人类基因组工作框架图的基本信息。经过初步测定和分析，科学家发现被称为万物之灵的人类只有3～4万个基因，远非以前认为的10万个。2004年10月国际人类基因组计划协作组宣布，经过多国科学家近3年的“修纂”，人类基因组精确DNA序列图最终完成，其误差率低于十万分之一，涵盖了99%人类染色体组的图谱。这使得人类在探索自身奥秘过程中向纵深迈进了一大步。
近年来，多种动、植物的基因组图谱破译成果继续不断涌现，对从分子水平上研究人类健康医学问题，以及生物机能意义非凡。其中水稻基因组序列全图图谱绘制的全面告捷尤为瞩目，水稻成为迄今第一个基因全部为人类所掌握的农作物，是人类农业育种史上的一个重要里程碑。科学家还成功破译了人类最为密切的“亲戚”——黑猩猩的DNA，分析显示黑猩猩与人类在基因上的相似程度达到96%以上。可见，现如今这类基因组破译工作已越来越成为家常便饭，标志着人类基因测序技术已日臻成熟和完善。
2005年年底，美国政府公布了一项癌症基因图谱绘制计划，旨在找到所有致癌基因的微小变异，从而为治疗各类癌症开辟新天地。该计划将对1.25万份癌症肿瘤样本进行基因测序，涉及50种类型癌症，测序工作规模预计比人类基因组计划大100倍。
干细胞技术与克隆技术
从克隆羊多利问世距今短短的几年时间里，克隆牛、克隆猴、克隆猫、克隆鼠、克隆猪等多种克隆动物相继诞生。科学家在动物身上的实验预示，克隆人类胚胎干细胞将会开启一个再生医学新时代。科研人员可以利用干细胞培养出用于移植或替换的组织和器官，为病人及老年人带来福音。制造用于移植的干细胞的最好办法就是从由病人自身遗传物质克隆的胚胎中获得干细胞。这种干细胞以及由它们发育成的组织的基因与病人基因一致，因此不太可能受到病人免疫系统的排斥。
2005年干细胞研究领域最为上镜的人物当非韩国“克隆之父”黄禹锡莫属了，随着其“研究成果”陆续发表在美国《科学》和英国《自然》杂志上，黄一举成为基因研究领域的领军人物，风头之健，一时无人能出其右。不过该神话故事并没有维持多久，几乎一夜之间，黄禹锡又从韩国英雄变成了韩国“国耻”，其负面影响可能相当持久。由于该事件可能直接影响到其他国家政府和公众对干细胞研究的态度，使得本来就已经饱受争议之苦的干细胞研究变的更为艰难。
2005年3月第59届联合国大会批准了《联合国关于人类的克隆宣言》，要求各国禁止有违人类尊严和保护人的生命原则的任何形式的克隆人实验。不过，科学家正设法从技术角度解决该问题。美国哈佛大学宣布，首次研究成功将普通皮肤细胞转变为胚胎干细胞的技术，在这一过程中无需再使用人类卵子或制造新的人类胚胎。即使该技术无法直接得到临床运用，它也将大大推进干细胞研究的数量和质量，并且有可能从此结束相关的伦理争议。有专家乐观预言，2006年的生命科学研究很可能会突破伦理障碍，迎来春暖花开的新机遇期。
战胜重大疾病
从艾滋病、疯牛病、SARS，直到最近出现的禽流感，经由动物传染给人类的疾病不断出现。如何加强科学研究，搞清这些原来只在动物中存在或传播的病毒传染给人类的途径、机制，防止人类之间的相互传染、生产出切实有关的疫苗成为未来科学家攻关的重点。
各国政府纷纷投入大量的人力物力，从事禽流感疫苗的研制。美国率先告捷，8月6日美国国家过敏症与传染病研究所宣布，该所研制的禽流感疫苗人体试验取得初步成功，针对H5N1型病毒产生了很强的免疫反应，有望运用于禽流感的蔓延。这是首次有证据显示，注射疫苗可以成为对抗禽流感致命病毒的强大武器。随后，俄罗斯、中国、法国也相继宣布成功研制出人用抗禽流感疫苗。11月22日中国国家食品药品监督管理局批准人用禽流感疫苗——“大流行流感疫苗”开展临床研究，标志着我国在防控大流行药物研发方面取得了新的进展。此外，日本东京大学开发出短时间内生产针对高致病性禽流感疫苗的技术，使疫苗的生产速度大幅度提高。
