第三節 掌握現代科學技術常識(3 / 3)

在20世紀50年代,科學家成功地無性繁殖出一種兩棲動物非洲爪蟾,揭開了細胞生物學的新篇章。英國和我國等國在80年代後期先後利用胚胎細胞作為供體,“克隆”出了哺乳動物。到90年代中期,我國已用此種方法“克隆”了老鼠、兔子、山羊、牛、豬5種哺乳動物。

1997年2月22日,英國生物遺傳學家維爾穆特成功地克隆出了一隻羊。克隆羊“多莉”(Dolly)的誕生震驚了世界。這意味著人類可以利用動物的一個組織細胞,像翻錄磁帶或複印文件一樣,大量生產出相同的生命體,這無疑是基因工程研究領域的一大突破。“多莉”的特別之處在於它的生命的誕生沒有精子的參與。研究人員先將一隻綿羊卵細胞中的遺傳物質吸出去,使其變成空殼,然後從一隻6歲的母羊身上取出一個乳腺細胞,將其中的遺傳物質注入卵細胞空殼中。這樣就得到了一個含有新的遺傳物質但卻沒有受過精的卵細胞。這一經過改造的卵細胞分裂、增殖形成胚胎,再被植入另一隻母羊子宮內,隨著母羊的成功分娩,“多莉”來到了世界。“多莉”的基因組,全都來自單親,這才是真正的無性繁殖。因此,從嚴格的意義上說,“多莉”是世界上第一隻真正克隆出來的哺乳動物。

克隆技術可以用來生產“克隆人”,可以用來“複製”人,因而引起了全世界的廣泛關注。如果克隆技術被用於“複製”像希特勒之類的戰爭狂人,那會給人類社會帶來什麼呢?即使是用於“複製”普通的人,也會帶來一係列的倫理道德問題。對於克隆技術,我國科技部領導人在聯合國教科文組織科技部長圓桌會議上表示:我們讚成以治療和預防為目的的人類胚胎幹細胞研究,但是堅決反對克隆人,不支持任何生殖性克隆實驗。各種克隆技術的研究和應用都不能違背國際公認的生物倫理的基本原則,中國讚成製定有關禁止克隆人的國際公約。美國政府也反對克隆人。在美國國會正在討論的禁止克隆議案中,美國政府支持最為廣泛和最為嚴格的一個議案就是,不僅禁止克隆人,還禁止克隆研究用的人類胚胎,並將克隆人定為聯邦犯罪。德、俄、意、日、墨西哥、巴西等國政府也反對克隆人。

克隆技術在帶給人類巨大利益的同時,也會給人類帶來災難,但我們不能因為這項技術可能帶來嚴重後果而阻止其發展,它的產生歸根結底是利大於弊,它將被廣泛應用在有利於人類的方麵。如果把克隆技術應用於畜牧業生產,將會使優良牲畜品種的培育與繁殖發生根本性的變革。在園藝業和畜牧業中,克隆技術是選育遺傳性質穩定的品種的理想手段,通過它可以培育出優質的果樹和良種家畜。如果將克隆技術用於基因治療的研究,就極有可能攻克那些危及人類生命健康的癌症、艾滋病等頑疾。在醫學領域,目前美國、瑞士等國家已能利用克隆技術培植人體皮膚進行植皮手術。這一新成就避免了異體植可能出現的排異反應,給病人帶來了福音。1997年4月,我國上海整形外科專家在世界上首次采用體外細胞繁殖的方法,成功地在白鼠身上複製出人耳,為人體缺失器官的修複和重建帶來希望。克隆技術還可用來大量繁殖許多有價值的基因,如治療糖尿病的胰島素、有希望使侏儒症患者重新長高的生長激素和能抗多種疾病感染的幹擾素等。克隆技術猶如原子能技術,是一把雙刃劍。劍柄掌握在人類手中。人類應該聯合行動,避免“克隆人”的出現,使克隆技術造福於人類社會。

