周光召（1929~ ），理論物理、粒子物理學家，中國科學院院士，中國科學技術協會主席。60年代從事核武器理論研究，對我國第一顆原子彈、第一顆氫彈和戰略核武器設計作出了重大貢獻

　　現在一般的提法90年代是信息時代，這還不全面。因為微電子學、光電子學、計算機科學、數學和其他綜合發展的結果，會產生像自動化這樣一些科學。眾所周知，80年代有兩個值得注意的事情，一個是由于微電子的發展，而且已經從科研機構進入到生產工廠，正開始像電視機一樣進入到第個家庭。在70年代末，微型計算機的運算速度大約是每秒幾萬次，存貯量4K（千）；到80年代末，則是計算速度每秒達1000萬次，存貯量M（兆），并已經在市場上出現。這個發展速度是非常迅速的，90年代還將繼續下去。通訊由于采用光纖通訊，信息傳輸的容量和速度都空前擴大了。現在可以預測到90年代末，由于微電子的發展，巨型計算機的運算速度比80年代末可能增加1000倍。進入家庭的計算機可望達到80年代巨型機的速度，并可通過網絡系統與許多的計算機聯網，形成一個家庭工作站。這種工作站不僅有很快的運算速度，而且利用光纜，具有大的存貯容量。這種工作站已經具備語言的識別，熒光屏有高清晰度的彩色圖像顯示；同時還可以配備多種專門的系統軟件。工作站還可以通過光纖網絡，通過衛星系統，與世界各個地方聯通。在家庭里可以把高清晰度電視圖像、電子新聞、郵件、可識電話、傳真、激光打印、文件復制等各種智能服務聯結起來，現在已經認為是可以實現的了，將對整個社會的生產和生活帶來根本性的變化。在工廠領域，計算機、微處理機和精密機床相結合帶來自動化的生產系統。利用計算機輔助系統可以從訂貨開始，按照一個顧客的需要來進行設計、生產、銷售，實現完全的計算機管理和控制，在工作中基本是用機器人組成的綜合的計算機控制的完全自動的生產系統。這種新的由于微電子和計算機所帶來的生產力的變化，毫無疑問會對社會的生產組織和人們的生活方式帶灰重大的影響。當然現在還很難預計這種影響深刻的和長遠的含義。這種生產系統現在已經有雛型出現，在90年代將得到很大普及。它除了帶來上述的變化外，就設計來講，過去要設計一架飛機，需要做許多實驗，需要有大的風洞，最后才能定型。但由于科學研究對整個空氣動力學的規律，對于材料的性質有了很清楚的了解之后，從規律性認識出發，完全可以做到用計算機來模擬各種不同設計的飛機的性能。由于巨型計算機的出現，使得可以直接從規律性的認識出發，在一些復雜的條件之下進行模擬，這就使設計過程與過去完全不同了。這種做法最早是在軍事工業開始，例如，原子彈的設計，做試驗是困難的，非常之困難，需要事先用計算機來模擬。當時，由于計算機運算速度不夠快，存貯量不夠，不能處理這么復雜的問題，只好用計算機計算，不斷用實驗來驗證的辦法。盡管這樣，計算機仍然對核武器的研制起了非常重要的作用。同時也帶動了大型計算機的發展。現在微電子技術的發展，使得大型計算機不斷出現，價錢變得相當便宜，使得一般民用工業也能采用。總之節約了許多設計費用，不需要建造大型的風洞，同時的設計的多樣性增加。因為在電子計算機里模擬所花的費用和時間遠少于做一個真正的模型試驗。另外，現在還能夠提出一個過去不能想象的設計思想，就是過去用風洞來設計試驗飛機，這架飛機必須在任何情況下都是穩定的，即在飛行過程中不會掉下來�，F在如果用計算機來設計和控制之后，有可能設計出這樣一架飛機，它在某些條件下是不穩定的，而在計算機的控制下，加以操作又可以在任何情況下是穩定的，設計這樣的飛機可以節約很多的資金和材料，因為要設計制造一架完全穩定的飛機，強度在各方面要求都很高，要浪費掉很多的材料；如果是在計算機控制下穩定的話，就可以使很多的要求降低，這時設計出的飛機樣子就可能和現在的很不一樣。