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                                       關(guān)鍵詞：四大發(fā)明；夢溪筆談；現(xiàn)代物理學(xué)；儀器；控制論

    卞正崗
男，教授級高級工程師，多年從事工業(yè)自動(dòng)化儀表、集散系統(tǒng)和現(xiàn)場總線的研制及自動(dòng)化系統(tǒng)集成的工程實(shí)踐。

    2008年8、9月份是中國人民盛大的節(jié)日，人們正在從物質(zhì)和精神兩方面努力的準(zhǔn)備著，據(jù)說單就博物館全國就新添了數(shù)百座，當(dāng)然其內(nèi)容包括了人文和科技兩方面，所以這將形成一次科技的大普及，現(xiàn)在我就從科技發(fā)展史方面博覽一下。

1 從四大發(fā)明談起

    （1）古代中國的科學(xué)技術(shù)成就及其對世界的影響是領(lǐng)先的，特別是四大發(fā)明是得到公認(rèn)的。東漢時(shí)期蔡倫的造紙術(shù)因?yàn)槠湎倒俜降陌才牛悦鞔_有其發(fā)明人。重要的是它除在全國推廣外，也傳入了世界各地，如到八世紀(jì)從中亞傳到阿拉伯。阿拉伯人壟斷歐洲的紙市場四百年，直到公元1212年羅馬教廷征服了伊斯蘭教統(tǒng)治下的西班牙，造紙廠才在歐洲發(fā)展起來。漢朝（延續(xù)至唐朝）是我國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的第一個(gè)黃金時(shí)期。有學(xué)術(shù)價(jià)值的有《爾雅》、《勝之書》（及其后的《齊民要求》）農(nóng)學(xué)和生物學(xué)著作。張仲景的《傷寒雜病論》（后人分成《傷寒論》和《金要略》），其后有《水經(jīng)注》等水利學(xué)著作。東漢張衡在天文觀測和天文儀器方面的著作有《靈憲》、《渾天儀圖注》、《漏水轉(zhuǎn)運(yùn)渾天儀記》，儀器除渾天儀外，還有地動(dòng)儀。這個(gè)時(shí)期我國數(shù)學(xué)發(fā)展也達(dá)到了很高的水平。魏晉時(shí)期（公元260年）劉徽的《九章算術(shù)注》、（《九章算術(shù)》為公元紀(jì)元前后的數(shù)學(xué)著作，作者不詳。九章為：方田、粟米、衰分、少廣、商功、均輸、盈不足、方程、勾股，這被我國以后一千多年間作為數(shù)學(xué)教科書，而且傳至朝鮮、日本、印度、阿拉伯、歐洲。在國外，盈不足被稱為中國算法），劉徽提出了超出原著的新理論及創(chuàng)立了割圓術(shù)。其后南北朝時(shí)期祖沖之的《綴術(shù)》是唐朝數(shù)學(xué)課主要教材，但到宋朝失傳。

    漢唐時(shí)期中外的科學(xué)技術(shù)交流也是一個(gè)高潮。除去西域的絲綢之路外，以廣州為基地的對外貿(mào)易，也把中國的文明帶到了東南亞、印度和波斯灣。中國也學(xué)習(xí)了西方的科學(xué)技術(shù)、文化和宗教，但這個(gè)時(shí)期歐洲處于中世紀(jì)的黑暗時(shí)期。

    （2）宋朝是我國古代科技發(fā)展的第二個(gè)黃金時(shí)期，火藥、指南針、活字印刷術(shù)這三個(gè)發(fā)明都是在宋朝形成的，火藥沒有明確的發(fā)明者，但肯定是與我國歷古以來的煉丹家有關(guān)。13世紀(jì)我國火藥傳入阿拉伯，元朝與阿拉伯人作戰(zhàn)時(shí)就大量使用火藥武器。14世紀(jì)上半期，歐洲人在和阿拉伯人作戰(zhàn)以后，也有了火藥武器。指南針利用地磁作用，古稱“司南”。具體記載見諸《夢溪筆談》，書中指出磁偏角的存在。而后南宋曾三異在《因話錄》中談到“地螺”（羅盤）。11世紀(jì)指南針已應(yīng)用在航海上，12世紀(jì)傳到阿拉伯而后傳到歐洲，但16世紀(jì)歐洲逐漸由水羅盤、旱羅盤發(fā)展成萬向支架而超過中國。關(guān)于活字印刷術(shù)，我們從小就知道是平民畢升發(fā)明的。這信息也是源自《夢溪筆談》。但一直同時(shí)流傳著雕板印刷，直到元朝王禎（1298年）木活字工藝問題解決了，才得到迅速發(fā)展。說到活字印刷術(shù)，朝鮮的銅活字、鉛活字、法國人谷騰堡（1450年）的鉛活字印刷都受到我國的影響及不斷改進(jìn)而得到推廣。