試管嬰兒技術。

試管嬰兒(IVFET)是“體外受精和胚胎移植”的簡稱。它是指從活體內取出卵子和精子,經體外受精、培養,當分裂成2~8個分裂球或胚泡期時,再移植到女性子宮內著床,發育成胎兒,分娩。這是一項高精尖技術。它不僅是治療“不育症”的裏程碑,而且對生殖醫學、早期胚胎學、遺傳學、分子生物學等基礎研究具有廣闊的前景,對計劃生育和優生優育具有重要意義。

1965年,英國婦科醫生斯蒂托和生理學家愛德華茲就提出了在玻璃試管內可能受孕的證據。經過10多年的努力,他們找到了解決問題的辦法:從婦女體內取出卵子,在實驗的試管中培養受精,細胞分裂一開始,就將其放回婦女的子宮內培育。

世界上第一個試管嬰兒是英國醫生帕特裏克·斯蒂托主持下成功誕生的。第一個試管嬰兒於1978年7月25日23時47分在英國的奧爾德姆市醫院誕生,她的名字叫路易絲·布朗。路易絲·布朗的母親梅·布朗因輸卵管有病而不能生育。斯蒂托和愛德華茲從梅·布朗(時年31歲)體內提取卵子,再取她丈夫(時年38歲)的精液一起放入一個試管內,使卵子受精,然後將受精卵重新移入到梅·布朗的子宮內。9個多月後梅·布朗就生下了路易絲·布朗。路易絲·布朗出生10個月開始學走路,3歲可以在花園或房間裏活潑地跑來跑去。她長著一頭金黃色柔軟的頭發和一對藍色的大眼睛,口齒伶俐,調皮淘氣,逗人喜愛。試管嬰兒技術為許多患有輸卵管疾病而不能生育的婦女帶來了希望,它也是人類胚胎學的重大突破。到1997年,僅英國已誕生試管嬰兒2萬多名。日本能做試管嬰兒的醫院有150多家,美國達250家。在芬蘭,每10個孩子中就有一個試管嬰兒。我國第一個試管嬰兒於1988年3月10日在北京醫科大學第三醫院誕生。近年來,我國該項技術也有了長足發展,試管嬰兒試驗室由1998年上半年的10多個增至目前的80多個。現在,試管嬰兒已經成為我國婦產科普及應用技術,在全國許多大城市廣泛應用。

互聯網信息傳播新技術。

互聯網(Internet)是20世紀人類最偉大的發明之一。短短幾十年中,互聯網發展迅速,從美國迅速傳播到五大洲,把整個世界連成一個統一的信息網絡,影響著人們的生產、生活、流通、通信、文化、娛樂、教育、醫療等各個方麵。互聯網的發明和發展,是當今新技術革命最主要的標誌,其影響之深遠,意義之重大,超過曆史上許多重大發明。現代文明社會的進步已離不開互聯網提供的信息資源,通信環境,生產、交換、生活環境。

互聯網最初起源於軍事指揮的需要。早在20世紀六七十年代,美國國防部門要求開發一種不易被摧垮的軍事指揮係統。美國高級研究計劃署花了數十億美元開發一種稱之為“ARPANET”的網絡係統,即互聯網的前身。1961年,美國麻省理工學院倫納德·克蘭羅克博士發表了分組交換技術的論文,該技術後來成為互聯網的標準通信方式。1969年,美國國防部開始啟動具有抗核打擊性的計算機網絡開發計劃“ARPANET”。1971年,位於美國劍橋的BBN科技公司工程師雷·湯姆林森開發出了電子郵件。此後ARPANET的技術開始向大學等研究機構普及。80年代早期,ARPANET宣布將把過去的通信協議網絡控製協議(NCP)向新協議傳輸控製協議/互聯網協議(TCP/IP)過渡。在美國華盛頓第一屆國際計算機通信會議上,決定建立一個互聯網工作組,製訂計算機網絡間進行通信協議。最終導致互聯網協議(IP)和傳輸控製協議(TCP)的產生。無條件向全世界免費提供TCP/IP這項電腦網絡之間的通信技術,奠定了互聯網技術的基礎,而在此期間,工作站服務器係統和以太網局域網技術LAN(包括後來的廣義域網絡技術WAN)這兩項技術的發展,促進了ARPANET技術的發展。