這些都會給設計領域帶來種種變化，生產過程也會帶來許多變化，在社會的許多方面同樣也帶來很多變化。例如，金融活動和商業活動，據預測，在90年代將沒有10元錢以上的鈔票在市面上流通，全部都用信用卡，變得如此方便，買東西很可能通過家庭電視來訂貨，而不是現在這樣到市場購買，在電視里顯示出各種各樣的商品，任你挑選，還可以通過電視把自己的特殊要求提出來進行訂貨，因此商業活動、推銷活動跟過去完全不一樣了。又如現在的交通非常擁擠，將來可能通過光纖網絡系統把各種勞動加以計劃和組織，而不需要把這么多的人都聚集到一個地方去工作。隨著科學技術的發展，會帶來整個社會的生產組織、生活組織和生活方式的變化。這個變化中，上面講到的是可以看到的方面，在80年代已有一些個別的局部實現了，有些模型已顯示出來，只需要大規模的推廣；另一方面，可以預計的是智能的發展，就是用機器來部分代替人的腦力勞動。智能的發展已經過了幾個階段。就是引進很多專門統計，把許多專家的經驗總結起來，然后通過電子計算機來進行智能判斷�，F在正開始第六代計算機，是完全模擬人的大腦活動，就是要計算機像人的腦子一樣工作，它能夠接受信息，能夠處理這些信息，這里有記憶、推理、判斷等等過程。因此這樣的電子計算機或用這樣的電子計算機武裝的機器人，開始具有部分的思考能力，在外界的環境的變化之下能夠自行進行調節、適應、判斷的能力，最近發展起來的神經網絡的計算機已經在這方面邁開了第一步。過去的計算機盡管運算速度很快，存貯量很大，但與人腦還是有很大區別。人腦有兩個部分，左腦和右腦。它們的功能不完全一樣，一部分能夠進行邏輯揄，現在電子計算機能夠完成；另一部分是進行形象思維，例如，一個小孩子能夠很快識別第三和李四，能夠很快抓住一個圖像的特點，把它存入記憶，再看到一個圖像，能把這個特點以出來，進行識別。可是，現在所有的計算機都很困難，把某個人的特征輸入計算機，情況有一點變化，計算機就識別不了。
　　現在要發展一種新原理的電子計算機，要完全模擬人腦的功能，既有邏輯推理能力，又能對圖像、聲音識別，能夠在不是很精確的情況下進行推理和判斷，這種計算機完全有可能在90年代取得基本上的突破。這也交進計算機科學上的重大突破，這個突破將對生產、對社會的各個方面產生極大的影響。人類社會的進步，由于機器的發明代替了體力勞動引起了一個飛躍性的變化。雖然最好的計算機也不能代替整體人的智力發展，計算機的智力發展是人給予的，人創造出來的，但現在計算機開始部分代替人的腦力勞動，完全可以把很多專家的知識集中在一起，有可能做到比個別人更聰明，更加有經驗。這樣一個時代，對人類的進一步發展會是一個強有力的推動和挑戰，90年代在微電子技術和電子計算機技術方面，將會有較大的發展。
　　生命現象一直是非常重要的，直到現在人們對許多生命現象還是非常無知的。而生命現象規律的揭開，對人類社會起到不亞于計算機所起到的作用，對于人類生存有密切關系，對農業、醫療衛生、環境等都有極其密切的影響。如果了解生命現象的規律和本質就可以從根本上改造農業、醫療衛生，改變人類的生存環境。生命科學在最近幾十年有了秀大的發展，人們已經弄清了遺傳是怎么產生的，遺傳的基因在分子水平上的結構。脫氧核糖核酸，有10萬個以上，這樣的基因以一種密碼的排列次序，存在染色體和因位之中。雖然都是同樣種類的生物，但是它的個體又有千種萬種不同的差異，這些差異都反映在它的遺傳基因上。