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《力学与现代生活-

开启科学人生》的课堂！

在这节课里 我们一起继续学习

第二章的第二个知识点，

也就是 它的最后一部分--

关于‘科技贡献率’

我们将给大家总结一下：

历代的中国 和近代世界各主要大国

对人类科学与技术发展的贡献和比较，

从中 我们可以感受到

我们中国经过建国初期

和近40年的改革开放的举国努力，

对世界科技贡献 从近代的100年的0%

(也就是‘缺席’了)

到 逐步回升的曙光,

包括 目前我们居于世界先进水平

和领先水平的重大科技成就。

这里我要说一句

“We just need time！-

我们需要时间、

急起直追！”

下面我们给大家 做简单的介绍。

那么 回顾一下 我们古今中外、

这个世界各国的 对科技发展的贡献 大小。

我们首先看看 我们中国：

从古到今 从公元前的6到1世纪，

中国在世界的科技贡献率--

这表里边显示 50%、

1到400年 62%、

400到1000年 达到71%--

最高了！

从公元 1001年 到1500年 还达到58%、

到公元 1501年 到1900年 这一阶段

降低到29%--

还是相当不错了！

但是 在近代的100年--

从1901年到2000年 我们统计一下，

这里面 分两个阶段：

前50年 就是1901年到1945年，

这个期间呢 我们中国贡献率是0 !!

为什么呢？

我们 经历了近代的‘屈辱的100年’

可以说 从八国联军开始；

那么 1946年到2000年呢

经过了我们

尤其是我们近代的30年的改革开放

使得我们科技贡献率达到了0.9%。

可以说 在16世纪之前

中国的科学技术

一直处于世界领先地位！

它的标志是 我们经常比较自豪的四大发明：

公元105年-东汉的蔡伦的造纸、

公元500年-唐朝 孙思邈的火药、

公元593年-宋代的毕昇 活字印刷、

还有 公元1000年-宋代的沈括

发明了指南针。

可以说呢 我们中华5000年呢

甚至是在500年之前呢

中国的科技 它发展

主要是在 技术发展，

还是值得我们大家自豪的！

我们再看看 横向比较一下--

世界主要大国 在近代--

也就是100年里面--

就是 从1900年到现在，

‘科技贡献率’

这个表里面列到了:

(S 代表科学,

T 代表技术)

我们看 美国

在这个前50年--

1901年到1945年,

它的贡献率 35.7%、

英国呢 20.6%、

德国 17.2、

前苏联 2.2、

日本 0.7、

中国 是 0！

那么 后边五十年--

我们1946年到2000年统计:

美国占到 60.1%

60.1 ！

英国 15%、

德国 14.6、

前苏联 5.9、

日本 3.5、

我们中国 达到 不再是0了 0.9了！

我们回顾一下 这个中国的科技发展史--

我们为什么 贡献 到近代 比较低了？！

这实际上 有一个所谓的“李约瑟难题”-

就是中国近代到底干嘛去了呢？

我们可以说 是在建“万园之园”--

什么呢？ 圆明园！

我们中国 之前呢 发展的不错，

到 后面500年呢 开始骄傲了--

开始闭关锁国了，

跟外界不来往了，

甚至看不起洋人，

看不起国外的任何东西！

我们花了 150年的时间

建了我们 建立了圆明园--

可以说是集了我们中国的

3、4千年的精英的科技、知识，

包括建筑。

我们知道圆明园有多大呢？

圆明园 有 900个足球场那么大！

现在我们看到的

在清华大学西门那边--

那就是遗址了。

在圆明园建成的当年，

都被 1860年

被这个英法的联军 远征中国，

遭到第一次洗劫--

当然没有烧掉，

到了1900年 八国联军侵略，

把它烧毁了--

把里面所有的房屋都烧了，

非常的残忍!

那么 其中有个英国的战士

到了圆明园 写了个日记--

他说: "如果不到圆明园，

原来觉得世界上没有天堂,

到了圆明园，

他就觉得世界上真有天堂!"

说明里面有多么的 美好!！

那么 中国的近代史 可以说：

是从 第一次鸦片战争-1840年

到 新中国的成立-1949年，

经历了 整整 刚好 是‘100年的屈辱历史’!！

那么我们 后面呢

建国之后 66年的追赶，

尤其是 我们近38年的改革开放，

才有取得了 0.9%贡献率的成绩。

那么 中国的未来怎么样呢？

我们看看 最近呢 有一个好消息-

就是:《自然》杂志它有一篇文章--

就是"2015中国的自然指数"

题目是“中国高质量科研

对世界总体贡献仅次于美国”

当然这有点夸张，

是可能指 某些方面吧

是不是 全球排到第三?!

