現(xiàn)代科技基礎

1、現(xiàn)代科學技術黨　潔　教 師 貴 陽 市 交 通 學 校,主 要 內(nèi) 容,一、科學技術的重要意義 二、科學技術簡史 三、二十世紀的科學技術 四、二十一世紀的科學技術,科學技術的重要意義,,諾基亞的神話,1. 芬蘭的諾基亞公司原是生產(chǎn)橡膠鞋的工廠， 后來引進信 息技術，轉變到生產(chǎn)手機的公司。2000年銷售的手機占 領全球市場的37%。2. 諾基亞現(xiàn)在全球有雇員54000名，

2、其中22000人在芬蘭， 另有20000人在芬蘭依附諾基亞而工作。3. 2000年3月諾基亞的市值達3000億美元，超過歐 洲的任 何公司。2001年全球銷售額250億美元，大致相當芬蘭政 府整個年財政預算。4. 諾基亞成為芬蘭經(jīng)濟的火車頭，它占了芬蘭股市值的2/3， 和該國總出口的1/5，把500萬芬蘭人與世界上各地無形 網(wǎng)網(wǎng)絡中的總計10億人連起來。,全球首富比爾?蓋茨,1)比爾?蓋茨1973

3、年（19歲）離開哈佛大學從商, 1975年以5000美元資本創(chuàng)辦微軟，抓住信息技 術的關鍵—操作系統(tǒng)來發(fā)展企業(yè),到1987年成 為億萬富翁，1994年成為世界首富，現(xiàn)已連續(xù) 九年居首位。2《福布斯環(huán)球商業(yè)與金融》雜志（2003）報道， 蓋茨的個人財產(chǎn)為410億美元，比前一年減少 了100多億美元。但比第二名沃倫.巴菲特還是 領先很多（沃倫.巴菲特的個人凈資產(chǎn)為305 億美元,2002年為350億美元）

4、。,鄧小平同志的指示,1989年，鄧小平同志講：“科學技術是第一生產(chǎn)力；科學是了不起的事情，要重視科學，最終可能是科學解決問題”。,“科學技術是第一生產(chǎn)力” 的思想內(nèi)涵 (1)“科學技術是第一生產(chǎn)力”的使命是把經(jīng)濟搞上去。 (2)“科學技術是第一生產(chǎn)力”的真諦在于科技與經(jīng)濟要一體化。 (3)“科學技術是第一生產(chǎn)力”是鞏固和發(fā)展社會主義制度的重要保證。 (4)發(fā)揮“科學技術是第一生產(chǎn)力”作用

5、的關鍵是提高全社會的科技意識。,什么是科學？什么是技術？科學回答“為什么”技術回答“怎么做”科學回答“是什么” 技術回答“做什么”科學是發(fā)現(xiàn)，技術是發(fā)明科學技術一個整體,科學技術簡史,從宇宙史到科技史,宇宙史：150~200億年地球史：47億年人類史：240多萬年人類文明史：至多6000年人類科技巨大變革時間：300多年人類認識科技作用時間：最近50多年,科技時代,1．石器時代： 公元前240萬年~公元

6、前 4000年2．金屬時代： 公元前4000年~公元1000年3．水與風時代：公元1000年~公元1732年4．蒸汽時代： 公元1733年~公元1878年5．電氣時代： 公元1879年~公元1946年6．電子時代： 公元1947年~公元1972年 7. 信息時代： 公元1973年~下世紀,十九世紀以前的科學技術,牛頓的科

7、學成就,1. 微積分奠定了近代數(shù)學的基礎 1666年《論流數(shù)》一文手稿被發(fā)現(xiàn)，這是最 早的關于微積分的論述。2. 光譜分析奠定了近代光學的基礎 1666年牛頓用三棱鏡做分光實驗，1704年出 版《光學》一書。3. 力學三定律奠定了經(jīng)典力學的基礎 1682年發(fā)表《自然哲學的數(shù)學原理》 闡明了運動三定律和萬有引力定律。 4. 萬有引力定律奠定了近代天文學的基

8、礎。,瓦特的發(fā)明開始了第一次工業(yè)革命,世界上第一臺完整的蒸汽機于1776年由瓦特發(fā)明。2. 1781年瓦特發(fā)明“太陽一行星機構”， 使往復運動轉換成旋轉運動。3. 1788年發(fā)明離心式調(diào)速器，以保證轉速的穩(wěn)定。4. 1794年發(fā)明蒸汽壓力指示器，以防鍋爐爆炸。,十九世紀的科技成就(1),一、三大科學理論1．能量守恒與轉化 英國的焦爾(J．P．Joule)于1843年測定了熱功當量 為460千克厘米。2．細胞學

9、說 德國施萊登(M．J．Schleiden)與施旺(T．Schwann) 分別于1838、1839年提出植物和動物均由細胞組成。3．生物進化論 英國達爾文(C R．Darwin)1859年11月24日出版 《物種起源》,提出了“自然選擇，優(yōu)勝劣汰”的進化論。,十九世紀的科技成就(2) 二、重要技術發(fā)明1.蒸汽機車：1814年7月25日由英國司蒂芬森 (G．Stepher

