（1）21世纪是交叉科学盛行的时代
19世纪上半叶，以能量转换、细胞学说和进化论三大发现为突出代表，自然科学得到重大发展，使人类有可能在了解自然界细节的基础上认识自然过程的相互联系和整体性特征，能够依据自然科学提供的事实，以近乎系统的方式描绘出一幅自然界普遍联系和永恒发展的总画面。当代科学正在走出实证分析的局限，向着综合化、整体化方向发展。现在，学科与学科间休戚相关。人们很难找到可以在象牙塔里单独研究的学科，都处于“我中有你，你中有我”的处境。科学正在自然系统、社会系统、工程技术系统的交叉点上进行富有成效的交叉和汇合，世界的科学图景和当代科学家的思维方式正在经受大幅度的改造。当代任何一个复杂问题的解决都离不开社会科学、自然科学、工程技术的交叉、综合和渗透。从某种意义上说，21世纪就是一个交叉科学盛行的时代。对人类智能这样一个复杂、多元的动态系统，涉及一门具体科学的发展，必须借助于现代系统科学方法，包括系统论、信息论、控制论、耗散、协同、突变等理论，也就是用综合集成的方法洞悉复杂系统的结构及其运行机制。
当代新的科学理论、新的科学技术、新的应用科技材料不断涌现、发展并得到迅速的普及，每个具体的专业只能了解其中极小的一部分。有必要对自然科学其他领域的突出进展作一些大致的了解。即使是从事社会科学研究的人，也不能对现代科学技术常识一无所知，否则就会影响自己的科研进展。如“克隆”技术的出现，就对现实中的伦理学提出了挑战。互联网信息技术的出现，其影响也绝非科技界，对各国的政治、经济、文化生活都提出了新的挑战。这些都值得人们关心和了解。我们应该像马克思当年热情地对待铁路和远程送电技术的发明一样，热情地对待当代的崭新科学技术的出现，并关注其社会影响。
自然科学的特点在于其规律性、客观性、对实践的指导性。在现代社会，自然科学与物质文明的关系更加直接。自然科学具有前沿性，脱离或远离自然科学，就会落后于时代。在自然科学基础上出现的新技术，更是社会生活的活跃因素，极大地改变了人们的环境和生活方式。如果与这样的新技术脱节，就不能适应社会。
科学发展的加速化主要是指科学发展的速度和科学理论物化的速度呈现不断加快的趋势。恩格斯曾对19世纪以前近代自然科学的发展速度加以概括：“科学的发展从此便大踏步地前进，而且很有力量，其发展势头可以说同从其出发点起的距离（时间距离）的平方成正比。”到了20世纪40年代，对科学的发展有了更进一步的认识。美国著名的“科学学”专家D·普赖斯在他的《巴比伦以来的科学》一书中以科学杂志和学术论文作为知识量的重要指标，描述了科学是按指数增长的规律。
早在1958年，毛泽东就向全体干部提出了学习科学技术的号召。他在《工作方法六十条（草案）》中提出：“学点自然科学和技术科学。”
当今科学发展的速度可以从科学家的人数增长情况得到证明。据统计资料推算，每50年科学家增长10倍（见下列图表），可见这一增长速度是相当惊人的。
科学和科学技术的发展由此可见。
（2）现代人才的科技素质培养
现代科学技术的发展日新月异，新发明、新理论层出不穷，知识更新异常迅速。作为一个成功的人才，只有不断学习和汲取新的知识，提高自身的科技素质，才能提高决策水平和领导艺术，才能使自己的素质结构不留下缺憾。
关于人才的科技素质问题，一贯受到历届党和国家领导人的重视。1994年2月6日，江泽民为《现代科学技术基础知识》（干部选读）撰写了题为《用现代科学技术知识武装起来》的序言，指出：“加速我国的科技进步，一定要提高各级领导干部的科技素质。……我们的干部，无论是学社会科学的还是学自然科学的，无论是毕业早一点的还是近几年走出校门的，都有重新学习的必要。……科技知识浩如烟海，我们的中、高级干部不可能都成为某一领域或某一学科的专家，但完全可以做到知识面相对广一些、深一些，甚至在某些方面有所专长。否则，就不能算是一个合格的、称职的领导者。……不同岗位的干部要根据工作需要，多读几本自然科学和社会科学方面的论著，不断丰富和拓宽自己的知识面。”
纵观世界近现代史，不少原来经济文化比较落后的国家，能够后来居上，实现经济腾飞，虽然有着各不相同的具体条件和有利因素，但重视科学技术的教育，善于采用先进科学技术，则是其共同特点。要实现中华民族的伟大复兴，实现科教兴国，作为人群佼佼者的人才首先应该提高自身的科技素质，懂得起码的科学技术常识。即使是从事社会科学工作和思想政治工作的干部，也应该补上科技常识这一课。否则，不仅做不好工作，而且还会落在时代的后面。现代人才的科技素质已经成为成功人才的不可忽视的重要素质。
社会科学工作者需要掌握一定的现代科学技术知识，这是科学向着综合性和边缘学科发展的必然要求。比如，现在社会科学界正在讨论“克隆人”的可能性和伦理问题。如果伦理学家连什么是“克隆”的技术都不了解，就无从在社会科学界进行任何探讨。当代科学的发展，不再是单一和单纯的了，必须把科学研究的触角伸向相关的其他领域，特别是要懂得现代科学技术常识。
