在庆祝中华人民共和国成立了五十周年、人类迎接新的千年即将到来的时刻，我们欢聚一堂，喜庆中国科学院五十年华诞，意义深远。回眸百年科技发展给人类带来的恩惠和启示，展望新世纪的挑战和前景，倍感当代科技工作者肩负的历史责任。
一、百年科技发展历史之回眸
量子理论和相对论的创立与发展，堪称本世纪最伟大的科学革命。
本世纪初，由于黑体辐射能谱的实验难以用经典物理学理论解释，普郎克
（M．Planck，1858--1947）于1900年提出了著名的黑体辐射能量关系式E=hv，它标志了量子理论的诞生。后经过爱因斯坦（A．Einstein，1879--1955）于1905年提出光量子概念、玻尔（N．Bohr，1885--1962）于1912年提出量子化的原子结合理论、德布罗意（L．de Broglie，1892--1987）于1923年提出电子或质点的波粒二象性理论、康普顿（A．H．Compton，1892--1962）于1923年发现康普顿效应、海森堡（W．K．Heisenberg，1901--1976）与薛定谔（E．Schringer，1892--1961）分别于1925年和1926年成功的提出矩阵力学和波动力学，继而由波恩（M．Born，1882--1970）于1926年提出了波函数的统计解释。最后由狄拉克（P．A．M．Dirac，1902--1984）在前人的基础上建立了一个概念完整、逻辑自治的理论体系。至此建立量子理论与量子力学。
由美国实验物理学家迈克尔逊（A．A．Michelsen，1852-1931）于1881年、迈克尔逊与莫雷（E．W．Morley，1838-1923）于1887年进行的"探测以太漂移"的实验结果同电磁以太观念相矛盾，暴露了牛顿-伽利略时空观的局限性，从而以相对论的诞生作了准备。1905年，爱因斯坦完成了狭义相对论论文"论动体的电动力学"。1908年，爱因斯坦在苏黎世大学学习时的数学教授、著名数学家闵科夫斯基（H．Minkowski，1864-1909）通过引进四维"时空"概念，将相对论表达为现代张量的形式。1916年爱因斯坦又进一步发表题为"广义相对论的基础"的论文，创立了广义相对论，实现了继牛顿以来人类时空观和物质与能量统一性认识的革命。
量子理论和相对论不仅成为近代原子、分子物理和天体物理的基础，成为物理与化学及生物学交叉的重要理论基础，也成为现代核技术、半导体技术、微电子与光电子技术发展的重要理论基础。
DNA双螺旋结构模型的建立，宣告人类在揭示生命遗传的奥秘方面迈出了具有里程碑意义的一步。
1900年，由孟德尔（G．Mendel，1822-1884）最先总结得出的生物遗传基本规律终于得到公认。1911年，以美国人摩尔根（T．H．Morgan，1866-1945）为首的一批科学家进一步实验证实孟德尔所假设的"遗传因子"就是细胞内染色体上有序排列的"基因"，确认了"基因"是遗传信息的载体。1943年，量子力学的创始人之一薛定谔提出，必定存在着一种生物大分子晶体，其中包含着数量巨大的遗传密码的排列组合。1944年，艾弗里（O．T．Avery，1877-1955）、麦克劳德（C．M．MacLeod，1909-1972）和麦卡蒂（M．McCarty，1912-1989）通过肺炎球菌转化实验发现，遗传的物质基础是DNA而不是蛋白质。他们的发现于1952年被美国生物学家赫尔希（A．D．Hershey，1908-1998）和他的学生蔡斯（M．Chase，1927--）通过噬菌体侵染细菌的实验证实。
aaaa1953年，美国生物学家沃森（J．D．Watson，1928--）和英国物理学家克里克（F．H．C．Crick，1916--）提出了DNA双螺旋结构分子模型。在伦敦King's College从事X光晶体衍射研究的科学家维尔金斯（M．H．Wilkings，1916--）和女科学家弗兰克林（R．Franklin，1920--1958），通过对DNA分子的X射线研究，证实了Watson和Crick的DNA结构模型。
DNA双螺旋结构的发现，标志着现代分子遗传学的诞生。揭示了世界上千差万别的生命种群和个体在分子结构和遗传机制上的统一性，并为后来以DNA重组为主要手段的基因工程奠定了基础，对当代农业和医学的发展产生了深远的影响。
