在人类跨入21世纪的时候，江泽民总书记是这样概括当前时代特征的，他说，科学技术突飞猛进，知识经济初见端倪，国力竞争日趋激烈。20世纪科学技术迅猛发展，促进了经济的发展和社会的进步，给人类历史进程带来了极大的影响。20世纪的科学是在19世纪的重大理论成果，如热力学与电磁感应、化学原子论、生物进化论和细胞学说等基础上发展起来的。

19世纪末，有所谓实验物理上的三大发现：那就是1905年伦琴发现了X射线；1906年麦克韦尔发现了放射性，天然放射性元素铀；1897年汤姆逊又发现了电子。所以19世纪末，关于X射线、放射性和电子的发现，开启了20世纪前30年的物理学革命。20世纪前30年的物理学革命，产生了两个重大的理论成果：一个是狭义相对论和广义相对论；一个是量子论与量子力学。相对论是由犹太物理学家爱因斯坦创立的。在1905年他提出了狭义相对论和物质的质能关系相当式。1915年，他又提出了广义相对论，深刻地揭示了物质、运动、时间、空间之间的内在联系和统一性。其中1905年所提出的狭义相对论有一个自然的推论，叫做质能关系相当式，把它写出来就是E=mc2。E是指物质内部拥有的能量，m是它的质量，c是光的速度，每秒30万公里，这个公式就表现了物质内部所蕴藏的巨大能量，E=mc2。举个例子来讲，利用这个公式的计算，一克物质它内部蕴藏的能量，就相当于36000吨优质煤在常规状态下完全燃烧所释放出来的热能。或者说一克物质内部蕴藏的能量，就相当于2500万度的电能。谁说科学技术不是生产力，科学技术不是第一生产力，就这个公式，就预告了几十年以后，我们对原子能的利用。

除了狭义相对论和广义相对论之外，20世纪前30年的物理学革命还诞生了量子论和量子力学。量子论是1900年德国的物理学家普朗克提出来的，他认为能量的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，有一个最小的能量量子的单位。后来到了1905年，爱因斯坦把这个量子的概念引用到光里边，提出了光量子的概念。到了1913年，玻尔又把这个量子理论应用到了原子结构里边去。后来又到了20年代，又出现了物质波的概念，又有了关于量子力学的数学表达，所谓波动力学和矩阵力学。直到20年代末，狄拉克把波动力学和矩阵力学统一起来，提出了量子力学的最终的数学表达式和初步的量子场论。这样呢，量子力学就诞生了。20世纪中叶以来，物理学、化学、生物学、地质学，很多方面的成就都跟量子论、量子力学有关，所以量子力学可以说是20世纪最多产的一门科学理论。

在以相对论和量子力学为先导的科学理论的指导下，20世纪出现了众多的科学发现和技术发明。这个科学发现呢，一般都是指大自然当中所承载着的一些物质运动的规律。而人们呢，通过自己的脑力，通过自己所研制的仪器，能够把这些自然界的规律发现了。所以科学发现是人的智慧的象征。那么人生下来就是对于自然界的奥秘，充满着一种好奇和探索的精神。所以我们说，有一个科学家讲，惊讶和好奇这是人类科学发现的原动力。有一位诺贝尔奖获得者，到我们中国科技馆参观的时候，他还说过这样一句话，他说每个人在童年时代，特别是5岁以前，都是天生的科学家。为什么呢？因为小孩，特别是几岁的小孩，他的天性就是好动，就是好问，就是好奇，就是对自然界的奥秘充满着惊讶和求知的欲望，所以这就是科学发现的原动力。那么我们人类自古到今对哪些事情好奇呢？我觉得对有几个基本的东西好奇：一个是远、远、远，到底宇宙空间有多远，有多大？到底我们这个宇宙是怎么形成的？这是看远、看大。看近，在我们身边，为什么我们生长在这个地（球）上？比如说有三分之二的水面，只有三分之一的陆地，等等。往小，我小的时候在嘉陵江边长大，去游泳的时候，就看到了这个看到沙子，我就想，这个沙子里边还会有什么结构？所以人总是要对宇观世界、宏观世界、微观世界问一个为什么？