    談到第二個(gè)黃金時(shí)期，不得不談到沈括。這個(gè)被科學(xué)史家李約瑟稱為中國科學(xué)史坐標(biāo)的《夢溪筆談》的作者，北宋人，因其活動(dòng)與那時(shí)的海州、潤州有關(guān)，所以我特別關(guān)心。58歲時(shí)（元社五年，公元1090年），他在夢溪園（今鎮(zhèn)江）開始了八年的寫作生涯，默默總結(jié)了一生的科技成果，寫成了《夢溪筆談》。該書共三十卷，分故事、辯證、樂律、象數(shù)、官政、權(quán)智、藝文、書畫、技藝、器用、神奇、異事、謬誤、雜志、藥議等17目609條，其中200多條是屬于科學(xué)技術(shù)方面的。他第一個(gè)提出陽歷與陰歷相結(jié)合，改造了渾天儀、制造浮漏和銅表（測試日影用的儀器），并寫有《渾儀》、《浮漏》、《景表》三文；他發(fā)明了“隙積術(shù)”（高階等差級數(shù)求總和的算法）；他考察研究了延境內(nèi)的石油儲(chǔ)藏和運(yùn)用，最先使用“石油”這個(gè)名字，并預(yù)言“此物必大行于世”；他有陽燧凹面鏡、凸面鏡、透光鏡及彩虹、海市蜃樓的研究成果等物理學(xué)方面的成果。更重要的是他這種晚年仍然壯心不已的精神應(yīng)該是我們科技工作者的榜樣。

    我國在宋朝及以后的元朝是代數(shù)學(xué)發(fā)展的高潮時(shí)期，有秦九韶的《數(shù)書九章》、李冶的《測圓海鏡》和《益古演段》、楊輝的《詳解九章算法》和《楊輝算法》、朱世杰的《算學(xué)啟蒙》和《四元玉鑒》。其中《算學(xué)啟蒙》是一部代數(shù)引論，對日本影響很大，但在我國明朝起就失傳了。明末徐光啟與利瑪竇合作，于1607年翻譯了歐幾里德的《幾何原本》前六章，但我國幾何學(xué)亦未形成系統(tǒng)知識(shí)。

    （3）以后歷史上從15世紀(jì)后半期（明朝）開始，西歐近代科學(xué)技術(shù)逐漸形成，我國科學(xué)技術(shù)逐漸落后。究其原因，正如申漳在《簡明科學(xué)技術(shù)史話》中提出的封建制度阻礙科學(xué)技術(shù)發(fā)展的隱患發(fā)作了，這些隱患是壓制工商、僵化哲學(xué)、奴化教育、自滿保守。有意思的是他指出我國數(shù)學(xué)由于自滿保守，未吸取先進(jìn)的印度數(shù)字；而阿拉伯吸收了印度數(shù)字，廣泛流傳，后形成了現(xiàn)在的阿拉伯?dāng)?shù)字；我國與阿拉伯來往甚多，仍沒有吸取阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)中的數(shù)字、符號、公式等；我國一直用語言文字表達(dá)的數(shù)學(xué)，由于艱深難懂，所以影響了使用、傳播和發(fā)展。

2 近代科學(xué)技術(shù)的形成

    （1）古希臘的科學(xué)技術(shù)是個(gè)黃金時(shí)期，經(jīng)過較長的黑暗時(shí)期，但十字軍東征帶來了阿拉伯文明、大學(xué)教育的形成打下了發(fā)展的基礎(chǔ)。15世紀(jì)后半期至18世紀(jì)是近代科學(xué)技術(shù)的興起時(shí)期。