还值得商榷。

那么大家想想：

我们目前 中国在哪些科技领域、

科学技术在世界上

处于领先水平和先进水平？

其实 这里呢 我们给大家一些参考：

比如说 我们现代天文、

宇宙的探索技术,

在世界上 可以说是 占有重要的位置,

取得了 甚至领先世界的水平！

比如说 我们目前

现在我们国家比较重视的--

在这个贵州 平塘

山坳坳里面 选了一个地址,

建立了世界上

最大“单口径的射电望远镜”--

叫FAST,

它的口径达到 500米,

可以实时形成 300m的这种

瞬时抛物面,

灵活地像眼球一样的，

可以观测、汇聚太空的电磁波，

观测深空的一些物理的现象，

包括宇宙中的背景辐射，

还有观测脉冲星，

在极端状态下的

物质结构，

还有 更遥远星系的一些信号...

我们习主席(2016年)9月25号 曾贺电 它的启用--

习主席发过贺电的！

另外 就是我们的建立了

叫“高海拔的宇宙线观测站”

这个是在哪里呢？

在四川的 稻城县 海子山上，

海拔4410m的山顶上，

这个也是一个非常大口径的、

高灵敏度、

世界上 海拔最高、

规模最大、

灵敏度最强的

这么一个宇宙射线观测站，

耗资了12个亿，

建了5年 建成了，

也是为了 将来捕捉遥远深空的神秘粒子，

证明爱因斯坦的宇宙理论 是否正确...

这都是 现代天文研究探索所必须的、

所需要的装备。

我们国家 在这一块的这两个装备

应该是世界领先的；

第二个方面

我们领先的就是 “量子通讯技术”

我们刚刚发射的

世界上首颗量子通讯卫星。

这个量子通讯呢 它是来自于这么样一个概念--

首先是由Bennett 提出了一个概念

“量子通讯概念”

1993年提出的概念--

用这个单光光量子状态 加载以后，

以‘量子纠缠’的特性来传输信息，

类似于我们人的“心电感应”一样的。

那么 这个关键技术呢

就是它这个密码通讯呐 无条件的安全！

还可能实现 远程的传态

和密集编码，

那么窃听者 没办法侵入，

而且能够实时-

理论上可以达到即时传输--

也就是说它的速度

能够达到超过光速，

像人的心电感应一样的，

不需要媒介，

去瞬间、即时地传过去。

这几个图片呢

我们看 量子纠缠的图片--

量子态的制备。

主要关键人物

就是我们知道的

国内的带头人--

就是 中科院院士、

中科大的教授 潘建伟，

很年轻！

那么 他带领着一批团队,

其中有 陈宇翔--

我们看到 陈宇翔得到了

“国际纯粹与应用物理学联合会”

颁发的“青年科学家奖”

那么 他们这个团队 研究的叫

一个项目题目叫

“多光子纠缠及干涉度量研究”

成功制备了8对的这个‘光量子纠缠态’

是我们目前人工制备最高的对数

量子纠缠态-

8对光量子,

(美国也达到了8量子状态)

获得了中国的最高科技奖--

我们叫“国家自然科学奖一等奖”

这些一等奖 经常是空缺的！

这是他们的量子模拟实验室--

人工操纵 冷原子的量子态，

我们看看 这个是 有关的报道--

在生产车间里面

装备、制造的首个量子通讯。

我们为量子通讯呢 取名叫“墨子号”

为啥取名墨子呢？ 是因为我们前面

我们国家在墨子的时候

就写了一个专著，

那时候中国 那时候科技还是非常创新的，

激励大家进一步朝着

最新的科技发展...

可以说这个 我们国家发射这个

首颗量子通讯卫星 影响比较大！

那么 这有一段文字呢 对它进行了描述--

进行了描述，

大家可能看到 有相关的报道--

就是说：“量子通讯卫星的成功发射

和在轨运行

将有助于我国的量子通讯技术实用化，

整体水平上 保持和扩大国际领先地位

实现国家信息技术安全水平的快速提升，

有望推动我们国家 在量子科学前沿

取得重大突破，

对于推动我国 空间科学卫星系列

可持续发展 具有重大意义！”

那么最近还有一个报道--

除了量子通讯以外，

我们 16年9月8号

有报道

我们国家成功 研制出‘量子雷达’

当然这个不是领先了，

属于达到了国际先进。

这就是量子技术，

包括 我们的量子计算机、

云计算 这些 都是相关的

技术 都比较领先；

在其他 有关的领域里面--

我们中国在卫星回收、

一箭多星、

低温燃料火箭技术、

捆绑火箭技术、

静止轨道卫星发射与测控、

超高速飞行器、

激光技术、

超级计算机、

量子计算

和超导 这些领域，

差不多 跻身在 世界先进行列；

在遥感卫星研制和它的应用、

载人飞船试验、

空间微重力实验、

高速列车 (我们的高铁)、

反卫星技术、

生物技术、深海工程、大型建筑，

桥梁、水利 都取得了重大成果；

非常骄傲的呢-

就是 激光技术

可以说世界上一直保持领先地位，

有的说 领先美国 15年左右；

最近呢 上海还报道了

我们有一个报道就是

上海‘超强的、超短的激光’

