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清风:探月工程对科技创新的延伸分析

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发表于 2019-1-8 11:34:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
  写在前面:有几个朋友问,耗费巨大的登山月工程有什么意义,他们很不理解。为了说明这个问题,以美国阿波罗登月工程为例子说明这个问题。

  本文不从价值观与感情角度客观分析,而是通过此案说明我国登月工程的伟大意义,若有些“爱国”朋友不适应,请谅解。

  01  重大工程历来是大国技术创新的推进剂。

  有作为的大国都会利用重大工程的契机促进科技创新能力提高,并利用工程开发、建设过程进行延伸性科学研究。现霸权国家美国先后利用美国的阿波罗探月工程、曼哈顿工程(促进计算机诞生),利用当时世界“最强智力”为美国服务,确定了直到今天仍然全球依靠的科学地位。同样我国的“两弹一星”工程,在研究过程延伸到化工、材料科学、通讯、遥控、测控、空气动力学、半导体科学、工程力学、火箭发动机……等几百项技术,三峡工程促进了建筑、材料、工程应力学、发电机、硬磁材料、化工、输电、水利等几十项创新技术的发展,超高压输电技术的贡献更为重要。

  开始于2010年的我们的探月工程,可将系统工程论、控制论应用于管理,仿照美国的阿波罗登月计划,可催生许多新的技术诞生。

  02 美国阿波罗探月工程是美国科技领先的助推剂。

  不管登月是否是真,我们评价如果不以价值观角度考量,阿波罗登月计划对美国科技发展的巨大贡献、乃至对世界科技的贡献都能否认,阿波罗登月计划诞生了大约3000项应用技术专利,带动了美国上世纪60-70年代科学技术的发展和工业的繁荣。按国际惯例估算,航天每投入1美元,就可附带9美元的收益。

  该计划始于1961年,终止于1973年。整个计划中美国几乎所有科研机构都有参与,参与企业2万多家,几百家大科研机构,2百所大学,近40余万人参与其中。耗资惊人,1961年耗掉当年美国20%GDP,这项人类历史规模最大的科研工程,附带诞生了以下科学成果:

  (1)互联网。

  1961年阿波罗登月计划出台后,当时参与登月计划的美国空军“国防部研究计划署”计划研究一种新技术,以使休斯顿航天中心的电脑系统能够进行数据互联,以便更高效更快捷的服务于登月计划。1969年,加州大学四名美国科学家用四台电脑进行了世界上首次电脑数据互联,互联网技术从此诞生。而这种技术在登月结束后便开始尝试推向民用,这是后来的万维网,万维网就是现在互联网的前身。

  (2)。核磁供振

  为了更严格的监视登月宇航员的身体状态,美国航天局资助决定研究当时已经产生的一项技术,后来就诞生了核磁供振,核磁供振也是人类医学科技史上的一项重大发明。

  (3)激光通讯

  1960年美国物理学家'西奥多。梅曼'制出了世界上第一台红宝石,1961登月计划出台,贝尔实验室决定研究将将激光技术应用于空间的通讯,虽然激光通讯技术最终没能服务于登月计划,但激光通讯却因为登月而从此诞生了——为后来激光通讯奠定了基础。

  (4)液晶电视

  1888年奥地利植物学家‘莱尼茨尔’发现一种白浊有粘性的液体,德国物理学家‘列曼’研究这种白浊物质具有多种弯曲性质,命名为液晶。由于研究液晶产品的企业参与了登月计划,他们希望航天局能利用他们的研究成果,1968年第一个LCD液晶产品诞生。

  (5)无线移动通讯系统,我们今天的手机就来源于此项技术。摩托罗拉因参与登月计划,1973马丁。库帕'研制出世界上第一部手机,同时也诞生第一套为手机服务的“无线移动通讯终端系统”。仅管登月并不太需要这项技术,登月使用的是传统的无线通讯系统,但因为参与登月,促进了摩托罗拉对这项技术的投入。