20世紀80年代中期,美國國家科學基金會(NSF)鼓勵大學與研究機構共享主機資源,建立了NSFNET廣域網,並鼓勵各界把自己的局域網與NSFNET相連接。互聯網的雛形逐步形成。1988年,美國伊利諾斯大學的學生史蒂夫·多那開始開發電子郵件軟件“Eudora”。1991年,歐洲粒子物理研究所(CERN)的科學家提姆·伯納斯李開發出了萬維網(World Wide Web),及其簡單的瀏覽器。此後互聯網開始向社會大眾普及。1993年,伊利諾斯大學學生馬克·安德裏森等人開發出了真正的瀏覽器“Mosaic”,該軟件後來被作為Netscape Navigator推向市場。此後互聯網開始得以爆炸性普及。1986年至1991年並人互聯網的計算機子網從100個增加到3000多個,年增長速度100%,極大地推動了互聯網的發展。90年代以後,隨著互聯網的商業化,工商企業相繼與互聯網相連接,使互聯網實現了第二次飛躍。1995年4月30日,NSFNET正式宣布停止運作,由美國政府指定三家私營企業來經營互聯網。1998年6月5日美國政府發表白皮書,成立非營利公司,互聯網域名地址分配公司負責對互聯網進行技術管理。正是因為通過采用具有擴展性的通信協議TCP/IP,才能夠將不同網絡相互連接。因此,開發TCP/IP協議的加州大學洛杉磯分校(UCLA)的學生文頓·瑟夫等被譽為“互聯網之父”。

互聯網在中國的發展極為迅速。1987年,錢天白教授從中國發出第一封電子郵件“跨越長城,走向世界”,拉開了中國人使用互聯網的序幕。1990年10月,正式注冊了中國頂級域名“CN”。1991年10月,在中美高能物理年會上,美方發言人懷特·托基提出把中國納人互聯網絡的合作計劃。1994年3月,中國獲準加入互聯網,並在同年5月完成全部中國聯網工作。當年,由中國科學院、清華大學和北京大學三單位共建NCFC,與互聯網實現了全功能連接。同年,中國科學院計算機網絡信息中心完成了在國內設置CN服務器的工作。中國國家計算機與網絡實施工程(NCFC)、中國教育科研計算機網(CERNET)、中國公用計算機互聯網(CHINANET)、國家公用信息通信網(CHINAGBN,也稱金橋網)等四個網絡先後開通。1997年5月,中國科學院授權建立和管理中國互聯網信息中心(CNNIC),行使國家互聯網絡信息中心的職責,並成立CNNIC工作委員會。1995年5月,張樹新創立第一家互聯網服務供應商“瀛海威”,中國的普通百姓開始進入互聯網絡。2000年4—7月,中國三大門戶網站“搜狐”(sohu)、“新浪”(sina)、“網易”(netease)成功在美國納斯達克掛牌上市。至2000年底,已開通的互聯網大型骨幹網絡已達十個,國際出口帶寬2.8GB聯接主機超過九百萬,中文站點26萬多個,ISP和ICP3600多家,互聯網用戶3000萬。2001年6月,中國互聯網協會成立。2002年第二季度,搜狐率先宣布贏利,宣布互聯網的春天已經來臨。

隨著社會信息技術和信息產業的發展,互聯網在我國社會之中的及速度急劇加快。據中國互聯網絡信息中心(CNNIC)2005年7月發布的《中國互聯網絡發展狀況統計報告》,我國上網用戶總人數達10300萬人,網民平均每周上網的時間激增到14小時。在2005年7月的調查中,“網民”的比例結構,青少年學生占33.2%,其他均在11%或以下。根據對互聯網絡信息中心所做的12次調查,“網民”的年齡結構,呈現穩定的狀態,青少年始終為80%到88.2%之間;35歲以上的網民僅占11.8%到19.2%之間。“網民”的主體是青年。隨著大量數碼影音編輯軟件、DVD製作編輯軟件湧人和數碼相機、MP3、數字電視的普及,網上娛樂成為越來越普遍的現象。計算機已躍升為“網民”使用最普遍的音樂聆聽設備,“網民”通過互聯網盡情享用網絡影視服務。