10、son)發(fā)明2.電磁相互作用原理：1821年由法拉第(M. Faraday) 發(fā)現(xiàn) 3.發(fā)電機：1866年由西門子(E．W．Siemens)發(fā)明 4.電話：1876年由貝爾發(fā)明 5.電燈：1879年由愛迪生發(fā)明6.無線電通信:1895年分別由意大利馬可尼和俄羅斯 波波夫發(fā)明7.汽車：1885年由德國本茨發(fā)明8.飛機：1903

11、年由美國萊特兄弟發(fā)明,二十世紀的科學技術,二十世紀偉大的科技成就,一、四大基礎理論 1）量子力學；2）相對論； 3）基因理論；4）系統(tǒng)理論。二、五大基本模型1）宇宙演化的大爆炸模型；2）物質結構的標準模型；3）DNA雙螺旋結構模型；4）圖靈計算機模型；5）地殼結構的板塊模型。三、三大基本技術1）物質變化技術；2）能量轉化技術； 3）信息控制技術。,

12、二十世紀的五大基本模型（1）,1. 宇宙演化的大爆炸模型1）20世紀20年代，弗里德曼在廣義相對論的框架下，論證了宇宙 脹縮，哈勃發(fā)現(xiàn)了星系紅移。2）宇宙大爆炸模型：200億年前的宇宙是基本粒子組成的“宇宙湯” →大爆炸時的溫度達100億度以上→ 四種基本力：引力、強力、 弱力、電磁力逐一分化出來→物質形態(tài)依此演化為原子、氣態(tài)、 恒星體系、現(xiàn)在的宇宙。3）四項觀測事實證明了大爆炸理

13、論： （1）觀測表明：任何天體的年齡都小于200億年； （2）河外天體有系統(tǒng)性的譜線紅移，表明宇宙膨脹； （3）所有天體的氦與氫的比例大致相同：1:4； （4）1965年探測熱輻射譜的微波背景輻射時，得到宇宙的溫度約為3K。,二十世紀的五大基本模型（2）,2. 粒子物理的標準模型1）20世紀發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種微粒子,它們由兩類十二種基本粒子構成它們是夸克(上、下、奇異、粲、底、頂)和輕子（電子、?子、?子、電子中微子、

14、?子中微子、 ?子中微子）。2）所有粒子的運動遵循四種基本力：引力、電磁力、強力、弱力的相互作用。引力和電磁力在宏觀世界可觀察到，強力和弱力只有在微觀世界的粒子作用中才顯露。弱力在中子及其它粒子衰變過程中出現(xiàn)，強力是夸克相互間的作用力，其強度最大，這種力使夸克組合成強子（現(xiàn)今發(fā)現(xiàn)的數(shù)百種粒子大多是強子）。輕子只參與引力、電磁力、和弱力作用，而不參與強力相互作用。若以強力的強度為1，則電磁力為10-2，弱力為10-13，引力

15、為10-38。3）從四種力的作用來看，基本粒子為三種：夸克、輕子、傳播子（傳遞力的粒子）。傳遞強力的是膠子（共有8種，質量為0 ），傳遞弱力的是W+、W-、Z0中間玻色子（質量是質子的80-90倍），傳遞電磁力的是光子（質量為0），傳遞引力的傳播子至今尚未發(fā)現(xiàn)。,二十世紀的五大基本模型（3）,3.DNA雙螺旋結構模型A（腺嘌呤）—T（胸嘧啶）、G（鳥嘌呤）—C（胞嘧啶）是含氮堿基對，它們分別以2、3個氫鍵相連，千萬條堿基對組

16、成遺傳密碼。,二十世紀的五大基本模型（4）,4. 圖靈的計算機模型 1936年，圖靈在其著名的論文《論可計算數(shù)在判定問題中的應用（On Computer numbers with an Application to the Entscheidungs -problem）》中，以布爾代數(shù)為基礎，將邏輯中的任意命題用一種通用的機器來表示和成，并能推導出結論。這種機器，后人稱之為“圖靈機”。 圖靈機由一個控制器和一個兩端

17、無限長的工作帶組成。工作帶由大小相同的方格組成，方格內(nèi)記載著字母表上的符號?？刂破鲙в凶x寫頭，它可讀出或改寫方格上的號。這種機器能進行多種運算并可用于證明一些著名的定理。 圖靈還從理論上證明了這種假想機的可能性。圖靈機的思想奠定了整個現(xiàn)代計算機發(fā)展的理論基礎。,二十世紀的五大基本模型（5）,5. 地殼結構的板塊模型1）大陸漂移說：創(chuàng)始人是魏格納，他在《海陸的起源》一書中論述了南美和非洲大陸可能拼合在一起的思想、大西洋兩岸的

18、許多生物有親緣關系，在巖石、地層和皺褶構造等上也相當吻合。1950年代，古地磁學的研究結果進一步為大陸漂移說提供了有力證據(jù)。2）海底擴張說：地球上部是巖石圈和軟流圈，其下為高溫地幔的環(huán)形對流體，它驅使地幔的熾熱物質從洋脊的裂谷中涌出，冷卻后形成新的海底，并推原來的海底向兩側擴張，是海底同大陸一起在地幔對流體上漂移。3）板塊構造說：在大陸漂移說和海底擴張說的基礎上，巖石板塊構造說成為新的全球構造理論。全球分為七大板塊：太平洋、亞歐、印