    哥倫布1492年發(fā)現(xiàn)新大陸及以后航海活動(dòng)，使人們對地球有了新認(rèn)識(shí)同時(shí)也為歐洲獲得了新財(cái)富；意大利文藝復(fù)興使資產(chǎn)階級登上歷史舞臺(tái)，科學(xué)得到解放，能在古希臘科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上前進(jìn)，從德謨克利特原子論、歐幾里德幾何學(xué)、亞里士多德邏輯學(xué)、畢達(dá)哥拉斯數(shù)學(xué)和阿基米德力學(xué)中吸取營養(yǎng)，而且繼承了實(shí)驗(yàn)、觀察、數(shù)學(xué)表述和演繹等科學(xué)方法。這個(gè)時(shí)代的重要人物有達(dá)·芬奇、哥白尼、刻卜勒及奠定近代實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的伽利略。而后，科學(xué)中心轉(zhuǎn)移到英國，格雷山姆學(xué)院是最初的科學(xué)活動(dòng)中心。1660年成立了促進(jìn)物理數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的學(xué)會(huì)，確定它是一個(gè)自籌經(jīng)費(fèi)、官方批準(zhǔn)的民間學(xué)術(shù)團(tuán)體。弗蘭西斯·培根提出至今仍很流行的“知識(shí)就是力量”的口號。他提出了與以前演繹法不同的歸納法。他認(rèn)為歸納、分析、比較、觀察和實(shí)驗(yàn)室理性方法的主要條件，他重視科學(xué)的組織工作，提出“我自任搖鈴，來把其他有才能的人召喚到一起”。之后有笛卡爾，他是哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家。他確定坐標(biāo)系統(tǒng)，創(chuàng)立了解析幾何學(xué)，把物理學(xué)和幾何學(xué)、代數(shù)學(xué)以至天文學(xué)等統(tǒng)一協(xié)調(diào)起來，有了變數(shù)的概念，力學(xué)、運(yùn)動(dòng)與數(shù)學(xué)聯(lián)系起來了，從而牛頓在此基礎(chǔ)上建立了微積分，所以笛卡爾是牛頓攀登科學(xué)高峰的人梯。

    牛頓是經(jīng)典的物理學(xué)大師。他除建立了微積分外，對光學(xué)也有三大貢獻(xiàn)，即發(fā)現(xiàn)白光是由各種顏色的光組成的、制成了第一架反射望遠(yuǎn)鏡、發(fā)展了光的微粒說。另外就是在力學(xué)方面的貢獻(xiàn)了，他發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，建立了力學(xué)的運(yùn)動(dòng)三定律，使之成為完整、嚴(yán)密、系統(tǒng)的學(xué)科，從哲學(xué)的角度提出了時(shí)、空概念。

    同一時(shí)代波義耳在化學(xué)上的貢獻(xiàn)，哈維和林耐在醫(yī)學(xué)上的貢獻(xiàn)及1590年詹森發(fā)明顯微鏡，都為以后的化學(xué)、醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

    （2）近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展時(shí)期，約從18世紀(jì)中起到19世紀(jì)末期，這與兩次工業(yè)革命有關(guān)。英國紡織機(jī)和瓦特蒸汽機(jī)的發(fā)明，這是第一次工業(yè)革命。法國繼英國之后成為科學(xué)發(fā)展中心，而后法國后來居上，在以電力的廣泛使用為標(biāo)志的第二次工業(yè)革命中（19世紀(jì)70年代）成為科技發(fā)展中心（后來內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)工業(yè)上的應(yīng)用，也是由德國人奧托和狄塞爾完成）。