這些生物體雖然每一個都不一樣，但都經歷了很多共同的階段，都是從一個受精卵、單細胞逐步地發育成一個成熟的生物。那么這些基因到底在時間上、空間上怎樣排列，怎樣啟動？而且一個成熟的個體，很可能每個細胞里都載著原來的全部基因信息，那么它為什么不會再生呢？人已經變成一個成人以后，為什么不會重復它原來的發育過程？為什么一定遵循發育、生長、最后衰老這樣一個過程？原來長出一只手來這樣一個基因，為什么經過這個過程以后就不起作用了？如果讓這個基因再次產生作用，會不會再次產生一只手來？此類問題在學科上叫做基因的表達和調控。這樣一些基本問題在高等生物里是個空白。這些是涉及到生物的整個發育、生長過程，是一個大的課題。
　　另外在生命科學中還有一個重要的課題，就是生命中，個體有很多重要系統，如神經系統，不僅需要了解的分子水平上神經是如何發育的，如何生成的，同時還要了解它如何傳遞信息，如何進行記憶和思考，如何識別外界的聲音、圖像，所以它不僅是單個細胞的問題，或是細胞里基因的問題，而是一個系統的部下，即整個神經系統是怎樣工作的，中樞神經系統和下邊的系統是怎樣連接的？免疫系統也是一個非常重要的系統，生物體在復雜的環境中生存，它必須有保衛自己的系統。它怎樣識別外來的敵人，又怎樣去消滅外來的敵人，在什么情況下產生缺陷？現在有許多免疫系統的疾病，就是它不能識別外來的還是自己的，對自己的細胞進行攻擊，這是一個重要的免疫系統的疾病。在一個生命體中還有很多的重要的其他系統。這樣一些總理2，一方面從分子的水平，從基因的角度來了解生物體；另一方面又從一個復雜系統的角度來了解，這是當前生命科學所面臨的重大問題。90年代生命科學會有突破性的進展，一方面是由于這方面知識的積累，已經創造了很多的條件；另一方面其他科學的發展為觀測分析生命科學的現象提供了很好的條件，如電子計算機，還有很多物理的、化學的、儀器設備。所以現在世界上許多國家把大量資金投入到這個領域，人體科學就是生命科學最重要的一部分。
　　當前國際上還有一個重要計劃，要把全部人的遺傳基因（大約有10萬個以上）在因位和染色體中的地位全部分析出來，如何再裝進去。即把不需要的基因拿走，需要的某種基因裝進去，這叫做重組定的技術。把這些結合起來，對人體從分子水平了解人體的發育、生產衰老過程，了解神經系統、免疫系統在分子水平的活動機理，將起到新的突破。這是世界科學家的聯合的巨型計劃，投資幾十億美元之多，社會已為生命科學的進一步發展提供了各方面的條件。要把人的10萬個基因都搞清楚，這相當于500本書，每本書有1000頁，每頁3有1000個6個字組成的基因符號。這么一個量，沒有大型計算機的幫助是根本做不到的，現在這些條件都開始具備了。最近找到了把一段段基因取出來加以復制的新的辦法，這樣會加快計劃的完成，90年代，這方面會有很大的發展。這個發展會對農業、醫藥衛生、環境產生秀大的影響。這種影響已經開始，但時間比較短，規模比較小，能不能大規模應用，還需要觀察。例如，把生長激素基因移到動物里，這樣一種轉基因的豬少耗飼料，多產瘦肉，已經做到了。但這種豬有缺點，很容易得病，因此，，這種豬肉能不能吃，能不能大規模推廣，還須進行大量的試驗。如果把人的基因、動物的基因結構都搞清楚了，不但能把有用的基因放進去，同時也能清楚放進去的基因對其他的基因有什么影響，會不會把某些有害的基因啟動，等等。因為農藥需求很大，所以現在對生物技術抱有很大希望。但要看到，如果沒有足夠的規律認識，可能會遇到一些新的問題。要想真正發展的生物技術，當前就要支持規律性認識的基礎研究。規律性的認識一旦搞清楚，必然會找到一種好的技術、一個好的方法，在生產上大規模應用。