19、澳、非洲、北美、南美和南極板塊。板塊漂浮在軟流圈上，在洋中脊處增生，在海溝處消減，其運動的動力源泉來自地幔的熱對流。,二十世紀的重大技術成就(1),1.諾貝爾、倫琴和居理夫人。2.1903年美國萊特兄弟發(fā)明飛機。俄國齊奧爾科夫斯基 提出火箭飛行理論。現(xiàn)在民用飛機已可載運500多人， 可以環(huán)球飛行。正在研制l000人的超音速客機。軍用 飛機的飛行速度己達5M(馬赫數(shù))。3.1957年10月4日蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，196

20、9年7月 21日美國阿波羅1l號飛船第一次登月，1977年第一次 航天飛機載人飛行。4.1946年莫切里與?？颂匕l(fā)明第一臺計算機ENIAC，計算 機發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)五代：電子管—晶體管—集成電路 —大規(guī)模集成電路—超(甚)大規(guī)模集成電路，正向智 能計算機發(fā)展。,二十世紀的重大技術成就(2),5.1945年8月6日在日本廣島，8月9日在長崎投下原 子彈。1952年美國完成了第一次氫彈爆炸(蘇1953 年，中l(wèi)9

21、67年試驗氫彈)。6.1901年馬可尼(意)實現(xiàn)第一次無線通訊，1904年 弗萊明發(fā)明真空二極管，1948年肖克利發(fā)明晶體 管，l968年美國實現(xiàn)第一條光纖通訊?，F(xiàn)在正向 信息高速公路發(fā)展。7.1965年日本制成第一輛磁懸浮列車，時速400— 500公里。1997年實驗時速達503公里／小時，為 世界之最。8.1997年英國成功培育出世界上第一只用體細胞克 隆技術產(chǎn)生的羊“多莉”，實現(xiàn)了生命的復制。,20世

22、紀改變世界的重要機電產(chǎn)品,人類已進入到信息時代,1946年J. W. Mauchly和J. P. Eckert演示了ENIAC計算機，科學界認為人類進入到電子時代科學界認為1973年開始人類已進入信息時代主要標志是： 1）S. N. Cohen及H. W. Boyer演示了世界上第一例基因工程，用化學方法完成了DNA（脫氧核糖核酸）基因分子重組，改變了遺傳密碼。從信息論上看，是一個劃時代的飛躍。 2）Alan Kay

23、發(fā)明了第一臺“辦公室計算機”。 3）T. B. Martins及R. B. Cox發(fā)明了第一臺可理解語言指令的計算機. 4）超大規(guī)模集成電路（LSI）：第一次在一個芯片上做出了1萬個以上的晶體管（現(xiàn)在已超過900萬個管子）。 5）J. Malland在蘇格蘭阿巴丁大學發(fā)明了核磁共振掃描（NMRS），用于醫(yī)學檢查。,二十一世紀的科學技術,21世紀科學技術發(fā)展總趨勢(1),一、中心科學技術的轉移 1.信息科學技

24、術 目前是發(fā)展高峰期，預計其中心科學 技術的地位還可持續(xù)四十年。 2.生命科學技術 現(xiàn)在已開始注重其發(fā)展與應用，預計 21世紀30年代開始將逐步轉變?yōu)橹行?科學技術。 3.認知科學技術 智能化趨勢現(xiàn)已顯露，預計21世紀70 年代開始將成為科學技術發(fā)展的中心,21世紀科學技術發(fā)展總趨勢(2),二、世界科技中心（地區(qū)或國家）的轉移 中國（公元3世紀—公元13世紀）→

25、 意大利（1540年—1610年）→ 英國（1660年—1730年）→ 法國（1770年—1830年）→ 德國（1810年—1920年）→ 美國（1920年— ）→ 可能轉向東方（日本、中國）,從科學發(fā)現(xiàn)到技術發(fā)明,高技術及其產(chǎn)業(yè)的領域,(1) 信息科學技術（包括微電子、光電子科學技術）(2) 生物科學技術（包括生命科學技術）(3) 新能源科學技術（包括核能科學技術）(4) 新材料科學

26、技術（包括納米科學技術）(5) 環(huán)境科學技術（包括地球科學技術）(6) 航空航天科學技術（包括空間及軍事科學技術）(7) 海洋科學技術（包括地球科學技術）(8) 先進制造科學技術（包括微機電系統(tǒng)科學技術）(9) 管理科學技術（包括軟科學技術）(10)認知科學技術（包括人腦和智能系統(tǒng)科學技術）,21世紀改變?nèi)祟惖目茖W技術,科學 技術 物質科學 信息技術

27、 生命科學 生物技術 納米技術 能源技術,12個重大關鍵技術攻關項目,1. 超大規(guī)模集成電路和軟件 2. 信息安全與電子政務及電子金融 3. 功能基因組與生物芯片 4. 電動汽車

28、 5. 高速磁懸浮列車 6, 創(chuàng)新藥物與中藥現(xiàn)代化 7. 主要農(nóng)產(chǎn)品深加工 8. 奶業(yè)發(fā)展 9. 食品安全 10. 節(jié)水農(nóng)業(yè) 11. 水污染治理

