美国在两百多年内，发展成今日经济十分发达的资本主义超级大国，它的科学技术发展的情况是值得注意的。大致说来，可分四个发展阶段：

1. 从独立战争到南北战争前夕（1776 ～ 1860）

这一时期，美国的科学技术为美利坚民族在政治经济上的独立、为开发北美新大陆服务。十九世纪上半叶，美国开展了工业革命和技术革命，对世界技术的发展作出了贡献。这一时期中，美国科学教育有所发展，专业科学队伍开始形成。

2. 从南北战争到第一次世界大战（1861 ～ 1916）

这一时期，美国政府加强了对应用科学（特别是农业科学）研究和教育的支持与领导。工业托拉斯也日益重视并大力支持科学研究和教育，工业实验室蓬勃发展。美国国民生产总值、某些应用科学水平与高等教育的规模开始在世界上居领先地位。基础科学研究也有所进展。

3. 从第一次世界大战到第二次世界大战（1916 ～ 1945）

两次大战使美国政府取得了领导并协调全国科学技术力量为国家的迫切需要服务的经验。使美国的几条科学战线组合为 - 一个整体在三十年代初的经济危机后，联邦政府加强了对国民经济的干预，并成了科学研究事业的主要资助者。“大科学”开始形成。又由于从欧洲引进了大批世界第一流科学家，美国的基础科学也跃居世界前列。在二次大战中，美国开始成为世界科学的中心。

4. 从第二次世界大战后到目前（1946 ～ 1979）

二次大战以后，为了与苏联争夺霸权，竭力保持军事和科学技术方面的领先地位。七十年代以来，西德、日本等国工业技术的发展，对美国也是严重的挑战o美国正在从增加科研经费、普及高等教育、加强社会科学研究等方面寻找出路，但也存在了一些难以解决的困难。

纵观四个阶段，美国发展科学技术方面的主要经验有：（1）重视科学的实际应用，重视科学研究的经济效果，重视科学研究和劳动生产的效率；（2）尊重民主与科学，重视发挥专家的作用；（3）重视科学研究与教育结合，提高与普及的结合，大力普及高等教育与成人、业余教育；（4）科研体制的多元多轨，重视跨行业、跨系统的交流协作，重视跨学科的综合研究；（5）重视科学研究，珍惜人力资源，重视服务工作。

[范岱年摘自全国自然科学技术史1980年年会论文]

中国科学发展的一个高峰

在中国几千年的科学发展史中，春秋战国时期、宋元时期都是公认的高峰。实际上明末清初大约二百年间（1560 ～ 1760）也是一个高峰，这可从以下几个方面得到证明。

1. 国家政府重视科研，开展大型研究项目：计有明末的历法改革；清康熙初年的制造天文仪器和大量科学实验；清初建立全国气象网；清初大力进行治河工程；从康熙后期到乾隆中期完成全国地图测绘；康熙末年编《律历渊源》一百卷；康熙末年与乾隆初期进行三次大规模天文观测与其它科学实验；康熙年间进行黄河源考察。这些国家规模研究，是当时欧洲科学家个体或学术团体研究不可比拟的。

2. 研究方法比较先进。首先是进行专门目的的科学考察，如李时珍研究中草药；徐霞客的地理考察；徐光启对农业水利的研究；宋应星对生产技术的调查等。第二，进行科学实验如朱载培对声学的实验；王征的机械力学实验；孙云球的光学实验等。第三，科学仪器先进，如望远镜、手摇计算机、计算尺、温度计、三棱镜等都获得应用。

3. 取得二十七项世界纪录性成果。计有人工免疫法（种痘）；十二等程律；水流量的计算公式；试验蒸汽机；炼焦；炼锌的详细记载；石灰岩地貌的考察与系统叙述；植物分类法；深井钻探技术；探照灯发明；冰冻麻醉；测定一个回归年为365、242190日；连珠炮（机枪之先驱）；全国统一气象网；气象学不连续锋面概念的形成；人工防雹；最大规模的地图测绘；规定子午线一度弧长为二百华里；发现经线一度弧长越往北越长；乘法交换律；乾隆初年一次恒星测量，记录星数最多；球面三角定理投影证法；磁屏蔽的发现；气管缝合手术；两级火箭雏形；发现帝谷新星；用砷治疗梅毒。平均七年一项世界纪录型成果，这是历史上不多见的。

4. 科学理论的发展。计有物质不灭思想；声波概念；用引力解释潮汐现象；地震起源“地中火气腾涌”；场的原始思想出现；天体形成的旋涡说；极光成因假说；时定不能彼此独立；生物体的新陈代谢；人脑是全身主宰；人工培育可以改变植物特性等十四项之多。

5. 著名科学家和重要著作出现。除以上所述外，计有宋应星、王锡阐、杨继州、吴有性、梅文鼎、方以智、何国宗、明安图、年希尧等均有重要科学著作；载入史册。

[李迪摘自全国自然科学技术史1980年年会论文]

马赫和风车

德国科学院奥斯特瓦尔德档案所藏手稿中有一份未发表过的马赫（1838 ～ 1916）自传的草稿。这是这位伟大的奥地利物理学家在1913年应奥斯特瓦尔德之请而写的。在此之前，马赫还曾写过一篇自己的小传，发表于美国（—元论者）杂志1911年1月号。