包括中国古代，2000多年前的屈原，都有《天问》。天上是什么东西？怎么组成的？那么20世纪的科学发现的关于宇宙的构造的学说，就有一个假说，就是所谓宇宙的热爆炸的假说。宇宙学家和天文学家认为，宇宙是在150亿到200亿年前，一次原始大火球的大爆炸而形成的。宇宙的热爆炸理论它的发展有一个过程，最早现在宇宙学的研究还是发源于提出相对论的爱因斯坦。他在1915年创立了广义相对论以后，就用它来考察宇宙的结构问题，在1917年就提出了一个所谓有限但是又是无边的宇宙模型。到了1922年，弗里德曼就提出了一个非静态的宇宙模型，认为宇宙有可能是膨胀的。到了1929年，哈勃确定了星系红移，就是退行的速度和距离之间的线性关系，从而证实了宇宙的膨胀理论。到了1932年，雷梅特就提出了一个宇宙的热爆炸的学说。宇宙的热爆炸的学说，在1948年伽莫夫把核物理学的知识和宇宙的热爆炸的理论结合起来，这样就提出了一个大爆炸的理论，用它来说明化学元素的起源，宇宙始于高温、高密的一个原始火球，因为内部的基本粒子的核聚变反应，引起爆炸，向外扩张，膨胀，就形成了今天宇宙的各种物质。1948年伽莫夫提出来的宇宙的大爆炸的模型，在1965年的宇宙背景辐射现象的发现，以及1998年哈勃望远镜探测到的距离我们地球有120亿光年之遥的这种星系当中，得到了有力的支持。我们说宇宙的热爆炸的模型，是我们探索宇观世界的一个科学发现的理论成果。

第二，我们所生长的地球，据现在的地质力学和有一些放射性同位素半衰期的测定，推测地球的年龄距今大约46亿年、47亿年，不超过50亿年。那么地球的海陆，海和陆地是怎么形成的呢？1912年有一个德国的气象学家叫做魏格纳，他提出了一个所谓大陆漂移的学说。大陆漂移说经过半个多世纪的发展，从20年代的地幔对流说、60年代初的海底扩张说，到了1968年勒比雄等人，就提出了一个大地板块构造学说，认为全球它分为欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块这六大板块以及若干小的板块，这样一个全球大地构造的板块模型。这个模型得到了越来越多的科学验证，特别是海洋地质学的有力的支持，被认为是地质学上的“哥白尼革命”。我们知道哥白尼在1543年发表了《天体运行论》，提出了日心地动说，是天文学上的革命，那么到了1968年，勒比雄等人提出大地构造的板块模型，被认为是地质学上的天文学革命。

人类认识了宏观世界，认识了宇观世界，还要去追究微观世界的秘密，也就是说我们人类从古时候就开始，在探讨物质是由什么组成的？有没有共同的基本单元？到了19世纪末，人们都认为组成这种共同单元的就是原子。但是我刚才讲了，在19世纪末，其中有一个，三大发现里边，有一个1897年的汤姆逊发现了什么？发现了电子。所以就说明原子内部还有结构。到了1911年卢瑟福发现了质子，中子是直到1932年，是查特威克发现了中子，所以这样我们就知道了原子是由质子、中子、电子组成的。在20世纪30年代的时候，人们就把组成原子的质子、中子、电子同爱因斯坦提出的光子统称为基本粒子。后来发现基本粒子并不基本，一方面正电子、中微子、介子等新的基本粒子相继发现；另一方面还发现基本粒子有它的内部结构，特别是在20世纪60年代以来，出现了基本粒子结构的夸克模型、层子模型等等，使得40年代末诞生的一个新的独立的学科，就是基本粒子物理学，又称为高能物理学，至今方兴未艾、成果累累。为什么基本粒子物理学又叫高能物理学？因为你要了解物质内部基本粒子的构造，必须要用高能量的中子的炮弹，去轰击这个原子核，那么它才能够打开，有时候才能够发现它的内部结构。我们中国的华裔的物理学家，获得诺贝尔奖的，基本上都是在高能物理领域，或者说是粒子物理领域。