29、 12. 重要技術標準,21世紀的科學,,近年來的重大基礎科學進展,1.關于宇宙起源和未來的理論;2.接近揭開“宇宙黑洞”之迷;3.把引力、弱作用力、電磁力、和強作用力統(tǒng)一起來的 “超弦理論”；4.物理常數(shù)（電子電荷e、光速c、普朗克常數(shù)h）在改變， 由e、c、h 組成的精細結構常數(shù)（近似為1/137）也在 改變；5.破解人類染色體基因密碼;6.生命的起源問題的研究有新進展（RNA的機理）;

30、7.在數(shù)學領域, 幾百年來科學界曾重獎懸賞的若干問題（如四色問題、費馬定理等）已被證實;8.智能數(shù)學方法有許多突破。,21世紀重大科學難題,1.渺觀世界的物質結構2.高溫超導電性3.宇宙暗物質、暗能量和宇宙黑洞4.星系與宇宙的起源5.尋找地外理性生命6.最終解決人類能源問題7.分子工程學(原子加工和自組裝)8.生命起源、細胞起源與凋亡9.思維與智能的本質10.超級計算理論11.智能數(shù)學理論12.物質和精神的關系

31、問題,航空航天技術,航天科技的偉大成就(1),1957年10月4日，前蘇聯(lián)發(fā)射成功世界上第一個航天器 —“衛(wèi)星一號”人造衛(wèi)星。,航天科技的偉大成就(2),1961年4月12日，前蘇聯(lián)宇航員加加林乘東方一號飛船升空，歷時108分鐘，代表人類首次進入太空。,1969年7月21日，美國宇航員阿姆斯特朗乘阿波羅1l號飛船登月，成為人類踏上月球第一人。,“神五”沖宵 夢圓今朝,2003年北京時間10月15日9時整,我國自

32、行研制的“神舟”五號載人飛船升空,將中國首位航天員楊利偉順利送上太空。,“神五”沖天，帶著中國人千年企盼，夢圓浩瀚太空。,,“神舟”5號升空的重大意義,“神5”升空是我國綜合國力強大的標志， 它將大大提高了我國的國際地位； “神5”升空大長了中國人的志氣，將會 進一步促進我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展； “神5”升空展示了我國學人的風貌，將 會大大促進我國科學技術的發(fā)展； “神5”升空增強了我國的國防力量，

33、給 我們的敵人以巨大的震懾。,“神州”五號的艙段,“神舟”5號由軌道艙(也叫工作艙)、返回艙(又稱座艙)、推進艙(或稱服務艙、設備艙、儀器艙)和一個附加段（用于與其他航天器對接或空間探測）組成。飛船頂部還有一個高 8米的逃逸救生塔，它裝有10臺發(fā)動機，在火箭起飛前900秒到起飛后160秒期間（0~110千米），如發(fā)生故障，它能拽著返回艙和軌道艙與火箭分離，并落到安全地帶，使航天員轉危為安。,“神州”5號的六大特點(1),起點高

34、。作為我國第一代飛船，它的研制越過了單艙式、雙艙式飛船，直接研制三艙2-3人式飛船，前蘇聯(lián)第一代飛船“東方”號是單人雙艙式、美國第一代飛船“水星”號是單人單艙式。軌道艙留軌工作半年。國外飛船的軌道艙在返回艙返回地面時就廢棄在軌道上了，而“神州”5號的軌道艙裝有太陽能電池翼繼續(xù)供電，艙內(nèi)的儀器設備能像衛(wèi)星一樣自主工作半年。技術含量高。它的電子技術和控制技術都比美俄的第一代飛船先進得多。,“神州”5號的六大特點(2),降落傘最大。它是世

35、界上最大的降落傘，足有1200平方米，有引導傘、減速傘、主傘和傘包組成。減速傘將返回艙的速度從200米/秒減至80米/秒左右后與主傘分離；主傘能把返回艙的速度減至6米/秒，一副降落傘有80米長，鋪在地上有半個足球場大小，可疊起來卻只有小提包大，重量僅90多千克。飛船空間大。“神州”5號返回艙的直徑達2.5米，容積約6立方米，是目前世界上最大的。研制費用低。直接成本不足10億人民幣，前4次費用各約1億美元。,“神州”5號的有關數(shù)據(jù)(1

36、),直接成本不足10億人民幣, 前4次費用各約1億美元。飛船總長9.2米，總重7790千克。返回艙直徑2.5米，容積約6立方米，是目前世界上空間最大的載人飛船。裝有52臺發(fā)動機，能精確調(diào)整飛船飛行姿態(tài)和運行軌道。變軌后飛行的圓形軌道距地球343千米。,“神州”5號的有關數(shù)據(jù)(2),6. 90分鐘繞地球一圈，還要經(jīng)受180攝氏度的溫度考驗。共繞地球14圈，行程約60萬千米。飛船實際著陸點與理論著陸點相距4.8千米。發(fā)射