马赫在自传草稿中回忆起自己在5岁时的一个难忘的思想经历：“我们‘他由保姆陪同’要给磨坊主人送个信。我们走到磨坊前，直立的风车正在开动。那可怕的响声使我大吃一惊，但这并不能阻碍我看看车轴轮齿的装置，这个装置带动了磨石的轮齿装置，同时使它一个接一个转动起来。这个印象一直到我的思想成熟时期还有其影响，而且我觉得，正是这个印象把我的幼稚的思想从信仰奇迹的蒙昧阶段提高到因果思想的水平。从此，我不再把我不理解的东西看作背后有什么神秘的东西存在，而是如同在打碎的玩具中寻找那种能起作用的引线或杠杆一样去寻找它们的因果关系了。在研究康德关于因果概念的时候，我还不禁回忆起这些经验和其他的经验……”。

马赫7 ～ 9岁时的想象完全用在风和别的机器方面。邻近那位“聪明的磨坊主人”制造了一架平式风轮的风车，风轮只让顺风通过，故总是朝一个方向转动。马赫觉得这个风车比他最初看到而且琢磨了很久的那个风车已经好懂得多了。总之，马赫回忆起，机器和机器零件充满了他的童年幼稚的头脑，由此他的想象完全纳入了自然科学的范围。

[周昌忠摘自《外国哲学资料》1980年第5辑]

三个宏观时间箭头

三个宏观时间箭头：封闭系统中熵增加过程定义的热力学箭头、某些开放系统中的信息产生过程定义的历史箭头和星系退离定义的宇宙等箭头。哈佛大学的戴维 · 莱泽试图把它们关联起来。他认为提供历史箭头的有：生物系统地进行记录；天体表面和内部构造记录的过去和老化过程；星系的复杂形状记录的进化过程。历史箭头可定义为：宇宙（或它的任何足够大的子系统）包含对过去的部分记录，但丝毫不包含对将来的记录。莱泽提出一个可从中推导出所有这三个箭头的公设：宇宙的空间结构基本上是均匀的和各向同性的，即宇宙没有可用来定义一个特殊的空间方向或位置的统计性质。由此他把三个箭头关联了起来。他推出，宇宙的完备描述可用统计术语作出。只有当宇宙接近密度无限大的奇状态（他将之定义为初始状态）时，整个宇宙的热力等平衡才可能得到满足。然后，宇宙膨胀而产生熵和信息。宇宙的信息含量从初始奇状态开始稳恒地增加：因此，宇宙现在的状态不可能包含足够的信息，据以去定义任何未来状态。

[周昌忠摘自G. J. Whitrow：The Nature of Time，1975]

DNA向化学工业进军

关于脱氧核糖核酸（DNA）的可能应用和目前国际上进行的研究工作，包括：用于降解污染物质的新菌株，从可更新的资源制取化工产品氨基酸和塑料原料等的方法，用微生物从低品位矿石沥滤矿物的方法，更高效的酒精发酵法和通过移植基因改进固氮能力、提高植物光合作用效率以增加可更新资源的贮量。

接近实现工业化的两个主要项目

1. 制造人胰岛素和生长抑制素（一种脑激素）的有Eli Lilly公司和遗传工程技术公司，它们都要求放宽“任何重组DNA过程中培养量不得超过10公升”的限量。

2. 加利福尼亚州Cetus公司的新工艺a. 采用重组DNA技术搞出迅速转化淀粉成糖的新的酵母菌株；b. 研究 ～ 种小型机动连续工艺制造咄吨胶（Xanthan gum）用于三次采油，采用的办法，只要在井口安装发酵装置；c. 采用生物学方法净化水；d. 有关制造干扰素的探索；e. 利用廉价的碳水化合物（例如纤维素）转化生物量（例如糖。）

有机化合物产品

1. 生产有机化学药剂生产杀虫剂、食物添加剂和脱硫设备用的肽类、酶类。

2. 从新资源提纯产品的新技术研究出一种制造人体生长激素的新菌株。

[元希摘自香港“工业导报”47期]

中国古代对遗传现象和本质的识认

生物的遗传现象很早便引起我们祖先的注意。几千年间积累了许多宝贵资料，值得我们注意和研究。早在四千余年前甲骨文中已把粘的糜子和不粘的糜子加以区分，并给了黍和稷二个专有名词，表明已认识到生物是能够传种接代这类遗传现象了。

“同类产生同类”这是人类最早理解的遗传现象，在我国最迟在春秋时代便有了可靠的记载。公元前六世纪范蠡与越王勾践对策时就指出：“桂实生桂，桐实生桐”《越绝书》卷四）。公元前四世纪的《吕氏春秋》也写道：“夫种麦而得麦，种稷而得稷，人不怪也。”东汉王充在《论衡》中更进一步指出：“夫妇合气而生人”，“子性类父”，注意到人类偏父遗传，这可能是世界上最早的记载。

中国在东汉时期已了解人的身长、肤色以（见《后汉书 · 冯勤传》、《晋书 · 惠贾皇后传》等），而欧洲到十九世纪高尔顿才研究这类遗传和优生现象。王廷相（1474 ~ 1544）在《慎言 · 道体》中写道：“人有不肖其父，则肖其母。数世之后，必有与其祖同其体貌者，气种之复其本也。”这就遗传学史上对偏母遗传和返祖现象最早的认识和记载。特别“气种之复其本也”的解释，与今天的“基因重组”颇相吻合，实在难能可贵。

明初叶子奇在《草木子》指出植物性状特征包含在种子里，并通过种子直接传递给后代。明代陶辅提出人和所有生物的遗传现象都是由“气”所决定，并且各种生物的气是“纯 - 不杂也”。这种认识颇与现代颗粒遗传假说相似，并认识到同类生物相似的原因在于某种物质的纯合性，而且注意到不同生物同为一种生命物质所决定的统一性。清初戴震更对育种遗传现象作了丰富的描述，指出只有了解生物形质的不同才能加以利用。

[姚德昌摘自全国自然科学技术史1980年年会论文]