中国多金属结核开采技术的发展
陈新明
长沙矿山研究院长沙 410012
摘要：我国深海多金属结核开采技术的研究历经十六年的发展，基本完成了深海多金属结核开采专有技术体系的构建。
预计到2020年可具备商业开采技术储备的能力。
关键词：多金属结核开采湖上试验商业开采
0 前言
人类的生存和创造均以资源消耗为前提，利用资源的种类数量、技术水平，从一个侧面直接表达了社会生产力的发展水平。海底矿物资源的矿种多，数量大，品位富，是人类尚未充分认识和开发的战略资源宝库，开发利用潜力巨大。以多金属结核为例，其富含锰、铜、钴、镍等稀贵金属元素，平均品位分别为25.00%、1.00%、0.22%、1.30%；有资料统计，全球洋底具有商业开发价值的多金属结核700亿t。作为先驱投资者国家之一，仅我国在太平洋7.5万km2的专属经济区内，就控制了4.2亿t干结核量，其中含锰11175.52万t、铜406.40万t、钴98.49万t、镍514.42万t，预计可形成年产300万t干结核、开采周期20年的深海产业。
较之美国等发达国家而言，我国多金属结核开采技术研究起步相对较晚，但在国家大洋专项的支持和中国大洋协会的组织协调下，在过去的十六年中，由于确定的技术目标科学、采取的技术路线正确、提供的保障条件充分，仍然取得了起点高、发展快的成绩。研究工作已经历了基础研究、扩大试验研究、试验系统集成与制造、海试技术设计和单元技术升级等阶段，构架了多金属结核开采的技术模型，形成了较强的自主设计和研发能力。
1 发展战略及技术经济的研究的重要进展
1990年4月经国务院批准，大洋多金属结核资源勘探开发项目被列为国家长远发展项目，为实现该长远项目的最终目的即满足国家对有关金属的需求，中国大洋协会拟定了长远项目分两期实施的战略。并于1991年9月组织完成了大洋多金属结核资源研究开发第一期(1991-2005年)发展规划制订。该规划提出，经过十五年努力，完成多金属结核商业开采前的物质准备，解决采矿等技术难题。
1997年10月，长沙矿山研究院完成了列入原中国有色金属工业总公司重点研究项目“深海采矿技术经济研究”。该项研究取得的主要成果，一是在全面系统分析国际上重点研究的四种锰结核开采技术基础上，提出了流体提升开采技术是经济合理、最具商业开发前景的一种开采方法；二是基于西方国家有关研究资料，提出了评价商业开采的主要经济考核指标，即投资收益率必须达到15%-20%、锰结核年产量为300万t。
1999年元月，在中国大洋协会办公室组织下，协会“九五”采矿项目总师组完成了“大洋多金属结核矿产资源研究开发中试采矿系统总体设计”。该设计主要意义：其一，确定了我国了的单套采矿系统的年生产干结核的能力为150万t(我国矿区结核平均丰度比国外矿区低50%左右，商业开采时拟用二套系统作业)；其二，确定了中试采矿系统生产能力与商业采矿系统生产能力的比例为1﹕10，即年产量为15万t(年工作250天、日工作20h计)，小时生产能力30t；其三，确定了我国多金属结核采矿系统主要由自行式集矿机-水力管道提升-水面船等部分组成。该设计的完成，标志着我国第一代深海多金属结核开采技术体系的构造基本成型。
2001年4月大洋协会“十五”采矿项目总师组完成了多金属结核中试采矿系统的技术设计。
2002年1月完成了多金属结核1000m海上试验总体设计。随后于2004年11月，完成了多金属结核
1000m海上试验总体系统技术设计。设计提出的试验系统为串联系统：由履带自行集矿机—软管输送装置—中间仓—硬管输送装置—水面支持及水声定位装备组成。
2006年7月，中国大洋协会组织完成了《国际海底区域矿产资源开采技术发展战略研究报告》。报告在全面总结分析国内外深海固体矿产资源开采技术发展现状的基础上，提出了我国深海矿产资源开采技术中长期(2006--2020)发展规划。报告进一步明确了中长期发展目标、阶段任务及实施的技术路线。该报告的完成，标志着我国深海采矿技术的发展进入了一个新的发展时期。
2 工艺及关键技术阶段性的研究成果
2.1回采工艺研究
回采的基本要求是，回采效率高、集矿机采集的轨迹基本不重复交叉、集矿机和采矿船相对转向少、避免管线扭曲和沉积物云雾对集矿摄像机的影响等。多金属结核在海底呈二维分布，赋存于海底沉积物表面，根据管道提升采矿系统的特点和海底地质条件，可选择的回采方式通常有四种方式。折返式回采、阿基米德螺线式回采、重叠式折返回采、当采用全软管提升方案时，扇形折返式回采方法也被列为选择方式之一。通过专题研究，我国将折返式回采工艺确定为中试采矿系统试验的首选方案。
2.2关键技术研究
在基础研究阶段，开展的关键技术研究工作主要是：水力式、机械式、复合式集矿方法与模型机的研究；气力提升技术研究；水力提升技术(包括潜水矿浆泵、射流泵、清水泵系统)研究；轻介质提升技术研究；过程级和控制回路的研究；通用级和通讯系统的研究；多金属结核物理力学特性研究及模拟结核试样制作。通过上述研究，对多金属结核物理力学特性有了系统全面的定量表达，取得了一系列的可作为集矿、扬矿技术设计依据的技术理论成果。
在扩大试验研究阶段，进行关键技术研究工作主要是：深海采矿中试整体、集矿、扬矿、监控及动力配置系统的技术设计研究和水面系统方案设计研究；深海采矿中试集矿机构研究；自行式海底作业车的研究；深海采矿中试破碎机的研究；输送软管对集矿机行驶性能影响的研究；扬矿硬管、软管输送系统工艺和参数研究；深海采矿中试扬矿中间仓研究；自行式海底集矿机监控、测控系统研究；中试硬管、软管输送监控研究；深海采矿中试系统运动学和动力学研究；深海沉积物土工力学参数测试及测试系统研究。通过上述研究，确定了矿区开采的条件、开采规划及海上中试方案；高齿履带行走机构行驶和水力式集矿机构采集矿物的集矿机机型；潜水矿浆泵扬矿系统及其工艺流程、工作参数、设备配套方式；通过罗盘导航和声学定位对集矿机行走进行控制的方案；水下高压供电、水面低压侧软启动和控制的动力配置系统。
在系统集成与制造、海试技术设计等阶段，深入开展了大洋多金属结核采矿系统虚拟现实研究；大洋多金属结核采矿系统1000m海上试验总体系统研究；集矿机控制技术研究；深潜硬管提升电泵、软管输送泵及其潜水电机的研制；扬矿硬管及接头的研制；恶劣环境水下高精度水声定位系统研究等关键技术研究。
3 开采系统试验装备研制取得突破
完成了水下采集输送作业的单体模型设备及成套流程试验主要设备的研制。同时开展了水面支持系统设备的选型及改造设计工作。
(1) 具有自主知识产权的单体模型设备
履带自行式复合式集矿机：该机采用的集矿原理是，前后双排喷嘴冲采-链板输送分离结核。1996年由长沙矿山研究院研制成功，主要技术性能：额定生产能力5.2~8.4t/h，采集率≥80%，脱泥率≥85%，采集结核矿石粒径2~10cm，采集行驶速度0~0.95m/s，水下重量4t，空气中重量8t，总功率35kW，外形尺寸4.6 m×3.0 m×2.1m。
水力式集矿机：由长沙矿冶研究院等单位1996年研制的水力集矿机的主要特点是，采用前后双排喷嘴冲采-附壁喷嘴喷射输送的全水力集矿。其技术性能与复合式集矿机基本一样。
水下阿基米德螺线模型行驶机构：该机构由长沙矿山研究院研制，外型尺寸3415 mm×2440 mm×2100mm(长×宽×高)，总功率22 kW。