37、飛船的“長征”二號F型火箭采用了55項新技術。為實時跟蹤飛船情況，在國內(nèi)外設有9個陸地測控站、三大洋上有4艘測控船。,空間科學技術的偉大成就(1),1957年10月4日，前蘇聯(lián)發(fā)射成功世界上第一個航天器 —“衛(wèi)星一號”人造衛(wèi)星。1961年4月12日，前蘇聯(lián)宇航員加加林乘東方一號飛船 升空，歷時108分鐘，代表人類首次進入太空。1963年6月16日，前蘇聯(lián)尼.捷列什科娃乘東方6號飛船 上天，歷時2天又22

38、小時50分，成為世界上第一位女宇 航員。1967年4月24日，前蘇聯(lián)宇航員科馬洛夫乘聯(lián)盟一號飛 船返回地面時，因降落傘未打開，成為第一個為航天 殉難的宇航員。1969年7月21日，美國宇航員阿姆斯特朗乘阿波羅1l號 飛船登月，成為人類踏上月球第一人。,空間科學技術的偉大成就(2),1971年4月9日，前蘇聯(lián)發(fā)射世界上第一艘長期停留在 太空的禮炮一號空間站。1981年4月21日，美國成功發(fā)射并

39、返回世界上首架航天 飛機哥倫比亞號。1984年7月25日，前蘇聯(lián)薩維茨卡婭離開禮炮7號空間 站，成為第一位在太空行走的女宇航員。1986年1月28日，挑戰(zhàn)者號航天飛機起飛時發(fā)生爆炸， 7名宇航員全部遇難。1996年11月19日起飛、12月7日降落的哥倫比亞號航天 飛機，歷時17天15小時53分鐘，完成了最長的一次太 空飛行。2003年2月1日，美國哥倫比亞號航天飛機發(fā)生空難， 機上

40、7人全部喪生。,空間科學技術的偉大成就(3),從1957年發(fā)射人造衛(wèi)星以來，全世界共進行了 約4000次成功的發(fā)射，將約5200個不同種類的 航天器送入太空軌道，進入太空的航天員超過 400名（其中12名航天員登上月球）、800多人 次。 2003年10月15日北京時間9時整我國發(fā)射了自 行研制 的“神舟”五號載人飛船，9時9分50秒, 進入預定軌道, 將中國首位航天員楊利偉順利

41、 送上太空。,萊特兄弟發(fā)明飛機(1),1.“飛行者─1號” 的發(fā)明者是美國的威爾伯．萊特(上圖左)和奧維爾．萊特(上圖右)兄弟。威爾伯．萊特生于1867年4月16日，他的弟弟奧維爾．萊特生于1871年8月19日。2.他們的父親是基督教兄弟聯(lián)合會的一位主教，一天父親送給他們一支竹蜻蜓，激起他們的好奇，由此走上發(fā)明飛機之路。3.在萊特兄弟之前，許多人探索制造過飛機（包括貝爾和愛迪生），但都失敗。萊特的成功得益于他們的觀察、思考和實踐（

42、他們開設了自行車修理鋪）。,萊特兄弟發(fā)明飛機(2),萊特的飛機 萊特首飛,1903年12月14日至17日，“飛行者”l號進行第4次試飛，地點在美國北卡羅萊納州基蒂霍克的一片沙丘上。第一次試飛由奧維爾．萊特駕駛，共飛行了36米，留空12秒。第四次由威爾伯．萊特駕駛，共飛行了260米，留空59秒。1906年，他們的飛機在美國獲得專利發(fā)明權。,美國波音客機B747,,空中客車A3

43、80,,協(xié)和號客機,,協(xié)和號超音速客機：該機是目前世界上唯一在航線上運營的超音速商用運輸機。與它同時代的圖－144早已退出了競爭。1969年初試飛，1975年投入使用。飛行速度：M2.04,標準客座為100，最大客座為140，最大載重航程5000公里，起落噪音太大，于1979年停產(chǎn)，總共生產(chǎn)了20架。該機于2000年7月25日巴黎當?shù)貢r間下午4點45分在巴黎東北郊戴高樂機場起飛后不久即墜毀，機上109人,地面5人罹難（見下右圖）。200

44、3年6月1日退出航運。,F16輕型戰(zhàn)斗機,F-16是美國研制的輕型戰(zhàn)斗機，主要型號有A、B、C、D、E等，可攜帶AIM-9L“響尾蛇”空對空導彈2-6枚，其中E型為戰(zhàn)斗轟炸機，可攜帶4-8枚先進中距空對空導彈或6枚“幼畜”空對地導彈或炸彈。最大速度2340公里/小時。臺灣于2001年購入了約60架。該機價格相對較低，性能優(yōu)良，不少國家都裝備了該機。,B-2隱形轟炸機,隨著 隱身戰(zhàn)斗機的投產(chǎn)，美國國防部和國會要人也開始接受了“隱身轟炸機

45、”這一概念，并于1979正式批準了空軍提出的研制這種飛機的申請報告。次年，美國空軍就研制“先進戰(zhàn)略突防飛機(ASPA)”進行了公開招標，諾斯羅普公司提出的方案得到了首肯。隨后，美國空軍把該機的研制項目正式定名為“先進技術轟炸機 (ATB)"，—這就是B—2隱身戰(zhàn)略轟炸機的最初名稱。,F117隱型戰(zhàn)斗轟炸機,美國Ｆ－１１７Ａ戰(zhàn)斗機是世界上第一種服役的隱身戰(zhàn)斗機，主要用于攻擊地面目標。１９８３年開始裝備部隊，１９