    這個(gè)時(shí)期各學(xué)科得到了很快發(fā)展。在實(shí)踐的基礎(chǔ)上，卡諾奠定了熱力學(xué)的基礎(chǔ)，后來發(fā)展成熱力學(xué)三定律，能量守恒和轉(zhuǎn)化定律成為了物理學(xué)的基礎(chǔ)。如果說先有熱機(jī)而后有熱力學(xué)，而電學(xué)則相反。在富蘭克林、伽伏尼、伏特、安培、歐姆之后，法拉第（1791-1867年）則是研究電磁學(xué)的關(guān)鍵人物。1831年他經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了磁作用力變化的時(shí)候，另一個(gè)線圈中就有電流產(chǎn)生，這開辟了電池之外大量產(chǎn)生電流的新道路。后來他還發(fā)現(xiàn)了磁光效應(yīng)，播下了電、磁、光統(tǒng)一理論的種子。另一個(gè)人物就是麥克斯韋（1831-1879年），他把法拉第的工作上升到理論高度，如同牛頓在力學(xué)方面一樣，他建立了兩組定量描述電磁場作用規(guī)律的方程—麥克斯韋方程組，并且預(yù)言了電磁波的存在。麥克斯韋還研究過反饋系統(tǒng)中的離心調(diào)速器，并領(lǐng)導(dǎo)建立了世界上著名的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。之后赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。這些都為后來的發(fā)電機(jī)、無線電的產(chǎn)生打下了理論基礎(chǔ)。1866年西門子工程師發(fā)明了發(fā)電機(jī)，1896年馬可尼發(fā)明了無線電報(bào)。其他發(fā)明家還有愛迪生、貝爾等人。這里筆者用愛迪生的名言來激勵(lì)大家：“天才就是百分之一的靈感加上百分之九十九的汗水”。而這汗水不只是具體科學(xué)實(shí)驗(yàn)，還包括了推廣應(yīng)用、創(chuàng)辦企業(yè)、積累財(cái)富。

    此外還有化學(xué)中門德列耶夫的周期律、李比希的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)概念、他的學(xué)生凱庫勒推測出苯的分子結(jié)構(gòu)、柏琴發(fā)現(xiàn)了合成燃料—苯胺紫（這給法國化學(xué)工業(yè)立下了大功）、諾貝爾的有機(jī)化合物炸藥等。諾貝爾按他遺囑設(shè)立生理學(xué)或醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、文學(xué)、和平五個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。于1901年起，每年12月10日頒發(fā)諾貝爾獎(jiǎng)，這為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。

    其它就是達(dá)爾文的進(jìn)化論，已廣為人知，生物學(xué)中微生物學(xué)的巴斯德（1822-1895年）的“巴氏消毒法”也廣為人知，而他在學(xué)術(shù)上的成就就不那么為人熟知了。在細(xì)胞學(xué)說的基礎(chǔ)上，他通過研究有機(jī)物酒石酸的旋光性，指出同樣的化學(xué)成分的物質(zhì)有不同的旋光性，是因?yàn)椴煌姆肿咏Y(jié)構(gòu)，并利用發(fā)酵方法，通過細(xì)菌的選擇作用破壞消旋酒石酸中的右旋酒石酸，制得了純凈的酒石酸。正是有了這些理論基礎(chǔ)，才解決了法國葡萄酒存放時(shí)間長變酸的難題，即把釀好的酒緩慢加溫至50℃殺死微生物，解決了酒變質(zhì)的問題。進(jìn)而對微生物的研究，使醫(yī)學(xué)手術(shù)面貌改變，細(xì)菌病原說、免疫學(xué)等得到發(fā)展。而這些也為生命科學(xué)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

    這個(gè)時(shí)期天文學(xué)和地質(zhì)學(xué)也得到了發(fā)展，康德提出太陽系起源的假說，拉普拉斯對其進(jìn)行了發(fā)展，用力學(xué)原理和數(shù)學(xué)方法加以論證，著有《宇宙體系論》一書。拉普拉斯也是一個(gè)數(shù)學(xué)家，用微分學(xué)注釋了牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，發(fā)展了概率論。他的拉普拉斯變換至今仍廣為人知。同時(shí)代還有兩位數(shù)學(xué)家：創(chuàng)立了變分法的拉格朗日和創(chuàng)立了畫法幾何學(xué)和射影幾何學(xué)的蒙日。

    這個(gè)時(shí)期的能量守恒定律和轉(zhuǎn)化定律、細(xì)胞學(xué)說和達(dá)爾文進(jìn)化論為三大發(fā)現(xiàn)，為唯物辯證法奠定了基礎(chǔ)。這時(shí)期已初步形成了在大學(xué)里研究基礎(chǔ)理論，應(yīng)用研究以企業(yè)為主的格局。這個(gè)時(shí)期與下一個(gè)歷史時(shí)期保持著連續(xù)性。