(2) 湖式采矿试验系统的主要设备
履带自行式集矿机湖试样机：该机的主要技术性能：额定生产能力30t/h，采集率≥80%，脱泥率≥85%，采集结核矿石粒径2~10cm，采集行驶速度0~1m/s，水下重量15t，空气中重量30t，总功率385kW，外形尺寸9.5 m×5.3 m×3.2m。
软管输送装置：由输送软管、中间泵站、浮力件、测控装置及附件组成。其中泵站的外形尺寸5 m×2 m×2m，空气中重量4.5t，离心砂砾泵的扬程43m，总功率140kW。
测控系统装置：由发电集装箱、配电集装箱、控制室集装箱三部分组成，总重20 t。
水面支持装备：主要设备有排水量380 t、供电能力400 kW的主试验船，以及辅助试验船、模拟结核铺撒船、服务船、环境调查船等。
(3) 浅海试验的主要设备
履带自行式集矿机中试样机：该机系湖试样机的改进完善机型。部分机构的结构设计更合理，主要技术性能基本没有变化。
中间仓：该装置包括中间仓体、给矿机、料位计、紧急排矿阀等设备与部件。
硬管输送装置：主要包括潜水电泵、扬矿硬管和升沉补偿装置。目前已完成了两级潜水电泵的研制。其主要性能：扬矿浆体流量420m3/h，提升泵扬程80m H2O。
4 实验室建设不断完善
在国家专项经费和业务承担单位积极投资的支持下，深海采矿实验室建设已完成了基础研究综合实验室的建设和扩大试验综合实验室的建设。
(1) 基础研究综合实验室的设施及功能
建于长沙矿山研究院的实验室占地面积4000m2，建筑面积500m2。主要设施有：
试验大水池：规格56m×10m×3m，地面安装有自行式地车，其承载能力为5t，主要用于模型集矿机等水下设备的功能及系统的联调试验。
试验小水池：规格20m×3m×1.8m，水池顶部安装有可移动式地车，水池两侧装有透明玻璃幕墙，西端配有旋转吊装设备。主要用于采集机构等单体设备的试验。
维修工作间及可移动式操作室：设备维修间2间，建筑面积分别为340m2和180m2，分别配装有20t 和5t起重设备和扬矿系统的动力设备、试验料仓、控制系统、试验台架、各类电气电控仪表等，可移动式控制室安装有500 kW、380/3000V发电、配电设备。
扬矿试验装置：扬矿塔架高30m，包括1个主体塔架和4组辅架。可进行管道空间状态的输送试验，包括水平、垂直、各种倾角的空间形态试验。可为集矿机与扬矿系统联调提供支持。
露天试验场：规格50m×20m，地面敷有0.5m厚的河砂，可根据要求设置沟、坎、障碍物，进行模型集矿机构的行走试验等。
该实验室不仅能完成设备的性能参数试验研究，包括模型集矿机等的可行驶性试验(地面和水池试验)、可采集性试验、物料输送试验，而且还可以完成单元技术集成试验和采矿项目部分子系统联调试验。
(2) 扩大试验综合实验室的主要设施及功能
集矿实验室：由长沙矿山研究院负责建设。新建实验室总面积8000m2，其中陆地试验场占地3200m2(80m×40m)。工作车间占地面积540m2(36m×15m)。实验水池规格为60m×50m×5m(长×宽×深)。工作间配置32t行车。该实验室可完成中试集矿机的综合试验及其它水下作业设备试验，如行走机构行驶性能试验、水下速度、方位检校试验、ROV、AUA试验及0～90°侧壁取芯试验等。
由长沙矿冶研究院负责改扩建的扬矿实验室，通过改造原试验系统的工艺、提高系统承载能力和扩展试验的功能，构造出了开环和闭环两套提升试验系统，可完成深海矿产资源的水力提升系统的综合性能提升试验研究工作。
5 湖试系统试验取得成功
2001年6月，我国的多金属结核采矿试验系统的部分子系统在云南抚仙湖进行了湖上试验。试验内容
包括模拟结核铺撒、航迹测量、集矿机及软管输送系统的下放与回收、集矿和扬矿联动作业、湖试采集系统运行的可控性等多项试验。试验成功地实现了预定的调通采矿系统工艺流程、考核成套设备运行状态等基本试验目标，最终成功地将铺撒在130m深的湖底的模拟结核采集输送到湖面的试验船上，收集到模拟结核900kg。湖试验证了我国确定的大洋多金属结核采矿系统技术的可行性。
6 结语
从国家的长远利益和当前发展的需要看，开发海底矿产资源，建立新的矿产资源供给地，是一种必然的选择。我国多金属结核开采技术经过十六年的发展，极大地缩小了与工业发达国家差距，但距商业开采的要求相差甚远。当前应在总结经验的基础上，继续着力解决好加强基础共性技术和深化关键技术研究两个方面的问题，充分利用已有技术的积累，运用现代研究理念、方法及最新技术成果，在继续完善已构建的开采系统技术模型的同时，积极开展技术创新，探索新一代的开采系统模式。通过第二期发展规划的实施，使我国的多金属结核开采技术能力，在2020年达到商业开采的要求。
参考文献
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作者简介：陈新明(1956-),男,湖北大冶人,教授级高工,主要从事深海采矿技术与装备等方面的研究。
中国古代科技发展的特点： (1)中国古代科技具有很强的实用性，服务于生产和巩固统治的需要。 (2)中国古代科技着作大多是对生产经验的直接记载或对自然现象的直观描述，具有较强的经验性。 (3)古代科学理论的技术化倾向严重，而这些技术又不具有开放性，没有转化为普遍的生产力。 国古代科技发展的特点（与西方近代科技相比） (l)．中国古代科技重经验，西方近代科技重实验。 中国古代科学从内容上看主要是应用科学，经验的终结，缺乏理论探索还处于对自然界各种现象的描述阶段即感性认识阶段，缺乏理性认识。而西方近代科学把系统观察和实验同严密的逻辑体系结合，形成以实验事实为根据的系统的科学理论。 (2)．中国古代科技重综合，西方近代科技重分析。 中国古代科技直接从现象中进行整体理论综合。只知其然，不知其所以然。西方近代科技善于分析法，把分析的实践上升到科学方法论的高度加以阐明，从而给近代科学理论提供有效方法和明确方向。 (3)．中国古代科技重实用，西方近代自然科学重理论。 中国古代科技实用性强，一般能直接满足人们的实际需要，却很少能用逻辑方法对这些经验材料进行整理，作出理论概括和分析。西方近代自然科学重理论。 (4) 中国古代科技服务于农业，西方近代科技主要服务于工业 1、源泉：我国古代人民积累的丰富的知识经验，成为了古代科技发展的源泉。 2、政治：中央集权制度为科技稳定的发展提供了条件。 3、经济：中国古代社会生产力的发展，这为科技的进步提供了经济基础。 4、政策：政府出于巩固统治的需要对科技也给予一定的关注。 5、教育：中国古代教育的发展，为科技的发展奠定了人才基础。 6、对外交往：中国古代对外交往的发展也使中国古代科技能吸收其他国家地区人民的智慧，得以进一步发展。 7、中国古代科学家探索精神是中国古代科技发展的重要因素 中国古代科技发展的特点 王永星 中国古代科技曾在一段很长的时间内居于世界前列，散发过耀眼的光芒。但它却没有孕育出近代科学，反而在明清之际变得裹足不前。是何原因呢？本文仅就中国古代科学技术发展的特点加以探讨，我们可以从这些特点上得出中国古代科学技术兴衰的一些原因。 一、“大一统型”的结构体系 所谓“大一统型”的结构体系即指中国古代科技的发展和程度与“大一统”的社会结构密切联系。如中国古代交通、通讯、军事技术、历法、土地丈量技术、绘制地图技术、皇宫建筑等，统称为“大一统”技术。如果把古代的技术成果按农业、“大一统”技术、手工业和医药技术加以分类统计，并算出各类技术在整个技术构成中所占的百分比，与大一统社会结构相联系的技术成果所占百分比，多在30%以上;而分裂时期则在13%以下，它明显地表现出“大一统”技术与大一统社会结构休戚相关。统计结果表明，历代手工业多占技术部分的30%-50% 。这样在统一时期，手工业和大一统技术的总合计分就占了整个技术部分的70%-80%，它决定了技术的水平。因此，我国的古代技术发达主要是由大一统的社会相应的地主经济所决定的。中国古代技术水平的最高峰是在宋代，这时不仅大一统的官僚政治形态趋于成熟，而且地主经济和商品经济也非常发达。当时国家征收商业税的年收入就增达2200万缗，约占部收入的1/7 。相反,魏晋南北朝时期,封建国家陷入分裂,地主经济衰落,商