46、８９年美國入侵巴拿馬時首次使用。在１９９１年的海灣戰(zhàn)爭中，有４０余架Ｆ－１１７Ａ參戰(zhàn)，表現(xiàn)出色。沒有損失。在科索沃空襲中，被南聯(lián)盟軍隊擊落至少1架。最大使用速度馬赫數(shù)0.９，機內(nèi)武器艙可掛裝２枚９０５千克的激光制導炸彈或其它武器。,F22隱型戰(zhàn)斗機,,米格-29,1977年開始生產(chǎn)，1994年500余架分布20余國家。兩臺伊索托夫RD-33發(fā)動機，大修700小時總壽命1400小時。 雙垂尾，最小轉彎半徑450M（400公

47、里時速）。空重11000公斤，最大起飛重量18.5噸。轉場航程2100公里（1500升副油箱）最大2900公里（再加兩個800升油箱）。標準武器：6枚P-60M短距導彈或P-73中程導彈，以及4枚P-27P或P-27T中程導彈，改進型可掛6枚P-77主動制導PBB-AE先進導彈。,米格-31,前蘇聯(lián)米高揚.格列維奇設計局1976年研制的重型戰(zhàn)斗機，是米格-25的改進型。主要用于截擊低空的敵機和巡航導彈。最大時速2550千米

48、，實用升限21000米，作戰(zhàn)半徑1500千米，最大起飛重量44000千克。主要武器：8個武器掛架可掛8枚空對空導彈或枚空對地導彈或炸彈。還裝有多普勒雷達，搜索距離為200千米，跟蹤距離185千米，可同時截擊4個目標。,蘇-27,動力裝置：2臺AL-31F，單臺推力:7600公斤 機載武器：30毫米機炮，10個外掛點， 蘇27已由沈飛開始組裝生產(chǎn)，命名為殲11。主要技術數(shù)據(jù)： 機長：21.935米, 翼展：14.7米,機

49、高：5.932米, 機翼面積：46.5平方米,最大起飛重量：30000千克,最大使用速度：2.35M 升限：18000米,作戰(zhàn)半徑：1500公里。,蘇-37,蘇-37是俄羅斯蘇霍伊實驗設計局開放型聯(lián)合股份公司研制的多用途全天候超機動性戰(zhàn)斗機，蘇-37是在蘇-27基礎上為俄羅斯空軍研制一系列第四代戰(zhàn)斗機和第五代多功能戰(zhàn)斗機計劃實施過程中的重要一步。該機采用了集成式遠程電子控制系統(tǒng)以及現(xiàn)代化的數(shù)字式武器控制系統(tǒng),蘇37軍用機

50、,,關于航空航天科技的重要戰(zhàn)略思想變化,現(xiàn)代戰(zhàn)爭的特點是：1）“非接觸” 2）“精確打擊” 3）“無人化” 4）“空軍首當其沖” 5）“可能是空軍決定戰(zhàn)爭勝負”；航空武器裝備的發(fā)展戰(zhàn)略應從“以防為主”轉變?yōu)椋骸肮シ兰鎮(zhèn)洹保豢諔?zhàn)要“先敵發(fā)現(xiàn)”、“先敵發(fā)射”、“精確打擊”、“先發(fā)制人”；現(xiàn)代戰(zhàn)爭是高科技戰(zhàn)爭，信息技術尤其重要，現(xiàn)代飛機是“e-飛機”；飛機總設計師的主專業(yè)正從氣動、強度轉向控制、電子、信息。,能源科學技術,能源危機迫

51、在眉睫(1),世界經(jīng)濟得益于能源，如石油、天然氣、煤炭與核裂變能的廣泛的投入應用。然而，這些資源將在21世紀上半葉接近枯竭。    1）可支配的石油儲量，大約為1180?1510億噸，以1995年世界石油的年開采量33.2億噸計算，大約在2050年左右宣告枯竭。    2）天然氣儲備估計為131800?152900兆立方米。年開采量維持在2300兆立方米

52、，將在57?65年內(nèi)枯竭。    3）煤的儲量約為5600億噸。以1995年煤炭開采量33億噸計，還可以供應169年。,能源危機迫在眉睫(2),4）鈾的年開采量目前為6萬噸，根據(jù)1993年世界能源委員會的估計可維持到21世紀30年代中期5）核聚變到2050年還沒有實現(xiàn)的希望。 近10年來，中東及海灣地區(qū)與非洲的戰(zhàn)爭都是由能源而引發(fā)。這種軍事沖突，今后還將更猛烈、更頻繁；在國內(nèi)，能源

53、問題不解決,必將嚴重地影響我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。 總之，能源的中斷，必將導致世界經(jīng)濟危機。能源危機遲早會爆發(fā)；它的爆發(fā)將具有爆炸性！,能源危機對我國的沖擊(1),20世紀90年代初期，我國的能源尚可自給自足， 我國有自己的煤，自己的油田，豐富的水利資 源，以及生物能源（主要是沼氣）的利用，使 得我國利用本國能源即可滿足全國的能源需求 但現(xiàn)在增加石油供應的可能性極為有限。1999 年我國石油開采量