艾滋病成为人类健康的重大威胁至今已有近20年时间，到目前为止尚未找到非常有效的预防办法和治疗药物。法国巴斯德研究所的科学家成功地在兔子身上获得可以阻止多种艾滋病病毒入侵的抗体。虽然抗体目前只是在实验室里实现了其功能，但足以为艾滋病疫苗研究展示令人乐观的可能性。
新材料技术 无限风光在险峰
新材料技术的发展不仅是当代信息技术和生物技术革命的基础，而且给信息、绿色制造、生物和医学等领域带来极大的发展空间。进入新世纪，新材料技术继续向材料的结构功能复合化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿色化的方向发展。
纳米材料
纳米技术从根本上改变了材料和器件的制造方法，孕育着新的技术革命，进而将引起21世纪又一次产业革命。纳米技术的应用研究目前正在半导体芯片、光学新材料等领域快速发展。在前一领域，纳米级晶体管的应用研究期望突破传统的极限；在后一领域，目前可调控直径5至几百纳米的纳米导线。
碳纳米管是由一层或若干层石墨卷曲而成的笼状“纤维”，其比重只有钢的1/6，而强度却是钢的100倍。如果用碳纳米管做成绳索，是目前所知的唯一能从月球上挂到地球表面而不被自身重量所拉断的绳索。美国IBM公司的科研人员在2001年用纳米碳管制造出了第一批晶体管，这一利用电子的波性而不是常规导线实现传递信息的技术突破有可能导致更小更快的芯片出现。由于10－20年内硅晶体管将达到其物理极限，因此该项技术突破对未来的芯片性能会产生深远的影响，并可能使现有的硅芯片技术逐渐被淘汰。
2005年10月美国莱斯大学宣布，该校科研人员历时8年终于成功研制出了由纳米单分子制成的世界最小的“汽车”。这辆纳米汽车的整车长度不超过4个纳米，却拥有底盘、车轴、车轮等基本部件，能在凸凹凸不平的原子表面行进，是世界上第一辆能像真车一样滚动运行的纳米汽车。假如把一根头发丝设想为一条柏油马路的话，那么其宽度足以使2万辆纳米汽车浩浩荡荡地并排行驶！科学家希望，这些肉眼看不到的微型机器将来某一天被用来向细胞“运输”药物，或许还能用于消灭癌症及治疗其它疾病。
超导材料
超导现象自1911年被发现以来，超导领域的研究一直围绕着4个主要方面进行，即新超导材料的探索、超导机理研究、超导体本身的宏观量子相干特性以及基于超导现象的其它应用。超导材料在电动机、变压器、磁悬浮列车等领域有着巨大的市场，如用超导材料制造电机，可增大极限输出量20倍，减轻重量90％。超导材料的研制关键在于提高材料的转变温度，若此问题得以解决将会使许多领域产生重大变化。
科学家目前已拥有多种极其灵敏的实验技术，这些技术将有助于更有效地研究高温超导机制。2004年5月，俄罗斯科学院固体物理研究所专家开发出一种超导磁测量装置，能够在磁场中测量物质从接近绝对零度到室温等不同温度条件下的导电性能。利用这种超导磁测量装置，俄专家已经在寻找高温超导材料方面取得了一定成果。
2005年科学家已经制造出138K的高温超导体。此外，有3家美国公司利用几种新技术制成了长度达100米的第二代超导导线。这种由钇、钡、铜和氧组成的第二代高温超导导线不仅性能优异，而且成本也有望大幅降低。
材料结构与新材料
2004年日本一个联合研究小组开发出一种由掺有二氧化钛粒子的环氧树脂制成的、充满空洞的立方体，该立方体能够神奇地把电磁波储存起来。专家认为，这一技术不仅将能够用来储存电磁波，并将其转变成电能，还可用来制造能够储蓄光的“光池”。下一步将致力研究白天可储存光能，夜间再释放使用的“光池”，以及用空中电磁波作电源的手机等实用技术。
英国曼彻斯特大学发现了一个以前不为人所知、成员多达数千种的材料新家族。这类材料只有一个原子厚，具有重量轻、强度高、柔韧性好、性质稳定等特性，并且在不同环境下表现出许多不同的性能，为工程师和设计师提供了多种可选择的新材料。
美国航天飞机上的防热陶瓷瓦片脱落问题曾给太空飞行带来极大的隐患，2005年德国航空航天中心发明的一种碳纤维耐热陶瓷瓦有可能消除这一危险。这种通过采用新工艺制造的碳纤维增强碳化硅防热瓦可以反复经受1700℃的高温，并且具有很强的抗冲击性和耐化学性，在大尺寸下也能保持性能稳定，没有裂纹。因而极有希望用于解决当前航天飞机上的防热陶瓷瓦脱落的难题。