大洋海底多金属结核概述【三号黑体】 【摘要】大洋底部的多金属结核中富含Mn、Cu、Co、Ni等元素的沉积矿物集合体，目前世界对铁、锰、镍、钴等有用金属元素的需求日益增大，海底多金属结核资源的经济地位也相应进一步提高，各国对海底铁锰结壳资源的研究力度加强。本篇对目前大洋多金属结核的分布、聚集的地质特点；物质成分、内部的结构构造；成矿机制和成矿模式；开采方式等进行综述性概括。总结目前国内外学者对大洋多金属结核的研究成果，以及目前对多金属结核还存在的疑惑，夯需努力探讨的问题。 【关键词】大洋海底多金属结核【小五楷体_GB2312】 一、概述【标题小四黑体】 大洋多金属结核(polymetallic nodule)是一种富含铁、锰、镍、钴等有用金属元素的洋底自生沉积矿物集合体（图一）。1873年英国“挑战者”号环球考察船在大西洋加纳利群岛之法劳岛西南300km 处的海底首次采集到多金属结核，但是直到1965年，美国学者Mero根据110个测站的样品分析结果，指出大洋多金属结核的经济价值后，人们才意识到大洋多金属结核的巨大潜在经济价值，进而 掀起了一股深海矿产资源调查热。【正文五号宋体】 图一锰结核的剖面图与实物图（引至[1]） 总体而言，它广泛分布于水深4 000~ 6 000 m深海底，丰度达5~ 18 kg/m2。含有铜、钴、镍、锰、铁、钨、钛、钼、金、银、铂等70多种元素。多金属结核中目前已知平均含量达到1×10-6km2以上的元素有50多种其中Ma、Fe、Si、Al、Ca、Mg、Na、Ni、Cu 的丰度在1% 之上，P、Ba、Pb、Zn、Sr、V、Mo、Zr、Ti 等可达100×10-6—1000×10-6数量级。Mn、Co、Mo、Ni、Pb、P、V、Fe、Sr、Y、Zr、Ba、La 等元素在多金属结核中富集程度非常高，可达到地壳丰度的几十倍到几百倍。而Si、Al、K、Ca、Mg、Na、Sc、Ti在多金属结核中的丰度比在地壳中的丰度低，元素趋于分散[5]。而锰铁元素占主要地位，目前也以铁锰结核为主要开采矿床。同时大洋多金属结核的储藏量相对惊人，据测算，其中大洋洋低主要的猛结核，分布在太平洋的锰储量达2 000亿t，相当于陆地上的57倍；而镍结核90亿t，相当于陆地的83倍；铜结核50亿t，相当于陆地上的9倍；钴结核30亿t，相当于陆地上的539倍[1]。所以对于解决目前紧缺的铜、钴、镍、锰、铁等矿产，一方面大力勘探陆地矿床，另一方面可以把部分工作从陆地上转移到海底多金属结核矿床。 二、多金属结核的主要分布、富集的地质特点 因为多金属结核广泛分布于水深4 000~ 6 000 m深海底，所以对深海多金属结核分布的调查难
海底多金属结核 1.结核的矿物性质 多金属结核是1868年首先在西伯利亚岸外的北冰洋喀拉海中发现的。1872-76年英国“挑战者”号考察船进行科学考察期间，发现世界大多数海洋都有多金属结核。 多金属结核又称锰结核，系由包围核心的铁、锰氢氧化物壳层组成的核形石。核心可能极小，有时完全晶化成锰矿。肉眼可见的可能是微化石（放射虫或有孔虫）介壳、磷化鲨鱼牙齿、玄武岩碎屑，甚至是先前结核的碎片。壳层的厚度和匀称性由生成的先后阶段决定。有些结核的壳层间断，两面明显不同。结核大小不等，小的颗粒用显微镜才能看到，大的球体直径达20多厘米。结核一般直径在5到10厘米之间，大小如土豆。表面多为光滑，也有粗糙、呈椭球状或其他不规则形状的。底部埋在沉积物中，往往比顶部粗糙。 结核位于海底沉积物上，往往处于半埋藏状态。有些结核完全被沉积物掩埋，有些地方照片没有显示任何迹象，却采集到结核。结核丰度差别很大。有些地方结核鳞次栉比，遍布70％的海底。但一般认为，丰度须超过每平方米10公斤，在不足一平方公里范围内，平均丰度要达到每平方米15公斤，才具有经济价值。结核在不同深度海底都存在，但4,000至6,000米深度赋存量最丰富。
化学成分因锰矿的种类和核心的大小和特征不同而异。具有经济价值的结核主要成分为锰（29％），其次为铁（6％）、硅（5％）和铝（3％）。最有价值的金属含量较少：镍（1.4％）、铜（1.3％）和钴（0.25％）。其他成分主要为氧和氢，以及钠和钙（各约1.5％）、镁和钾（各约0.5％）、钛和钡（各约0.2％）。 2.结核的形成机理 各类结核是如何形成的？这方面有好几种理论。两种较为流行的假说是： 水成作用成因：金属成分缓慢从海水中析出，沉淀形成结核体。据认为，水成结核的铁、锰含量相仿，镍、铜、钴品位相对较高。 成岩作用成因：沉积柱内的锰重新活动，在沉积物/水界面析出。此种结核锰含量丰富，但铁、镍、铜、钴含量较少。 提出的其他形成机理有： 热液成因：金属来自与火山活动有关的热液； 海解成因：金属成分来自玄武岩碎屑的分解； 生物成因：微生物的活动催化金属氢氧化物析出沉淀。 在结核形成期间，上述成因可能有几种是同时或相继发生的。具体而言，不论结核的成因为何，有几个因素是共同的：
中国科学技术发展战略研究院公开招聘研究人员公告 中国科学技术发展战略研究院是科技部直属事业单位。根据人力资源和社会保障部《事业单位公开招聘人员暂行规定》以及我院工作需要，拟公开招聘研究人员1人。现将有关事宜通知如下： 一、招聘岗位：科技体制与管理研究所助理研究员(十级专业技术岗位) 二、应聘条件 1.政治思想素质好，品行端正，具有良好的团队合作精神，身体健康； 2.具有全日制高校博士研究生学历和学位，专业研究方向为科技政策、经济管理、科研管理、科技法律等，具有博士后工作经历者优先； 3.具有敬业精神、研究能力强，理论基础和文字功底扎实，熟悉国家科技政策与制度，有国际合作项目组织经验或参加国际学术交流经验丰富者优先； 4.具有北京市户口（出站博士后除外）。 三、招聘程序 1.自愿报名：应聘人员须填写《应聘报名登记表》(详见附件)，在2015年5月5日17时前将((应聘报名登记表》及相关材料(包括简历、2寸免冠照片、毕业证书、学位证书、户口本等的
