序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇科學技術的發(fā)展史，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

【關鍵詞】計算機技術 信息化 發(fā)展趨勢

一、計算機科學與技術的歷史步伐

已去的20 世紀，是計算機飛速發(fā)展的一個時期。世界上第一臺電子計算機“ENIAC”誕生于1946年，至此計算機的發(fā)展才不過60年的光陰。現(xiàn)代計算機體系結構的形成及其技術實現(xiàn)的有關發(fā)明，主要歸功于兩位數(shù)學家，與四位物理學家，由于他們的不懈努力奠定了計算機科學與技術發(fā)展的基石。

英國數(shù)學家布里頓.艾倫.圖靈和美國數(shù)學家馮.諾依曼在計算機體系結構方面做出了巨大的貢獻。1935 年到1936年間由圖靈設計的抽象計算機“圖靈機”成為計算機發(fā)展歷史中的里程碑，因此，圖靈被人們公認為計算機科學之父。馮.諾依曼在1945年總結了ENIAC計算機的優(yōu)缺點， 提出了基于存儲程序的通用電子計算機EDVAC邏輯設計方案，1952年成功設計建造，它在體系結構設計中實現(xiàn)了數(shù)字化的計算過程、存儲程序控制并按電子學原理工作，這三點奠定了現(xiàn)代計算機體系結構的基礎，因此，人們又把現(xiàn)代計算機稱之為“馮.諾依曼計算機”。

1947美國貝爾實驗室的物理學家威廉.肖克萊、約翰.巴丁和沃爾特.布萊頓共同發(fā)明了晶體管，他們一起成為了晶體管之父。11年之后，美國物理學家杰克.基爾比研制出第一塊集成電路（IC），從此，以晶體管為基礎的芯片按照摩爾預言的速度發(fā)展，帶來了今天計算機的普及，基爾也成為了電子學革命之父。

大規(guī)模集成電路的發(fā)展和微處理器的出現(xiàn)，其直接成果就是帶來了計算機的高性能和快速小型化，1971年，世界上第一款微處理器—Intel4004問世，1978年，英特爾公司開發(fā)出了8086，首次用于IBM PC機中，電腦走入家庭。一個全新的概念“個人電腦（PC）”取代了“微電腦”的概念，

二、計算機科學與技術得到發(fā)展的原因

（一）日新月異的時代需求

起初對計算機的時代需求為“二戰(zhàn)”時期，有著對各種信息進行處理加工的欲求，這樣促使進算計的研發(fā)運用。隨后信息化時代的快速發(fā)展，計算機的運算速度也在不斷的提高，存儲功能不斷強大，使其在教育、經(jīng)濟等領域迅速發(fā)展普及。市場激烈的競爭之下，計算機要順應社會需求，不斷的研發(fā)變化著，無形的競爭很大程度上促進了計算機科學技術的發(fā)展進步。

（二）穩(wěn)定的選擇機制基于計算機技術

對于相互競爭的技術價值做出一個共識性判斷之前需要一段時間，這種不確定因素可能最后影響選擇機制。大多數(shù)，同時發(fā)揮作用的圍繞計算機技術的若干選擇判據(jù)和機制及其影響要素，選擇的環(huán)境常常是非常敏銳和穩(wěn)定的，這是計算機技術迅速發(fā)展的一個重要原因。

在實踐中，最強的技術性創(chuàng)新，把經(jīng)濟之間的激烈競爭轉化為了技術性的較量。其計算機的發(fā)展在工程學科和應用學科也給我們許多啟發(fā)。這使計算機的選擇機制判斷更加穩(wěn)定明顯，這樣就更容易解決計算機在生產(chǎn)生活的運用中所存在的各種問題。同時，計算機選擇機制的發(fā)展與計算機的發(fā)展是一種雙向促進的關系，一種技術的發(fā)展可以促進另一種技術的進步。

（三）科學技術的發(fā)展離不開計算機技術的支持

新一代的技術與其他領域結合，又為了滿足其需求不斷的研發(fā)更新，慢慢計算機技術成為生活生產(chǎn)中的重要工具，并成為其他行業(yè)生產(chǎn)中重要的工具，直接與間接的促進了各個行業(yè)科學技術的發(fā)展，最終提高了社會的經(jīng)濟水平。

三、計算機科學與技術的發(fā)展趨勢

計算機的具體發(fā)展趨勢主要分為兩大部分：

（一）智能化

智能化計算機是指設計結構獨特并采用平行的處理技術，對計算機中的多個數(shù)據(jù)及多種指令可進行同時處理和分析的一種超級計算機。超級計算機相對于普通的計算機來說有著更高的運算速度。這些更智能化的計算機跟接近與人類大腦的性能，可以為人們生活和工作提供方便。更可以在某些高端行業(yè)，幫忙處理大量繁雜數(shù)據(jù)，提高工作效率，節(jié)省時間與成本。這也就是計算機發(fā)展的趨勢是更人性化，更智能化。

（二）新型計算機

計算機的發(fā)展是基于硅芯片技術的不斷更新，但由于需求的不斷加強，硅芯片的研發(fā)潛力已近極限。所以很多新型計算機就成為了計算機技術的發(fā)展趨勢。

（1）納米計算機。計算機技術與納米技術相結合，便有了納米計算機。納米元件與電子元件相比，其體積較小，質(zhì)地優(yōu)良且導電性能較高，完全可以取代傳統(tǒng)的硅芯片。納米技術興起于20世紀80年代初，納米作為一種計量單位，它的目標是使人類可以自由的操作原子。使用納米級芯片組成的納米計算機的能耗非常小，幾乎可以忽略不計，性能上遠遠高于現(xiàn)有的計算機，所以納米計算會是計算機技術的發(fā)展趨勢之一。

（2）量子計算機。量子力學的原理來對大量數(shù)據(jù)進行運算以及存儲和分析處理的源自可逆計算機的一種物理裝置，而量子計算機就是基于這個。量子效應是量子計算機研發(fā)的基礎，這種計算機中，開與關的狀態(tài)是通過激光脈沖來改變一種鏈狀分子聚合物的特性來決定的。由于量子的疊加效應，與傳統(tǒng)計算機對比而言，量子計算機存儲的數(shù)據(jù)量要大得多，還有就是，其運算速度是傳統(tǒng)計算機的十億倍。除了其存儲性能及運算速度方面的優(yōu)勢外，其在安全性及安保體系等方面的優(yōu)良性能也遠遠高于傳統(tǒng)計算機。這也成為了計算機發(fā)展的另一趨勢。

（3）光子計算機。光子計算機是利用光子進行計算，用光子代替?zhèn)鹘y(tǒng)的計算機通過電子進行數(shù)據(jù)計算、傳輸和儲存。并把傳統(tǒng)計算機的導線互聯(lián)轉變成了光互聯(lián)。傳統(tǒng)的計算機硬件結構復雜，多數(shù)為電子硬件，而光子計算機則為光子硬件，并為光運算，不同的數(shù)據(jù)是由光的不同波長表現(xiàn)出來的，對于復雜的任務可以進行快速處理。成為新型計算機一員。

四、總結

以上為對計算機科學與技術發(fā)展趨勢的探究，從其發(fā)展趨勢到發(fā)展其必要原因到未來計算機從智能化到新型化的發(fā)展態(tài)勢的必然進行了探究闡述。

篇2

關鍵詞：電氣工程技術；電氣學科；發(fā)展史

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、電氣工程技術的發(fā)展史

電氣工程（Electrical Engineering）是現(xiàn)代科技領域核心學科之一，傳統(tǒng)的電氣工程定義為用于創(chuàng)造產(chǎn)生電氣與電子系統(tǒng)的有關學科的總和。21世紀的電氣工程概念已經(jīng)遠遠超出這一范疇，如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。電氣工程的發(fā)展程度直接體現(xiàn)了國家的科技進步水平，因此，電氣工程的教育和科研在發(fā)達國家大學中始終占據(jù)重要地位。

1.電磁學理論的建立及通訊技術的發(fā)展

大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認識，天然磁石吸鐵是人類對磁現(xiàn)象的最早觀察，然而，人類對電磁現(xiàn)象的研究始于16世紀的英國，1663年德國科學家蓋利克發(fā)明了摩擦起電的儀器，1729年英國科學家發(fā)現(xiàn)電荷可以通過金屬傳導等等，這是人類對電的早期實驗，之后又出現(xiàn)了一系列具有里程碑意義的發(fā)現(xiàn)與發(fā)明。

（1）庫侖定律。1785年法國物理學家?guī)靵鐾ㄟ^扭秤測量靜電力和磁力總結出：兩個電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比，與它們所帶電荷量的乘積成正比，這就是著名的庫侖定律。這一發(fā)現(xiàn)的歷史意義在于它標志著人類對電磁現(xiàn)象的研究從定性階段進入了定量階段。