3 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的形成

    （1）從19世紀(jì)末至整個(gè)20世紀(jì)為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)形成和發(fā)展的時(shí)期。這個(gè)時(shí)期科技的進(jìn)步是驚人的，而且科技真正形成了生產(chǎn)力。在經(jīng)歷了兩次世界大戰(zhàn)之后美國成了科學(xué)技術(shù)中心。美國工業(yè)是在引進(jìn)歐洲技術(shù)、人才和資金的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，同時(shí)利用歐洲的科技成果又發(fā)明了電報(bào)、電話、電燈和飛機(jī)等，加之美國1859年鉆成第一口油井之后，石油工業(yè)逐漸形成，帶動(dòng)了汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等工業(yè)迅速發(fā)展，也為石油化學(xué)工業(yè)打下了基礎(chǔ)，進(jìn)而使科學(xué)和人才教育又得到迅速發(fā)展，并從兩次世界大戰(zhàn)中得到了發(fā)展。

    （2）現(xiàn)代物理學(xué)的形成，始于倫琴發(fā)現(xiàn)x射線，在此基礎(chǔ)上湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，打開了微觀世界之門，柏克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾的放射性，相繼居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙和鐳，居里夫人成了世界上第一個(gè)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的女人，而且是第一個(gè)兩次獲得該獎(jiǎng)的科學(xué)家。居里夫人在付出了繁重而艱辛的勞動(dòng)的基礎(chǔ)上從瀝青鈾礦中首先提取出釙Polonium（為了紀(jì)念她的祖國波蘭Polonia而得名），她于1910年出版了《論放射性》一書。

    盧瑟福是研究原子結(jié)構(gòu)方面的主要科學(xué)家，1899年發(fā)現(xiàn)α射線，β射線、γ射線，由于他的團(tuán)隊(duì)的努力得出了原子核的概念。他是杰出的科研組織者，他的團(tuán)隊(duì)中出現(xiàn)了不少杰出的科學(xué)家，有下面即將介紹的波爾，有發(fā)明質(zhì)譜儀（測定被測樣品離子的質(zhì)荷比）的阿斯頓（1922年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）。他們對基本粒子的研究，以至后來加速器、夸克模型及現(xiàn)代形成的高能物理，都沿著團(tuán)隊(duì)精神在不斷深入，到20世紀(jì)70年代基本粒子已經(jīng)有300多種了，而且現(xiàn)在還在發(fā)展中。這中間楊振寧、李政道因提出在弱相互作用中宇稱不守恒定律（吳健雄進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)）而獲得1957年諾貝爾物理獎(jiǎng)。丁肇中和里希特因發(fā)現(xiàn)四種夸克模型預(yù)言的粒J／ψ粒子而獲得1976年諾貝爾物理獎(jiǎng)。

    現(xiàn)代物理學(xué)愛因斯坦占據(jù)著重要的位置，他推翻了牛頓的絕對時(shí)空觀。1905年他發(fā)表了狹義相對論的論文《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》，1915年創(chuàng)立了廣義相對論，所幸當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)比光速低的時(shí)候，狹義相對論的結(jié)論和牛頓力學(xué)沒有什么區(qū)別。而在高能物理的同步加速器，射電望遠(yuǎn)鏡觀察天體等方面相對論就顯示了作用。愛因斯坦的科學(xué)道路使人們對科學(xué)創(chuàng)造中的直覺作用或中國人說的靈感等有了一定的認(rèn)識(shí)。在普朗克量子論的基礎(chǔ)上，愛因斯坦解釋了光電效應(yīng)，發(fā)展了光的微粒說。波爾是量子力學(xué)形成中的一個(gè)重要人物，形成了新的原子結(jié)構(gòu)—玻爾模型。他的團(tuán)隊(duì)—哥本哈根的理論物理研究所成了量子力學(xué)的一個(gè)大本營。他有一句銘言：“我不怕在年輕人面前暴露自己的愚蠢”。量子力學(xué)在1925年前后形成高潮，它統(tǒng)一了波動(dòng)說和微粒說，建立了描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的新的數(shù)學(xué)方法和體系，它的深遠(yuǎn)影響如在原子物理和原子能技術(shù)、固體物理和半導(dǎo)體集成電路技術(shù)、通信技術(shù)等方面，已經(jīng)為人們所知，另外就是量子化學(xué)，及應(yīng)用量子力學(xué)來研究化學(xué)的化合和分離作用方面，還剛剛開始為人們重視。