2005年3月28日，中国国家技术发明奖一等奖授予了“高性能炭∕炭航空制动材料的制备技术”和“耐高温长寿命抗氧化陶瓷基复合材料应用技术”这两项成果，从而改变了该奖项连续6年处于空白的尴尬状态。前者涉及高性能炭/炭刹车材料的研究、开发及产业化，其成功不仅开辟了我国高性能航空刹车制造新产业，而且对航天、化学化工、交通运输等行业的技术进步产生重大推动作用。后者研制的连续纤维增韧碳化硅陶瓷复合材料是国际上公认的反映一个国家先进航空航天器制造能力的新型、热结构材料，可以满足航空航天器向高速度、高精度、高搭载和长寿命发展的要求，也使我国成为继法、美之后第三个掌握该项技术的国家。
能源技术 推陈出新天地宽
虽然在可预见的将来，煤炭、石油等矿物燃料仍将在世界能源结构中占有相当的比重，但人们对核能以及风能、太阳能、地热能、水力能、生物能等可再生能源的利用，在整个能源消耗中所占的比例正在显著提高。据统计，20世纪90年代以来，全球煤炭和石油的发电量每年增长1％，而太阳能发电和风力发电的年增长率高达20％。预计在未来10年内，可持续能源将能够与矿物燃料相抗衡，从而结束矿物燃料一统天下的局面。
再生能源新技术
进入新世纪，在石油、天然气价格不断上涨且储存有限，能源普遍紧张的情况下，再生能源的开发与应用受到前所未有的重视，韩国将2004年定为“新能源、可再生能源元年”。 2005年德国可再生能源占全国总发电量的比例已达10%，德国政府希望在2020年前将可再生能源占总发电量的比例至少提高到20%。2005年底由日本经济产业省制定的作为日本未来能源政策指针的《新国家能源战略》明确表示，在降低石油依存度方面，将确立使用太阳能、风能等能源的产业，将日本对石油的依赖程度从目前约占能源消费总量的50％降低到40％。 风能可利用的潜力非常巨大，根据测算全世界可利用的风能约为10亿千瓦，比水利资源多10倍。风力发电技术经过近几十年的发展已比较成熟，发电成本不断下降，仅2002年全球新增风力发电容量已达7227兆瓦。最新数据显示，风能电价已经降到每度电3-5美分，美国一些地方的风力发电已可以与天然气发电相竞争。预计到2020年，全世界的风力发电将占全球总电力的10％。
2005年8月10日，美国南加利福利亚爱迪生公司宣布，将在洛杉矶市东北110公里外的沙漠中建立一个面积达2.7万亩的世界上最大的太阳能发电站。该发电站采用太阳能汇聚发电技术，比目前流行的太阳能光电电池板技术的效率高一倍，发电能力可达50万千瓦。美国能源部计划到2020年，该类电站总发电量将达到700万千瓦的规模。
现如今巴西的绝大多数交通工具由纯酒精发动，其他由80%的酒精和柴油混合驱动，成为世界上唯一不供应纯汽油的国家。据估计，未来几年内巴西蓖麻的年产量可达到200万吨，能生产生物柴油1.12亿公斤，同时创造10万个新的就业机会。
燃料电池与氢的制备
燃料电池是通过氢气（甲醇、天然气、汽油可代替氢气）和氧气的化学反应来产生电能的，其副产品只是少量的水。由于燃料电池不包含任何中间热反应，所以能量转换效率非常高，－般可达50%以上。以前，燃料电池主要用来为宇宙飞船提供动力，近年来燃料电池的应用已从天上回到地面。日本的丰田公司、美国的福特汽车公司都已开发出了燃料电池汽车试用产品，从而使无污染交通成为可能。有关专家乐观地指出：“燃料电池将把人类带出燃火的时代。”
2005年9月，世界著名咨询公司德勤咨询《2005年技术发展趋势预测》的报告，指出燃料电池将可以作为前沿消费品的集成电源进入商业市场，并开启充满设计潜力的崭新世界。燃料电池将提供充足的电源，持续使用可达数日，待机时间长达数周，从而彻底改变我们使用移动电话、笔记本电脑、便携式音乐播放器的习惯，并促进其它便携设备和应用的发明。