（2）“伏打電池”。1799年意大利物理學家伏特經(jīng)過反復實驗發(fā)現(xiàn)把任何潮濕物體放到兩個不同金屬之間都會產(chǎn)生電流，一年后伏特發(fā)明了世界上第一個電池，自此人類對電的研究由靜電擴大到了動電，開辟了電學研究的新領域。

（3）奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應和安培右手定則。1820年奧斯特偶然發(fā)現(xiàn)通電鉑絲周圍的小磁針發(fā)生輕微晃動，之后他經(jīng)過反復實驗證實了這一發(fā)現(xiàn)。其后安培進行了更深入的研究，提出了右手定則，發(fā)現(xiàn)了電流方向與磁針轉動方向之間的關系。安培還通過實驗發(fā)現(xiàn)了兩個通電導體和兩個通電線圈之間相互作用的規(guī)律，從而奠定了電動力學的基礎。

（4）法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應。英國科學家法拉第是第一個成功完成磁生電實驗的人，并歸納出產(chǎn)生感應電流的五種情況：一是變化著的電流；二是變化著的磁場；三是運動的穩(wěn)定電流；四是運動的磁場；五是在磁場中運動的電線。法拉第把這一現(xiàn)象叫做“電磁感應”。電磁感應的發(fā)現(xiàn)使生產(chǎn)電成為可能，至今，發(fā)電機、電動機、變壓器都是運用電磁感應原理工作的。

（5）麥克斯韋建立電磁場理論。英國數(shù)學家、物理學家麥克斯韋總結了前人的一系列成果，用數(shù)學方程式表示電磁場，建立了完整的電磁理論體系，揭示了光、電、磁本質(zhì)上的統(tǒng)一，并預言了電磁波的存在。1873年他出版的電磁場理論經(jīng)典著作《電磁學通論》是里程碑式的自然科學理論巨著。

任何科學發(fā)明與發(fā)現(xiàn)都是許許多多的科學家不懈努力的成果，德國物理學家歐姆、高斯、赫茲，美國物理學家亨利，俄國物理學家楞次等等都為電磁理論的形成作出過貢獻，本文不在一一類舉。

電磁理論的建立為無線電通信揭示的發(fā)展奠定了基礎，19世紀通信技術取得了突破性成果，先后發(fā)明了有線電報、有線電話和無線通信。

2.電工技術的初期發(fā)展

人類社會發(fā)展歷程中經(jīng)歷了三次工業(yè)革命，對人類的進步起到了巨大的作用。第一次工業(yè)革命從18世紀中葉到19世紀中葉，以瓦特發(fā)明的蒸汽機為標志，以機械化為特征，中心在英國；第二次工業(yè)革命從19世紀后半期到20世紀中葉，以工業(yè)生產(chǎn)電氣化為主要標志，其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術”與汽車、飛機和無線電通信“三大文明”，其中心在美國和德國；第三次工業(yè)革命從20世紀中葉到21世紀初，以社會生產(chǎn)、生活信息化為特點，又叫新技術革命。第二次工業(yè)革命就是從電工技術初創(chuàng)和應用開始的。

（1）直流發(fā)電機的誕生。1831年英國企業(yè)家研制出了史上第一臺發(fā)電機――蒸汽動力永磁發(fā)電機；1832年法國科學家匹克斯發(fā)明了世界上第一臺直流發(fā)動機；1866年西門子發(fā)明了自激式勵磁直流發(fā)電機；1870年格拉姆發(fā)明了實用自激直流發(fā)電機，結構可靠，電流穩(wěn)定，輸出功率大，被各國廣泛采用作為照明燈電源。

（2）遠距離輸電和電力工業(yè)技術體系的初步建立。1875年法國巴黎火車站建成世界上最早的一座火力發(fā)電廠。愛迪生不僅發(fā)明了燈泡，他還在1882年建立了美國第一家直流發(fā)電廠，裝有6臺直流發(fā)電機，通過電纜輸送照明用電，不過當時的最大輸送距離只有1.6km。之后愛迪生還建立了一座水電站，形成了電力工業(yè)體系的雛形。

（3）交流發(fā)電機電荷電動機的誕生。1876～1878年俄國人亞布洛切科夫成功試驗了單相交流輸電技術。1885年，英國工程師菲爾安基設計的第一座交流單相發(fā)電站建成。同年，美國人威斯汀豪率領的團隊完成了交流發(fā)電、供電系統(tǒng)，并創(chuàng)建了交流配電網(wǎng)。1883年，美籍電氣工程師特斯拉發(fā)明了世界上第一臺感應電動機，5年后他又發(fā)明了兩相異步電動機和交流電傳輸系統(tǒng)。1888年，俄國工程師德布羅夫斯基和德爾伏發(fā)明了三相交流制。1891年，德國安裝了世界上第一臺三相交流發(fā)電機，并建成了第一條三相交流輸電線路。自此，三相異步電動機得到了廣泛應用，電能逐步取代了蒸汽成為動力源，電力工業(yè)得到了迅速發(fā)展。

3.電工理論的建立

（1）電路理論的建立。關于電路的早期研究有：1778年伏特提出了電容的概念，給出了導體上儲存電荷的計算方法Q=CU；1826年歐姆發(fā)表了歐姆定律；1831年法拉第提出了電磁感應定律；1832年亨利提出了磁通量計算公式。

1845年德國物理學家基爾霍夫提出了關于任意電路中電流、電壓關系的基本定律：電流定律（任意時刻電路中任何一個節(jié)點的各條支路電流的代數(shù)和為零）；電壓定律（任何時刻電路中任意一個閉合回路的各元件電壓的代數(shù)和為零）。這兩個定律發(fā)展了歐姆定律，奠定了電路系統(tǒng)分析的基礎。

1853年英國物理學家湯姆遜推導出了電路震蕩方程，并得出了萊頓瓶發(fā)電過程中電流在反復震蕩且不斷衰減的結論，并計算出震蕩頻率與R、L、C參數(shù)之間的關系，奠定了動態(tài)電路分析的基礎。1855年，湯姆遜還建立了長距離電纜的等效電路模型。

1893年美籍電氣學家施泰因梅茨提出了計算交流電路的方法――“相量法”，其實用、易懂，至今在分析正弦交流電路時依然沿用此法。

其間，赫爾姆霍茲提出的等效發(fā)電機原理、基爾霍夫建立的長距離架空線路參數(shù)電路模型、亥維賽德找出的求解電路暫態(tài)過程運算法、傅立葉用數(shù)學方法建立的熱傳導定律等等都對電工理論的豐富和完善起到了重要作用。

（2）電網(wǎng)絡理論的建立。通信技術的興起推動了電網(wǎng)絡理論的發(fā)展。1924年，福斯特給出了電感和電容二端網(wǎng)絡的電抗定理，建立了由給定頻率特性設計電路的電網(wǎng)絡理論。

1945年美國科學家伯德總結出了分析線性電路和控制系統(tǒng)的頻域分析方法。1953年梅森創(chuàng)建了采用信號流圖分析復雜回饋系統(tǒng)的方法，并被廣泛應用。20世界50年代美國科學家達默制成了第一批集成電路，從此電路理論中增加了對含源器件的電路分析和綜合。20世紀70年代在L.O.Chua等科學家的努力下，器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀中期計算機的出現(xiàn)使電網(wǎng)絡的計算機輔助分析和設計成為電路理論研究中的基本手段。

4.新技術革命對電氣工程技術的推動

20世紀中葉開始的第三次技術革命又稱為新技術革命，以核能、宇航和電子計算機這三大技術為主要標志。這個時期的主要理論是信息論、系統(tǒng)論和控制論，這三大理論的創(chuàng)立為通信工程技術和現(xiàn)代科學技術的研究提供了全新的科學方法。

（1）計算機的升級換代對電氣工程技術的推動。自19世紀第一臺計算機問世以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，計算機給人類社會帶來了翻天覆地的變化，人類社會從此走進了信息時代。1952年出世的第一代計算機使用的是真空電子管，不僅體積巨大，而且耗電量驚人。1959年～1963年生產(chǎn)的第二代計算機用晶體管替代了真空電子管，大大提高了運算速度，減少了耗電量，減小了體積，運用在了軍事和科研領域。1964年～1970年生產(chǎn)的第三代計算機用集成電路替代了晶體管，不僅極大地提高了運算速度而且降低了成本，計算機開始進入到了普及階段。1971年至今生產(chǎn)的第四代計算機使用了超大規(guī)模集成電路，實現(xiàn)了計算機網(wǎng)絡化，計算機普及到了個人。計算機的升級換代推動了控制技術的發(fā)展，形成了計算機管理生產(chǎn)系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）電子信息技術的發(fā)展。電子信息技術是計算機技術和電信技術相結合而形成的技術手段。20世紀通信技術得到了迅猛發(fā)展，人類社會生活也由此發(fā)生了巨大變革，人類從此進入信息時代。