信息理论的发展为20世纪的通信技术、计算机和智能机械、公共工程、跨国公司经营、全球金融、生态数字地球控制、生命与认知行为的研究乃至现代经济和社会学研究等准备了理论基础。
1948年，美国电报电话公司贝尔实验室的应用数学家申农（C．E．Shannon，1916--）发表了"通信的数学理论"，提出了著名的信息编码定理与编码冗余度和消除传递过程中的噪音干扰的理论，奠定了现代信息论的理论基础。
同年，美国科学家维纳（N．Wiener，1894--1964）出版了《控制论》一书。他将事物的运动看成不确定的随即过程，因此采用统计和时间序列方法来处理信息和控制问题。他还研究了负反馈原理，讨论了反馈系统的稳定条件。他认为无论是自动机器，还是神经系统，乃至经济和社会大系统，反馈都对系统稳定性起至关重要的作用。
1948年，美国生物学家贝塔郎菲（C．V．Bertalanffy，1901-1971）出版了《生命问题》一书，标志着一般系统论的创立。
1957年，美国密执安大学的古德（H．Good，1909--）和麦克霍尔（R．E．Machol，1917--）合作出版了《系统工程学》。系统地引入了线性规划、排队论、决策论等数学分支，为系统科学与工程奠定了数学方法的基础。1965年，麦克霍尔编写出版了《系统工程手册》，概括了系统工程学的各个方面。导致1969年人类第一次踏上月球的美国阿波罗登月计划是系统工程实践的成功范例。
20世纪地球科学中最伟大的成就应是大陆漂移学说和地球板块构造理论。
在19世纪，大陆固定论居统治地位。19世纪后半叶，随着航海业的发展和资本主义殖民地的扩张，全球性的科学探索活动逐步展开。人们开始发现被大洋隔开的不同大陆上的生物种群、古生物化石，乃至地质地层构造有着十分相似的亲缘关系。这是大陆固定学说所难以解释的。1912年，德国青年气象学家魏格纳（Alfred Wegner，1880-1930）对传统理论提出了挑战。他发表了"大陆的生成"一文，提出了大陆漂移学说，1915年又出版了《海陆的起源》一书。他从四个方面给出了大陆漂移的证据：一是南大西洋东西两岸的岸线十分吻合；二是大西洋两岸许多生物和古生物存在着明显的亲缘关系，包括运动十分缓慢的蚯蚓、蜗牛等，这不能通过跨洋"陆桥"迁徙扩散来解释；三是大西洋两岸的岩石、地质和皱褶构造也是十分吻合的，而且纪年也相同；四是在古气候研究中发现两极地区存在着热带沙漠的痕迹，而在赤道附近的热带森林中发现冰盖的遗迹。对于这些现象，唯一可以解释的是大陆漂移易位。但魏格纳未能解释大陆漂移的动力学问题，他为进一步寻找大陆漂移的证据，于1930年在格陵兰茫茫冰原考察途中遇难身亡。
1928年，英国地质学家霍姆斯（A．Holmes，1890--1965）提出了"地幔对流学说"。认为岩石中的放射性元素释放的原子能使地幔保持塑性状态，而温度分布的不均匀又使地幔产生缓慢的对流运动，从而牵动大陆漂移。到50、60年代，海洋地质研究，尤其是海洋钻探的开展，证实了地幔对流和海底扩张的存在，并依靠无线电测距方法，测定了海底扩张和大陆漂移的速率。
1967年，法国人勒皮雄，美国人摩根和英国人麦肯齐等建立了地球板块构造模型。他们将地球的岩石圈分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南极洲等六大板块和若干小板块。板块间的分界是大洋中脊、俯冲带和转换断层，板块在大洋中的脊增生扩张，而在俯冲带则下沉和消减。那正是构造动荡激烈的部位，是地震、火山活动的主要发生地。
大陆漂移学说与地球板块构造学说不仅可解释大陆的变迁历史，而且可以预测其未来的发展，使人类对固体地球运动的整体性及其运动学和动力学认识的深化，是现代地质学的重大发现。他对地震学、矿床学、古生物地质学、古气候学具有重要指导作用，堪称20世纪地球科学最伟大的成就。
新的宇宙演化观念的建立堪称是20世纪宇宙科学的里程碑。