所以，人类对宇观世界、宏观世界、微观世界的不断地探索，在20世纪所取得的重大的理论成果，就是宇宙的大爆炸模型、全球大地构造的板块模型以及物质结构的夸克模型，这样三个科学发现。但是我们人类为什么老是去对自然界发生兴趣呢？去观察宇观世界、宏观世界、微观世界，而不了解一下我们生物体，我们人体自身的奥秘呢？同宇观世界、微观世界、宏观世界的探索所取得的三个模型，同样重要，或者重要性更大的一个模型，那就是1953年美国的沃森和英国的克里克，所提出的人类遗传物质脱氧核糖核酸的一个分子结构模型，我们把它叫做DNA双螺旋模型。这个模型是在1953年发现的，它被认为是20世纪生物学方面最伟大的发现，也是分子生物学诞生的标志。DNA它是遗传基因的物质载体，就是脱氧核糖核酸的英文简称。早在1915年到1928年间，摩尔根就通过果蝇的实验，证明了座落在细胞核内的染色体上的基因，决定了生物的性状，从而创立了基因的理论。染色体，就是由蛋白质和DNA组成的。过去生物学界一直认为蛋白质是遗传信息的载体，一直到1944年，埃弗里等人通过实验才证明了遗传的载体不是蛋白质而是DNA，蛋白质只是前台表演的“演员”，后台的“指挥”是DNA。那么1953年这个DNA分子结构双螺旋模型的建立，是打开遗传之谜的关键。60年代很快地就破译了这种遗传的密码。密码不密，原来地球上所有生物的遗传密码都是相同的，都是DNA的四种核苷酸的碱基的序列。这种基因的遗传信息，就决定了蛋白质20多种氨基酸的组成和排列顺序。因此，生命的这种性状，就是通过受DNA所决定的蛋白质来表现，通过DNA来遗传下去。所以我们说，在20世纪重大的科学发现，应该说是这四个模型。当然，如果说还有一个科学发现，我们把科学的涵义放广一点，使得交叉科学，使得自然科学和社会科学的结合，也把它列入科学成就的话，我觉得像20世纪40年代中叶，特别是1948年信息论、控制论、系统论这三论的发现，也可以算是交叉科学当中20世纪重大的科学发现。

下边，我就把20世纪的高新技术，最重要的提出五六个来讲一讲。

第一，我讲一讲核能与核技术。因为能源它是经济和社会发展的物质基础，能源的每一次突破，都引起了社会生产和生活的巨大变化。20世纪在大力发展比如说火电、水电等传统能源的同时，太阳能、生物能、海洋能，特别是核能，新能源得到了开发和利用。原子核的裂变和聚变所产生和释放出来的能量，远远超过了传统的机械能、化学能等等。核能的和平利用，又为人类提供了一个既安全，又清洁，取之不尽，用之不竭的那种能源的宝库。40年代原子核内部能量的释放，是一件使人类最激动人心的事。1942年美国建成了世界上第一座原子反应堆，首次实现了人工控制的链式的核裂变的反应，它使得1905年爱因斯坦提出的质能相当关系式这样一个数学公式在三四十年以后变成了现实。1945年第一颗原子弹爆炸成功，1952年第一颗氢弹爆炸成功，1954年第一个原子能发电站建造，人类对原子能的利用就越来越多了。核电站，从20世纪60年代以后，已经逐渐进入实验阶段，现在发展成为一种重要的能源，现在核电站发电，已经超过了全球的发电总量的五分之一，也就是20％以上。核技术还广泛地应用于农业、医疗、材料、考古和环保等领域。那么第一个技术是核技术。