1920年人們發(fā)現(xiàn)電離層對無線電短波有反射作用。1935年人們發(fā)現(xiàn)了雷達并廣泛應用于軍事和民用通信領域。1964年美國發(fā)射了第一顆地球同步靜止軌道通信衛(wèi)星，突破了大氣層對無線電波的屏蔽，實現(xiàn)了宇宙范圍的無線電通信。20世紀70年代計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)的建立使人們開始通過互聯(lián)網(wǎng)獲取信息。20世紀80年代以后尋呼機和移動電話逐步得到廣泛使用，現(xiàn)今信息服務業(yè)已成為世界上發(fā)展最快的新興行業(yè)之一。

電氣工程技術發(fā)展史再次印證了這樣兩個真理：一是任何理論的創(chuàng)立和技術的進步都要靠眾多科學家甚至一代代人的不懈努力而實現(xiàn)，特別是在學科相互融合交叉的今天。二是科學技術的每一次重大突破都會導致生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展和人類社會的巨大進步，科技是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是社會發(fā)展的推動力。

五、電氣學科的形成與發(fā)展

按我國高等教育學科劃分，電氣信息學科類屬工學門類（門類編號08），其下設五個一級學科：電氣工程（一級學科編號0808）、電子科學與技術（0809）、信息與通信工程（0810）、控制科學與工程（0811）和計算機科學與技術（0812）。這五個學科有著相同的學科基礎，都是研究電磁現(xiàn)象及其應用的基礎學科與技術工程的綜合，電能的突出優(yōu)點在于：它既是易于傳輸?shù)墓I(yè)動力，又是非常可靠的信息載體。電子科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術都是從電類專業(yè)派生出來的弱電學科，在19世紀末電工科學技術已形成了電力與電信兩大分支。

我國電氣工程一級學科下設五個二級學科：電機與電器（二級學科編號080801）、電力系統(tǒng)及其自動化（080802）、高電壓與絕緣技術（080803）、電力電子與電力傳動（080804）、電工理論與新技術（080805），電氣工程包含的專業(yè)基礎理論有電路原理、模擬電子、數(shù)字電子、微機原理與接口技術、單片機原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業(yè)理論有電力系統(tǒng)及其暫態(tài)分析、電力電子、電機學、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業(yè)供電、電力市場等。

19世紀末歐美大學先后設立了電氣工程（Electrical Engineering）專業(yè)，100多年來，其名稱雖然沒變，但內(nèi)涵已隨著科技的飛速發(fā)展有了非常大的變化。過去歐美的電氣工程專業(yè)是以電力工程為主，現(xiàn)在電子技術和計算機已成為該專業(yè)的核心，美國一些著名高校甚至已不開設電力工程研究方向。有些大學把計算機技術從電氣工程系分離了出去，單獨成立了計算機科學系。

我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學的電機電工學科，就是上海交大的前身，距今也有100多年的歷史了。1917年該校的電機專科設立了電訊門，即我國最早的無線電專業(yè)，如今的電子信息及計算機專業(yè)群都是由此發(fā)展演化而來的。1932年，清華大學設置了電機系。建國后，我國建立了一大批以工科為主的多科性大學，其中大多設立了電機工程系。1977年以后，大部分高校的“電機工程系”陸續(xù)更名為“電氣工程系”，近幾年來，部分高校又把“電氣工程系”發(fā)展成為“電氣工程學院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同，但內(nèi)涵有很大區(qū)別，我國大學一般都是強弱電分開，即電氣類與電信類分設在不同的學院。

100多年以來，電氣工程學科已發(fā)展成為覆蓋多門類交叉學科、應用領域廣闊的完善的學科，形成了強弱電結合、軟硬件結合、機電結合的學科特點。

六.國外發(fā)達國家電氣工程學科的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢：

（1）在學科中融入大量信息技術知識。在全球信息化的當今，信息技術以指數(shù)速度進步，它曾對電氣工程學科的發(fā)展起到了巨大的推動作用，還將為電氣工程領域的技術創(chuàng)新提供工具與技術支持，對電氣學科的發(fā)展產(chǎn)生了決定性作用。國外發(fā)達國家的著名大學（如耶魯大學、麻省理工學院等）大都把電氣工程、通信工程、計算機工程放在同一學院，以利于在電氣工程學科中融入大量的信息技術知識。

（2）與其他學科不斷交叉融合，拓展了研究領域，大量的研究都是在跨學科領域開展的。

（3）與企業(yè)聯(lián)系密切，科技成果轉換能力強，引領產(chǎn)業(yè)技術更新。

七.電氣技術的發(fā)展趨勢

與電氣工程學科相關的產(chǎn)業(yè)主要有電力工業(yè)、電氣裝備制造業(yè)以及幾乎所有使用電力的行業(yè)，電氣技術的發(fā)展與應用也主要集中在這些行業(yè)。

1.可再生能源技術

1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%，預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%，21世紀，光伏技術、風電技術、生物質(zhì)發(fā)電技術等得到了快速發(fā)展。下面著重介紹人類的未來能源――氫能。科學家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源，氫能有其他能源無與倫比的優(yōu)勢：

（1）清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫，對環(huán)境沒有污染。

（2）儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發(fā)電就夠人類用數(shù)億年。

（3）熱值高。單位重量的發(fā)熱量叫熱值，氫的熱值是汽油的3倍，煤炭的4倍。現(xiàn)在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源，但目前還處在實驗室階段，距工業(yè)應用還有一段距離。

2.輸電信技術

超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發(fā)展趨勢。

（1）超導儲能系統(tǒng)。將電能轉換為電磁能，利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統(tǒng)是除電池儲能系統(tǒng)之外的又一儲能系統(tǒng)，其使用將提高電網(wǎng)的安全性。

（2）超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態(tài)的轉變特性，快速限制電力系統(tǒng)故障短路電流，保障電網(wǎng)安全。

（3）超導大容量電纜。可大大降低輸電過程中的電耗，提高能源效率。

篇3

關鍵詞：地理條件 市場規(guī)模 技術進步 科學發(fā)展 經(jīng)濟興起

李約瑟博士（Joseph Needham，1900—1995年）是英國人，中國科學技術史專家，宏篇巨著《中國科學技術史》撰寫者。1943年，李約瑟任英國文化委員會駐華代表和英國駐華大使館科學參贊,在華工作的三年多期間，萌發(fā)了撰寫《中國科技史》的想法，提出了為什么中國古代科學技術處于世界領先地位而到近代卻落后了的問題。這一問題后來被稱為“李約瑟難題”。

李約瑟把問題的答案歸結為兩點：一是中國官僚封建制度對科學技術發(fā)展的阻礙，二是中國地理環(huán)境造成了這種情況。下面我們先介紹李約瑟的研究，并嘗試對“李約瑟難題”給予解答。

一、“李約瑟難題”和李約瑟本人的解答

李約瑟說：“西方人似乎通常認為中國是一個純粹的農(nóng)業(yè)與藝術文明，其實不然。中國人對世界科學技術也做出了重大貢獻。他們在全世界首先發(fā)明了磁性指南針、炸藥、造紙術和印刷術，以及接種牛痘。他們是世界上最先認識到營養(yǎng)缺乏癥的國家，最先發(fā)明冶煉鑄鐵的國家。在他們的傳統(tǒng)藥物中，在今天仍有幾種具有巨大的價值和用處。”

李約瑟認為：中國人是有能力發(fā)展出世界一流的科學技術的。中國古代科學技術是世界領先的，但是近代卻落后了。他認為近代中國科學技術落后的根本原因有兩點：

第一，在中國，大統(tǒng)一以后的封建制度是一種“官僚封建制度”，束縛了中國科學技術的發(fā)展。在西方，從腓尼基人和希臘人早期的城邦（statecity）到現(xiàn)代城市，如安特衛(wèi)普和里昂，西方的歷史根本離不開城市國家。而在中國和印度，根本沒有什么東西可以與之對應。與西方的城市國家即“城邦”或自由城市相比，中國古代的城市，主要是農(nóng)業(yè)地區(qū)的中心，這些城市沒有與礦山或航行活動相聯(lián)系；沒有選舉的市長和高級市政官、市議員，其官員都由中央政府任命，也只對朝廷負責。這是中國文明與歐洲文明的根本不同。 古代中國在實現(xiàn)首次統(tǒng)一（可能指的是秦的統(tǒng)一）后，不是實行商業(yè)資本主義，而是實行“官僚封建制度”，官僚思想深刻地滲透到整個中國人的復雜思想中，甚至在民間傳說中，也充滿了這種思想。在西方，科學技術的興起與商業(yè)階級的興起相聯(lián)系。但在中國，商業(yè)階級從未獲得歐洲商人所獲得的那種權利。中國有許多短語，如“重農(nóng)輕商”等，表明了在那些年代的官僚政府的指導性政策。在中國，反對科技發(fā)展的阻力太大。而在歐洲，科技的發(fā)展卻能沖破這些阻力，取得現(xiàn)在的成就。

