第三讲 光荣与责任 -- 工程技术的社会贡献

1. 第三讲光荣与责任--工程技术的社会贡献

2. 工程技术推动人类文明进步 • 科学、技术、工程与社会发展 • 以人类的交通为例 • 以人类的粮食为例 • 科技进步与工程伦理

3. 一、科学、技术、工程与社会工程是科技推动人类文明发展的实际力量一、科学、技术、工程与社会工程是科技推动人类文明发展的实际力量 • 工程是科学技术物化的一种形式，是造物活动。因此，工程在推动人类文明、增进社会财富上有着实质意义，是推动人类文明进步的实际力量。 • 人类文明的每一个发展阶段都以社会实际的创造物质的能力为衡量标准。科学技术是人类生产力水平提高的不竭能源，科学技术是生产力。 • 史学家常以生产工具为标志划分人类文明的阶段: 石器时代、青铜时代、铁器时代、蒸汽机时代、计算机信息时代。 • 工程职业的光荣就在于它在科学技术与物质 世界之间实现了自然物的有用性，从而增进 了人类的福利。 • 工程师的责任就在于履行他的职业使命。

4. 骄人的成就，人类的光荣 • 人类一旦掌握了科学技术这一武器，其力量倍增，文明飞速发展。 • 人类的科技知识自19世纪以来，增长速度为每50年增加一倍。20世纪中叶为每10年增加一倍，到20世纪末则以每3年至5年增加一倍的速度发展。 • 现代科学的突飞猛进是由19 世纪最后十年到20世纪头25 年物理学的三大成就决定的。

5. 近代物理学的三大成就 • 19世纪最后10年发现了电子，发现了放射性。20世纪初建立了原子结构模型。 • 1905年到1915年爱因斯坦的相对论； • 1924年到1926年量子力学； • 原子核物理，知道了原子里面有电子、原子核，原子核里面有中子、质子，原子核也能变化。 • 整个20世纪的科学是在物理学的推动下进行的，因此20世纪被称为物理学的世纪。

6. 现代科学技术经历的五次革命 • 1945年－1955年以核能释放与利用为标志，人类开始了利用核能的时代； • 1955－1965年以人造地球卫星的发射成功为标志，人类开始摆脱地球引力飞向外层空间； • 1965－1975年以1973年重组DNA实验的成功为标志，人类进入了可以控制遗传和生命过程的新阶段； • 1975－1985年以微处理机的大量生产和广泛使用为标志，揭开了扩大人脑能力的新篇章； • 1985－1995年以软件开发和大规模产业化为标志，人类进入到信息时代。（卢嘉锡）

7. 生产力水平大大提高（一） • 科学 技术 生产力 • 20世纪以来技术对科学的支撑也取得了骄人的成绩，科学技术应用于生产的周期大为缩短。 • 19世纪电动机从发明到应用共用了65年，电话用了56年，无线电通讯用了35年，真空管用了31年。（爱因斯坦讲从科学到技术运用需要很长的时间，有时要几代人。）

8. 生产力水平大大提高（二） • 20世纪这一时间间隔大为缩短，雷达从发明到应用只用了15年，喷气式发动机用了14年，电视用了12年，尼龙用了11年，核裂变从发现到制成第一个核反应堆用了4年，集成电路从无到有用了2年，激光器用了1年。电子技术问世以来其变革速度更明显加快。（计算机技术的更新） • 科学及其工程技术的运用给人类生活带来了巨大影响，成为社会发展的主导力量和人类未来的决定性因素。

9. 二、人类的交通 • 50万年前人类只能用双脚在陆地上行走，每天行程为25公里左右。 • 20万年前人类步行或使用原始的独木舟，每天可行进30公里左右。 • 对那时的人来说地 球是无边无际的， 单个人根本无法 周游世界。

10. 借助外力的交通 • 唐太宗嫁文成公主（吐蕃王松赞干布），贞观十五年（公元641年）春正月，从长安出发，经过两年才到拉萨。 • 1850年前人类步行每小时4.5公里，最快的骆驼队每小时8公里。 • 1850年以后，蒸汽 火车的时速突破 100公里，轮船速 度突破50公里。

11. 有轨交通的诞生 • 自从英国科学家瓦特于1769年（清乾隆三十四年）发明了单动式蒸汽机，1782年又制成复动式蒸汽机后，蒸汽机遂在工矿交通各行各业迅速推广。 • 1804年特烈维锡克制造成第一台在轨道上行驶的蒸汽机。 • 1825年9月25日，斯特芬森制成效能更优的蒸汽机，在英国斯托克顿——达林顿铁路上正式开始商业运营，这标志着世界第一条铁路诞生。

12. 铁路的发展 • 铁路运输以其快捷、便利、运量大等显著优势，在它诞生不久就得到极其迅猛的发展：性能不断改进，营运从载货到载客，从短途到长途，尤其是营运的范围迅速从英国向全世界扩张。 • 欧美各国纷纷而起，兴起了竞相办铁路的巨大热潮。特别是美国，19世纪60年代到70年代铁路事业的高速发展超过了欧洲，震动了世界。铁路的巨大成就带动了美国经济的迅速腾飞，经济实力不断增长，进入世界最发达国家的行列，可以与老牌资本主义大国的英国一比高低。[1]