　　90年代要保護人類生存環境，保護人類生存環境在90年代將會是科學界，也包括社會在內非常關注的一個課題，而且會花很多投資和人力來進行科學研究的問題。在過去，人類的生產是受到自然條件、自然資源一定程度的制約。但在人口比較少、生產規模不大時，這種制約是不那么明顯的。人類在生產過程中，又不斷改變自然界。這種改變，有向好的方面，但往往也會使自然界向壞的方面發展。隨著人口的增多，生產規模的擴大，對自然界的影響就越來越大，而自然界能夠隨人類活動影響的能力就開始明顯地有一定的限度。在限度之內，自然界是可以恢復的；但在限度之外，自然界就會出現永久性的，或要花費很多力量才能恢復的環境的破壞。環境問題之所以引起世界上的重視，是因為人類所影響的環境的變化是可察覺到的變化。例如，由于人類的活動，包括工業、農業的活動，造成植被損失，沙土流失。植被的減少，特別像熱帶森林的減少，造成災害的頻率在各國都在上升，我們國家亦如此。從50年代起，自然災害、旱災、水災、泥石流、酸雨在世界各地廣泛發生，因此使大家認識到，向自然界索取不能是無限的，自然界的隨能力是有際的，人類必須愛護其生存的地球，為子孫后代創造一個繼續生存的環境。90年代這方面的呼聲會更加高漲，這方面的科學研究會變成一個重要方面。
　　環境的研究對一個國家的工農業生產會產生越來越重要的影響，特別對不發達的第三世界國家。以我國為例，到2000年，我國人口將增長到13億人，這樣的人口增加對各方面的要求是很可觀的，如果每人每年平均400千克糧食，全國糧食產量要再增加1/6~1/5；對各種原材料、能源都帶來更多的需求。而我國又是資源相對貧乏的國家。就能源來講，現在煤年產量10億噸，如能源光靠煤，2000年煤年產量增到15億噸，環境總是就比現在嚴重得多�，F在酸雨已經非常嚴重，西南一帶pH值已經到4，引起農田、植物和動物的大面積破壞和死亡。這些都需要從長遠利益出發自學認真地對待，在進行工業建設時，必須把環境保護作為重要問題加以考慮，不考慮環境保護的工農業生產措施都可能帶來意想不到的很壞的后果。1989年到山東考察，青島、煙臺附近海岸本來是糧食高產區，由于當時沒有認識環境的因素，這里高產靠抽地下水取得，結果在萊州一帶，地下水位已抽到比海水還低十幾米，形成了海水倒灌；海水以一天1米的速度向內侵蝕，海水所到之處一片荒蕪，原來的高產田變成荒土，這就是一個懲罰�，F在要解決這個問題非常困難，要把侵入的海水弄出去很困難，要付出很高代價。假如，引黃河水把海水沖出去，或根本改變耕作制度，使地下水回升，都要花費很大的代價�？傊�，環境因素是90年代進行生產必須考慮的問題。
　　還有一個所謂“溫室效應”現象。溫室效應簡單講是人類活動增加了二氧化碳在空氣中的濃度，二氧化碳在工業化后比工業化前上升了1倍。地球溫度低，太陽溫度高，二氧化碳使可見光透過，紅外光不能透過，相當于在地球表面加了一層被子，一層塑料薄膜，光線透進來就不再出去。從這個簡單的事實出發，科學家認為二氧化碳的增加會使地球溫度增高。這本身又是一個很復雜的科學問題，氣象的因素很多，冷熱由很多因素決定，如很多的云反射太陽光，地球的溫度就要變冷。1990~1991年，有厄爾尼諾現象的形成，這也是海洋某一地方溫度升高造成，應當警惕。雖然夏糧形勢很好，但秋糧仍是未知數，可能長江中下游一帶雨水過多。總之，科學家正在研究，如果確有溫室效應，地球在較短時間里溫度上升，50年內氣溫如果升高1.5~4 ，情況就相當嚴重，引起北極、南極冰融化，海水上升，上升1米就淹大片陸地，幾千萬人就沒有地方可去。