第二，中國所處的地理環(huán)境決定了上述情況的發(fā)生。 李約瑟問：“為什么在中國真正的封建主義并不存在？”他認為，答案可能與極其重要的水利網(wǎng)有關。歐洲沒有季風氣候，也沒有中國那些特別的河流與山脈，因此歐洲人不需要建造巨大的水利網(wǎng)。而中國人從很早的時候起就得去修建水利網(wǎng)，而且必須從整體治理，才能解決水患問題。水利網(wǎng)超出了任何一個封建領主的領地，所以就必須建立大一統(tǒng)的官僚封建國家。李約瑟從氣候、雨量、地理、經(jīng)濟和社會環(huán)境等因素分析了中國文明不同于歐洲文明的原因，最后得出結論：“如果中國人有歐美的具體環(huán)境，而不是處于一個廣大的、北面被沙漠切斷，西面是寒冷的雪山，南面是叢林，東面是寬廣的海洋的這樣一個地區(qū)，那情況將會完全不同。我將大膽斷言，情況將完全改變。那將是中國人，而不是歐洲人發(fā)明科學技術和資本主義。歷史上偉大人物的名字將是中國人的名字，而不是伽利略、牛頓和哈維等人的名字。”李約瑟甚至說，如果那樣，將是歐洲人學習中國的象形文字，以便學習科學技術，而不是中國人學習西方的按字母順序排列的語言。

對中國古代科學技術的高度評價，使李約瑟贏得了大部分中國人的敬重。許多中國人認為，李約瑟把中國古代輝煌的文明重新發(fā)掘了出來。他提出的“李約瑟問難題”，也吸引了中國學者的廣泛注意。但是絕大多數(shù)學者對李約瑟的解答并不滿意（如果滿意，也就沒有所謂“李約瑟難題”了），仍然有許多人致力于這一問題的研究。不過直至現(xiàn)在，中國學者的解答并不比李約瑟本人的答案有多大進展。在筆者看來，在解答問題之前，首先要弄清需要解答的問題“是什么”，只有正確地提出了問題，才能準確地解答問題。

二、李約瑟問題的準確表述

李約瑟并沒有把所謂的“李約瑟難題”表述清楚。

有人把這一問題表述為，“古代中國科學技術一直處于世界領先地位，為什么沒有發(fā)展出近代科學？”

另有人把這一問題表述為，“為什么近代科學產(chǎn)生于西歐而不是中國、印度等文明古國？”

還有人把這一問題表述為，“為什么古代中國應用技術發(fā)達，但卻沒有創(chuàng)立出理論科學？”

這幾種表述看起來似乎差別不大，但它們的側重點顯著不同，這就導致不同的探測方向。第一種表述首先確認“古代中國科學技術一直處于世界領先地位”，只是對中國沒有象西歐一樣“發(fā)展出近代科學”感到奇怪。按照這一表述，既然中國科學技術前期發(fā)達而近代落后，那么我們就應當在近代中國的特殊情況中尋找落后的原因。第二種表述的前提大不相同，它認識到，不只是中國沒有發(fā)展出近代科學，甚至比中國更早進入文明社會的印度、埃及、巴比倫等文明古國（所在的地域），也都沒有產(chǎn)生近代科學。既然文明古國都沒有產(chǎn)生近代科學，那就說明文明古國陷于落后狀態(tài)具有普遍性，西歐后來居上產(chǎn)生了近代科學，說明西歐科學技術的發(fā)展具有特殊性。如果要尋找近代科學產(chǎn)生的原因，那就必須研究西歐的特殊情況。第三種表述看到，古代中國令人矚目的成就主要在“應用技術”方面，而在理論科學的歸納和創(chuàng)新上卻幾乎沒有什么成就，例如邏輯上的三段論推理和探求因果關系四法等簡單的理論成果都沒有歸納出來。這一看法區(qū)分了“應用技術”和“理論科學”，引導人們探討中國何以缺乏理論歸納成果的問題。

歷史事實是，中國和其它文明古國都出現(xiàn)了許多簡單的應用技術（但無法比較誰處于領先地位），近代生產(chǎn)技術的重大突破（例如蒸汽機）出現(xiàn)在西歐，近論科學也在西歐建立和發(fā)展起來，是西歐的經(jīng)濟成就和社會發(fā)展都遠遠走在了世界的前列。對于這些現(xiàn)象，人們頭腦中的問題可以歸結為：

1、文明古國為什么只出現(xiàn)一些簡單的應用技術？

2、生產(chǎn)技術的重大突破何以出現(xiàn)在西歐？

3、理論科學何以都被歐洲人總結歸納出來？

闡明這些現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，也就解答了所謂的“李約瑟難題”。

三、文明古國為什么只出現(xiàn)了簡單的應用技術？

根據(jù)“經(jīng)濟人行為原理”，利益追求是人類行為的永恒動機，發(fā)明創(chuàng)造活動也是如此，只有那些預期收益顯然高于預期成本的發(fā)明項目，才會有人花費時間和精力去進行研制。人類發(fā)明計時鐘的過程可以很好地說明這一原理。

15世紀時，為確定遠洋航行中輪船在海洋中的位置需要測算經(jīng)度，而測算經(jīng)度需要精確的計時鐘。為發(fā)明計時鐘，西班牙、荷蘭、英國都宣布給予巨額懸賞。但直到18世紀，英國的哈里森幾乎耗費了半生精力才完成計時鐘的研制，獲得了這筆賞金。現(xiàn)在看來，即使哈里森未研制成功而突然患病死亡，計時鐘也會被其他人發(fā)明出來，因為高額賞金是刺激人們進行研制的基本動力。如果沒有賞金，發(fā)明人因成果被人仿制，所獲收益就會大大低于他所付出的代價，所以就不會去進行這種研制。仿制別人的發(fā)明成果具有一種“白搭車”的利益。受“白搭車”利益的刺激，人們都想等待別人發(fā)明出來之后直接進行仿制，所以社會只可能出現(xiàn)一些像魯班發(fā)明鋸子那樣的幾乎不需要什么成本的簡單的或偶然性的發(fā)明創(chuàng)造。

高額賞金是刺激發(fā)明創(chuàng)造的好辦法。但政府懸賞的只能是重大而又緊迫的項目，事事都靠政府懸賞是不現(xiàn)實的，于是對發(fā)明創(chuàng)造活動給予經(jīng)常性刺激的專利制度被人類發(fā)明出來了。假如沒有賞金和專利制度的保護，許多發(fā)明創(chuàng)造項目的預期收益是遠遠低于預期成本的，因而根本不會有人去進行研制。由于古代中國沒有形成保護發(fā)明者利益的制度，所以出現(xiàn)的發(fā)明創(chuàng)造大都具有簡單和偶然的性質(zhì)。

四、技術突破受制于市場

不過，西歐一系列技術突破出現(xiàn)時，專利制度還沒有形成，所以技術突破并不是專利制度刺激的結果。美國經(jīng)濟學家道格拉斯·諾思（1993年諾貝爾經(jīng)濟學獎獲得者）在《西方世界的興起》一書中闡明，西歐生產(chǎn)技術的突破來自生產(chǎn)中精細的分工，分工來自生產(chǎn)規(guī)模擴大，而生產(chǎn)規(guī)模擴大則是人們利用市場興起所造成的盈利機會的結果。

中世紀前期的西歐，大部分地區(qū)還是人口稀少的廣袤的荒野。中心地區(qū)人口的自然增長導致邊遠地區(qū)的開墾。西歐小范圍內(nèi)氣候差異大，新區(qū)之間以及新老地區(qū)之間生產(chǎn)了不同的產(chǎn)品，引起對交換的需求，于是在地區(qū)內(nèi)和地區(qū)間首先形成了小范圍的商品交換市場；廣泛的水陸運輸運費低廉，糧食、木材、羊毛、咸魚、酒類等基本產(chǎn)品（低值笨重貨物）也能夠承受遠距離的運輸費用，逐漸形成了輻射范圍廣闊的大市場。市場擴大刺激了制造業(yè)的發(fā)展。靠近市場地區(qū)信息靈通，人們根據(jù)市場需求及時調(diào)整生產(chǎn)，逐步形成了專業(yè)化的生產(chǎn)中心。制造業(yè)的專業(yè)化刺激了生產(chǎn)中的分工。羊毛織品是當時西歐主要的制造品，其制造過程可以分解為許多細小的工序，精細的分工使人們只需要重復簡單的操作，簡單的操作“將人們天生的發(fā)明欲集中在 有限的一些難題上”，促使人們考慮用機械代替手工，用自然力（水力和風力）代替人力和畜力。發(fā)明那些從事簡單操作的機械，研制成本大大降低，而創(chuàng)新收益則因產(chǎn)品具有廣闊的銷路而十分可觀，吸引不少人進行研制，于是西歐出現(xiàn)了一系列技術突破。這樣，輻射范圍廣闊的市場既通過生產(chǎn)中精細的分工間接降低了技術創(chuàng)新的成本，又因大量銷售產(chǎn)品而直接提高了創(chuàng)新收益。沒有市場發(fā)展帶來的技術創(chuàng)新收益的提高，是不可能出現(xiàn)生產(chǎn)技術突破的。