    （3）現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中天文、航空航天、原子能、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、化學(xué)、生物學(xué)進(jìn)步很大。與我們儀器儀表行業(yè)關(guān)系較大的現(xiàn)代化學(xué)中分析技術(shù)的色譜法（色層分析法），在1901年高貝爾斯法和在1903年茨維特已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，并未引起人們注意。1931年庫恩用纖維狀氧化鋁和碳酸鈣做吸附劑，把結(jié)晶狀胡蘿卜素分成兩種同分異構(gòu)體，人們稱這為吸附層析法，引起了人們注意。以后又發(fā)展了分配層析法、氣相色層分析法等，人們把利用不同組分在色層柱（色譜柱）中的擴(kuò)散速度不同而把不同組分物質(zhì)分開的分析法，統(tǒng)稱為色譜法。由于1944年已經(jīng)能測定20多種氨基酸在18種溶劑里的紙上相對移動(dòng)速度（紙上層析法）、1950年后已經(jīng)能分析出石化產(chǎn)品中的甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁烯等氣體成分（氣相色譜），所以對生物化學(xué)和石油化工的發(fā)展起了很大的作用。現(xiàn)在分析儀器除上面已說到的質(zhì)譜法、色譜法外，還有光譜法、核磁共振、x射線熒光光譜、電子能譜分析、拉曼光譜法及多種聯(lián)用技術(shù)，這是科學(xué)技術(shù)發(fā)展中不可或缺的一部分。

    下面把與21世紀(jì)關(guān)系很大的現(xiàn)代生物學(xué)敘述一下，兼提控制論等三論。孟德爾在1900年前30年發(fā)表了遺傳學(xué)定律，未引起人們重視。而30年后荷蘭的法弗里斯、德國的科倫斯、奧地利的切馬克在各自文章中都提到了這位奧地利的孟德爾的發(fā)現(xiàn)，從而揭開了現(xiàn)代遺傳學(xué)的序幕。孟德爾的豌豆雜交試驗(yàn)，在數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上提出遺傳因子的分離定律和自由組合定律，而后摩爾根對果蠅的研究在遺傳因子（后來稱為基因）和染色體的關(guān)系方面取得突破性進(jìn)展。他建立了實(shí)驗(yàn)室，形成了團(tuán)隊(duì)，為雜交育種、醫(yī)學(xué)防治遺傳性疾病及分子生物學(xué)開辟了道路。分子生物學(xué)從細(xì)胞到生物大分子特別是蛋白質(zhì)、核酸在20世紀(jì)初已為人們所知。我國1958年開始合成胰島素，1965年為世界上首次合成結(jié)晶牛胰島素。而后人們對胃蛋白酶、脫氧核糖核酸（DNA）加以研究，最終發(fā)現(xiàn)DNA中具有全部遺傳功能。物理學(xué)進(jìn)入生物學(xué)領(lǐng)域，這里出現(xiàn)了德國的德爾布魯克（波爾學(xué)生），稱為遺傳學(xué)研究中的“信息學(xué)派”。這里不能忘記控制論的創(chuàng)始人維納1948年發(fā)表的《控制論或關(guān)于動(dòng)物和機(jī)器中控制和通訊的科學(xué)》。他把對生物系統(tǒng)的研究和機(jī)器系統(tǒng)的研究聯(lián)系起來，而且用了信息、反饋的概念，提出了數(shù)學(xué)的關(guān)系，在控制論、信息論、系統(tǒng)論（包括錢學(xué)森的《工程控制論》）三論的幫助下，這無疑為量子力學(xué)學(xué)者和現(xiàn)代生物學(xué)家揭開DNA之謎起到積極的作用。故有人把控制論、相對論和量子力學(xué)稱為20世紀(jì)的三大科學(xué)成果。而維納自己認(rèn)為“作為一個(gè)數(shù)學(xué)家和一個(gè)自動(dòng)控制學(xué)家的分界線，應(yīng)當(dāng)是1935年在中國的時(shí)候”（這時(shí)他在清華大學(xué)任教，科研合作者有李郁榮教授）。由于揭開了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的秘密，分子生物學(xué)成為最有希望的學(xué)科之一。從1957年到1976年中，諾貝爾獎(jiǎng)金化學(xué)獎(jiǎng)中1/3、醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎(jiǎng)1/2的得獎(jiǎng)?wù)叨际欠肿由飳W(xué)家。作為自動(dòng)控制的學(xué)者應(yīng)該看到：通過分子生物學(xué)研究感覺、記憶、學(xué)習(xí)、思維等高級神經(jīng)活動(dòng)，正在推動(dòng)著控制論的發(fā)展，從而將使計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)得到新的發(fā)展。而化學(xué)與生物學(xué)的交匯，產(chǎn)生了更多的成果，有機(jī)化學(xué)家和生物化學(xué)家合作已經(jīng)有了研究具有生命復(fù)雜性的分子體系的能力，所以有了合成胰島素等生物大分子、生物催化劑（生物酶）、化學(xué)遺傳學(xué)的化學(xué)生物學(xué)等成果，由于生物學(xué)信息的爆炸，將會(huì)使化學(xué)家和物理學(xué)家一樣大有用武之地。