54、約1.6億噸，但是消耗量已上 升到1.9億噸，到2010年預計消耗量將達到3億 噸。,能源危機對我國的沖擊(2),“中國國家能源綜合戰(zhàn)略和政策研究”課題組對2020年我國能源消費總量進行了三種情況下的預測：1)不采取特別措施的基準情景(A情景)：總需求為32.8億噸標準煤；2)對相關政策采取適當調(diào)整(B情景)：總需求為28.9億噸標準煤；3)作較大政策調(diào)整的強化政策情景(C情景)：總需求為24.66億噸標準煤，均值為29

55、億噸標準煤，是2000年的2.2倍。 如果在能源危機來臨之前，不作緊迫應對必將嚴重地影響我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，在2020年以后更難保持經(jīng)濟的高速發(fā)展，甚至會嚴重倒退！,中國必須實施能源多元化（1）,1. 中國雖有豐富的煤礦資源, 但只擁有全球石油儲備的 2.3%和天然氣儲備的1%, 而石油消費卻占全世界的 6%以上;2. 在未來的20年，中國應實行“節(jié)能優(yōu)先、結構多元、環(huán) 境友好”的可持續(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)略；

56、3. 煤炭仍然是主要的能源。2002年中國能源生產(chǎn)總量為 13.9億噸標準煤，其中71%來源于煤炭，煤炭消費總 量為13.7億噸，占同期世界的27.7%。煤炭燃燒的排污 是大氣污染物的主要來源，2002年中國二氧化硫排放 總量為1927萬噸，居世界第一位。到2020年，我國煤 炭消費比例應控制在60%左右。要提高煤炭燃燒效率 和清潔利用煤炭。煤炭洗選可以脫出50~80%的灰份和 3

57、0~40%的硫份，煙氣凈化可脫硫90%以上。,中國必須實施能源多元化（2）,4. 2020年我國石油產(chǎn)量預計為1.8~2.0億噸，而消費量最 少也要4.5億噸，對外依存度可能接近60%，與目前美 國的水平相當（美為58%）;5. 中國從1993年成為能源純進口國, 2002年進口原油7000 多萬噸, 46.4%來自中東, 3%來自伊拉克, 2003年至少進 口7500萬噸原油;6. 2003年3月初

58、原油價格升至每桶40美元, 專家預測, 每桶 原油價格每年上漲10美元, 包括中國在內(nèi)的發(fā)展中國家 的經(jīng)濟增長率將下降0.75%。7. 中國石油消費量年增長率為4%, 是世界第一。全國人 大代表認為，沒有能源保障，中國實現(xiàn)現(xiàn)代化 將拖后 50年;,中國必須實施能源多元化（2）,8. 中國石油天然氣集團公司已經(jīng)在哈薩克斯坦、委內(nèi)瑞 拉、蘇丹、 伊拉克、伊朗、秘魯和阿 塞拜疆擁有了石 油特

59、許協(xié)議。中國海洋石油總公司2003年3月7日宣布 斥資6.15億美元購買哈 薩克斯坦里海北部油田8.33% 的股權(該項目預計可開采130億桶原油), 另外,擬修建 一條從安加爾斯克到中國大慶的總長2400公里的輸油 管線,每年可輸送原油2000萬噸。9. 要大力開展可再生能源利用，預計到2020年其利用量 將達到5.25億噸標準煤，比2000年的2.56億噸增加1倍 左右。從資源量看，

60、我國的可再生能源利用量是每年 73億噸標準煤，現(xiàn)在的開發(fā)量不足4000萬噸。在“九五” 期間，我國可再生能源開發(fā)利用速度已達年均11.2%， 如果將其加快到15%，就可實現(xiàn)2020年的發(fā)展目標。,克服能源危機的出路(1),1. 中國應實行“節(jié)能優(yōu)先、結構多元、環(huán)境友好”的可持 續(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)略2. 發(fā)展以太陽能的利用為主的可再生能源的利用。據(jù)天 文學家的計算，每年太陽提供給地球的能量是世界人

61、 口消費能量的1.5萬倍。1）光伏電力的應用 ：據(jù)德國統(tǒng)計，供應全德國的電，只需不到10%的建筑物頂部安裝光伏轉化模板。澳大利亞正研究巨型太陽能發(fā)電塔。 2）光熱利用：  在中歐和北歐等缺少陽光的地區(qū)，已經(jīng)出現(xiàn)了一些完全依賴陽光供暖的建筑物。繼續(xù)推廣太陽能集熱器、太陽灶、日光溫室等技術；研究太陽能中溫集熱器。,克服能源危機的出路(2),3）生物質燃料能源：利用荒漠和沼澤大力種植 生物質