  (6)促进了高度集成电路的发展,为今天的芯片业打下基础,硅谷的诞生。

  (7)彩色B超, 立拍成像技术

  03阿波罗登月工程促进了美国经济大发展。

  阿波罗计划工程当时总投资约为254亿美元,由于当时美国还未退出布雷顿森林协议,当时的美元性价比要比今天大得多,大概相当于现在的1500亿美元,按最新汇率折合人民币约9500多亿。参加阿波罗计划的有2万多家企业、200多所大学、80多个研究机构, 随着该计划的推进, 诞生了液体燃料火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、高性能电子计算机等一大批高新技术产业,包括彩色B超, 立拍成像技术, 阿波罗计划衍生出了包括航空航天、军事、通信、医疗卫生、材料等领域共3000多项技术成果, 通过二次开发和民用转化,取得了巨大的经济和社会效益。在21世纪初的一项研究测算显示,阿波罗计划的投入产出比是1:14, 也就是说,美国政府投入了1500亿美元,取得的是2.1万亿美元的经济效益。

  04 我们为什么要进行探月、登月工程?因为  “科学技术是第一生产力”,不提感情因素,美国人给我们做了最好的举证:它们能用1500亿美元带来2.1万亿美元的直接收益,而享受阿波罗登月技术的红利,达五十年!直到现在仍然在享受,就象我们今天仍然享受两弹一星的红利一样。这就是科研成果的巨大贡献!

  据一份材料,IBM、惠普、微软、Sun、AT&T和高通等美国商业公司都是因阿波罗登月计划而而发展起来的,今天的世界航空巨头波音、通用电气等公司也是直接受益于登月计划,我们现在身上穿的羽绒服、旅游鞋技术也是来自“阿波罗”技术的民用化。而美国信息、生物、新材料在世界领先直接原因是对“阿波罗”工程技术的消化、优化和二次开发,还有我们知道的上世纪六十年代,美国间谍侦察机来我国侦察,其材料改进、无线电技术改进,多源于阿波罗登月工程技术的研究。

  05 嫦娥工程的伟大意义。

  对于正在稳步推进“嫦娥”探月工程的中国来说,如何将航天技术的进步转化为科技的全面进步,让国家的荣耀惠及每一个普通百姓,美国的“阿波罗”计划能提供很多宝贵的经验和启示。

  我们可能在以下科技方面取得重大成果:

  (1)远程遥控、测量
  (2)深空探测
  (3)新材料诞生
  (4)更高级计算算法
  (5)量子技术深空验证
  (6)新型粒子发现
  (7)高性能、高机动、大功率火箭研究
  (8)新型空气动力飞行器的研究
  (9)深空载人技术、微引力研究
  (10)高性能太阳能电池研究、超级电容器的研究。
  ……

  以远程遥控、测量、深空探测为例,登月的中继卫星定位于第二拉格朗日点,轴向合力为零的情况下,提供向心力的是纵向微小引力分量,由于引力太微小,定位、控制非常困难,这对测控、遥控技术要求非常严格,缪之毫厘,差之千里。而且在太阳电池板打开之后,太阳风的影响比在地球轨道要强大的多,大量的射电粒子对仪器材料成熟性的考验促进我们技术进步不是一点二点,而是全面的进步。

  现在仍然是落的阶段,到“回”的阶段,许多技术基本成熟,一旦应用于民,产业的生产力推动是无法估量的。

  我们的总投入大概是美国的六分之一,但相信这笔投资未来取得的收益,会远远超过当年的阿波罗计划,我们在技术上全面领先也不是天方夜谭!

  最后说一句,现领导人一直强调民族复兴、国家崛起为任务,朋友就明白为什么一直最坚决支持嫦娥登月工程了。某种程度上说,嫦娥登月工程,事关我国民族复兴,中国崛起。

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