13. 中国的第一条铁路 • 1877年10月20日12时，吴淞铁路行驶最后一趟火车。买断银交讫后，吴淞铁路移交中国。清政府即下令拆除铁路。12月18日路轨全部拆除，用船载到台湾高雄港外沉入大海。1897－1898年清政府重修上海到吴淞（淞沪铁路）段。

14. 中国的发展铁路 把铁路建到世界屋脊上，这是人类的一大创举，也是中国人民智慧、力量、勇气、胆识的结晶，更是国家经济富强、人民富裕、民族团结的象征。 青藏铁路的建成，标志着中国每一个省都有了铁路。它为发展西藏的经济，开辟了一条新的通道。

15. 人类有了翅膀 • 1950年以后，螺旋浆飞机时速已超过500－600公里；1960年以后，喷气式飞机时速达到800－1000公里；1980年以后超音速飞机时速达2400公里；而火箭的速度则为4800公里；宇宙飞船以每小时18000 公里的速度绕地球飞行。 • 1873年法国作家凡尔纳 拟定出《八十天环游地 球》的计划，现在我们 可以乘飞机在一天内环 绕地球一周。

16. 地球变小了 • 20世纪，从公路到铁路，从水路到“空路”，运输工具的革命彻底改变了人们的出行方式和生活方式，进而也改变了人们对世界的认识和观念。

17. 地球村的概念----交通、通讯 • 航天飞机不断往返于地面与太空之间，20多个国家的数百名宇航员曾在太空驻足停留。2003年10 月15日9 时，中国“神舟五号”载宇航员杨利伟飞上太空，于20小时后返回。 • 在过去100多年里，无线电波、网络技术从本质上提高了人们的生活质量。到1999年底，全球网民达2.6亿，估计2000年达7.65亿。全世界正在构筑一个“数字地球”。

18. 三、人类的粮食生产 • 农业－－文明的曙光 • 20世纪40年代以来的半个世纪中，世界粮食单产由62千克／亩，增加到68千克／亩。 • 1950年我国粮食单产78千克／亩，仅稍高于两千多年前汉代的水平。 • 美国在1870－1920的50年间，玉米单产增加了10千克。 • 20世纪40年代到80年代，世界粮食单产由68千克／亩迅增至153千克／亩，其增长是前一发展时期的28倍。

19. 粮食增长的三项关键技术 • 1、良种。摩尔根遗传学为良种培育体系的建立作出了理论贡献。50年代遗传物质DNA的双螺旋结构发现，70年代基因重组技术的建立和发展，开创了生物科学的新时代。 • 2、农用化学物质，包括化肥和农药。 • 3、灌溉。三者所占份额分别为3﹕5﹕2

20. 人类的生活质量大大改善 • 人类从饥饿中挣脱出来 • 人类不再受寒冷的威胁 • 人类逐渐从繁重的劳动中解放出来（以科技为核心的知识对经济增长的贡献率，20世纪初为5％到20％，到20世纪末这一比例在一些发达国家已上升到80％左右。） • 人类有越来越大的力量控制疾病（对疾病的控制已由药品（如青霉素）的发明，发展到人工器官、心电检测、断层扫描成像CT等技术的运用）

21. 人类生存力量大大加强 • 抵抗各种自然灾难的能力大大提高 • 人类还能创造生命、创造人 • 人类还能控制自身的繁殖（试管婴儿、避孕药） • 人类从种种必然性中获得了更多的自由 • 人类在文化教育宗教哲学方面；人类在精神上也成为自己的主人，真正地无所畏惧。

22. 寿命延长与人口激增 • 20世纪20年代美国人的平均寿命是54岁。 • 1985年美国人的平均寿命达到75岁。 • 20世纪初中国人的平均寿命为30多岁。 • 20世纪末中国人的平均寿命为男70岁；女74岁。 • 日本是长寿国。 • 目前中国人口最多，已达13亿。 • 印度人口直追中国，目前已达11亿。

23. 新人种：日本的PINO机器人 • 生物计算机：运算机制是生物化学反应（分子水平） • 量子计算机：运算机制是量子特性（原子水平）

24. 四、科技进步与工程伦理 • 现代科学技术也孕育了人类的精神文化，孕育了工程伦理学。（网络伦理、生命伦理、基因伦理、信息伦理、环境伦理） • 科技发展推动着人类道德的进步。（核利用质疑；生命科学中的困惑；高新武器的罪恶） • 道德不仅有约束功能,更有激 励功能。（人口增长对粮食 的需求、健康需求与医学发展、 强国梦与中国工业化）

25. 科学的魔力与权威 • “知识就是力量”－－人类自强自立的豪迈语言。科学技术是人类文明进步的火车头，是开辟人类未来的先锋。 • 科学技术的辉煌成就使人振奋，人们相信科学是无所不能的，它能满足人类永无止境的欲望，实现人类的种种梦想。事实上科学已经成为人类真正的上帝。 • 科技真的能够解决人类的一切问题吗?战争、疾病、社会不公、环境恶化、资源短缺，人类还在困境中挣扎。 • 科技是人类好奇心的结果，还是造福人类的武器？科技应该有人类价值和人文关怀吗？

26. 作业 • 观看课程资料片:飞机、汽车、无线电、尼龙、计算机等的发明过程； • 了解所学专业的发展历史； • 认识所学专业在推动社会进步中的作用与贡献； • 展望所学专业的发展前景,了解所学专业可能的社会贡献。 • 完成书面报告或PPT文件，作好课堂讨论准备。 • 讨论形式：可采取课堂发言、讨论和多媒体方式介绍。