美国《科学》(Science)杂志,创刊于1880年7月3日,经过几代人一百年的持续努力,已成为世界著名的科学杂志。据《科学引文索引》杂志的报道,1978年《科学》上的论文被引用59057次,在全世界3500种主要科学杂志的引文数中,名列第7位;在综合性科学杂志中,仅次于英国的《自然》(Nature)。平均每篇论文每两年被引用5.9次。《科学》是世界上70种最有影响的科学期刊之一。

1980年7月4日,《科学》在纪念创刊一百周年时出版了专辑以主要篇幅概述了当代科学技术的主要成就和问题,展望了科学技术的发展趋势。

全专辑共有26篇文章,按内容大致可分为四组。第一组主要是对《科学》杂志一百年发展的回顾与展望;第二组是对当代天文学、行为科学和社会科学、生物学、化学、地学、数学、物理学等基础科学的概述与展望;第三组叙述了医学、工程技术、工业研究、运筹学和系统分析等应用科学的研究现状与未来;第四组是对人、食物与营养、能源、环境、信息资源等人们普遍关心的关于科学技术和社会相互影响的综合性问题的论述。

《恒星、星系、宇宙:过去和今后十年》—文,指出了近年来的天文学中,由于在广泛的观测范围内各种观测技术的使用,有了一系列关于新天体和新现象的发现,使我们改变了对宇宙的理解。到1990年,天文学家预期对宇宙中的物质分布、强大能源的物理学,以及在多种时空尺度上的天体物理过程的内在联系,将有更多的了解。

如在宇宙学方面,多数天文学家认可的一个模型,是宇宙从一个原始火球在100到200亿年前大爆炸,然后膨胀冷却,形成宇宙背景辐射。背景辐射长期以来被认为基本上是各向同性的,但在过去几年内,探测到了朱曾预料到的大的各向异性。今后人们将要对背景辐射作深入的观测,以期在九十年代获得关于这种辐射的更详细的知识。

宇宙是开放的还是封闭的?是永远膨胀下去?还是由膨胀转变为收缩?尽管现有的证据有利于继续膨胀的学说,但我们现在并没有一个令人信服的答案。

1978年诺贝尔经济奖获得者、人工智能创始人之一H. A. Simon的《行为科学和社会科学》文,指出了在社会科学中也像其他科学一样,进步是由于观测技术和仪器的发展。文章评论了在社会科学中新近的一些技术进展,然后着重讨论了当代特别使人激动的三个大的前沿领域第一个是进化理论,特别是它和社会生物学的关系;第二个是人类理性选择理论,特别是所谓主观预期有用性理论和对策论;第三个是新命名的“认识科学”,其中包括实验心理学、人工智能、信息处理心理学等内容。作者认为,25年来,社会科学中最根本性的发展是对人类思维过程理解方面的革命。在这三个前沿领域的研究,将对人类行为的广泛领域作出解释。西蒙在文中还指出在本世纪中叶,行为主义支配了实验心理学。行为主义适合在科学哲学和方法论中占统治地位的实证主义和操作主义观点,并且为反对人类行为的形而上学的“精神论”解释提供保证。但在七十年代,情况有了根本性的变化,实验心理学已能用信息处理规范来精确地解释简单的、基本的心理过程了。

《生物科学的前沿》,叙述了当代生物学中“分子革命”的历史,强调了它对细菌遗传学、遗传学与生物化学的结合、研究大分子的技术的巨大进步的三者依赖关系。一些中心的概念是分子信息传输,一维信息结构向三维信息结构的自发转换,作为生物学的丰富多样性的基础,是分子机制的非凡统一性。此外还介绍了细胞生物学中的分子研究和形态学研究、神经生物学和进化生物学作者认为,生物学对科学哲学的影响正与日俱增。

化学中的前沿》指出,化学合成是供应社会最新材料的根本来源。化学合成的进展依靠化学其他分支的相应进展,如像在分析、判定化学结构和反应机制细节的方法,以及化学结构和反应理论方面的进展。文章并概述了化学合成仪器和分析化学、农业化学、大分子研究、量子化学、学动力学等领域的新进展。

地球和行星科学》一文,认为过去十年最大成就是认识地球是个动态物体,其动力来自内热。块板模型学说反映地球表面运动的性质,其动力是地球内的对流。但对流的性质以及地球内部的组成尚有待进一步研究。作者认为,今后地球科学和行星科学,以及恒星和星系天文学将日趋统一。

在《数学》一文中,指出当代的数学研究涉及广泛的、新的和旧的相互连结的观念。例如在代数几何中,由多项式方程定义的曲线和曲面的结泉,在物理学的弧波和规范理论的研究中也出现了。数论中一些历史悠久的老问题已被解决,而其他一些问题已被发现是不能解的。所有有限单群的分类接近解决,群的表示式有助于在对称性研究中应用群论。

《物理学》一文概述了从原子核深处的夸克到宇宙深处红巨星灾变坍缩,从部分实爱因斯坦梦想几种自然力的统一理论到物理学在技术、医学与整个当代社会中最实际的应用。物理学对人的宇宙观和生活质量继续具有深刻的影响。作者认为过去五年的物理学,是自二十年代以来这门基础学科最多产的时期。