达到了国际领先水平，

制造出了世界最亮的光源，

号称为我们的“国之利器”！

这是我们空间技术的图片--

我们高超音速的武直，

(前面讲过)

这个‘深海的蛟龙号’

(听过有关的报道)

还有‘生物的基因测序’

还有我们的高铁、

跨海桥梁-

我们的港珠澳大桥,

号称世界最长的，

(英国)有人建议把它列为“(世界)第七大奇迹”

里面申请了 几百项的专利--

世界级的专利,

非常了不起！

最近 我们还得到了报道--

9月8号 16年9月8号

我们制造制成了世界“首根

一百米级的铁基超导的长线”

超导材料 最早从 厘米级 到米级、

到十米级、一百米级，

非常困难！

那么 超导呢 大家知道

理论上是不耗能的--

传输电力上面是不耗能的，

这个技术呢

当然没有报道 它是常温状态下

还是低温状态下。

好 我们整个中国

科技呢 可以说是“曙光初现！”

(我们)英国媒体呢

曾经在‘参考消息网’上有报道--

说：“中国 不再是科技的新星，

高质量的研究 已经成为常态”

这里面提到了我们 “有庞大的科研队伍，

崭新的科研设施，

已经超过了海内外同行，

正在科技领域 开拓自己的天地”

也提到了 我们刚才说的这个

高海拔宇宙线观测站、

最大的射电望远镜、

量子通讯...这些

还有我们正在规划的

世界最大的粒子对撞机，

当然还在商榷，

这个还在讨论，

还有我们的载人的火星探测工作，

除了我们探月工程之外，

还有计划着探测火星。

我们中国 “去年的总的研发经费

投入总量 相当于国内生产总值

2%以上，

投入规模呢 仅次于美国，

高校 科研机构 撰写了大量的

世界级的论文：

2015年的发表量

是达到2012年的两倍以上”

《自然》杂志的官方网站称：

“可以专门为我们国家办一本杂志了”

《自然》杂志-《 Nature》

我们国家也“采取了一些措施

吸引大批的国外的精英分子

来到我们国家 进行研究合作，

比如 在创新这一块

虽然仍有些缺陷

别的国家说我们中国

仍然缺乏创新体系，

还没有 成为科技强国，

那么很多领域呢 还是在追赶西方的阶段...”

有一个

好像国庆节期间 好像收到一个微信--

里面列了十九项

我们国家的比较先进的科技,

说号称世界领先了,

当然我们有些值得商榷。

像这个 第一个是‘北斗系统’--

北斗系统呢 它的分辨精度

从10米 达到1米,

甚至配合‘地基增强系统’

精度系统呢 能达到厘米！

还有我们的‘2000预警机’,

说是全世界领先 最先进--

领先美国E-3C 接近第一代；

那么还有我们的‘超级计算机’

这个超级计算机 的确这个新闻可靠的--

天河2号

它每秒 达到 33.86千万亿次的计算,

连续第六度称霸世界--

称雄世界!

在最快的计算机评比里面

我们是全自主研发的中国“芯”

远远超过了美国 这个速度！

还有我们的‘雷达技术’

刚才提到过的，

还有我们的‘3D打印技术’

也在 算是追赶上了，

那么激光技术

不用说了，

后面的微晶钢--

也叫超级钢

是领先地位，

那么 脉冲强磁场实验装置

跻身世界最好，

应该是先进的，

还有纳米技术

我们刚才说的--

半根 制造了单根的、长度达半米级的

碳纳米管，

创造了世界纪录！

还有 超轻气凝胶

浙江大学的，

这个量子存储器

就是量子通讯里面的

(我们刚刚说过了)

医疗方面呢 我们成功地进行了

人工生物角膜临床试验

总有效率超过90%。

还有风洞 我们的风洞

可以说也是比较 高超音速的风洞

也是世界上最先进的，

微电子技术里面呢

我们复旦大学

张卫教授的团队

研发出来 世界第一个半浮栅晶体管，

还有盾结构--

就是‘盾构’ 盾构机，

我们大型桥梁建筑

常常用到的 重量级的

达到400多吨

在郑州下线，

我们基因测序技术

(我们刚才说过)

还有云计算 这一块

有些重大突破，

还有催化剂--

新的试剂，

还有这个 引力的精密测量--

我们罗俊院士团队呢 也算出了

最精确的万有引力常数，

刚才我们提到了 万有引力常数

是衡量一个国家

天文学的水平，

它能精确到多少位

是很重要的一个标志！

西方搞这个'引力实验室'

引力波的测试里面 我们也参加过

这个引力波的 引力中心的一些实验，

前面有报道的。

不管怎么样

我们总的来看，

现在 经过了30多年的改革开放呢

我们国家正在加速追赶世界的脚步，

我们“仅仅现在需要的是时间！”

可以说我们“革命尚未成功、

同志尚需努力！”

争取早日实现我们的“中国梦”...

好 这一节我们先介绍到这里。