广义相对论问世以后，人们开始按新的科学观念建立宇宙模型。1917年，爱因斯坦首先提出有限无界的静态宇宙模型。1922-1924年，苏联数学和物理学家 里德曼（1888-1925）提出均匀各向同性膨胀的动态宇宙模型。1929年美国天文学家哈勃（1889-1952）分析了河外星系光谱的红移现象。按多普勒效应解释，这意味着此类星系正远离我们而去。他还发现退行速度与星系距离成正比，这一观测事实有力地支持了宇宙爆炸模型。
1984年，俄裔美国物理学家伽莫夫（1904-1968）提出了宇宙大爆炸理论。认为宇宙开始是个高温高密的火球，物质以基本粒子和辐射形式存在，因为发生剧烈的核聚变反应，火球爆炸，向各方向迅速膨胀，随着密度和温度的降低，逐渐形成今天宇宙中的各种天体。1964年，美国贝尔实验室的二位科学家彭齐亚斯（1933-）和威尔逊（1936-）无意中发现了来自太空温度3 的微波辐射与伽莫夫预言的宇宙大爆炸后遗留下的背景辐射相符。此外，按大爆炸模型计算的宇宙年龄（约150-200亿年），原始核反应产生的氢和氦的比例（约3：1）也与现代天文学测量的结果一致。
这一系列成就使宇宙学成为既有严密的理论体系，又有丰富的观测验证的一门现代科学。它为人们勾画了一幅从相互作用的起源，基本粒子和化学元素的产生，分子的形成和生命的出现，直到行星、恒星、星系以至整个宇宙起源和演化的图景。尽管这一图景仍然存在不少漏洞和缺陷，尚待人们进一步验证和理论创新，但可以毫不夸张地说，新的宇宙演化观念的建立是二十一世纪宇宙科学的里程碑。
20世纪也是技术革命的世纪。
本世纪以来，伴随着世界工业化的进程，新的能源技术发展迅速，能源结构发生重大调整。由于汽油机（1883）和柴油机（1892）的发明，交通运输得到迅速发展，因此促进了石油需求飞速增长，从而导致了新油田的大规模开发。20年代以后，石油逐步替代煤成为人类利用的主要化石能源，五六十年代中东发现大油田，使中东地区成为世界最主要的石油产地。60年代初中国靠自己的力量，勘测并开发了大庆油田，一举脱掉了贫油的帽子。至1976年石油以在世界能源结构比例中占据54%，并成为最重要的合成化工原料。
自1896年法国物理学家贝克勒尔（1852-1908）发现铀的天然放射性，1938年铀的裂变现象被发现，1942年报2月，在费米（1901-1954）领导下，芝加哥建成世界上第一座可控的链式反应装置，宣告了人类利用核能时代的开始。1945年、1954年美国相继研制成功原子弹和氢弹，人类开始掌握释放核能的技术。中国人经过自力更生的努力，也在不久的将来0年代中掌握了核技术。1954年苏联建成世界上第一座5000 的核电站，开始了人类和平利用核能的进程。迄今为止，世界上已有近500座核电站在运行，核电已占全国发电总量的70%。核技术在农业、医学、工业、环保方面的应用也获得迅速的发展。人类开始进行受控核聚变技术的探索。
70年代初石油危机以后，人们开始重视煤的洁净燃料和转化技术、可再生能源技术的发展。化学-电、光-电、生物-电直接转化技术的研究受到重视，燃料电池技术、光伏电池技术、风力发电技术和生物能源技术迅速发展，水力资源和潮汐资源的开发继续受到重视。节能材料、节能工艺、节能产品和产业结构、节能生活方式受到广泛重视，人类开始追求能源消耗零增长或者负增长的可持续发展途径。
自本世纪上半叶开始的人工合成高分子材料的出现、本世纪中叶以来以硅材料为代表的微电子、光电子功能材料以及高性能合金与陶瓷以及各种类型的复核材料的问世和一系列新的材料制备技术的发明，改变了不得19世纪以来人类对木材、皮革、金属材料的依赖，为航天航空工业、电子与信息产业、建筑和汽车工业以及为人们的日常生活提供了丰富多彩的物质材料基础。以汽车工业为代表的制造技术在本世纪经历了生产流水线、刚性自动生产线、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、计算机辅助集成制造系统（CIMS）、及全球性虚拟先进制造系统（VM）的发展，适应全球化、个性化、多样化市场需求和竞争。