總之,世界新技術日新月異,不勝枚舉,一個成功的人才,隻有及時了解這些科學技術的新發展,才能在新的條件下,保持與時俱進的精神狀態,為國家和社會作出應有的貢獻。

(6)了解新的科技材料

在第三次新科技革命中,材料是很重要的新技術領域。

人類使用材料的曆史源遠流長。最初,人類的材料來源主要是大自然的天然資源。後來,在人類階級社會形成的同時,在冶煉技術的推動下,產生了青銅和鐵等金屬材料。隨著化學工業的建立,特別是石油化工的發展,出現了人工合成的一係列有機高分子材料,如人工合成的橡膠、樹脂、塑料、化學纖維等。材料的品種和質量,成為衡量國家科學技術和經濟發展水平的重要標誌之一。

隨著第三次新科技革命的深入,20世紀80年代以來,新材料不斷湧現。新的科技材料不斷出現並發揮新的作用,是新科技革命中一個突出的現象。許多新的材料,人們以往對它熟視無睹,但在今天,卻令世人刮目相看。對於這些新的材料,21世紀的人才,也應該有一個大致的了解。這裏略舉幾例。

精細陶瓷。精細陶瓷具有耐高壓、高溫、耐腐蝕、耐磨損、絕緣、加工性能好等特點。可以替代金屬用於造紙、機械、切削工具和冶金模具工具等。

新型纖維。如神奇的光導纖維,每根光導纖維每秒以30萬公裏的速度轉上萬路電話機或幾千路電視。運用光導纖維進行通訊,已經成為信息技術革命的重要內容。

稀土。稀土元素最初是從瑞典產的比較稀少的礦物中發現的。稀土是指化學元素周期表中鑭係元素以及與鑭係15個元素密切相關的兩個元素鈧(Sc)和釔(Y),共17種元素,稱為稀土元素。根據稀土元素原子電子層結構和物理化學性質,以及它們在礦物中共生情況和不同的離子半徑可產生不同性質的特征,17種稀土元素通常分為兩組。輕稀土(又稱鈰組)包括鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓。重稀土(又稱紀組)包括鋱、鏑、鈥、鉺、鎊、鐿、鑥、杭、紀。鈰組或紀組,是因為礦物經分離得到的稀土混合物中,常以鈰或釔占優勢而得名。稀土元素是典型的金屬元素。它們的金屬活潑性僅次於堿金屬和堿土金屬元素。在17種稀土元素當中,按金屬的活潑次序排列,由鈧、釔、鑭遞增,即鑭元素最活潑。

稀土的特異功能是一旦融入其他材料,就能夠大幅度地改變原有材料的性能。稀土鋁導線能夠有效提高鋁的導電率等性能指標。稀土元素是鋁、鎂、鋅、銅等有色金屬良好的淨化劑和變質劑,在冶煉過程中添加千分之幾的稀土就可以起到消除有害雜質、細化晶粒和合金化等作用。不論是鑄造鋁合金還是加工鋁合金,稀土的加人都起到了改善性能的作用。

中國是稀土資源大國,稀土資源儲量占世界稀土資源總量的80%以上,具有十分明顯的生產釹鐵硼稀土永磁材料的資源優勢。國際市場對高性能釹鐵硼(BH)Max42MGOe需求量很大,產品市場開發潛力極大。

稀土的開發和運用,產生了一個龐大的稀土材料族。如稀土金屬和合金材料、稀土陶瓷玻璃及耐高溫材料、稀土永磁材料、稀土熒光與激光材料、稀土貯氫材料、稀土催化材料、稀土氣敏材料、稀土核工業材料和稀土超導材料等。