美国西北大学研究人员在2005年开发出了一种新的固体氧化物燃料电池，在用碳氢化合物——异辛烷作燃料时能源转换效率有望达到50%。这种新型燃料电池在经过更多试验后，能广泛应用于汽车、飞机，甚至众多家庭。在研究人员开发的一个示范性小型燃料电池上，燃料反应所产生的电能密度达到了每平方厘米0.6瓦。
随着氢燃料电池的普及，预计氢的需求量将急剧增加。2004年美国爱达荷国家工程环境实验室和塞拉曼技术公司宣布，它们联合研发出了利用下一代核反应堆制氢的技术，并认为这是氢能源生产领域的一项重大突破。以往普通条件下电解水生产氢不仅耗费大量电能，而且电解过程中的氢转换率也比较低，不适合大规模生产。而此次模拟第四代核反应堆的高温进行的实验表明，利用下一代核反应堆进行高温电解水不仅成本大大降低，具备经济可行性，而且生产效率大幅提升，对环境也不会造成危害。在今日世界各国普遍感到能源紧张的情况下，此项用核反应堆大规模制氢的研究标志着美国以摆脱现阶段能源消费结构缺陷为目的的一种战略性调整，其意义十分重大，值得充分关注。
核电
核电是一种安全、清洁、经济、高效的能源，自20世纪50年代世界上第一座核电站建成以来越来越受到人们的重视。在核电能源开发领域，自持式的核聚变被普遍认为是21世纪的战略能源和换代能源，对缓解能源危机，改善生态环境具有重大意义，受到许多国家政府的高度重视。
美国在2000年曾统计，该年度美国核电共发电7500亿千瓦时，平均每千瓦时电成本1.83美分，而市场平均成本为4.6美分，充分显示了核电的光明未来。2005年法国总统希拉克发表讲话表示，法国将启动第四代核电站的设计和建造计划，无论是从反应堆还是从燃料循环方面都将有重大的革新和发展，并将在2020年把第一个第四代核电研究堆投入运行。日本目前正积极研究开发新一代原子能发电设施，确保原子能发电所需的铀资源，完善投资和建设环境，将核电的比例从现在占总发电量的30％提高到40％以上。
国际热核聚变实验堆的英文缩写是ITER，它在拉丁语中是“道路”的意思，这正好反映了该项目的宗旨：用受控核聚变发电走和平利用核能的道路，为人类寻找可替代的洁净能源。2005年6月28日，在计划提出近20年，选址耗时18年后，全球最大、代表世界未来能源科技最高水平的核聚变反应装置——ITER的建设地点终于花落法国南部的卡达拉什（Cadarache）。如果一切顺利，ITER将是世界上第一座产出能量大于输入能量的核聚变装置，并为真正的反应堆做准备。这一为期30年、投资超过100亿欧元的国际超大型科学合作项目将于2006年正式启动。这是一个事关世界未来能源安全的国际重大合作项目，其意义不亚于国际空间站计划和人类基因组计划。
空间技术 更上－层楼
俄罗斯“航天之父”齐奥尔科夫斯基在一百多年前曾说过：“地球是人类的摇篮，但是人类不能永远躺在摇篮里面。”宇宙探索始终是人类认识客观世界的重要方面，不断发展空间技术已成为世界各国现代化建设的重要内容。过去由于受技术发展水平的限制，人们只能在地面上仰望浩瀚的宇宙；航天技术发展后，才有可能在空间站或通过空间望远镜对宇宙进行全天候观测。今天，人们对宇宙的勘测已从近地空间逐步向深远空间发展，从远距观测逐步发展到对太阳系其它天体的实地探测。进入新世纪人类空间探索活动可谓是好戏连台，美不胜收。
登陆火星、土卫六和撞击彗星
新世纪人类空间技术最美妙的华章，应当是“勇气”号与“机遇”号登陆火星、惠更斯探测器登陆土星最大的卫星——土卫六以及“深度撞击”的精彩表演。
2004年简直可以称为火星年：先后顺利登陆的“勇气”号与“机遇”号火星探测车承载着人类在外太空寻找生命的光荣与梦想。机遇号传来的数据表明，火星曾经是个有水的湿润的适宜生命存在的环境。勇气号则发现了火星上潜在的支撑生命的物质——微盐酸型水的证据，为火星曾有生命的推论提供了更为有力的支持。共同发现火星上存在水的证据是两辆火星车此行的最大成就，并且在美国《科学》杂志评出的2004年度十大科学突破中荣登榜首。