    第三次工業(yè)革命是什么，現(xiàn)在還不能下定論，但電子技術(shù)、信息技術(shù)和生物工程都在其中。

    美國在工業(yè)化過程中逐漸打下了基礎(chǔ)，教育和技術(shù)上去了，而后形成了世界科學(xué)發(fā)展中心，這是值得我們借鑒的。

4 中國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)形成初探

    （1）中國19世紀(jì)中葉之后，逐漸淪為半封建半殖民地社會(huì)，但是求索現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展之路一直在進(jìn)行當(dāng)中。

    首先是在中西方交流初期西方傳教士功不可沒，除前面說到的利瑪竇外，還有湯若望，南懷仁、白晉以及以后更多的傳教士，使中國知道世界上還有蓬勃發(fā)展中的科學(xué)技術(shù)；而后是李鴻章辦洋務(wù)，軍事工業(yè)從上海三所洋炮局發(fā)展到與曾國藩聯(lián)合設(shè)立江南制造總局，繼而建立了煉鋼廠，栗色火藥廠等，而后，逐漸籌辦了民用企業(yè)，如輪船招商局、開平礦務(wù)局、電報(bào)總局，開始設(shè)立學(xué)堂，派遣留學(xué)生出國考察學(xué)習(xí)等；留學(xué)生在中國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展中起了重要作用，1871年開始選派幼童去美國書院學(xué)習(xí)軍政、船政、步算、制造等學(xué)科，這些人中回國的有詹天佑、劉冠雄等人，還有福州船政局選派的嚴(yán)復(fù)、劉步蟾、林永升等人，而后曾國藩和李鴻章在清廷批準(zhǔn)下，又不斷派學(xué)生出洋深造，以后在不同歷史時(shí)期從未中斷。

    早期留學(xué)生嚴(yán)復(fù)是在學(xué)術(shù)上起到重要作用的人物，他在福州船政學(xué)堂學(xué)習(xí)五年，1872年畢業(yè)，1877-1879年在英國留學(xué)，回國后在北洋水師學(xué)堂工作20年。他是個(gè)翻譯家、思想家。他翻譯的《天演論》主要介紹赫胥黎的思想，一時(shí)間中國興起了“看新書”的風(fēng)潮。

    另一位就是蔡元培，1917年-1927年他任北大校長，推動(dòng)了“五四運(yùn)動(dòng)”，使得德、賽二“先生”，即民生、科學(xué)深入人心。1927年4月他提議創(chuàng)建中央研究院，1928年正式成立，他任第一任院長。這期間科學(xué)技術(shù)的雜志和學(xué)會(huì)或企業(yè)研究機(jī)構(gòu)也陸續(xù)成立，出名的有中國地學(xué)會(huì)、中華醫(yī)學(xué)會(huì)、中華工程師學(xué)會(huì)、化學(xué)工業(yè)研究室。侯德榜發(fā)明了侯氏制堿法為世界領(lǐng)先水平。當(dāng)時(shí)達(dá)到世界知名的還有華羅庚，李四光、錢學(xué)森等多位學(xué)者。到1949年中國已有205所大學(xué)（其中40所有科研能力）、40個(gè)學(xué)術(shù)團(tuán)體、中央研究院和北平研究院有20個(gè)研究所（其中大約有700名從事自然科學(xué)的科學(xué)家），1949年11月中國科學(xué)院成立。