电子版)用电子邮件发至zhb@https://www.doczj.com/doc/fe15903841.html,。 2.资格审核：由院领导、人事干部和用人部门组成招聘工作小组，对应聘人员的资格条件进行审核，确定选择考试人选，在科技部网站(www．most．gov．cn)和我院主页(www.casted．org．cn)上公布参加笔试的人选名单和笔试时间、地点。 3.考试：考试由笔试和面试两部分组成。笔试主要测试专业知识、政策法规掌握程度等。通过笔试者，原则上按1:5的比例参加面试。面试人选及面试时间、地点将在科技部网站和我院主页公布。面试主要测试应聘人员的基本素质和能力。 4.考察：对通过面试的应聘人员，我院将对其思想政治表现、 道德品质、业务能力、工作业绩等情况进行考察，并对应聘人员资格推荐进行复查。 5.身体检查。 6.确定拟聘人员、公示招聘结果。 7.签定聘用合同。 公示后，院领导班子根据公示结果确定拟聘人员，通知本人并签定聘用合同，办理聘用手续。 四、有关注意事项 1.请应聘人员按时限要求填报《报名登记表》，过期不予受理， 恕不接待来访。 2.应聘人员在应聘工作过程中的一切费用自理。 3.笔试人选和时间、地点，将于2015年5月11日前在科技部 网站和我院主页上公示。面试人选和时间另行通知。
①科技内容上主要集中于与农业有关的农学、天文历法以及医学等方面，应用性强，但是对事物发展规律的探索不够；研究方法上，主要是对传统典籍的整理，如经验总结，缺乏实验；重视总结实践经验，轻视理论概括和抽象。 ②在科技使用上主要服务于封建农业经济的发展和大型工程的需要，缺乏将科技有效转化为生产力并成为科技进一步发展的动力和意识。 ③注重社会人文问题的探求，讲究天人合一，尊重自然，重视完善人和自然的关系。 中国古代科技长期领先于世界的原因： ①中国古代农耕经济高度繁荣，这为中国古代科技发展提供了经济基础，中国古代科技成就就是应古代农耕经济的发展的需要而产生的，是为农耕经济服务的，如科技成就主要集中于农学和天文历法方面。 ②统一多民族国家的巩固和发展，为中国古代科技的发展提供了政治保障。 ③中央集权国家的支持和政府的重视，是中国古代科技发展的重要条件。 ④继承前代科技成果，吸收其他国家和民族的优秀文明，都推动了我国科技的发展。 ⑤中国古代科技的辉煌成就就是中国古代劳动人民辛勤劳动和创造的结果。中国古代科学家是中国古代劳动人民的杰出代表。 ⑥中国古代教育的发展为科技发展奠定了人才基础。 16世纪后没能产生现代科学的原因： ①自给自足的封建经济长期占据统治地位，限制了生产力的发展，
使科技发展缺乏足够的动力。 ②封建统治者推行的重农抑商政策和后期的闭关锁国政策，进一步 限制了中国古代科技的发展。 ③17世纪以来的明清时期君主专制空前加强，以儒学为主的教育内 容，以八股取士的科举制度，都使中国古代科技缺乏足够的重视和足够的人才。归根结底是日益腐朽的封建制度导致了中国古代科技在16世纪以后走向衰落。
类别：综述 现代农业高技术的发展现状、方向和趋势 龚德平 现代农业是市场化、工业化、科学化、集约化、社会化、补贴与福利化以及可持续发展的农业。发展现代农业，就是用现代物资条件装备农业，用现代科学技术武装农业，用现代产业体系组织农业，用现代经营形式管理农业，用现代市场发展理念引领农业，用培养知识文化型农民发展农业。现代农业高技术是发展现代农业的核心。 （一）、现代农业高技术的发展现状 随着生物技术、信息技术、新材料技术等高技术的不断发展，现代农业高技术发展迅速。以生物技术、信息技术为代表的高技术不断向农业科技领域渗透和融合，逐渐形成了分子育种技术、转基因技术、数字农业技术、节水农业技术、食品加工技术、航天育种技术等农业高技术体系。 1、农业生物技术发展迅速，成为经济发展新的制高点，对科学、技术、方法、理念、产业、社会与伦理产生一系列的革命性影响。现代分子育种学与传统动植物育种技术的结合，促进了新兴分子育种技术的发展。近年来由于转基因生物对生态环境和人类健康影响尚存在一些科学意义上的不确定性，科技界纷纷把研究重点转向动、植物分子标记辅助选择技术，该技术具有高效、安全的突出优点，已经展示出部分常规育种技术无法比拟的优越性。以转基因为核心的现代生物技术产业成为当今世界发展最快、最活跃的农业高技术产业领域之一。农业生物药物技术研究取得了一
批重大突破，成为农业高技术研究领域角逐的重点领域，目前以基因重组技术为代表的生物技术是农业生物药物研究的核心技术。生物技术在理论和技术上不断取得突破，为现代农业高技术的孕育、成熟、发展创造了条件。同时，生物技术的迅猛发展，越来越直接地影响着人类的精神生活，冲击着传统的伦理观念，衍生出许多新的伦理道德问题。 2、农业信息技术与数字化技术日新月异，对传统农业的改造显示出强劲的动力。农业信息化技术与数字化技术的应用主要有数据库技术、农业专家系统、3S技术、农业网络技术以及精确农业技术等。农业专家系统最早于1986年出现在美国，现在专家系统通过网络传送到田间和饲养场正成为一种趋势；以3S技术（遥感技术、地理信息系统、全球定位系统）与精确农业技术为基础的精确农业已经成为当今世界农业发展的新潮流；农业现代高技术装备迅速地吸收应用电子与信息技术、新材料技术发展成就开发出智能、高效、多功能和大型化农业现代装备。与此同时，农业信息技术与数字化技术的不断发展，对社会物资生活、精神生活方式、以及人类物资、精神文明空间的拓展与延伸产生深刻的变革。 3、高技术引领驱动和支撑农业生产方式转变，成为世界现代化农业发展的根本标志。现代生物技术、信息技术和新材料技术的迅猛发展，为解决农业资源高效利用、生态环境保护等现代农业综合发展问题提供了新的技术途径，农业资源利用与生态环境技术研究主要集中在节水农业技术、新型肥料技术、农业废弃物综合利用技术等方面。目前节水农业研究的目标是不断提高作物水分利用率和利用效率，依据作物生理需水确定作物用水；在新型肥料技术方面，目前主要研究主要集中在纵横向动态平衡施肥
大洋锰结核矿成因之谜 海底锰结核是由英国人首先发现的。1873年2月18日，英国“挑战者”号考察船来到加那利群岛西南约300千米的海面进行海底取样调查。结果从海底捞上来几块像黑煤球的硬块。船上的几位科学家准都没有见过这种“黑色的卵石块”。后来，这些“黑卵石块”送回英国。经过化验分析，才知道它不是化石，而是含有大量锰，铁、铜、镍、钴等元素的矿石。后来，人们给这种矿石起名叫“大洋锰结核”或“大洋多金属结核”等。由于锰结核矿大量存在于世界各大洋之中，是海洋中最有价值的矿产，所以进入70年代后，世界上有条件的海洋国家，投以巨资，对大洋锰结核矿进行调查，研究其开发的可能性。 尽管人们已经花了大量的人力和物力去研究海底锰结核，然而大洋锰结核的成因之谜，仍未解开。科学家提出种种成因假说，但是，每种假说都有其不够完善的地方。 关于锰结核成因问题的研究，主要是围绕着三个问题进行：什么是锰结核构成元素供给源？锰结核的沉积地点是怎样形成的？锰结核的生长机理是什么？ 关于锰结核的金属供应源问题、科学家提出四种方式：一是大陆或岛屿上岩石风化后分解出了金属离于，被风或是河流带入海洋。二是海底火山、海底风化和水溶液可以为锰结核提供所需的金属元素。三是海水本身是盐类溶液，它可能是最重要的金属元素供应源。四是宇宙尘埃等外空物质也能形成锰结核的元素供给源，尽管它的数量不大。 这些元素通过各种渠道和不同的搬运方式，来到具备形成锰结核的”核”上，经过漫长的岁月，形成了结核，最后形成大小不等的锰结核。在研究这些金属元素的搬运方式上，科学家们没有多大的争议，大家都赞成是通过海水溶解后来到锰结核的“核”上的。然而，科学家对锰结核的生长机理，却存在着较大的分歧。围绕着锰结构的生长机理，人们提出了种种的理论模式，概括起来，主要有三种：第一种为自生化学沉积假说，或者叫作接触氧化和沉淀说。这种观点认为，当海底的pH值增高时，氢氧化铁便会围绕一个核心进行沉淀，氢氧化铁的沉淀物可吸附锰离子，并且产生催化作用，促使二氧化锰不断生成。这种解释虽给人以启发，但是它仍有不完备的地方。第二种假说是生物成因说。这种理论的根据是，用扫描电子显微镜观察锰结核的表面和内部细微构造时，发现结该的表面有很多由底栖微生物形成的空管和微窟窿，当其形成管子时，摄取了大量的微结核于壳内。第三种假说是火山活动说。这种理论认为，人山爆发喷发出大量气体，在气体从熔岩中析出过程中，伴随着大量的锰、铁、铜及其他微量金属。这些微量金属进入海水中后，沉淀出铁的含水氧化物，使锰和其他金属经过氧化富集、淀，形成锰结核矿。对于这种假说，有人提出：很多非火山活动海域内，也发现大量的锰结核，这又该做何种解释呢？