五、中國商品市場對生產(chǎn)技術的制約

長期以來，中國市場一直沒有發(fā)展到帶動生產(chǎn)規(guī)模擴大的程度，因而并沒有引起精細的分工，制造業(yè)還必須進行復雜的手工操作。直接研制和發(fā)明那些進行復雜操作的機械裝置難度很大，發(fā)明成功的可能性很小，加上沒有利用市場獲利的前景，預期收益顯然大大低于預期成本，所以根本不會有人去從事研制，于是生產(chǎn)技術就陷于停滯狀態(tài)。可見，中國生產(chǎn)技術長期未出現(xiàn)突破，根本原因就在于市場長期不發(fā)展。

喜歡追根究底的讀者會問，中國市場為何長期不發(fā)展呢？

不少人把中國商品經(jīng)濟長期不發(fā)展歸咎于小農(nóng)傳統(tǒng)觀念的影響、儒家保守思想的禁錮以及歷代統(tǒng)治者的重農(nóng)抑商政策。其實，小農(nóng)觀念、儒家思想和抑商政策都產(chǎn)生于社會經(jīng)濟生活，用它們來解釋市場發(fā)展的狀況正好顛倒了其中的因果關系。根據(jù)“經(jīng)濟人行為原理”，中國商品市場長期不發(fā)展，也應當是人們在特定資源環(huán)境下“合理選擇”的結果。

中國文明本部黃河流域的一個重要特點是等溫線、等降水量線都是東西方向。從現(xiàn)今陜甘交界向東一直走到山東半島大致1500公里范圍內(nèi)，所經(jīng)各地的氣溫和降水都相同，所以基本產(chǎn)品相同，沒有交換必要；雖說南北方向氣候差異較大，引起基本產(chǎn)品差異較大，但南北方向沒有天然河道可供通航，陸路運費又太高，南北之間不同的產(chǎn)品無法實現(xiàn)交換。由陸路運輸形成的農(nóng)產(chǎn)品市場，輻射范圍不超過10公里。農(nóng)民把產(chǎn)品運到有差異的地區(qū)交換自己所需要的產(chǎn)品，比自己直接生產(chǎn)它們花費的代價更高，農(nóng)民的“合理選擇”只能是調(diào)整產(chǎn)品結構來滿足需求，于是社會就長期維持自給自足的小農(nóng)經(jīng)濟狀態(tài)。在古代中國的自然地理和交通條件下，任何兩地農(nóng)、林、牧、漁等基本產(chǎn)品（低值笨重貨物）生產(chǎn)成本的差額，都抵償不了兩地之間的運輸費用，所以中國不可能自發(fā)形成大規(guī)模的基本物品的交易市場。

從經(jīng)濟上看，能夠承受遠距離運輸費用的商品是有限的。黃金、珠寶等貴重物品當然能夠承受遠距離的運費。除黃金、珠寶等貴重物品外，中國古代市場上交易的物品還有瓷器、絲綢、香料、茶葉等本身價值不高但產(chǎn)地有限的特殊物品，但由于運輸費用很高，它們到達最終消費地時都成了普通百姓消費不起的“奢侈品”，所以對市場發(fā)展的刺激作用并不大。在中國，也許只有經(jīng)銷百姓日常生活所必需的鹽、鐵這兩種商品才有利可圖，但從春秋戰(zhàn)國時代起國家就逐漸壟斷了鹽鐵的經(jīng)營，對私自經(jīng)銷鹽鐵者要進行嚴厲制裁。由于經(jīng)銷基本產(chǎn)品難以致富，所以商人只能依靠行奸弄巧或者販賣違禁物品發(fā)財，結果“奸商”和“私販”幾乎成了中國商人的代名詞。在統(tǒng)治者看來，商人對社會的積極作用還抵償不了他們對社會造成的危害（商業(yè)稅收不能補償管理費用），所以直到時代，國家仍然采取重農(nóng)抑商政策。抑商政策當然會對市場發(fā)展更為不利。但由于上面已分析的原因，即使沒有抑商政策，中國市場也不可能自發(fā)發(fā)展起來。

六、技術發(fā)明與理論科學

在英語中，“科學”和“技術”完全是兩個概念，技術是指實用技術、應用技術，它能夠直接應用于生產(chǎn)，創(chuàng)造出新的產(chǎn)品或者提高勞動生產(chǎn)率，簡單地說就是能夠直接獲得利益，科學則不同，它是人們認識世界的產(chǎn)物，所以往往稱為“科學發(fā)現(xiàn)”，在形式上主要表現(xiàn)為理論的東西。科學和技術的關系頗為復雜。有的科學發(fā)現(xiàn)（理論）容易轉化成應用技術，使人獲得具體利益，例如科法拉第發(fā)現(xiàn)并歸納出電磁感應定律，這屬于科學（發(fā)現(xiàn)）。當人們利用這一定律制造出發(fā)電機和電動機時，科學就轉化為技術，直接應用于生產(chǎn)造福于人類了。有的科學雖然不能直接轉化為技術，但對基本生產(chǎn)活動可以作出指導性貢獻，例如牛頓的力學定律；還有的科學則不容易轉化為應用技術或者根本不能服務生產(chǎn)，例如四色原理的證明、費爾馬定理的證明、哥德巴赫猜想的論證等，它們與應用技術相差很遠，很難把它們應用到生產(chǎn)中創(chuàng)造財富。

歐洲科學興起的歷史表明，理論科學是由技術發(fā)展推動的。如果技術發(fā)展沒有提出需要給予理論解答的問題，也就根本不會有理論科學的出現(xiàn)。關鍵問題在于，既然理論科學并不直接服務于生產(chǎn)，不能使理論發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新者獲得利益，何以會有人去從事理論研究呢？

大多數(shù)情況下，基本原理的歸納者都是實踐者，他們需要在實踐中應用理論，這就使他們直接獲得了收益。但復雜、高深的理論卻不能由實踐者發(fā)現(xiàn)和提出，往往來自于大學任教的學者或國家的研究機構，因為這些高深、復雜的理論無法直接獲得利益，所以也只能夠由國家資助。

古代中國沒有創(chuàng)造出理論科學，道理可以從兩個方面去理解。從容易轉化為生產(chǎn)技術的理論科學上說，中國市場發(fā)展（更正確些說是不發(fā)展）的狀況制約了生產(chǎn)規(guī)模的擴大和操作中的分工，導致生產(chǎn)技術陷于停滯，根本提不出需要解決的理論問題。從這一方面說，中國人沒有創(chuàng)立理論科學，實在是順理成章的事情。從無法轉化為生產(chǎn)技術的復雜、高深的理論創(chuàng)新來說，它們都建立在對基本原理進行科學歸納的基礎上。中國在理論創(chuàng)新上沒有多大貢獻，是因為沒有人去進行基本原理的歸納；之所以沒有人去進行歸納，是由于長期停滯于自給自足狀態(tài)的經(jīng)濟生活沒有產(chǎn)生出對科學原理進行理論歸納的“需求”。邏輯上的三段論和探求因果關系四法（求同法、求異法、共變法、剩余法）都是如此。中國人也早已使用這些方法進行推理，探求事物的因果關系。之所以沒有人對其進行歸納，是因為這種歸納對當時的中國社會沒有作用——不但終生活動在幾公里范圍內(nèi)的農(nóng)民不需要它們，而且統(tǒng)治國家的軍政官僚和文人學者也都不需要它們，所以歸納出來寫成書也沒有人看，寫書人將得不到任何補償，所以沒有人進行歸納就是沒有人去做對人對己都無用的工作。這一歸納工作之所以由英國哲學家穆勒完成，是由于英國經(jīng)濟生活的發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生出對這些方法進行總結歸納的“需求”，為滿足社會需求而進行的這一歸納工作也能夠使個人獲得實際利益。

可以認為，中國歷史上理論創(chuàng)新成果很少，是因為中國的經(jīng)濟生活沒有為中國人的創(chuàng)新精神創(chuàng)造出獲利的空間。

七、李約瑟評價

許多中國人以為李約瑟在“科學技術史”學界占有很高地位，其實不然，即使在他的母校英國劍橋大學，他也不具有多高的學術地位。可以認為，中國人推崇李約瑟博士，不是由于他在學術上的造詣，而是由于他對中國人的感情。

作為把中國古代科學技術成就介紹給全世界的“科學技術史專家”，李約瑟博士理所當然地贏得了中國人的愛戴和尊敬。但是他關于“古代中國科學技術一直處于世界領先地位”的論斷，他把“科學”和“技術”混為一談的做法，他關于近代科學技術落后原因的探討，都表明他根本不懂得科學技術發(fā)展的原理。

