（一）信息科学技术的发展

信息技术是研究信息的产生、采集、存储、交换、传递、处理过程及其利用的新兴科学领域。信息科学技术在21世纪世界新技术革命中仍居于战略性的重要位置，将继续飞速发展和广泛应用，并渗透到各个高技术领域以及经济和社会发展的整个过程，成为它们发展的基本依据和重要手段。

科学家们认为：电子计算机、通信、人工智能等技术的迅速发展，将形成连接世界各国的“交互网络”，形成遍布全球的巨大信息资源网络。目前经由Internet传递的电子邮件已通达159个国家，连接6万多个子网络、400多万台计算机主机，直接用户数已逾4000多万个；到2005年，拥有电子信箱的用户将达8亿户以上。由卫星电视广播、全球交互网络、有线广播网络、移动电话和现行电话网络、电子公告系统、商业热线服务系统连在一起形成全新的“宇宙空间”——电脑化空间或称作电子空间，将对全球社会、经济和生活环境产生强有力的影响。这种全球性电子空间的产生，将超越地理位置的束缚，加快信息传递的速度，使知识财富和信息更快速更方便地共享和交流。在2005年前，美国摩托罗拉公司发射66颗卫星的“铱计划”，美国TRM公司与加拿大国际电信电话公司合作实施发射12颗卫星的“奥德赛计划”，以及英国国际通讯组织全球通信总公司发射13颗P卫星的“海事卫星—P系统”，将先后完成。全球范围内个人、家庭企业间的通话、寻呼、传真、移动语音通话等多媒体服务，将以低廉的收费和可靠的技术进入千家万户。

电子空间的生成，对人们的生活、工作影响将越来越大，许多有价值的用途也会随之出现。人们将通过网络的“电子论坛”参加业务办公会议；电子邮件将很快替代传统邮件；在家里的计算机屏幕上就可以获得娱乐、球赛和休闲的预告，并可选择观看；可以通过交互网络享受到优秀教师的授课、一流专家的及时诊治、满意的购物指导和居家购物，完全像置身于办公室、剧院、医院、商店一样。

与信息科学技术连带发展的一批高技术产品将逐步进入市场。高清晰度电视机（HDTV）会使电视图像质量接近于电影银幕上的图像质量，数字式技术将形成规范标准，并为各国接受。预计在2015年，屏幕大而且薄的数字式高清晰电视机将研制成功，可以像挂在墙上的图画。人们使用的便携式电脑，或称作电脑“大哥大”，在今后10年内将迅速普及；配有计算机功能的智能卡，可以作为开启家门的钥匙、记事本、病史、信用卡等。据预测，到2010年，移动电脑和智能卡在美国的拥有总数可达到10亿个。同时，移动电话小到可以放进口袋里，迷你型电视可以配备到手表上，而且与头顶上飞行的卫星联通，保证个人全球通话的顺利进行，“失去联系”这句话将成为历史。

信息技术正在无孔不入应用到各种产业中去。美、欧、日本为解决交通拥挤问题，都在热中于研究ITS（智能交通系统）和ATT（先进的交通信息技术）。它通过在汽车上以及道路沿线的智能系统保证交通安全和提高道路通行能力。目前，美国一年由于交通拥挤而造成的经济损失高达100亿美元，一年中国交通事故有41000人丧生。据预测，如果引入“智能公路和车辆”，到2011年，交通拥挤状况将减少20％，交通事故下降8％，如果广泛采用，效果会更明显，每年美国将有3000人免于丧生， 40万人免于受伤。预计智能化制造系统将能控制商品生产厂的整个生产过程，并能按消费者的不同需求生产不同的商品。到2005年，当消费者需要新添一套衣服时，可以到商店由电子计算机为你量测身材，并送指定生产厂制造，几天后符合心意的新衣将送到消费者家中。

电子计算机技术自身的发展也会有重大突破。原有硅片塞入电路和开关的密度快接近物理极限了。以电为信息处理媒介将转向以光为信息处理媒介，这样处理速度将更快，温度将更低。预计到2005年，第一台商业性的光学计算机将出现在市场上。到2010年，光技术与电子技术将融为一体，光逻辑、光生物技术、相干光通信等技术将研制成功。同时，微电子技术的微细加工尺寸在线宽水平上继续提高。美国半导体行业协会发表的规划预测：2001年为0.18μm；2004年为0.12μm；2007年为0.10μm。这样计算机就能更为神奇地模拟生成与人类活动环境相象的虚拟现实，逼真到让人不能辨别真假。语言声音也能被计算机听懂，各种口音和语调能被区别。到2005年，声音、图像、感觉结成一体的虚拟世界系统，可以使外科医生在病人体内任何部位做“假手术”；建筑师们可以让顾客在混凝土浇铸时就看到楼宇内部的情景；孩子们可以玩电影一样逼真刺激的视觉游戏。计算机虚拟现实技术，在航空航天、医疗、通信、教育、建筑、军事训练、娱乐等众多领域有广泛的应用前景。