伴随1947年第一只晶体管的诞生和蔼958年第一块集成电路的问世，微细加工技术包括光刻、刻蚀、外延、氧化、扩散、离子注入、CVD、溅射、测试封装等工艺的开始了日新月异的发展。集成电路经历了小规模（〈10 （个晶体管））、中规模（10 -10 ）、大规模（10 -10 ）、超大规模（10 -10 ）、特大规模（10 -10 ）到极大规模集成（〉10 ）的发展。迄今，采用准分子激光光源结合实际新型光学系统和相移掩膜的光刻机的最高分辨率已达0。08微米，采用极紫外、X射线光刻、离子束光刻和电子束光刻等全新光刻技术和系统，结合反应离子束刻蚀及对材料表面进行原子级超微细加工技术，已实现纳米级（10 M）的精度。以微细加工工艺为基础，以集成电路为核心的微电子技术与光电子与微
电子传感器件的开发，不但成为计算机技术的基础，也成为机电一体化技术与产品的基础，改变了传统机械和产品的结构与功能，开创了智能化办公设备、商用设备、家用电器和现代制造设备的新纪元。
自1946年产月第一台电子计算机ENIAC投入使用，按计算机物理器件不同，经历了点子管、晶体管、集成电路到大规模集成电路与超大规模集成电路的发展阶段。目前世界上的巨型并行计算机已可达每秒3。8万亿次浮点运算速度，用于科学计算、气象预报、石油勘探和军事用途。
大规模集成电路的出线，特别是金属氧化物场效应半导体集成电路的出现，为微处理器的生产提供了可能性。1969年美国通用电器公司的金法（F.Faggin,1941-）首次提出围处理机方案。1971年第一台微电子计算机问世。1977年，美Apple公司生产的最早的个人计算机Apple II投放市场。80年代后，个人计算机迅速发展。随鼠标、显示器、磁盘、打印机技术和Dos\Unix\Windows\Linux 等软件的开发和低价位、高性能的个人电脑的普及、光导纤维的研制、半导体激光器的确出现、通讯卫星、Internet网的形成，以及ATM /IP/CDMA/WDAM等传输技术的发展，多媒体数据通讯风靡全球，人类进入了信息和网络时代。
在1903年12月17日美国莱特（Orrville.Wright,1871-1948;Wilbur.wright,1876-1921）制造的人类历史上第一架带发动机的载人飞机在美国北卡罗来纳升空后近百年中，人类依靠材料科学、控制技术、航空发动机技术的进步，发明了喷气发动机（1937），突破了音障（1947）和热障，制造了具备多种技术性能和满足多种用途的飞机，军用战斗机飞行速度已达成3M，喷气式客机以成洲际旅行最便捷交通工具，行天飞机的设计研制已提到议事日程。
1930年，现代火箭理论的奠基人俄国齐奥尔科夫斯基（K.e.Tsiolkovsky,1857-1935）提出液体火箭设计和理论，指明了人类宇航之路。23年后美哥达德(R.H.Goddard,1882-1945)成功发射了世界第一枚液体火箭，虽说25秒内只升高了不到12米，共飞行56米，但它奠定了火箭飞行的基础。二战中，德国冯。布劳恩（Braun,W.von.1912-1977）研制了V-1， V-2火箭。二战结束美苏展开激烈太空争夺战。1957年10月4日前苏联用T3A运载火箭成功的将第一颗人造卫星送入轨道。1961年4月12日前苏联载人飞船发射成功。1969年7月12日美阿姆斯特朗 (N.A.Armstrong,1930-)和奥尔德林(E.Ealdrin,1930)成功登月。1970年4月24日中国完全依靠自己力量制造第一颗人造卫星"东方红1号"发射成功。1971.4.19。前苏联将"礼炮1号"送上太空近地轨道。1981。4。12。美首次发射多次往返地球的"哥伦比亚号"航天飞机。1986。2。20。前苏联"和平号"空间站升空。1990。哈勃望远镜和X-射线天文观测卫星ROSAT进入预定轨道。1993。美俄签署协议共建大型国际联合空间站。1997。7。4。美太空总署(NASA)的一遥控探测车在火星表面登陆。
迄今为止，人类发射了6000多颗各种用途的卫星，发展了多次往返地球的航天飞机，建造与发射了哈勃空间天文望远镜，建立了空间站并开始了对太阳系其他行星的探测活动。航天科技不仅充分拓展了人类的创造空间，为空间科学技术开辟了道路，带动了一系列高技术的发展，而且发展成为一大产业，为经济、社会发展和国防安全提供广泛的服务。
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