    （2）新中國建國初期20世紀(jì)50年代從國外留學(xué)回國的科學(xué)家和科技人才，為開展世界科學(xué)技術(shù)前沿領(lǐng)域的科研工作起到了重要作用，同時(shí)我國有計(jì)劃的培養(yǎng)了大批科技人才，還出現(xiàn)了陳景潤、袁隆平等世界知名科學(xué)家。
1956年制定了12年科學(xué)發(fā)展規(guī)劃，其中有分子生物、核物理、高能物理、高分子化學(xué)、半導(dǎo)體物理、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、生態(tài)環(huán)境、空間技術(shù)等。最重要的就是“兩彈一星”這個(gè)宏偉工程。近年報(bào)告文學(xué)小說性質(zhì)的《59.6秘史》公諸于世，其中就談到我們儀器儀表行業(yè)熟知的汪德昭、王大珩等人，從中可以看出我國已經(jīng)有了一個(gè)具有中國特色的社會(huì)主義國家發(fā)展科學(xué)技術(shù)的成熟經(jīng)驗(yàn)，這對于我國今后科學(xué)技術(shù)水平的提高非常重要。科學(xué)技術(shù)落后就要被動(dòng)挨打，中國人已有了刻骨銘心的體會(huì)；而在實(shí)行市場經(jīng)濟(jì)、全球經(jīng)濟(jì)一體化中，科技進(jìn)步的甜頭，大家也已嘗到。今后科學(xué)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)之間相互作用和轉(zhuǎn)化將更快，而三者都與資金、人才、信息有關(guān)，應(yīng)該讓資金流、人才流、信息流更優(yōu)化，才能使中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展更快。

5 結(jié)束語

    （1）學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)史與奧運(yùn)有關(guān)的是人們的思想感情，國人要克服民族自卑感，增強(qiáng)民族自豪感，避免民族優(yōu)越感，歡迎客人們的到來，構(gòu)筑和諧的環(huán)境。

    （2）要用奧運(yùn)精神來推動(dòng)各項(xiàng)工作，包括科技工作，奧運(yùn)精神中更高更快更強(qiáng)及重在參與正是我們科技工作所需要的。

    （3）奧運(yùn)得金牌，發(fā)布金牌榜這是團(tuán)隊(duì)精神與發(fā)揮個(gè)人作用相結(jié)合的典范，科學(xué)技術(shù)工作也應(yīng)如此，我們團(tuán)隊(duì)精神要發(fā)揮，科技界多出金牌的人物（學(xué)科帶頭人）更是重要。

    （4）科學(xué)史的研究特別是中國科學(xué)史的研究是日久天長的事，50年代清華大學(xué)副校長劉仙洲帶領(lǐng)一批人研究中國古代科技可以借鑒。在此基礎(chǔ)上還要研究出科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力等規(guī)律、各學(xué)科的形成及相互之間的關(guān)系、確定各時(shí)期的帶頭學(xué)科、新舊知識(shí)更替規(guī)律（知識(shí)廢舊率）等，以便于科學(xué)管理。

    （5）關(guān)于科普，這與國民教育、素質(zhì)教育、人才培養(yǎng)關(guān)系很密切，這要整個(gè)科技界齊動(dòng)手才好。法拉第70歲時(shí)仍給青少年作科普講座； 愛因斯坦少年時(shí)代從一部科學(xué)通俗讀物中知道了整個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域中的主要成果和方法，這對年輕人成長來說是多么重要。這些生動(dòng)的例子很值得我們思考。傳播科學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)人們的科學(xué)世界觀，同樣離不開科普。

    最后以一個(gè)故事作為結(jié)束：現(xiàn)代奧運(yùn)會(huì)第一塊金牌的獲得者康若利的故事。他是一名哈佛大學(xué)的學(xué)生，要求去雅典參加首屆現(xiàn)代奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)。校方不批準(zhǔn)，他申請退學(xué)也不批準(zhǔn)。他下定決心，如期參加了奧運(yùn)會(huì)。說來也巧，他參加的三級跳遠(yuǎn)是第一項(xiàng)比賽，而且他得了冠軍，拿到了現(xiàn)代奧運(yùn)會(huì)的第一塊金牌。他回國后，哈佛大學(xué)校方竟然對他宣布開除學(xué)籍。而這事一直到康若利80歲時(shí)，哈佛大學(xué)才為他“平反”， 宣布他為哈佛大學(xué)博士。這是一段真實(shí)的歷史！