氣候的變化，加拿大和蘇聯可能變好，因為氣溫變暖，能生產更多東西；而對現在谷物產地可能有問題，中緯度地區變得更加干旱。要避免這種嚴重后果，就要減少二氧化碳排放量。此外，甲烷氣體也秀糟糕，甲烷氣體是生物腐爛時產生的，有人認為水稻田產生的沼氣（甲烷氣體的一種）可能是相當多的。如果這種現象要罅，對中國是非常嚴重的，因為中國主要燒煤，產生二氧化碳；中國又是水稻生產最多的國家。這一方面是科學問題、經濟問題；另一方面還是個政治問題，因為有一些發達國家可能要限制中國的發展。這是一個非常嚴重的問題，必須引起多方面的關注，必須研究對策。聽說國家科委正組織力量研究這個問題。
　　另一全球性問題是所謂“臭氧層”的破壞。在平流層中存在臭氧，臭氧可以阻止紫外線就增加2%。某些氣體，主要是氟里昂可以跟臭氧結合，使臭氧減少，破壞了臭氧層。一些人喜歡紫外線，因為紫外線可以消毒。正因為紫外線能量大，既可以消毒，又會破壞某些分子鏈，損害某些細胞。臭氧層破壞，紫外線過多，一方面皮膚癌可能增加；另一方面植物不能適應過量紫外線，細胞受破壞不能自然修復，生長受到影響。由于生產氟里昂使臭氧減少，尚無定論，還需進行科學研究，現在正研究代用氣體。已有一些國家在加拿大開會，簽了一引起協議，現在正研究借用氣體。已有一些國家在加拿大開會，簽了一引些協議，在90年代限制氟里昂氣體生產。這也說明環境問題在90年代要帶來一引起生產上的變化。
　　對我國來說，人口多，可耕地少，沙土流失嚴重，土壤退化，都影響中華民族進一步生存，所以在90年代要在這方面下大力量進行科學研究。在進行生產建設時，盡量減少在環境方面的損失。很多科學家對建設三峽電站工程持一種很謹慎的態度，是因為三峽工程要在相當大的程度上改變生態環境，如果沒有預測，就會帶來嚴重后果，世界上已有這樣的例子。例如，里海每年水位下降，是缺水的。蘇聯曾把流向北冰洋的水截斷流向里海，對里海一帶來講是有好的效果。水量雖然只占流向北冰洋水量的1%~2%，但給北冰洋附近陸地生態帶來很大變化。對大的工程需要做比較長期的、認真的科學研究，希望各方面的同志對科學家的意見，不要單純地看成反對某件事情，而要認真聽取并合作把事情搞清楚。又比如植樹造林，大家都贊成，科學家也贊成。但在某些局部地區如何植樹造林可能有不同意見，甚至非常尖銳。某個地方為了保持水土，在山上植了松樹。但從科學家來看，這個舉動不僅沒能保持水土，反而加速水土流失，因為當地農村農民要燒柴，而植樹后不許砍伐，農民只好把樹下的植被、草全部挖掉當些燒，樹下完全是土。這個地方很少暴雨，毛毛雨均勻地下到土里被吸收了。但下到樹上反而出問題，水不是均勻地分布，在樹上沿著葉子集中流下，小雨變成中雨、大雨，局部地方造成水土沖失，久之那個地方水土流失反而嚴重。所以要做一件事情，不要表面地看，認為好就做，而要進行周密的科學觀察，做實驗，然后再推廣，要上升到理性認識。尤其是環境問題，要經過相當一段長時間才能反映出來，而一旦反映出來再去改變就相當困難。希望我國政府、科技領導同志能夠特別關注生產建設中的環境因素。