现代生物技术产业化发展的现状与趋势 摘要：综述了现代生物技术的发展现状，介绍了农业生物技术的疫苗、工业生物技术、医药生物技术及其在生物技术领域中的应用情况，介绍了生物技术领域重点攻关课题研究进展，展望了今后的发展方向。 关键词：现代生物技术产业化现状与趋势 1 前言 生物技术也称生物工程，它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言，生物工程技术包括转基因植物、动物生物技术、农作物的分子育种技术、医药生物技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等。当前，世界生物技术发展已进入大规模产业化的起始阶段，蓬勃兴起和迅猛发展的生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等领域，正在促使生物产业成为世界经济中继信息产业之后又一个新的主导产业[1]。 现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志，以世界上第一家生物技术公司——Gene-Tech的诞生（1976）年为纪元[2]。此后，越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域，并取得了许多重大的进展。至此，以基因工程为核心的技术上的革命带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展，形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。生物技术的最大特点是具有再生性，可以循环利用生物体为操作对象，在节约原材料和能源方面有巨大的潜力，而且投资少、周期短、经济效益大，并且没有污染。他是推动经济发展、社会进步的一项关键技术，在解决人类社会面临的一系列重大问题，如粮食、健康、环境和能源方面已经取得并将取得更大进展，对促进社会经济诸领域的发展有着不可估量的影响。 2 全球现代生物技术的发展现状 产值继续增长 2013年，全球生物工程药品市场规模为2705亿美元，2014年增长至3051亿美元。基于疾病诊断和治疗对重组技术、医药生物技术以及DNA测序技术等的需求不断增加，全球生物技术市场预计以%的年复合增长率增长，至2020年全球
021111班徐冠宇02111062 古代中国科学技术的发展特点 内容摘要： 一．中国是世界文明发达最早的国家之一，中国古代的科学技术成果作为中华民族灿烂文化的一个重要组成部分 二．我国古代科学技术的发展，呈现出其延续性 三．与农业关系密切的学科更多地得到发展 四．古代中国形成了大一统的技术结构 五．古代中国形成了独特的实用科学体系 六．注重实用,理论薄弱 正文： 中华民族的科技活动有着悠久的历史，曾经为人类发展作出过巨大的贡献，并且在16世纪中期以前一直处于世界科技舞台的中心。公元1世纪初期的西汉时期，中国人发明了造纸术，公元105年左右中国科学家蔡伦又改进和提高了造纸技术，从而使造纸技术在中国迅速推广开来。公元3世纪左右，中国人发明了瓷器，这一技术在11世纪传到波斯，由那里经阿拉伯于1470年左右传到意大利以及整个欧洲。到唐朝，中国科学家发明了火药，并在公元9世纪首次将其用于战争之中。在11世纪中期的宋朝，中国科学家发明的指南针和活字印刷技术得到了广泛的应用。中国古代科学技术成就几乎全是中国人自己独自创造出来的，正是这种独创的科技成就的长期发展，历代继承，才形成了中国古代的科学技术体系。中国古代的科技成果不仅对于中华民族几千年来屹立于世界民族之林做出了重大的贡献，而且对东方各国乃至西方各国科技的发展都产生了重要影响。 1．我国古代科学技术的发展，呈现出其延续性 我国的科学技术自两汉而后，经魏晋南北朝的充实和提高，到隋唐五代技术发展，并呈现一股继续高涨的趋势。这种趋势因宋元时期经济发展、文化昌盛、理学形成、战争和其他需要而得到强化。统治阶级为满足自身、政权和社会对科学技术的多方面需要，通过完善教育体系，举行多元化考试，奖励发明创造和培养扶植科技人才等措施，助长、推动和促进了科技的发展，而安定与富裕的社会环境和发达的出版业则又提供了良好的研究条件。国内各民族之间的文化交流与国外的文化交流，也加速着科技的发展。这一切使宋元时期成为中国古代科技发展的黄金时代，不论天文、地学、生物、数学、物理、化学均有突出成就。 在中国这块疆土上产生的古代科学技术,几千年来一直在延续地发展着.总的进程未曾中断,受到外来的影响不多,在这方面与其他国家的古代科技文明不甚相同。古代埃及、两河流域、古印度和古希腊,在奴隶社会都创造过辉煌的科技成就,但都在外族入侵或不明的原因下中断,未能在后来的封建社会中延续。古代阿拉伯则完全是在外来文化的基础上发展自己的科学技术。而古代中国的科学技术发端于本国的奴隶社会,进入封建社会后,虽时缓时速,但一直在继续发展,直至近代西方科学技术传入后才逐渐衰落。其延续发展的时间跨度之大,是世界上绝无仅有的 2．与农业关系密切的学科更多地得到发展 由于我国古代的封建经济主要是农业经济，国家又采取重农抑商的政策，因此，与农业关系密切的学科，如天文学、农学、地学、医学等在中国古代都得到较大的发展。先秦以来，一直强调以农为本，编造历法，授民以时正是历代王朝必须从事并给以极大
关于生物技术在食品领域中的运用和前景 摘要：在追求绿色生态环境、和谐社会建设的过程中，人们更加重视自身生活的综合质量，因此，在饮食方面更注重选择纯天然、绿色等种类，并且在购买各类食品的过程中，会十分关注其是否含有添加剂、色素等，但是以往的食品制作过程，为了使得所生产的食品的卖相更加好看，难免存在不同程度的安全问题，但随着生物技术的研发、进步以及其在食品生产等领域中的实际应用，使得这一问题能够有所缓解，可以将食品的安全性能与营养价值提升到较高的层面。对此，本文将探究有关生物技术在食品领域中的运用以及今后的发展前景。 关键词：生物技术；食品安全；绿色；价值；应用； 生物技术作为一种新兴的技术，尽管其发展的历程不是特别悠久，而且应用的领域还有待进一步扩展，但其在短暂的时间里依然取得了不错的成绩，并且获得人们的青睐，当然，其总体的发展情况与西方发达国家相比还存在较大的差距，但这更成为发展过程中的一大动力，近来，食品安全问题屡见不鲜，在某种程度上引起了人们的饮食恐慌，将生物技术科学有效的应用到食品生产等不同的领域可有效解决这一问题，下文将进行详细的分析。 一、生物技术概述 （一）概念探究 目前，人们所认同的现代生物技术发展的理论基础为分子生物学，并在其现有根基上形成的新型生物种类或新型生物机能的高新技术，综合了生物学理论知识与现代科学技术两者的优势[1]。 首先，其能够优化食品原材料的选择。即借助基因重组或DNA改良等技术将动植物等自身原有的结构发生改变，从而获得更有价值的食品材料。与此同时，