欧洲航天局官员在2005年1月15日宣布，地面控制中心已收到来自“惠更斯”号探测器经由“卡西尼”号飞船传回的信号，表明“惠更斯”号已成功登陆土卫六。“惠更斯”号探测器是1997年10月由美国“卡西尼”号飞船携带发射升空的，经过7年约35亿公里的飞行后进入土星轨道。其登陆成功被誉为是空间科学技术领域最了不起的事件之一，创下了人类探测器登陆其他天体最远距离的新纪录。根据传回来的数据，科学家发现，土卫六表面有大量甲烷，外层大气中有多种复杂有机物，各种气象和地质活动非常活跃，还存在火山活动的迹象。由于土卫六的环境与40亿年前的地球非常相似，“惠更斯”号的探测活动不仅增进了人类对土卫六的认识，也为理解地球生命起源提供了重要线索，因而具有很高的科学探索价值。
2005年7月3日，在走过了4.31亿公里的漫长太空之旅，并完成一系列高难度动作之后，美国宇航局的“深度撞击”彗星撞击器终于成功击中坦普尔1号彗星的彗核表面，在太空中绽放出美丽的焰火，顺利完成了人造航天器和彗星的“第一次亲密接触”，首次发现慧核内部存在着大量含碳和氨的有机分子，表明彗核的内部含有太阳系初期的原始物质。此次撞击彗星使人类对太阳系诞生的过程有了更多的了解，对探索生命的起源以及地球上水的来源也有重大意义。天地大撞击的成功表明，该项目中的无人控制航天器技术完全达到了预想目标，撞击器在导航控制系统的操纵下，经过80万公里的自主飞行，其间3次发动机点火调整，最终精确地对准目标，“深度撞击”项目负责人里克格兰米尔曾将此项行动形象而又不无得意地比喻为“在高速飞行的针上穿线”。
毫无疑问，这一系列宏伟的空间探索计划充分体现着人类坚定不移、勇往直前的信念和孜孜不倦、开拓进取的意志，不仅具有重要的科学研究价值和很高的前沿探索意义，同时也蕴含着人类科学探索的宝贵精神。
空间站、宇宙飞船与人造卫星
2001年“一代天骄”——俄罗斯和平号空间站顺利坠入南太平洋预定海域。和平号原设计寿命仅为5年，但实际上它围绕地球飞行了15年共8万多圈，行程35亿公里，先后接待了104名宇航员，共进行了31200次科学试验，是人类历史上体积最大、设施最完善、太空飞行时间最长的空间站，其成功降落是一次史无前例的高难度大型航天装置脱轨作业，同样显示了人类在空间科技领域的高超技艺。取而代之的国际空间站是一个可长期居住的低轨道基地，是名副其实的太空国际科学研究平台，各国在国际空间站计划中所取得的科研成果将为人类登上火星、开辟天外家园铺平道路。
美国宇航局的超音速燃烧冲压式喷气发动机研究项目在历时8年之后终于在2004年修成正果，取得了一个比较满意的结局。这架长3.65米、翼展1.5米的无人驾驶X-43A超音速实验飞机，成功地完成了速度约为10马赫(11260公里/小时)的试验飞行，创下了新的世界纪录，从而标志着将能够在大气层内和进入绕地轨道的第一阶段提供更加安全而灵活的高速飞行。此次飞行是一个重要的里程碑，它向未来以更安全可靠和耗资较少的方式向太空发射大型助推工具迈出了一大步。
2005年12月28日，欧洲“伽利略”卫星导航系统的首颗实验卫星“GIOVE－A”发射升空，表明欧洲“伽利略”计划已经进入实质性实施阶段。预计包括3颗备用卫星在内的30颗“伽利略”系统卫星全部部署完毕之后，欧洲将有望结束依赖美国的GPS全球卫星定位系统的历史。“伽利略”卫星定位系统的30颗卫星覆盖面积将是美国GPS的2倍，而精度比GPS高约10倍，确定物体的误差范围将在1米以内，并能提供即时的定位信息。打个比方讲，GPS只能告诉车辆走哪条公路，而“伽利略”系统则能告诉车辆具体应当选择公路上的哪一个车道。