　　科學家的活動范圍、空間和時間的尺度遠遠超過了今天的生產實踐，所以現在在實驗室中做的許多事情是看不出目前什么用途的。希望大家有馬克思那樣的風度，對現在看不到用途的科學研究也感到喜悅，給予支持。經濟條件不夠，想支持也難；經濟條件夠時，應想辦法給予支持。雖然暫看不到實際效益，但將來會有實際效益的；即使將不一定有實際效益，但對于全人類文化的發展，對于世界觀、哲學都會有重大的意義。例如高能物理，原子核是由質子和中子組成，質子和中子有很多用途，質子和中子內部是有構造的，是由三種不同的“夸克”所組成的，“櫝克”不叫基本粒子，基本粒子到此就到頭了，基本粒子里還有更基本的。“夸克”具有的性質與電子、質子、中子等都不一樣，它很重要的一個我是只存在于束縛的狀態，只存在于原子核內部，它不像質子和中子可以自由出現，但它又是一個明確的粒子。電子和原子核作用力是按平方距離減少，如同地球和太陽，只要給予一個能量，就可能接吻開，“夸克”的作用力恰恰相反，兩粒子離得越遠，作用力越大，所以怎么也拉不平，既然不能單獨存在，研究它就特別困難，需要用能量越來越高的加速器，把東西打到里面去，看它的性質和結構，北京正色電子對撞機就是研究其中的一種“夸克”，加速器很龐大，有一個200米的直線加速器，一個環形加速器，探測器已經是比較先進的電子設備仍然很大，有上千噸重。90年人美國已決定投資80億美元建造一個大約周長有70多公里的加速器，使用的超導磁鐵比現在北京正負電子對撞機的能量提高1萬倍，它的探測儀器本身重達幾萬噸，價值幾億美元。這樣的前沿研究的實際意義，現在是一點也看不出來，但它所研究的對象在自然界沒有天然存在，花費幾十億元才能觀察到它，一方面對物質的基本結構進行研究，另一方面對物質的最基本的相互作用進行研究。
　　眾所周知，物質最基本的作用力共四種，即電磁作用力、弱相互作用力、強相互作用力、重力。這個研究可以弄清這些基本作用力是統一的，還是性質完全不同的。電和磁是兩種不同的現象，在上個世紀，人們知道電和磁是統一的，可以互相轉換；60年代至今，經20多年研究，人們知道弱相互作用力和電磁力是統一的，為此，花了幾億美元，造了一個大的加速器，現在要搞清楚生力、強相互作用力和電磁力之間的關系、相互之間能不能轉化，是否統一。這些問題對于理解世界的統一性、多樣性，從哲學角度是有很高價值的。從認識論的角度，社會發展到一定程度，用多余的錢投入到科學研究之中，對促進人類文化、科學是很有價值的。為了研究它，要制造很高價值的設備、數據處理設備，這些技術對人類的生產會起很大作用的。過去，除了軍事工業之外，最大的計算機用在高能物理的研究中，高能物理為國民經濟培養了許多軟件人才。它所發展的信息處理技術在各個方面都是有用的。即使是加速器本身，也有很多的用途。超導的加速器是下一步微電子再向前發展所需的重要工具。用超導技術可以制造很小型加速器，加速器能發出X光，很強的X射線刻出亞微米的光刻。我國的正負電子對撞機已經成功地利用發出的X光射線刻出亞微米的、超高速集成的、超大規模集成的微電子器件。交埡這類加速器很可能成為專門用來生產集成電咯的超導小型加速器，現在日本已經開始生產了。所以科學研究的前沿起兩方面的作用，一是帶動技術的發展，二是增進人類對自然界規律的認識。這將對人類文明產生非常重要的貢獻。
　　現在，所探求的最基本問題除了物質的基本構造和相互作用的規律外，也在探求生命的本質、宇宙的起源和構造。宇宙是受重力的影響，宇宙的起源和構造與剛才講的基本作用力是有很大關系的。這樣一些基本研究在90年代也會有相當的進步，但這個進步不會太快，不會像電子計算機那樣迅速，因為它需要相當大的投資和設備。美國的超級超電動對撞機從現在建造，也要到本世紀末才能完成，1998~1999年才能使用。

本文來自：逍遙右腦記憶 /gaozhong/887675.html

相關閱讀：高一年級化學選修四知識點
高中學習計劃早制定
我國生物無機化學的發展
學年度高考化學答題技巧
不要讓高考倒計時牌打亂了考生的心態