还可以有效缩短食品制作所需的时间，提高食品质量；其次，当综合运用生物技术与其他新兴技术时，可以更好的对食品安全性能进行检测。以包含基因芯片、蛋白质芯片为代表的生物芯片技术来讲，在现有生物探针的帮助下这些芯片可以参照特殊的方式进行有序排列，这样便可以形成具备反应特性的“固相载体”，当条件成熟时，那些经过荧光标记的待检测的食品与其发生反应时，便能够检测出食品的安全性能程度。 （二）特征分析 第一，实践第一的特性。尽管生物技术是在理论发展的基础上经过一步步尝试形成的，但其余其他学科知识的发展具有紧密的关系，而且其生物技术的好坏最终要在食品等行业的实际应用中才可以加以检测，目前其已经在食品生产与加工、医疗卫生保健等各方面均取得了一定的成效[2]。 第二，不确定性较大，难以有效的进行控制。利用各种菌类细菌完成食品的发酵工作已经在实际食品生产中得到了广泛的应用，但这项技术实施的一个前提要求便是“环境因素”，一旦量或某种因素把控不当，就有可能出现大规模微生物污染现象的发生，甚至可能会引发不同程度的病毒与传染性细菌的扩散（如果所用的菌类属于病毒或传染性细菌的话），那么后果将不堪设想。 第三，自身发展存在弊端。这主要是由于生物技术自身的成长历程较为短暂，还属于一门新兴技术，所以在应用过程中还存在一些弊端。例如，克隆技术、基因重组技术等确实能够带来一定的好处，但是否会出现生物入侵等突发性问题还存在很大的不确定性[3]。 二、食品领域的发展现状与问题分析 （一）发展现状探究
中国古代科技发展简史 科学技术的定义 科学技术史是关于科学技术的产生、发展及其规律的科学。科学技术史既要研究科学技术内在的逻辑联系和发展规律，又要探讨科学技术与整个社会中各种因素的相互联系和相互制约的辩证关系。因此，科学技术史既不是一般的自然科学，也不同于一般的社会历史学。它是横跨于自然科学与社会科学之间的一门综合性学科。 科学技术萌芽时期 中国科学技术的萌芽时期为旧石器时代和新石器时代。中国是世界早期 人类文明的发源地之一，是世界上最早使用火，发明弓箭和陶器、出现陶器 农牧业、观察天文、开创医药的地区之一。开始利用蚕丝制作丝绸。 先秦时期 夏商周时期奠定了中国科学技术的雏形。这时中国进入了青铜时代，青 铜器的铸造冶炼技术非常高超，同时也出现了原始的瓷器。到了春秋战国时期， 中国古代科学技术体系基本奠定。广泛使用铁器，同时还出现了炼钢技术和铸 铁柔化技术。《夏小正》成书，是中国现存最早的一部农事历书。有大规模的水 利工程，包括都江堰、郑国渠等。创造十进位制。发明筹算，能进行四则运算 以及乘方，开方等较复杂运算，并可以对零、负数和分数作出表示与计算。有学 者认为，筹算促成了印度－阿拉伯数字体系。创造九因歌，为世界上最简便的 乘法表，直到今日还在使用。出现了世界上最早的星表之一。测定了比较精确 的回归年长度。中医学理论初步建立。 秦汉时期 中国古代的各个科学技术已经趋于成熟。农业上的轮作制已经确立。中
医学著作《神农本草经》、《伤寒杂病论》面世。《九章算术》确定了中国古代的数学体系。造纸术已被发明并且得到了重大改进。造船技术已经非常成熟。长城的建造体现了中国当时建筑技术的发达。张衡发明候风地动仪，是世界上最早的地震仪。已有牵星导航技术（过洋牵星术）。发明抽水马桶，是世界上最早使用抽水马桶的国家。 魏晋南北朝时期 刘徽、祖冲之、张子信等对数学和天文学做出了很大贡献。裴秀提出的制图六体，创造了中国古代地图学的基础理论。贾思勰的《齐民要术》标志着农学的成熟。王叔和的《脉经》、皇甫谧的《针灸甲乙经》、陶弘景的《神农本草经集注》丰富了中医学体系。葛洪在炼丹上的研究，对中国原始的化学做出了贡献。马钧在机械制造方面的成就代表了中国古代机械制造的水平。解飞、魏猛变制造出世界上最早的车磨。 隋唐、两宋时期 宋朝科技隋唐时经济文化发达，使科学技术得到了很大发展。到两宋时，中国古代的科学技术发展达到了高峰。 元朝时期 阿拉伯与波斯科学技术传入中国。翻译诸如托勒密的《天文大集》、伊本·优努斯（又译作尤尼）的《哈基姆星表》（又译作《哈基姆历数书》）等天文学著作。中国人在此时开始使用阿拉伯数字。元世祖至元十七年（1280年），王恂与郭守敬等完成编制《授时历》。《授时历》以365.2425天为一年，与地球绕太阳一周的实际时间只有26秒的差距。1303年，朱世杰著成《四元玉鉴》，将“天元术”推广为“四元术”（四元高次联立方程），并提出“消元”的解法。朱世杰
生物技术的应用和发展前景 伴随着生命科学的新突破，现代生物技术已经广泛地应用于工业、农牧业、医药、环保等众多领域，产生了巨大的经济和社会效益。 （一）生物技术的应用 1、生物技术在工业方面的应用 食品方面 首先，生物技术被用来提高生产效率，从而提高食品产量。 其次，生物技术可以提高食品质量。例如，以淀粉为原料采用固定化酶(或含酶菌体)生产高果糖浆来代替蔗糖，这是食糖工业的一场革命。 第三，生物技术还用于开拓食品种类。利用生物技术生产单细胞蛋白为解决蛋白质缺乏问题提供了一条可行之路。目前，全世界单细胞蛋白的产量已经超过3000万吨，质量也有了重大突破，从主要用作饲料发展到走上人们的餐桌。 材料方面 通过生物技术构建新型生物材料，是现代新材料发展的重要途径之一。 首先，生物技术使一些废弃的生物材料变废为宝。例如，利用生物技术可以从虾、蟹等甲壳类动物的甲壳中获取甲壳素。甲壳素是制造手术缝合线的极好材料，它柔软，可加速伤口愈合，还可被人体吸收而免于拆线。 其次，生物技术为大规模生产一些稀缺生物材料提供了可能。例如，蜘蛛丝是一种特殊的蛋白质，其强度大，可塑性高，可用于生产防弹背心、降落伞等用品。利用生物技术可以生产蛛丝蛋白，得到与蜘蛛丝媲美的纤维。 第三，利用生物技术可开发出新的材料类型。例如，一些微生物能产出可降解的生物塑料，避免了“白色污染”。 能源方面 生物技术一方面能提高不可再生能源的开采率，另一方面能开发更多可再生能源。 首先，生物技术提高了石油开采的效率。 其次，生物技术为新能源的利用开辟了道路。 1、生物技术在农业方面的应用 现代生物技术越来越多地运用于农业中，使农业经济达到高产、高质、高效的目的。 农作物和花卉生产 生物技术应用于农作物和花卉生产的目标，主要是提高产量、改良品质和获得抗逆植物。 首先，生物技术既能提高作物产量，还能快速繁殖。 其次，生物技术既能改良作物品质，还能延缓植物的成熟，从而延长了植物食品的保藏期。第三，生物技术在培育抗逆作物中发挥了重要作用。例如，用基因工程方法培育出的抗虫害作物，不需施用农药，既提高了种植的经济效益，又保护了我们的环境。我国的转基因抗虫棉品种，1999年已经推广200多万亩，创造了巨大的经济效益。 畜禽生产利用生物技术以获得高产优质的畜禽产品和提高畜禽的抗病能力。首先，生物技术不仅能加快畜禽的繁殖和生长速度，而且能改良畜禽的品质，提供优质的肉、奶、蛋产品。其次，生物技术可以培育抗病的畜禽品种，减少