首先，關于中國科學技術領先于世界的說法，完全是李約瑟博士的主觀臆斷。如前所述，一般應用技術的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明具有偶然性，所以根本無法比較誰先進誰落后。從理論科學說，古希臘的歐幾里德早在兩千多年前就創(chuàng)立了平面幾何的公理體系，用邏輯方法推導出幾何學大廈。初學幾何的人往往瞧不起“兩點之間線段最短”這樣的道理，因為這樣的道理不僅童叟皆知，而且連狗都知道（跑近路），所以關鍵問題并不在于知道不知道一些道理，而在于能不能把它用理論科學的形式歸納出來。直至19世紀人們才認識到到，任何科學都必須建立在公理體系的基礎上，人們因而更感到歐幾里德的偉大。古代中國根本不存在理論科學，怎么能夠硬說“古代中國科學技術領先于世界”呢？

李約瑟之所以認為“古代中國科學技術領先于世界”，也許正與他不能把“科學”和“技術”嚴格區(qū)分有關。由于古代中國并不存在真正的“科學”（這一說法往往使過分推崇中華文明的人難以接受），所以近代以來的翻譯家就把科學和技術連帶統(tǒng)稱為“科學技術”，導致許多中國人把“科學”和“技術”混同理解，這是可以理解的。但李約瑟博士是英國人，把英語中差別很大的兩個概念混同理解，則是難以原諒的。

其次，李約瑟解答“難題”的方向，與問題本身的提法也自相矛盾，違背了最起碼的邏輯。他提出問題前提是，古代中國科學技術一直走在世界前列，只是在近代（15世紀以后）才落后了。既然古代中國近代科學技術處于世界領先地位，那就不能到形成古代社會的情況中探討原因。但是李約瑟（的回答）卻正好立足于遙遠的古代，他把原因追溯到中國古代的官僚政治，這一制度至遲在公元前221年就已經(jīng)形成了。他在探討形成官僚政治的原因時，又談到了中國地理環(huán)境導致的治理水患的必要，這一探討實際上又追溯到大禹治水時代。就地理環(huán)境來說，它從中華民族誕生時起就一直在起作用。既然它們能夠促使中國“古代”科學技術“居于世界領先地位”，那就根本不可能用它們解釋近中國代科學技術的落后。

李約瑟關于中國建立水利網(wǎng)的材料及其分析，最早見于19世紀英國東印度公司向英國政府的報告，這一材料和分析與歷史事實相差很遠。中國文明本部的黃河流域，農(nóng)業(yè)基本上靠天然降雨，從來就沒有修建抗旱水利網(wǎng)。按照材料中治理水患的說法，都是指在洪澇災害發(fā)生時組織人力疏通洪水使之流入大海（大禹治水），但黃河泥沙含量大，下游經(jīng)常淤積改道，直至現(xiàn)在也沒有形成水利網(wǎng)，治理水患與中國統(tǒng)一政權的建立根本沒有關系，用它解釋中國統(tǒng)一政權的建立甚至沒有道理。

最后，李約瑟所談到的中國近代科學技術落后的兩個原因，在邏輯上根本不能并列。按照他的看法，官僚制度的阻礙應是直接原因，而地理條件則是形成官僚制度的原因，所以可以看作是科學技術落后的根本原因。李約瑟把它們并列為兩個原因，邏輯上陷于的混亂。

篇4

1外科學發(fā)展史上的里程碑

    麻醉、無菌術和抗生素的發(fā)現(xiàn)以及輸血技術的應用等 這些革命性進步無不貫穿著外科醫(yī)生理念的轉變。

1.1麻醉在沒有麻醉的時代，外科手術最大的障礙是控 制病人疼痛。雖然在古代積累了麻醉法的經(jīng)驗,但那時的 病人做外科手術就好像是犯人受酷刑一樣，迫使手術和時 間“賽跑”。外科手術的解決辦法依賴于按壓、捆綁，灌酒， 放血甚至將病人擊暈等。直至1844年，美國29歲的牙科醫(yī) 生Well開始嘗試在為病人拔牙時使用氧化亞氮，氧化亞氮 成為歷史上第一種麻醉藥。1846年，美國波士頓麻省總醫(yī) 院Morton醫(yī)師將乙醚首次成功地用于臨床麻醉，開創(chuàng)了近 代麻醉學的新紀元。1898年Bier成功實施了腰麻，1920年 Msgill介紹了氣管插管吸人麻醉。20世紀30年現(xiàn)了若 干可用于靜脈麻醉的藥物，進一步豐富了臨床應用的選 擇。到20世紀末期,麻醉機出現(xiàn)，麻醉機幾經(jīng)更新?lián)Q代，已 經(jīng)成為手術時不可缺少的輔助工具。

作為一門新興的學科，現(xiàn)代麻醉學的歷史不過150余 年，已不再僅限于臨床麻醉（手術室），同時涵蓋了危重病 醫(yī)學(ICU)和疼痛治療。麻醉學的發(fā)展為外科學發(fā)展提供作了必要保證，然而外科技術的進步及向人類禁區(qū)的不斷進 軍，又對麻醉學提出了更高的要求。可以預期，未來麻醉 學與外科的關系將更加緊密。

1.2無菌術和抗生素的發(fā)現(xiàn)19世紀以前認為化膿是傷 口愈合的正常過程，甚至稱感染為“醫(yī)院病”大量病人因 術后感染而死亡。正是由于無菌方法的建立，外科學才真 正有了一個可以大發(fā)展的平臺。

1846年匈牙利醫(yī)生Semmelweis首先提出在檢査產(chǎn)婦 前用漂白粉水洗手，明顯降低了產(chǎn)褥熱的發(fā)生率,僅僅這 樣一個動作，不只是理念的改變，同時也是無菌術的開 端。Pasteur于1836年發(fā)現(xiàn)微生物，受Pasteur研究結果啟 發(fā)，1867年英國Lister采用石炭酸溶液沖洗手術器械，并用 石炭酸溶液浸濕的紗布覆蓋傷口，使得他所施行的截肢手 術死亡率自46%降至15%，從而奠定了無菌術的基本原 則。1877年德國的Bergmann采用了蒸汽滅菌，并研究了敷 料、手術器械等的滅菌措施，在現(xiàn)代外科中建立了無菌 術。1889年德國Furbringer提出了手臂消毒法，1890年美 國“外科之父”Halsted倡議戴橡皮手套，這樣無菌術已臻于 完善。無菌術對外科學的發(fā)展,特別對創(chuàng)傷外科學的發(fā)展 有著決定性的影響。如今無菌術已成為外科醫(yī)生根深蒂 固的理念。

19世紀中后期無菌術在外科領域取得了巨大進展，但 是卻不能根本上解決外科感染的問題，化學消毒劑不能用 于消滅人體內(nèi)的病原菌。抗生素的發(fā)現(xiàn)被認為是微生物 學乃至生物學研究領域所取得的最偉大成就之一，據(jù)估 計，自從發(fā)現(xiàn)抗生素以來人類壽命提高了 10年以上。直到 今天,抗生素仍然是人們抵抗各種病菌的有力武器。

人們普遍認為抗生素的發(fā)現(xiàn)要歸功于著名的英國科學 家Heming, Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素并不完全是他的偶然機遇， 而是由于他嚴密的科學工作態(tài)度和前輩學者們多年累積 的經(jīng)驗。由于受到當時科學思想的阻礙,認為以動物試驗結果來指導人的醫(yī)學實踐是不可靠的。這個錯誤思想導 致青霉素被埋沒了10年，在這10年中青霉素的應用僅作為 一種選擇培養(yǎng)基來培養(yǎng)百日咳桿菌。到了 1938年，以 Florey和Chain為代表的科學家對青霉素進行了更進一步 的研究，并于1940年制備出純度可滿足人體肌肉注射的制 劑 。抗生素使得感染性疾病的治療發(fā)生了巨大的變革。

抗生素大大促進外科學的發(fā)展,不少外科醫(yī)生過分依 賴抗生素，甚至濫用抗生素，帶來了諸多不良后果，尤其是 耐藥菌株的產(chǎn)生。這種錯誤觀念如不徹底糾正，必將阻礙 外科學的進一步發(fā)展。今天一種新型抗生素問世,甚至不 到幾個月，就會出現(xiàn)耐藥細菌，萬古霉素作為人類抗生素 的最后一道防線已經(jīng)開始崩潰。已經(jīng)嚴重依賴于抗生素 的人類，現(xiàn)在比任何時候都更迫切地需要新型抗生素。

1.3輸血1628年英國醫(yī)學家Harvy發(fā)表了《血液循環(huán) 論》,根據(jù)這一理論，英國醫(yī)生Lower和法國醫(yī)生Denis先后 嘗試為病人輸注羊血，期望控制疾病，但大多數(shù)病人因輸 血而死亡。直到19世紀，學者們經(jīng)過系統(tǒng)的研究，摒棄了 異種輸血，轉移到人與人之間的同種輸血上來。1818年英 國產(chǎn)科醫(yī)生Blundell為1例產(chǎn)后大出血的婦女輸注了其丈 夫的血液，實現(xiàn)了第1例人與人之間的成功輸血。1900年， Landsteiner首先發(fā)現(xiàn)了人類紅細胞血型，這一劃時代的發(fā) 現(xiàn)為安全輸血提供了重要保證。到目前為止，已發(fā)現(xiàn)人類 有26個血型系統(tǒng)，400多種血型。

