唯有源头活水来

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  推动自主创新,建设创新型国家的号角已吹响,振兴中华的步伐在加速。根据“自主创新,建设创新型国家”的战略和“自主创新、重点跨越、支持发展、引领未来”的科技指导方针,自主创新既要解决制约当前国民经济发展的重大问题,使国民经济持续、稳定、快速发展;又要瞄准具有战略意义的高科技领域,实施重点跨越的研究与发展;还要增强基础性、前瞻性的科学研究,创造未来,发挥引领带动作用。因此,增强自主创新能力,特别是增强源头创新能力至关重要。增强源创力不仅要吸收科技发展史上的经验,大自然的发展变化凸显出的巨大源创力更值得我们借鉴。
  
  信息技术
  
  人脑与电脑。电子计算机是尽人皆知的具有源创力的发明。它是科学家模仿人类大脑的输入、存储、控制、运算和输出五大功能进行发明创造的结果。它不仅将人类从大量的脑力和体力劳动中解放出来,而且还开发了人类智力,引导人们走出传统思维模式和活动方式。电子计算机的发明无疑具有里程碑意义。
  工厂利用电子计算机集成制造系统(CIMS),实现产品设计、生产规划、生产控制、生产设备、生产过程等自动化和智能化;实现多品种、小批量的高柔性、高效率和高效益的生产,完全体现出现代化的生产模式。
  医院利用电子计算机医学专家系统给患者看病,把专家看病和诊断的经验、方法输入电子计算机储存起来。当患者求医时,把病状、病史以及化验结果输入电子计算机后,医学专家系统便可与之直接对话,进行诊断。
  
  能源技术
  
  太阳与“人造太阳”。能源危机和核污染迫使人们开始寻求清洁永恒的新能源。于是,人们把目光投向太阳。不仅研究太阳能的利用,而且还去探索太阳能的发生。科学家受太阳内部氢元素热核反应的启发,设想如果氢元素的热核反应能在人工控制下进行,那么在地球上就有可能创造出“人造太阳”。热核反应所用燃料氘、氚就储存在海水中,每升海水含有30毫克氘、氚。地球上海水中共含有45万亿吨氘、氚,足够人类使用百亿年,与太阳同寿。半个世纪以来,世界上30多个国家和地区的科学家经过不懈努力,热核反应的研究取得重大进展。我国的“人造太阳”,装置——托卡马克也取得突破性进展。不久的将来,“人造太阳”将落户地球。
  
  生物技术
  
  生物固氮。地球上人口不断增加,食物来源成为各国关心的全球性问题。科学家在不断提高农作物产量的同时,也向大自然寻求新的解决问题的办法。众所周知,蛋白质是生命的载体,生命的发生和发展都离不开蛋白质,蛋白质的主要组成元素是氮,而空气中的氮取之不尽,用之不竭。如果能够直接利用空气中的氮,食物危机也就不成问题了。
  自然界豆科植物的根上长着一种根瘤菌,通过其中蛋白质固氮酶的催化作用,能够把空气中的氮转化为可直接利用的氨态氮。大豆通过生物固氮,其养分除了够自己使用外,还可以把多余部分留给土地,供下茬作物使用,促进增产,这种现象已引起了科学家注意。我国科学家卢嘉锡在研究具有高效固氮能力的大豆根瘤菌和玉米、水稻联合固氮等方面取得了优异成果。
  无独有偶。科学家还惊奇地发现,生活在非洲新几内亚山区的一些土著人,他们饮食非常简单,每天摄入的蛋白质只有世界卫生组织规定的最低标准的三分之一,但是那些人的身体都很健壮。经研究得知:这些人的肠道里有固氮菌。它们在身体里吸收和固定空气中的氮,继而合成蛋白质。如果能够培育出适合在人体生存的固氮菌,合成人体需要的蛋白质,就能直接从空气中摄取养分,那将是一个划时代的突破。
  
  材料技术
  
  细胞膜与膜材料。细胞是生命体的最基本单位,细胞的繁衍生息给生命带来无限的活力。细胞靠细胞膜把必需的营养物质渗透进去,然后再把细胞新陈代谢后的废物经渗透排泄出来。通常,渗透扩散是从浓度高的一边向浓度低的一边进行,而细胞膜的渗透恰恰相反:细胞膜具有使溶液里溶质由稀向浓的方向渗透的特殊功能。海带表皮细胞能够把海水中的碘浓集到海带中来,使海带含碘量比海水高出许多倍。如果借鉴细胞膜的特殊功能,合成像海带表皮细胞膜那样的膜材料,运用浓差原理,制造“浓差电池”,从海洋中便能够获得取之不尽,用之不竭的能源。
  目前全球有14亿人缺乏安全清洁的饮用水,即平均每5个人便有一个人缺水。80%疾病是因饮用不到清洁水而引起的。有了模拟细胞膜研制的高分子功能膜材料,运用反渗透技术使海水淡化解决水资源危机,其重要意义不亚于解决能源危机。
  有些高分子功能膜还可以从水里析出氧气,该功能类似鱼鳃。人戴上用它做的人工鳃,便可以在水中自由呼吸,可以在水下长时间工作,甚至可以在水中生活了。
  
  海洋技术
  
  海洋资源开发。海洋每年除给人类提供几千万吨的鱼虾和食物外,地球上45%的石油储存在海洋中。此外,海水淡化、盐化都是人类赖以为生的物质。特别是“人造太阳”所用燃料氘、氚储存在海洋中,可永解能源危机。海洋里还为人类准备了两样宝贵的能源和资源有待开发:一是类似天然气的可燃冰。据测其储存量比全世界已经用掉的能源总量还要多;一是锰结核矿物质,含有锰、铜、钴、镍等金属元素,而且品位很高,以结核状存在于海洋深处,是不可多得的宝贵矿产资源。
  大自然五彩缤纷,生机盎然,其中始终存在一种支持其发生和发展的力量,那就是大自然的源创力。人类社会的发展、科学技术的进步无不从大自然吸取力量,特别在知识经济和高科技时代,从大自然借鉴源创力更凸显其重要意义。
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