简述中国古代科学技术发展的特点 内容摘要： ①古代中国独自创造了举世瞩目的科学技术成就，中国古代科学技术的成就在首创性、历史连续性、全面多样性上都是举世瞩目的 ②我国古代科学技术的发展，特别是科学思想的发展，既有连续性，又显示出阶段性高潮的特点 ③经验性、描述性、实用性与本土化是我国古代科学技术的一个突出特点 ④与农业关系密切的学科更多地得到发展是我国古代科学技术的又一特征 ⑤官办为主是中国古代科技发展史上的另一特点 ⑥适合封建政治观念需要的科学文化在封建社会的框架内得以延续。 ⑦整体观，与西方科学注重分析不同，中国传统科技重整合，重从整体上把握事物，重事物的结构、功能和联系 ⑧古代中国形成了独特的实用科学体系 ⑨古代中国形成了大一统的技术结构 ⑩中国古代的科学技术的发展有其显著的优点，也存在着明显的不足，这也决定了它未来的发展趋势 中国是世界文明发达最早的国家之一，在长期的发展中，创造了
灿烂的古代文化。中国古代的科学技术成果作为中华民族灿烂文化的一个重要组成部分，同样有着惊人的辉煌历史，并处于当时那个时代的世界最前列。中国古代的科技成果不仅对于中华民族几千年来屹立于世界民族之林做出了重大的贡献，而且对东方各国乃至西方各国科技的发展都产生了重要影响。 中国古代科学技术成就几乎全是中国人自己独自创造出来的，这一点与古希腊科学技术的发展不同，古希腊的早期科学如几何学、天文学中的很多东西是从河流文明古国那里学来的。正是这种独创的科技成就的长期发展，历代继承，才形成了中国古代的科学技术体系。著名英国科技史家李约瑟博士在他所著的《中国科学技术史》的序言中曾对此做出了公正的评价，他说：“中国的这些发明和发现往往远远超过同时代的欧洲，特别是在十五世纪之前更是如此（关于这一点可以毫不费力地加以证明）。” ㈠我国古代科学技术的发展，特别是科学思想的发展，既有连续性，又显示出阶段性高潮的特点 我国古代社会从五帝、夏、商、周、春秋战国直至清末，凡4000年，一直绵延不断，既不曾发生过像罗马帝国那样中断无继的历史悲剧，也不曾经历西欧中世纪的黑暗时代。这就使我国古代科学技术的发展得以世代相传、连续积累，并在这个基础上走向自己的巅峰。 然而，在4000年漫长的历史长河中，春秋战国、两汉（尤其是东汉）与宋元（尤其是北宋）时期，中国古代科学技术的发展基于政治、经济、文化、社会等方面的内外因素又都显示出阶段性的高潮。
收稿日期：２００６－０６－２３ 基金项目：天津市科技发展规划项目，天津市自然科学基金项目（０２３６１４２１１，０５ＹＦＪＭＪＣ１４４００），天津市农业科技成果转化与推广项目 （０５０４０１８） 作者简介：邱苗苗（１９８２－），女，硕士研究生，研究方向：生物技术 通讯作者：杨静慧，教授，博士，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉｎｇｈｕｉｙａｎｇ２＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ，０２２－２３７８１５１７ 如果过去２０年是信息时代的话，那么２１世纪将成为生物技术时代，生物技术产业将以空前的速度发展和膨胀。当今生物技术爆发出的能量正在显著地推动农业、医药、信息、工程和工业工艺向更加高效和环保的方向发展，生物技术产业即将走向成熟和集约化大生产。所以对生物技术发展进行趋势预测将会对科研和生产产生积极的影响。 １生物技术的主要趋势预测 高通量成像系统、基因组学、蛋白质组学和分 子育种的相互促进将有助于生物技术产业以空前的速度发展和膨胀。 １．１人类医学领域的生物技术预见 分子育种、药物基因组学、干细胞技术将使医 学的治疗过程更加人性化。分子育种技术将促进发展高灵敏性的产品，这些药品能够更准确的满足患 者的需要；以药物基因组学为基础的治疗技术将会提高治疗的准确性，利用这些药品可对具体病人进行针对性的治疗；结合了反转录病毒治疗的胚胎干细胞治疗技术可以产生新的器官和组织，可以逐渐替代老化或患病的器官，甚至可以减慢或阻止分子老化［１］。目前，生物技术产品将开始离开实验室进人大规模的商品化生产［２］。 １．２农业生物技术领域的生物技术预见 今后会出现更多的适应性强的作物品种，也会 提高地球的承载力。农作物产品的营养会更加全面，可食用的疫苗可以免疫病毒。遗传学和基因工程学会将作物的育种周期缩短到原来育种周期的百分之一甚至是千分之一［１］。人们将利用植物大规模的生产口服疫苗、工业用酶、脂肪酸、芘物等，此外，通过基因工程的方法可以用植物生产生物塑料 生物技术发展趋势与预测 邱苗苗１ 张伟玉２杨静慧２曾明１黄俊轩２李建科２ （ １ 西南大学园艺园林学院，重庆４００７１６；２天津农学院园艺系，天津３００３８４） 摘要：预测了未来１０～２０年内生物技术在人类医学领域、农业生物技术领域、工业生物技术领域、生物计算学领 域、材料学领域、生物工程领域和环境生物工程领域的主要发展趋势，对生物技术的发展进程也作了预测，并对生物技术在人类疾病治疗方面、农业领域、工业领域、数学领域、材料学科、生物工程方面和环境生物工程领域作出了实际预测。 关键词： 未来 生物技术 趋势 进程 预测 ＴｈｅＦｏｒｅｃａｓｔｏｆＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅＦｕｔｕｒｅ ＱｉｕＭｉａｏｍｉａｏ１ＺｈａｎｇＷｅｉｙｕ２ＹａｎｇＪｉｎｇｈｕｉ２ＺｅｎｇＭｉｎｇ１ＨｕａｎｇＪｕｎｘｕａｎ２ＬｉＪｉａｎｋｅ２ （１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＬａｎｄｓｃａｐｅ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４００７１６；２ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８４） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅｔｒｅｎｄｓｏｆｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｗａｓｆｏｒｅｃａｓｔｅｄｉｎｔｈｅｈｕｍａｎｍｅｄｉｃａｌｆｉｅｌｄ，ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇｓｃｉｅｎｃｅｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｍａｔｅｒｉａｌｓｃｉｅｎｃｅｓ，ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｆｉｅｌｄｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｍａｊｏｒｔｒｅｎｄｓｉｎｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｏｕｒｓｅｏｆｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓａｌｓｏｆｏｒｅｓｅｅｎ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｆｏｒｅｃａｓｔｅｄａｃｔｕａｌｌｙｉｎｈｕｍａｎｄｉｓｅａｓｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｒｅａｓ，ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｆｉｅｌｄ，ｍａｔｅｒｉａｌｓｓｃｉｅｎｃｅｓ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｉｅｌｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ＦｕｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＴｒｅｎｄｓＣｏｕｒｓｅＦｏｒｅｓｉｇｈｔ 