隨著技術的進步和理念的更新,對輸血的利與弊有了 全面的了解,處理時應有權衡 。目前臨床對惡性腫瘤病 人施行手術時，強調(diào)減少失血量，盡量不輸血。這是因為 輸血可引起病人免疫功能抑制，從而使腫瘤細胞得以迅速 生長。還有證據(jù)表明，圍手術期輸異體血可增加感染率， 延長住院時間。外科醫(yī)生手術已不完全依賴輸血，而是將 其作為一種保障。 類第一例真正意義上的“經(jīng)自然孔道(主要是經(jīng)口腔、、 尿道及陰道)內(nèi)鏡外科（natural orifice transluminal endoscopic surgery, NOTES) ”手術，為1例30歲女性病人通 過陰道成功施行膽囊切除術 。

2　20世紀外科發(fā)展的主流

    2.1蓬勃發(fā)展中的微創(chuàng)外科手術是一把“雙刃劍”手術 本身就意味著損傷，外科醫(yī)生追求的最高境界是既清除病 變，又保護組織并恢復功能。自20世紀70年代，軟質(zhì)內(nèi)鏡 的出現(xiàn),便開始了微創(chuàng)技術向傳統(tǒng)外科的滲人。1983年， 英國醫(yī)生Wickham首先提出微創(chuàng)外科（minimally invasive surgery)的概念，到1987年法國醫(yī)生Mouret完成了世界上 第一例電視腹腔鏡膽囊切除術以后,微創(chuàng)外科的概念才逐 漸被廣泛接受。至今大多數(shù)手術可以通過內(nèi)鏡和腔鏡的 方法完成。

但是腹腔鏡手術自身的技術特征卻束縛了外科醫(yī)生眼 和手的功能，降低了靈巧性。2000年美國FDA同意將機器 人用于普通外科手術，手術機器人增加了外科醫(yī)生的靈活 性，并恢復了外科醫(yī)生對術野的自主平穩(wěn)控制力。2001年 具有跨時代意義的遠程手術在美國紐約和法國斯特拉斯 堡之間完成。現(xiàn)在微創(chuàng)外科正朝著無體表切口的方向發(fā) 微創(chuàng)手術作為一種技術,事實上大多數(shù)是手術人路的 微創(chuàng)化，只是有創(chuàng)手術走向無創(chuàng)的一個中間階段，最終將 被物理、化學、基因等治療手段所取代。微創(chuàng)外科的發(fā)展 離不開科學技術的推動，更離不開外科醫(yī)生需求，而不斷 出現(xiàn)的新型器械則可以刺激外科醫(yī)生技術的提高。而作 為一項技術，總會有其適應證和禁忌證，我們都應該理性 地去理解和接受并發(fā)展之。

2.2器官移植一從神話到輝煌的現(xiàn)實早在公元前300 年，我國古代就有人將器官移植治療疾病作為一種神奇的 傳說而加以描述。法國科學家Carrel于1912年首創(chuàng)的血管 直接吻合法，使器官移植成為可能。

1954年,美國外科醫(yī)生Murray成功地施行了腎移植并 獲得了長期存活。腎移植正式掀開了現(xiàn)代器官移植的篇 章，1963年肝移植(Starzl)和肺移植(Hardy)、1966年胰腺移 植(Hllehei)、967年心臟移植(Barnard)先后獲得成功。到 20世紀70年代末80年代初，由于新型免疫抑制劑的問世， 特別是與器官移植相關的一些學科推動了器官移植的全 面發(fā)展。20世紀90年代以后，在一些大的醫(yī)學中心，器官 移植已成為安全有效的手術而廣泛開展。隨著器官來源 的日漸缺乏，遠遠不足以解決供體器官的需求，組織工程 以及干細胞技術的興起有望解決這一難題。

2.3腫瘤治療技術的發(fā)展及進步 現(xiàn)代腫瘤外科處于一 個飛速發(fā)展的時期，已使腫瘤外科在外科領域中獨樹一 幟。用手術切除腫瘤的報道則始于1809年，McDowell切除10.2kg的卵巢腫瘤。Halsted對乳腺癌的治療奠定了腫瘤 外科治療的基本原則和基石,對腫瘤外科的發(fā)展起了很大 的促進作用，該手術主要根據(jù)解剖及生理學的特點制定了 腫瘤的手術原則，將原發(fā)灶行廣泛切除與區(qū)域淋巴結行整 塊的切除，以后根據(jù)此原則開展了很多其他部位腫瘤的根 治性手術。隨著藥物和技術手段的進步，轉變醫(yī)生的理 念，又影響腫瘤外科技術的選擇。比如直腸癌的治療理念 已經(jīng)徹底轉變，近一百年來的“金標準術式” 一一腹會陰 切除術降為最后一種選擇，而保肛手術成了首選的術式， 外科醫(yī)生一方面要盡量保證病人術后的控便功能健全,另 一方面要降低局部復發(fā)率和提高5年存活率。在過去結直 腸癌合并肝轉移屬于絕對晚期，只能選擇姑息治療，但是 經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，對結直腸癌發(fā)生肝轉移的病人，相當一部 分轉移灶是可以切除的，可使病人得到長期存活，因此對 于肝轉移病人不要輕易放棄而僅采用姑息治療。總之，腫 瘤外科的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段:單純腫瘤切除一一萌芽階 段的腫瘤外科；腫瘤“整塊”切除根治術一一廣泛切除（擴 大）的腫瘤外科;適度的腫瘤根治術一一保存組織及功能 的腫瘤外科。未來腫瘤外科是根治與微創(chuàng)、規(guī)范化與個體 化辯證的統(tǒng)一。

3外科醫(yī)生理念的變化

    隨著現(xiàn)代醫(yī)學模式的沖擊，外科醫(yī)生的理念也發(fā)生了 巨大變化，這其中包括從“巨創(chuàng)”到“微倉r，從經(jīng)驗醫(yī)學到 循證醫(yī)學，從“只看病不看人”到人文醫(yī)學的回歸，從手術 切除到修復、置換及從手術成功到全方位的快速康復外科 (fast track surgery)等方面的變化' 科學的進步首先起始 于理念的變化，由此可見理念上的革命將會比技術上的革 命影響更為深刻[6]。

3.1外科微創(chuàng)化微創(chuàng)外科本身不是一種專科，它是在微 創(chuàng)理念指導下的一項技術，更重要的是體現(xiàn)了一種外科思 維方式。在微創(chuàng)理念的變化過程中，還存在概念的誤區(qū)， 微創(chuàng)外科是從整體醫(yī)學的角度出發(fā),強調(diào)的是局部和全身 的統(tǒng)一，涵蓋了外科理念和外科技術兩方面的含義，而并 非單純的腔鏡外科或是“小切口”另一方面，若片面追求 “微創(chuàng)”，以完成腹腔鏡手術或NOTES為目的，忽略病人的 實際情況,則會增加病人的創(chuàng)傷，影響遠期療效。

微創(chuàng)的理念正在滲透至各種外科技術，使傳統(tǒng)外科向 著“外科微創(chuàng)化”的方向發(fā)展。應認真培養(yǎng)外科醫(yī)生，尤其 年輕醫(yī)生的微創(chuàng)理念和微創(chuàng)外科技術，將微創(chuàng)理念貫穿于 臨床實踐的始終[7]。

3.2臨床醫(yī)學新思維一循證醫(yī)學現(xiàn)代外科學要求必須 以最佳科學研究的結果為依據(jù)。循證醫(yī)學(evidence based medicine,EBM)是以證據(jù)為基礎的醫(yī)學，要求在嚴格的科 學證明的基礎上開展醫(yī)療工作。外科病人的治療很大程 度上依靠手術,但往往有多種手術方式可供選擇,僅憑經(jīng) 驗評價某種手術方式的優(yōu)劣是非常困難的,更需要應用循 證醫(yī)學的方法來客觀評價。美國一項調(diào)査結果顯示:40% 的手術是可以不做的。循證醫(yī)學是外科醫(yī)師實現(xiàn)自我知 識更新和理念糾偏的最佳手段,可以通過學習循證醫(yī)學接 觸到目前最新、最好的治療方式，并以此來指導自己的臨 床實踐W。

迄今為止,外科學仍然有大量的問題尚無定論，外科醫(yī) 生只有利用循證醫(yī)學的思維，多學科協(xié)作(multi-disciplin?ary team, MDT)，才能從大量的最新研究成果中遴選出最有 價值的信息來指導臨床工作。