第二个技术我要想讲一讲，大家比较感兴趣的航空航天技术。航空航天是人类很早的理想，像中国古代就有嫦娥奔月的神话，夸父追日等等。但是航空和航天都是在20世纪才实现的。1903年美国的莱特兄弟，首次实现了利用内燃机为动力的，由人来操纵驾驶的飞行，这个飞行虽然只有59秒钟，它却是我们人类航空时代的开始。那么航天时代呢？所谓空间时代呢，理论上的探索，最早可以推溯到也是20世纪初，在1903到1914年间，俄国的齐奥尔科夫斯基提出了以火箭为动力的航行理论，这样就奠定了人类飞向宇宙太空的航天学的基础。1919年，戈达德提出了火箭飞行的数学原理，并且在1926年成功地发射了世界上第一枚液体燃料的火箭。1942年德国的布劳恩主持设计、发射的液体军用飞箭，成为二战以后各国火箭发展的蓝本。那么真正人类空间时代的开始，是在1957年，苏联它用洲际导弹的火箭装置，发射了世界上第一颗人造地球卫星。后来到了1961年4月12号苏联又发射了载人宇宙飞船，把加加林这个人类的第一个宇航员送上了太空。那么美国就感觉到在航空航天方面，特别是在空间竞争方面落后于苏联了，所以它在60年代搞了一个阿波罗登月工程，结果在1969年，它把两个美国人送上了月球。1981年美国又发射了航天飞机成功，从此人类可以自由地进出太空。所以在空间技术的发展上，当时是苏联和美国两个大国在那儿争夺。我们中国在航天事业上有所为，有所不为。我们发展了人造地球卫星，我们发展了宇宙飞船，所以我们神舟一号、二号载人宇宙飞船的试验，也正在继续进行的过程当中。20世纪后半叶，人类开始对月球，对太阳系的各大行星以及对遥远的星际空间来进行探测。至今为止，已经发射了上百颗空间探测器，去揭示宇宙的形成演化，探索生命的起源以及空间环境对人类生存环境的影响。

第三个技术，我想讲一讲激光技术。也是起源于爱因斯坦，1917年他在研究光的辐射的过程中，提出了一种受激辐射的概念。这样就奠定了激光的理论基础。1958年激光就被发现，激光它也是一种光，它跟普通光的区别，它的方向性特别强，它的单色性特别强，它的相干性特别好，它的亮度也（有了）提高，所以激光它有比普通光更为广泛的用途。用在特种加工，用在精密检测，用在医疗，用在制药，用在育种，用在通信等等领域，甚至于我们在节假日的时候，我们还用激光的光束来增添我们的节日的欢乐气氛。

下边我再讲三个，在跨入21世纪以后，发展前途更为巨大的技术领域，那就是信息技术、生物技术和纳米技术。信息技术它在20世纪中叶开始发展极快，对人类的社会、经济、政治、文化，都产生了全方位的巨大的深远的影响。20世纪中期以来，爆发的所谓信息革命可以追踪到20世纪初。1906年，三极电子管的发明，使得电信号能够放大，从而使远程的无线电通讯成为可能。到了1947年，第一只晶体管的诞生，为电子电路的集成化和数字化提供了重要的基础。所以电子管，小小的电子管，它是20世纪最伟大的技术发明之一。晶体管，小小的晶体管，1947年晶体管的发明，取代电子管后，才使得我们的集成电路，才使得我们今天的这种电路的集成化和数字化成为可能。电子计算机是在1945年问世的，电子计算机问世以来，现在已经经历了多少代多少代。计算机的发展，以及向着这种微型化，向着集成化，向着智能化，向着数字化的方向发展。现在我们的网民在学习，在生活，在娱乐，各个方面都离不开计算机，离不开信息化。我记得，我是学数学的，当时我们的数学教授，在跟我讲，说电子计算机对于数学家而言，就像天文望远镜对于天文学家，电子显微镜对于生物学家一样的不可或缺。我们说现在天文望远镜、电子显微镜，全是基本上还是由天文学家和生物学家在使用，惟独计算机已经不是数学家、数学工作者的专用品了，已经深入到千家万户，每一个学校，每一个机关，每一个办公室，每一个家庭，甚至于每一个人的书包里，每一个人的口袋里。所以信息技术在21世纪还会进一步地发展。有人说，所谓的知识经济时代，也就是信息时代。这是我要讲的第四个技术发展的领域。