2005年中国“神六”的成功飞天同样是世界空间领域的一件大事。10月17日经过115小时又32分钟的太空飞行，共绕地球飞行77圈，总行程325万公里，完成了我国真正意义上有人参与的空间科学实验后，神舟六号载人飞船返回舱顺利着陆，航天员自主出舱。神舟六号载人航天飞行的成功，标志着我国在发展载人航天技术、进行有人参与的空间实验活动方面取得了又一个具有里程碑意义的重大胜利，在世界载人航天史上留下了浓墨重彩的一笔。此外，我国投资14亿元的“嫦娥一号”绕月工程已于2004年初正式启动，分为环绕、降落、返回3个阶段实施，预计到2007年发射第一颗绕月卫星，中国人的千年飞天梦——嫦娥奔月已是“指年可待”了。
不过，有专家清醒指出，虽然我国已经实现了载人航天，但如果与国际水平相比，我们仍远远落在国际前沿之后。在空间技术方面，我国发射的航天器所走的距离只是一个光秒，而国外已经达到光时，其间的差距显然不可同日而语。
深空探测
新世纪里的深空探测热闹非凡，各式各样的太空探测器在浩瀚无垠的天宇中你来我往，忙的不亦乐乎，既有成功的无限喜悦，也有失败的些许遗憾。
2004年格林尼治时间3月2日早上7点17分，历经3次推迟发射的欧空局（ESA）罗塞塔彗星探测器由“阿丽亚娜5G型”火箭送入太空，正式开始其长达11年半的彗星探测之旅。其使命是探测67P彗星，即丘留莫瓦－格拉西缅科彗星，这一彗星探测活动将能够帮助科学家进一步研究46亿年前太阳系形成的过程，探究地球生命生成的奥秘。8月3日凌晨2点16分，美国宇航局“信使号”水星探测器升空，预计2011年抵达水星，对其展开科学探测，主要任务是探测水星极地是否存在冰。 2005年11月9日，欧洲的“金星快车”探测器搭乘“联盟”运载火箭升空，前往金星探秘。“金星快车”搭载了7种科研仪器，可以对金星的大气、离子环境及其与太阳风的相互作用等进行测量。预计2006年4月“金星快车”将进入金星极地轨道，并开始为期486天的探测。
成功的美丽光环也常常伴随着风险和失败的阴影。2004年9月8日，美国“起源”号探测器在完成了对太阳风粒子进行850天的收集后，将装有太阳风粒子的一个回收舱掷回地面，这些样品粒子对于研究数十亿年以前太阳系的起源和形成具有重要的意义。然而不幸的是由于回收舱上的降落伞没有打开，导致回收舱翻转着直接坠入沙漠，舱体裂开，整个历时两年多的探测计划几乎功亏一篑。2005年11月12日，日本“隼鸟”号小行星探测器在发射两年后，向距地球3亿公里之遥的“丝川”小行星投放了小型观测器，但由于投放时机欠佳，导致两次登陆均告失败。从中不难体会到人类科研探索的艰辛与不易。
2005年美国、德国多个研究小组竞相宣布，已成功地对太阳系外行星进行了直接观测。天文学家宣称，他们首次拍到一颗太阳系外行星的照片，该行星质量约相当于木星质量的5倍。天文学家们曾在2004年报告说，他们在一颗年轻的褐矮星附近观测到一个微弱的红色光点，但当时的观测数据难以判定这个光点是否代表了一颗行星。2005年证实这一天体确实是颗行星，距离地球约200光年。美国理论物理学家卡库说，“在即将来临的一年里很可能在太阳系以外的行星大气中首次探测到有机化学物质，最可能首先找到氨基酸，这将是探索系外生命的重要依据。”
诚然，这类深空探测活动与当前人类生存发展的关系并不是十分紧密，但它同样表达了人类的求知欲和对了解认识宇宙的渴望与追求，体现着人类科研探索的奥林匹克精神——对更高、更远目标的不懈追求，由此人类文明的智慧之花才能永远绽放出异彩光芒！此外，从长远来看，这类探索活动也会对人类的知识积累、哲学思想乃至生活方式产生重要影响。
进入新世纪以来，高技术在各个领域里的发展进步不断给人们带来惊喜和憧憬的同时，也带给人们一些严肃的问题和深入的思考。生物克隆、网络安全、能源危机、行星碰撞等等问题使人们越来越意识到科学技术与经济、社会、教育、文化的关系日益密切，一些重大科技问题已远远不是单纯的自然科学与技术本身的问题，需要引起全社会、各国政府以及科技界的高度重视。不过仍然有理由相信，人类拥有的智慧和理性能够继续使高技术为现代文明社会的未来发展锦上添花，续写辉煌！
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