62、能源材料，利用基因技術發(fā)展高富含油 脂植物，發(fā)展甲醇與乙醇的提取技術。重視農(nóng) 村沼氣的開發(fā)利用。4）氫能源：由電解水產(chǎn)生氫或由太陽能光催化 水分解氫。氫是最清潔的能源。正在研究的納 米碳管儲氫能力高，受到廣泛關注。氫燃料電 池效率高（50－80％），污染小，噪聲低。,克服能源危機的出路(3),3. 水電與潮汐發(fā)電：水電實際上也是利用太陽能。三峽 水電設計年發(fā)電能力847億千瓦小時。中國計劃在八年

63、內(nèi)將水電裝機總容量增加到15萬兆瓦。相當于八個長 江三峽發(fā)電樞紐或者150部核發(fā)電機組的發(fā)電能力。4. 風力發(fā)電：丹麥是風力發(fā)電大國，現(xiàn)有6300座風力發(fā) 電機，提供13%的電力需求。5. 核能的利用：根據(jù)國際能源機構的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，法國 ２００１年的核能發(fā)電量占全國當年發(fā)電總量的 ７６％，核能發(fā)電比例位居全球第一。據(jù)國際能源署 報告，中國未來30年核電業(yè)的年增長率將達到9%，但 到203

64、0年，核能只占中國全部能源需求的3%。,克服能源危機的出路(4),6.提高燃燒效率：當務之急是潔凈煤燃燒。 要發(fā)展超臨界蒸汽發(fā)電機組和整體煤氣 化聯(lián)合循環(huán)技術。7.電池技術：鋰離子電池很有發(fā)展前景； 燃料電池的效率高（50－80％），污染 小，噪聲低，也很有發(fā)展前景。但其可 靠性和穩(wěn)定性要做深入細致的研究工作， 并經(jīng)受實踐考驗。 6）各種節(jié)能技術：,新材料技術,,材料是一切事物的物質基礎,俗話說：“開站七件事

65、，柴、米、油、鹽、 醬、醋、茶。”這七樣東西，樣樣都是過日子必 不可少的物質，它們都是材料。所以人類首先最需要的就是材料。過日子離不開材料，使用任何一種技術更離不開材料。人最原始最簡單的技術到最尖端最復 雜的技術，莫不如此?，F(xiàn)代社會使用的材料種類繁多，無法簡單地用某一種甚至某一類材料來象征社會的發(fā)展水平、技術水平，但材料是一切東西的物質基礎仍然沒有改變，而且今后也永遠不會改變。,新材料技術的遠大意義,1.從科學技術發(fā)展的歷史看，一種

66、嶄新技術的實現(xiàn)，往往需要嶄新材料的支持 例如人們早 就知道了噴氣航空發(fā)動柵比螺旋槳航空發(fā)動機有很多優(yōu)點，但由于沒有全的材料能承受噴射 出燃氣的高溫，使這種理想只能是空中樓閣，直到1942年制成了然基耐熱合金這咱新材料、才使噴氣發(fā)動機的制造得以實現(xiàn)。 2.反過來，先進的技術又促使了具有前所未有性能的新材料的誕生。例如利用巨型計算機可 以計算出要求什么樣的性能便應該有什么樣的成分組成，甚至還沒有制造出來便可以先用虛 擬現(xiàn)實技術觀看所制

67、成的零件在工作時的表現(xiàn)如何。,幾種最新的材料（1）,1. 超導材料:超導體是指在低溫下阻抗消失、完全抗磁的物質。1911年，科學家發(fā)現(xiàn)了絕對溫度零度即零下273攝氏度左右的超導體。目前，超導體分兩大類：銅氧化物的陶瓷和其它金屬化合物。此前金屬化合物超導體的最高臨界轉變溫度為23K（即－250℃）。陶瓷超導體的臨界轉變溫度雖比金屬化合物超導體臨界轉變溫度高，但加工應用又很困難。,幾種最新的材料（2）,2. 先進陶瓷材料:★陶瓷的基本

68、成分是鋁硅酸鹽，由于天然原料帶有雜質，使陶瓷的一些性質受到損害。后來科學家用不含硅酸鹽的天然原料，成功研制了性能更優(yōu)越的陶瓷，從而出現(xiàn)了不含硅的嶄新一代陶瓷，也叫現(xiàn)代陶瓷?！锾蓟韬偷栌直环Q為精細陶瓷材料，它們克服了一般陶瓷的致命弱點——脆性，有很高的韌性、塑性和耐磨性，并在高溫下具有較高的耐熱性?！锇烟沾煞叟c金屬末混勻，經(jīng)高溫燒結，就得到了金屬陶瓷，它兼有金屬和陶瓷的特點，韌而不脆，硬而熱。★高鋁陶瓷是有名的“硬

69、骨頭”，用它作機器上的耐磨器件，其耐磨性能比金屬高2～3 倍。至于剛玉瓷、氮化硼陶瓷制成的瓷刀，更能“削鐵如泥”。,幾種最新的材料（3）,3.金屬材料和高分子材料★記憶合金是指那些改變形狀后在一定的條件下仍能恢復原形的合金，它們的成分通常是鎳鈦、銅鋅、銅鉛鎳和銅金鋅等。以50％的鎳和50％的鈦組成的“鎳鈦諾”應用最廣，最近銅鋅合金的發(fā)展也很快?！锵⊥廉斎徊皇恰巴痢?。就其資源來說，也并不稀少。它之所以叫稀土，是從18 世紀沿襲下來