生物技术通报 ＢＩＯＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＢＵＬＬＥＴＩＮ ?技术与方法? ２００７年第１期
【导读】科学技术是第一生产力，是经济和社会发展的首要推动力量。我国政府十分重视科学技术的建设与发展，并在不同历史发展时期内制定出了一系列科学技术政策，对提高社会生产力、增强我国综合国力、提高人民生活水平、加速全社会的科技进步具有极其重要的战略意义。值此全国科技创新大会召开之际，中国科技网为读者全面梳理和回顾改革开放以来我国科技政策的发展历程，在时间的脉络中理清中国科技事业发展走过的不平凡的历程。 以1978年3月全国科学大会为标志，我国科技政策发展进入了一个全新的时期。邓小平同志在大会上发出“树雄心，立大志，向科学技术现代化进军”的号召，明确提出“科学技术是生产力”、“四个现代化，关键是科学技术现代化”、“知识分子是工人阶级的一部分”等科学论断，在科技领域拨乱反正，迎来了中国科技事业的春天。 改革的时代呼唤 1978年以前，我国学习苏联，实行计划式科技体系，为社会、经济发展和国防建设解决了一系列重大科技问题，大大缩小了我国科学技术与世界先进水平的差距。然而，20世纪70年代末，世界新技术革命浪潮涌动，科技成果迅速推广应用，带来社会生产力巨大变革。国与国的竞争由单一的军事竞争、经济竞争转向为以科技为核心的综合国力竞争。我国的科技竞争力与西方国家相比，差距不断扩大。[详细]
首次提出科学技术是生产力 邓小平在1978年全国科学会议开幕式的重要讲话集中体现了新时期中国科技战略思想的重大转折。他重申了要实现“四个现代化，关键是科学技术的现代化”，指出“没有科学技术的高速度发展，也就不可能有国民经济的高速度发展”，重申了科学技术是生产力这一马克思主义的观点，明确了知识分子是工人阶级的一部分，指出要提高我国的科技水平，“必须坚持独立自主、自力更生的方针。但是，独立自主不是闭关自守，自力更生不是盲目排外。”[详细] 科技工作明确了发展方向 《“六五”国家科技攻关计划》是我国第一个被纳入国民经济和社会发展规划的国家科技计划，标志着我国综合性的科技计划从无到有，成为我国计划体系发展的里程碑。此后，国家又陆续实施了重大技术装备研制计划、国家重大科学工程、国家技术开发计划、国家重点实验室建设计划、国家重点工业性试验项目计划、国家重点新技术推广项目计划等。[详细] 随着国家对整个国民经济进行调整，科技工作的方针和政策也开始调整。中共中央提出了“经济建设要依靠科学技术，科学技术要面向经济建设”的科技发展方针，社会与经济发展对科学技术提出了多层次、多元化的要求。1985年3月中共中央发布了《中共中央关于科学技术体制改革的决定》，1978年以来科技界自发进行的、探索试点的阶段进入到有领导、有步骤、有组织的全面展开的阶段。 经济发展要求科技进步 改革开放后，随着经济体制改革的日益深化，高度集中的科技体制固有的弊病逐渐显露出来。科学研究、技术开发与生产脱节，技术转移的环节严重受阻。生产中急需解决的技术问题不能很快反映到研究课题中来，科研成果也不能很快应用到生产中去。科技与经济“两张皮”现象严重。国家用行政手段直接管理过多过死，不利于激发科研机构的活力，也抑制了科技人员的积极性和创造性。[详细]
中国古代科技发展史 摘要：中国科技发展史是世界文明史的重要组成部分，以其独一无二的相对连续性呈现出顽强的生命力。漫长的中国古代社会在发展过程中孕育了无数灿烂的科学、技术和文化成果，成为古代世界许多重要发明和发现的故乡。 关键词：古代；科学技术；科学思想；特点 科学技术发展史是人类认识自然、改造自然的历史，也是人类文明史的重要组成部分。今天，当人类豪迈的飞往宇宙空间，当机器人问世，当高清度数字化彩电进入日常家庭生活，当克隆羊多利诞生惊动整个世界，当人们在为现代科学技术的神奇功能而叹为观止的时候，你是否了解中国古代科学技术的贡献与影响呢？ 它的发展从远古时代原始积累，春秋战国奠定基础，两汉、宋元两次高潮，中经魏晋南北朝的充实提高和隋唐五代的持续发展，至明万历以后虽比诸同时期的西方已经大为落后，但仍有缓慢进展，也出现了一系列集大成的著作，传统科学思想从高峰走向总结。综观整个发展历程，16世纪以前的中国科学技术一直处于世界领先地位。传统科学思想和科学技术的突出成就正是我国古代的科技先驱辛勤耕耘、善于观察、长于思索、勇于探究，注重整合、联系实际的产物，闪耀着我们中华民族智慧的光辉，对世界文明作出了巨大的贡献。马克思就曾经指出：“火药、指南针、印刷术这是预告资产阶级社会到来的三大发明。总的说来变成科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的杠杆。” （一）我国古代科学技术的发展，特别是科学思想的发展，有连续性，又显示出阶段性高潮的特点。 我国古代我国古代社会从五帝、夏、商、周、春秋战国直至清末，凡4000年，一直绵延不断，既不曾发生过像罗马帝国那样中断无继的历史悲剧，也不曾经历西欧中世纪的黑暗时代。这就使我国古代科学技术的发展得以世代相传、连续积累，并在这个基础上走向自己的巅峰。世界著名科学史家李约瑟曾把中国古代各个时期的重要科技成就作为纵线，世纪年代作为横线，制作了一幅科技发展的示意图，它清楚地表明：无论是以前4000年，还是近500年来，中国科学技术“事实上一点没有退步”；而是“一直在稳缓地前进”。他在《中国与西方的科学与社会》一文中还指出：“我常喜欢用一种相对来说缓缓上升的曲线来说明中国的演变，显然这曲线比欧洲同一时期，譬如说公元二世纪至十五世纪的演变过程的曲线上升得高，有时高得多。” （二）经验性、描述性、实用性与本土化是我国古代科学技术的一个突出特点。 我国古代科学技术特点是在封建社会初创的秦汉时期形成的，从建立与巩固新的封建秩序出发，要求科学技术直接为发展生产服务就成为必然的事，因此它更多地具有实用性的色彩。秦统一我国后，出现了“焚书坑儒”事件，“所不去者，医药、卜巫、种树之类”，意思是那些有实用价值的书要保留，也就是说科技的实用性还是受到重视的。汉承秦制，这部分科技遗产当然会被继承。科技的实用性被固定下来了，但有所不同的是，与此同时，把秦始皇打击的儒家树立为统治思想，西汉作为整理已有科技知识的重视时期，像医药、天文历