3.3切除-修復-置換-功能外科理念20世紀初期，外科基 本上是切除和縫合，而現(xiàn)在已轉變?yōu)榫珳是谐⒕_修復 和無止境替代。外科手術不但要去除疾病對病人的困擾， 其最終目的是要恢復人體的生理功能。在當今社會，人們 不再滿足于某種器官功能喪失的生活，而是要通過修復和 置換恢復人體的正常生理機能。從單一的追求“挽救生 命”的目標變?yōu)椤熬徑?或治愈)疾病,改善生活質(zhì)量”的雙 重標準，要求不但能恢復健康，還能保證病人的生活質(zhì)量， 從而產(chǎn)生功能外科的理念。對于乳腺癌而言，目前的治療 模式已經(jīng)出現(xiàn)了根本改變，首先體現(xiàn)在手術范圍的逐漸縮 小。在做完保留乳房的區(qū)域切除后，可以讓病人繼續(xù)保持 良好的形體，保證較高的生活質(zhì)量。在2008年乳腺癌 NCCN指南中，提倡早期保乳治療，前哨淋巴結活檢替代腋 窩淋巴結清掃，增加了乳腺癌根治術后乳房重建原則。因 此，現(xiàn)代外科醫(yī)生不再只是簡單的將病變組織切除，開始 嘗試用各種生物或非生物的材料取代人體的各種病變或 毀損的組織和器官，研究新術式，盡可能保留機體的自主 功能。今后有望通過基因的重組和修補，恢復人體的器官 生理功能，甚至心理功能。

篇5

【關鍵詞】計算機科學技術 應用 發(fā)展趨勢

1 計算機科學技術的發(fā)展

人類研制出世界上第一臺計算機是在1946年，該計算機發(fā)明引領人類進入第三次工業(yè)革命時代。從馮?諾依曼發(fā)明第一臺計算機至今，計算機在70年內(nèi)不斷的發(fā)展與改進，從以往具有龐大體積的笨重機器，演變成當前零件集中、技術集成、功能強大的臺式計算機與便攜式筆記本。自改革開放以來，計算機科學技術發(fā)展更為迅猛，計算機逐漸的應用在各個領域，成為現(xiàn)代化社會處理日常工作的主要工具。

在國家層面，計算機技術可以用來處理政府事務、分析軍事戰(zhàn)略；在企業(yè)層面，計算機技術可以用來存儲處理各種數(shù)據(jù)、實現(xiàn)辦公自動化；在生活層面，計算機技術可以用來獲取信息、視頻通訊、網(wǎng)絡購物等，使人們的生活更加便捷。計算機科學技術高低已經(jīng)成為衡量一個國家信息化水平、科學技術能力的一個主要標準。

2 計算機科學技術的應用

近年來，國家大力推進信息化建設，在實際生活中計算機科學技術的應用領域也更加廣泛。以下選取幾個較為重要的領域分析計算機科學技術的應用：

2.1 軍事、國防領域

計算機的最初研發(fā)就是為了應用在軍事發(fā)展上，到現(xiàn)今計算機仍是軍隊和航空航天技術研究的重點課題。至今為止，計算機在政務處理、軍事戰(zhàn)略、以及隊部模擬演練等方面都發(fā)揮著重要的作用。國家明確強調(diào)要全面打造信息化社會，將先進的計算機科學技術、設備以及產(chǎn)品應用在國家現(xiàn)代化軍事建設中。在國際領域，計算機科學技術的發(fā)展水平也衡量著一個國家的現(xiàn)代化軍事水平與綜合國力的高低。

2.2 電力領域

目前我國大多的風力發(fā)電廠位于空曠、建筑物較少的地方，如海岸或沙漠中。然而在這些環(huán)境較為惡劣的地區(qū)建設發(fā)電廠，經(jīng)常會受到過熱、過冷、振動、鹽霧或電燥等的影響，導致發(fā)電機的性能有所降低。因此，為了保障發(fā)電機的高性能、穩(wěn)定性，除了需要硬件加固之外，還需要計算機科學技術來完成自我檢測、自我診斷功能。使用計算機科學技術可以將發(fā)電機的運行狀態(tài)、檢測記錄等操作數(shù)據(jù)全面的收集整合傳輸給管理維護人員，不僅極大程度上減輕了工作人員的勞動力，還節(jié)省了大量的時間和成本，獲得更精準全面的數(shù)據(jù)。

2.3 無人機研發(fā)

隨著近年來計算機、網(wǎng)絡技術、人工智能等技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)今我國的無人機研發(fā)已經(jīng)取得較大的成就。無人機在軍事方面可以完成偵察、電子干擾、戰(zhàn)場目標毀傷效果評估等多種功能，甚至直接可以作為攻擊武器打擊重點目標或定點清除。一方面這些功能的實現(xiàn)都離不開計算機科學技術，需要強大的信息收集傳輸和綜合計算分析判斷提供支撐，另一方面由于無人機應用的環(huán)境較為復雜，包括復雜的地區(qū)環(huán)境、多變的場景、電磁的干擾以及無法預知的突況等，這些都需要更高的計算機科學技術來應對。

2.4 教育領域

近年來計算機信息技術在教育領域也逐漸普及。比較常見的應用在教育領域的計算機科學技術，包括多媒體教室、網(wǎng)絡課堂、電子圖書館、以及各種計算機應用軟件等。在高考中，考生的登記以及高考以后的成績查詢都離不開計算機科學與技術。對于學生來說，計算機有助于了解更多的知識信息，能夠拓寬視野，幫助解決學習上、生活上的各種難題。計算機科學技術極大的改變了學生的學習方式，又使學習過程更加方便快捷，有利于提高成績、豐富知識、培養(yǎng)綜合素質(zhì)。

3 計算機科學技術下一步的發(fā)展趨勢

通過分析計算機科學技術的發(fā)展應用，可以發(fā)現(xiàn)當前的計算機技術正朝著智能化、日常化、功能更加集成的方向發(fā)展。

3.1 更加智能化

電子計算機自研發(fā)以來就致力于模擬人類的思維，人們希望計算機能夠越來越“智慧”，可以獨立進行運算、推理、學習以及聯(lián)想等。如大家所知的超級國際象棋電腦“深藍”，它磧32個大腦（微處理器），輸入了一百多年來優(yōu)秀棋手的對局兩百多萬局，每秒鐘可以計算2億步。

由此看來，智能化是當前信息化社會發(fā)展的大趨勢，各個行業(yè)的產(chǎn)品都在向智能化方向發(fā)展。智能化計算機的研發(fā)可以快速實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)、多條指令的并行處理，在運算速度上也不是普通計算機所能比擬的。通過云計算它可以在較短的時間內(nèi)完成對大量數(shù)據(jù)的模擬分析，統(tǒng)一處理，也能更加精準度的進行一些模擬實驗。除了應用在軍事、航空、交通、科研等領域外，也可以應用在人們的生活中，如智能家居、智能小區(qū)的打造等。

3.2 更加日常化

日常化指的是計算機科學技術就像電、水一樣滲透到人們的生活之中。尤其是近年來，在政府、企業(yè)等的發(fā)展中幾乎離不開計算機技術。現(xiàn)在我們的洗衣機、電冰箱甚至錄音機中都有馬達的存在，而未來計算機技術將會像現(xiàn)在的馬達一樣存在于家中的各種電器中。國外稱這種趨勢為普適計算（Pervasive Computing）或無處不在的計算。

近年來我國也在大力推進教育信息化的建設，教師可以不局限于時間地域進行遠程授課，也可以使用各種先進的計算機科學技術來豐富授課方式，并通過計算機網(wǎng)絡進行問題的解答與收發(fā)作業(yè)等。學生可以利用計算機針對性的查找自己需要的課程教材、輔導資料等，也可以觀看一些教學視頻等來提升自己的學習成績。特別是通過計算機和網(wǎng)路的完美結合，可以打破教育資源不平衡的限制，使師資力量薄弱的學校學生享受到優(yōu)秀教師的遠程教學，整體提高教學水平。

3.3 多種功能基于一體

在2016年的新品會上，青島小雞出殼網(wǎng)絡科技有限公司向市場展示了最新的電腦技術發(fā)展趨勢――激光電腦產(chǎn)品，該激光電腦被譽為現(xiàn)有電子科技成熟技術上的二次開發(fā)，也是電腦、電視、投影機等電子科技最新技術的集大成者，具有計算機、電視播放、投影投像、投影鍵盤等多個功能。

4 結語

隨著電子信息技術的進步，計算機從以往的臺式機演變?yōu)楣P記本，再到如今普及的平板電腦，計算機技術在發(fā)生著日新月異的變化。計算機科學技術以其超強的生命力和不可替代性，在社會發(fā)展中不斷更新?lián)Q代，并長期具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

[1]郭妍岑.論計算機科學與技術發(fā)展趨勢[J].計算機光盤軟件與應用，2012（22）.

[2]汪凱.計算機技術在廣播電視工程中的應用[J].計算機光盤軟件與應用，2014（11）.

作者簡介

謝辰熙（1999-），男，河南省安陽市人，北京市第十三中學高三學生，研究方向為計算機科學與技術、無線充電無人機系統(tǒng)。