（二）信息科学技术在农业上的应用

以计算机技术为基础的信息技术的迅猛发展是20世纪后半叶最引人注目的技术，也是对社会各个层面影响最大、渗透力最强的技术，农业生产和管理也日益受其影响。农业领域的科学家借助计算机技术的成果，逐渐创立了农业信息学这一门新兴技术。其在农业上的应用主要在以下几个方面：

1．作物生长发育的计算机模拟和产量预测

农业科学家将作物生长发育、产量形成的规律通过计算机语言表达出来，形成作物生长模型，通过这一模型可以模拟作物生长发育的过程，并进而预测产量的高低。目前，世界上主要有美国、荷兰、意大利、英国和中国等国家开发出了这类模型，并在生产上得到应用。比较成功的模型如：CERES，GOSSYM， SHOOTGO MACROS等。它们可以将气候、作物品种、土壤水分、土壤和肥料的含氮量及播种时间，播种深度、密度等要素的数据输入计算机。计算机仅需几分钟就可模拟作物整个生长过程，并获得有关产量等数据。

2．作物生产的专家系统和决策支持系统

在作物生产的任何时间，用户输入一定的数据资料后，这两类计算机系统便可提供要达到理想产量所需的管理措施，或提供集中不同的各具特点的方案供生产经营者决策。这种系统还可与计算机网络相结合，农业的主管领导通过电脑即可了解各地农作物的生产状况，预测发展趋势，并提出科学、合理的田间管理技术。另外，计算机还可用于病虫害发生的预测预报，通过计算机建立起作物病虫害发生、流行预测预报模型，结合当地、当时的气象资料，就可以预报某种病虫害的发生时间、发生数量、危害程度等，并提出防治措施。

3．遥感和GIS技术的应用

遥感是用装在平台上的传感器来收集关于某一对象反射或辐射的电磁波，再通过对这些数据进行分析处理以获得对象信息的技术。目前，其在农业上主要有以下应用：病虫测报、产量测报、作物类型及种植面积测报、自然灾害发生和受灾程度、面积测报等。如美、英、澳等国通过遥感技术对蝗虫迁飞路线、危害地区、生态环境等进行了一系列的遥感监测。90年代以来在可见光遥感发展的同时，又出现了微波遥感，特别是雷达遥感，可以进行全天候和全天时的探测。它可用以进行作物类型区分，监测作物健康状况，提取面积信息及最终产量预测，还可估算土壤湿度和植物水分状况，指导农田灌溉。

GIS是地理系统的英文缩写，是一个收集、贮存、管理、分析与空间及地理分布有关数据的信息系统。该技术是70年代随计算机软、硬件技术的发展而发展起来的，目前世界上已有300多个系统投入使用。GIS目前主要用于土地资源管理、评价、作物区划、病虫害测报等农业领域。近年来一个新的发展趋势是GIS与全球定位系统（GPS）相连接，如田间机器人的行走控制就是通过GIS和GPS相连接实现的。

4．计算机网络方面

整个农业信息咨询、农业决策等都将通过计算机网络进行，GIS和GPS与Internet、WWW的结合，更使农业生产各环节可在办公室或家里进行。农业生产者可以足不出户而安排农业生产，通过计算机指挥田间自动化机械“农民”；通过网络查询有关信息，调整农业生产。利用信息技术，农业生产将一改以往的“粗放”概念，将像工业一样，成为“精准农业”。

三、材料科学技术基础

材料是指经过某种加工（包括开采和运输），具有一定组分、结构和性能，并适用于一定用途的物质。人类通过劳动制成产品有两个途径：物质→产品（简单的，低性能的）；物质→材料→产品（复杂的，高性能的）。通常，物质经过加工制成材料，然后用材料再生产成产品，要比物质直接加工制成产品复杂和高级。

材料从化学上分，有金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料及复合材料。从用途上分，有结构材料和功能材料。结构材料主要利用其强度、韧度等力学性质，如钢铁、水泥等；功能材料则主要利用电子导电、半导体、光学和磁学性质，如半导体材料、磁性材料、激光材料等。各种材料的应用直接推动了社会、经济的发展。材料一直是人类进化的重要里程碑，如历史上的石器时代、青铜器时代、铁器时代都是以材料作为时代的主要标志。从农业社会到工业社会的转变是由于钢铁、水泥、金属等材料的广泛应用，而从工业社会到信息社会的转变是以半导体硅材料的应用为基础。