第五个就是生物技术。生物技术的发生和发展，在20世纪比起信息技术要稍微晚那么一二十年。40年代开始信息革命，50年代才有了DNA的双螺旋结构，70年代才有了一个所谓基因重组技术。基因重组技术是在20世纪下半叶蓬勃兴起和发展起来的现代生物技术的最前沿的领域。70年代初阿尔伯和史密斯发现细胞当中有两种所谓的工具酶，它能够对DNA进行剪切和粘贴，所以这样实际上就有了DNA的重组。这种DNA的重组技术，能够创造性地利用生物资源，实现人类改造生物的遗传特征，产生人类所需要的生物类型的意愿。所以从20世纪80年代以来，已经获得了几百种转基因的动植物，对农业的发展具有很大的意义。转基因的药物的研制和生产，又会为人类的健康，带来新的呼应。我们说生物工程是在生命科学的基础上建立和发展起来的，生物工程它包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等等领域。

最后第六，我要给大家讲一个，这又是比信息工程和生物工程，又要再晚这么二三十年出现的，也就是说它的出现不过才十几年，就是所谓纳米工程、纳米技术。纳米它实际上是个长度单位，它是10-9米，10个氢原子排拢来就是一个纳米长，就像我们平常使用米来作为我们身边的单位，我们身高一米几，但是我们要考虑宇宙空间的距离，用米就不行了，用千米都不行了，要用天文单位，要用什么光年之类。所以考察微观世界，特别深入到原子分子领域，我们用纳米。如果有一种材料，是在纳米的尺度上体现出来的，那么它就具有很多特殊的物理学、化学其他方面的一些性能。比如说中国科学院白春礼副院长，就送了我一条中国科学院化学所试制的纳米领带，这个领带的表面就经过了纳米的物理处理和化学处理，我吃饭的时候有什么油渍、汤、水果汁粘在这个纳米领带上，它就像水珠在荷叶表面上一下，它就抖走了。当然我跟白院长开了个玩笑，你光送我一条领带，我还不敢洒汤，你再送我衬衫和西服就好了。他说这个成本很贵。现在市面上有很多广告，说我有什么纳米洗衣机、纳米冰箱。我问过白院长，他说不太实际，因为现在纳米技术还没有发展到实用阶段，因为纳米技术在全世界来讲，也只有十几年的历史。我们现在讲纳米技术一般都讲纳米材料，当然这是很重要的。但是最主要的还是纳米器件。另外纳米技术也要和生物技术，也要和信息技术相结合，这高新技术的各个领域都是有联系的。比如有纳米生物学，有纳米电子学。我们国家现在主要发展纳米材料，但是呢，一个产品，我们说它是一个纳米洗衣机、纳米冰箱，它一定要，它的主体的材料，或者主体的技术是纳米的，不能说我在洗衣机的内胆涂一层所谓的纳米材料，能够有防霉菌的作用，我就叫纳米洗衣机了。你也不要忘了，任何一个科学技术的发展，它都是一柄双刃剑。比如说纳米材料，如果是纳米粉剂，它是一种比灰尘还要小得多的东西。我们知道，灰尘就会产生某种环境污染，如果你纳米材料，这么小的这种纳米尘埃，如果你不注意防治污染的问题，将会对人类带来危害。所以科学技术的发展，我们每个人都要小心，都要趋利避害，要看到科学技术对人类带来重大的好处的一方面。但是也要看到科学技术如果应用得不当，比如说工业的过度的发展，工业化就会造成环境的污染、资源的匮乏、人口的激增等等，就不利于我们的人与自然的协调发展，不利于我们可持续的发展，对我们的子孙后代不利。总而言之，科学技术的发生和发展，本来与人类的历史一样久远，但是建立在观察、实验与数学的逻辑推理相结合的这种基础上的近代科学，它的诞生至今也不过400多年。它是从1543年哥白尼提出日心地动说，到1687年牛顿的《自然哲学的数学原理》，提出了运动学的三定律和万有引力定律为标志才完成的。所以近代科学的产生，到现在也不过三四百年，而我们人类的历史已经有了三四百万年的历史。所以如果说人类到今天已经万岁了的话，那科学只是一岁，所以科学未来的发展，对人类的影响还会无穷无尽。那么我们今天认识到科学技术是第一生产力，同时还要认识到，科学精神是第一精神力量。我们要弘扬科学精神，普及科学知识，传播科学思想和科学方法，使得我们未来的社会在科学技术和其他科学精神、人文精神的共同指导下，未来的人类的社会的发展更加健康，更加美好，谢谢大家。