在应用科学部分中,关于《医学》的论文,指出近年来在肝炎和免疫学研究方面的进展,并着重说明了基础研究和技术革新,对过去、现在和未来医疗工作的重大影响。在《工程技术进入发展和阐释的新循环》一文中,作者认为在微处理机和能源危机的影响下,工程专业正在出现新的重要变化。社会的考虑正在改变工程的规范标准,而计算机化的企业系统需要全新的工程方法。发展趋势是,对于传统的基础科学而言,工程将更加独立自主工程教育也必须作重大变革。新的技术环境,需要依靠学术机构、企业和专业学会密切合作

《工业研究在美国:新的综合的挑战》—文认为:美国的工业研究正面临一个新时代。未来的成就取决于综合利用工业、政府、学术界力量,来实现工业的技术革新。美国在十九世纪开始的工业研究已形成了它的传统和哲学,主要是快运转和低投资。它从基础科学知识和经验技术获得了巨大和多方面的活力,今天它又由社会需要和新的技术可能性所推动。它的许多努力涉及到基础性研究。为了适应未来的需要,甚至需要大多数来自学术界的更加广泛的科学,也需要来自政府和社会的特许权1979年,美国有61万科学家和工程师从事研究发展工作,其中五分之三以上为工业所雇用。研究和发展经费的72%也应用于工业方面,八十年代美国的工业研究更需要政府与私营企业之间的

《运筹学与系统分析》—文指出,包括运筹学和系统分析在内的人——机操作系统的科学,在近四十年来,在理论与应用方面都取得重大成就。它现在有力量解决困难的、规模巨大的问题,不仅从事运筹和系统的研究,而且从事社会的研究,探讨当代若干最广泛和最重要的问题。

在有关当代社会普遍性综合性问题方面,《人口趋势和展望》一文指出,今后二十年,除非洲外,人口增长率会变慢。到2000年,发达国家的人口预期要增加12%;发展中家增加50%。人口增长的冲击力是很大的。有些分析家认为人口增长到达80亿时会停止下来,有的认为可能要超过100亿。

《世界的食物与营养:科学技术的基础》认为减轻世界性的饥馑与贫困,需要在每一个低收入国家中,加速发展和应用以生物科学、社会科学、物理科学为基础的种种技术,这包括从改进作物轮作制到国家规模的运输和通讯系统、动力网、产品分配和市场能力等等。通过开展农产品生产进行区域开发,对不相适应的国家机构作透检修等一系列措施,为克服饥饿与贫困提供最好的远景。

《亚洲的能源困境:对研究和发展的需要》,文章指出除中国外,东南亚国家包含有世界30%的人口,却只拥有世界已探明的化石燃料资源的2%。经济增长的结果是日益增加石油和石油产品的进口。自1972年以来,石油价格增涨了十倍,使这些国家面临着两难处境。除非它们能在自己的国境内发现更多的化石燃料资源,否则要么危险地增加外汇赤字,要么大大减慢济增长速度。能源生产、转换和节约方面的研究发展工作,最终将考虑以本地能源(其中最有希望的是生物能)替代进口燃料,但是把不足的土地和水转用于种植速生林或发展其他生物能,将严重减少这些人口众多国家的粮食生产。

国际应用系统分析研究所副所长W. Hāfele的《能源发展的全球和长期图景》,指出关于能源需求的许多研究,有的忽略了全球的相互依赖性,有的则忽视了转移到采用新能源所必需的漫长时间间隔。国际应用系统分析研究所从全球观点出发,对世界七个主要地区今后五十年能源供求平衡关系做了研究,提出了两个水准的方案:在低方案中,世界能源消耗从今天的8.2万亿千瓦年到2030年的22万亿千瓦年;在高方案中,则增到35万亿千瓦年、研究表明,到下一世纪下半叶之前,能源还是够用的,但需要转变到采用低品位石化燃料(如页岩油和沥青砂)。以后则必须利用新能源(如热核能)。每一种方案都涉及到环境和潜在的地缘政治问题

《环境》的这篇文章指出,与过去十年的资源管理与保护相对照,环境问题的新观点已经出现。这方面要科学地思考的六个主要问题是:1. 加强从整体体系分析环境,2. 更加注意生命支撑系统,3、扩大对资源管理中选择范围的考查,4. 对风险的评价方法的改进,5. 监视环境变化的现代化方法,6. 更加强调全球体制。

信息资源:21世纪的知识和力量》的文章认为:每一个社会是一个信息社会,每一个组织是一个信息组织。因此,信息是像材料和能源一样的基本资源,特别对后工业社会是如此。谁拥有资源?谁需要资源?如何得到资源?资源的贸易条件是什么?这些涉及到政治和经济的权力。对于情报信息资源来源,由于我们掌握了未曾预料到的微信息处理工程技术(大规模集成电路和微计算机),情报信息资源日益丰富和多样化,因此传统的关于资源的概念不适用了。像有关计算机工业和电讯工业竞争的后果,我们用卫星和其他技术来防止和进行战争,信息职业比其他职业增长得更快,在国内和国际上关于信息自由和信息控制的斗争等等。

总之,这本专辑概述了当代科学技术的成就和发展,材料新颖,内容丰富。科学工作者、自然辩证法工作者、科学史和科学学工作者,以及其他社会科学工作者,都可以从中得到启发。专辑的主要内容已由科普出版社组织翻译,即将出版发行。