现在材料科学已成为一门综合性的应用科学。它主要应用物理学、化学、冶金学、陶瓷学和电子计算机等学科理论和实验的最新成就。材料科学主要研究材料的成分、结构、功能、性质之间的关系，从中发现规律性的认识。材料科学不断地吸收其他科学的成就，促进自己的发展，同时又是其他科学的基础。材料科学直接推动人类社会的巨大变革，为人类文明奠定物质基础。材料是技术进步的物质基础，是开发新能源、发展空间技术和微电子技术的基本保证。材料发展的水平直接决定着经济发展的水平。从工业社会向信息社会的过渡中，一是劳动对象的内部结构中金属材料的比重下降了，无机非金属材料、有机合成材料的比重越来越大了；二是产业结构从劳动密集型、资金密集型向技术密集型和知识密集型方向发展。

当代每一项重大新技术的出现都与新材料的发展有密切的联系。例如，半导体材料的发现，导致元器件微型化、集成化、大规模处理和高速运算；耐高温、高强度结构材料导致航空、航天技术的迅速发展。21世纪新材料科学技术将朝着复合化、低维化、小型化、智能化、一体化等方向发展。其中功能材料的使用性能，主要是光、电、磁、热、声等方面实现先进的技术指标，是各种高、新技术蓬勃发展的基础和先导。而结构材料的宏观复合形式（以纤维、晶须、颗粒等尺寸较大的增强体为基体材料复合）正向微观复合（即采用亚微米级甚至分子级的增强组元为基体材料复合）发展。仿生技术也将应用在复合材料设计中。例如，汽车工程师将使用更轻更耐热的陶瓷材料；在需要重量较轻的绝热材料的地方，将由陶瓷泡沫取代泡沫塑料，重量轻而隔热效果好。最激动人心的地方是科学家将最终揭开生物材料的秘密。鲍鱼壳很薄但很结实，由多层交错的碳酸钙和控制碳酸钙生长的蛋白质薄膜组成。这为设计具有类似特性的人造壳提供了线索。欧洲和日本的专家们正在寻找应用甲壳来生产可生物降解的食品、服装和绷带的新方法。新材料的应用前景十分广阔。例如，高温超导材料的发展和应用，在下一个世纪将迅速、稳定地开创一个潜力巨大的产业。如果能找到室温条件下具有超导性能的材料的话，那必将掀起一场巨大的技术革命。目前，美国的洛斯·阿拉莫斯国家实验室（美国从事核武器研究的三大实验室之一）的科学家不久前宣布，他们已成功地将一种高温超导体熔成一条细的、易弯曲的带子，其导电性能比普通钢丝大1200倍，并且没有任何电阻。如果这些实验室成果转变成产业化生产商品，就意味着科学家们津津乐道的超导材料的商业应用将很快实现：超高效的输电线、体积小但功率强的电动机、磁悬浮火车和使医生能观察人体内部的手提式扫描机等，都将在21世纪初的几年内变成现实。高温超导的发展比生物技术产业要快得多，因为其研究所需要的仪器设备远没有生物技术所需的那么复杂、昂贵，没有如生物技术碰到的那些人为的限制。据估计，到2030年全美国的电能需求量将翻一番，美国电力研究所发言人称，如用超导体输电线替换原来的输电线，就可使美国输电能力翻一番，英国一家专门从事超导磁体研究的公司——牛津设备公司执行主席马丁·伍德预测，2010年全球超导产业产值将达600～900亿美元。

总之，我们可以乐观地预言，人类科学技术的飞速发展和最新成果的适当应用，将会解决人类在能量、原料和食物等方面的大多数紧迫问题，并在越来越多的方面造福于人类生活，并深刻地改变社会管理的方式乃至生活的方式。当然，也有专家预言，信息高速公路等先进技术和巨大工程也会产生对生态环境有所破坏的负面影响，提醒人们予以注意。因此，21世纪的科技进步对全球的生态环境保护至关重要。先进的科学技术将保证人类社会在未来长远的时间里，是可持续发展的、健康幸福的、延绵不断的。21世纪科技发展的前景及可能引起的世界巨大变化，将为社会主义的发展和为社会主义走向共产主义创建最好的条件。

现代科学技术发展提供的信息、知识、理论、方法和技术手段，将极大地增强人类改造自然、改造社会和调整人和自然关系的能力，并借此推动经济的发展，使社会物质财富迅速增长。现代科学技术将在质上对经济产生飞跃性的推进作用，技术密集型、智力密集型产业所创建的物质财富将超过以往的任何时代。现代科学技术的广泛应用，将促进工农之间、城乡之间和体脑之间的界限进一步缩短。由于交通运输的现代化，能源供应网络化，通讯联络的全球化，生产技术的自动化，农村的生产条件和生活条件将发生根本性的变化。劳动者科学文化水平将整体提高，生产的高度自动化，使劳动不再是沉重的负担，而是变成生活上的一种需要，体力劳动和脑力劳动的界限也将逐步消灭。可以相信，现代科学技术的发展，将证实马克思主义关于三大差别消灭的预言。

现代科学技术的普遍应用，将为人的全面发展创造现实的条件，为农业科技革命打下了扎实基础。