有一位从事思想政治教育的同志，在对青年进行科学社会主义理论教育的时候，由于不懂得科技新技术的内涵，错误地打了一个比方，闹出了笑话，严重影响了教育的效果。他指出，人类社会的暴力革命是新社会的助产婆。随着社会的进步和发展，暴力革命的暴烈程度就会逐步降低。他打比方说，这就像现在发明的试管婴儿一样，随着试管婴儿技术的普及，未来的妇女将免去分娩的痛苦。听众席上立即爆发了嘘声和笑声。一个小伙子站起来质问道：“你懂不懂试管婴儿是怎么回事啊？试管婴儿是在试管里受精、坐胎，还是需要女人来生的。试管婴儿解决不了分娩痛苦的问题！”一个生动的报告，一个很好的理论分析，结果因为一个科学技术常识方面的实际例子没有选择好就出了大洋相，大煞报告会的风景。这样看来，现代科学技术常识，对于搞社会科学和思想政治工作的人才而言，也是非常重要的。
（3）了解“老三论”
所谓“老三论”就是指系统论、控制论和信息论；所谓“新三论”就是指耗散结构论、协同论、突变论。这是科学方法领域出现的新理论。现代人才应该对这些新的理论方法有一个大致的了解。
也有的学者认为，将控制论、信息论、耗散结构论、协同论、突变论等与系统论并列，提出“老三论”、“新三论”的说法，是不确切的。他们认为，上述各种理论都是系统论思想的分支，它们共同构成了西方的系统论思潮。这个说法有他的道理，可以作为参考。不过，为了分清这些理论的发展阶段性，这里还是采用“老三论”、“新三论”的说法进行介绍。
20世纪40年代，系统论、控制论和信息论先后创立并获得迅猛发展。这“三论”都是系统理论的分支学科。虽然它们仅有半个世纪的历史，但在系统科学领域中已是资深望重的元老，合称“老三论”。
“老三论”之一：系统论。
系统论的创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲（Ludwig VonBertalanffy，1901—1972），他是理论生物学家，20世纪著名的思想家之一。1937年，贝塔朗菲应邀到美国芝加哥大学开设生物学系列讲座，首次阐述了处于酝酿中的一般系统论原理。在第二次世界大战期间，他完成了具有一定意义的《论一般系统论》文稿。1954年，贝塔朗菲应邀成为美国加利福尼亚州斯坦福行为科学研究中心的研究员。在此，他与同仁们合作成立了一般系统理论学会，其成员来自各界，他们的共同点是把思维的重心从“分析”转向“综合”。站在人文系统观和人与自然和谐共处的立场上，贝塔朗菲提出了一种系统的生态观和生态道德。他认为，虽然科学技术的发展实现了人类从自然界的分离以及人类对自然界日益增长的统治，但人们却掠夺自然，简单地用理性去与自然打交道。面对自然环境日趋“异化”的状况，我们必须同自然和谐相处。否则，就会带来生态平衡的破坏，遭到自然界的报复。他宣扬一种新的爱国主义，这就是要把对国家、民族的忠贞拓宽到对整个地球的关注热爱，要以整个人类中的一员来思考行事。在他看来，对于人类价值没有任何兴趣的科学家只能是一种机器人。贝塔朗菲从一般系统论的角度考察人性问题。他认为，今天“代沟”的出现就在于父母不能看到孩子已经成长，许多婚姻解体也是因为一方或双方没有洞察到对方已有了新的需要或目标，等等。贝塔朗菲站在开放系统的立场上，以开放系统模型作为出发点，以生命体具有主动性而不是被动地受制于环境来论述自由意志的存在，并将此看做人的最高特征。为此，他致力于创造一种新的伦理体系，来珍爱人类超越生物性的能力，珍视人的自由性、不可预测性和个体独特性。1956年，贝塔朗菲主持编写了《一般系统》年鉴。1968年，他的一般系统论的思想已日臻完善，出版了《一般系统论·它的原理·基础和应用》一书。他将生物系统中相互作用的规律性概括为一般系统的规律性，并试图确立一种适用于所有系统的普遍原则。系统论要求把事物当作一个整体或系统来研究，并用数学模型去描述和确定系统的结构和行为。所谓系统，即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的有机整体，而系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。贝塔朗菲明确提出了系统观点、动态观点和等级观点。他指出：复杂事物的功能远大于某组成因果链中各环节的简单总和，一切生命都处于积极运动状态，有机体作为一个系统能够保持动态稳定，是系统向环境充分开放，获得物质、信息、能量交换的结果。这种系统论，强调整体与局部、局部与局部、系统本身与外部环境之间互为依存、相互影响和制约的关系，具有目的性、动态性、有序性三大基本特征。1972年贝塔朗菲发表《一般系统论的历史和现状》，把一般系统论扩展到系统科学范畴。
“老三论”之二：控制论。
控制论是美国著名数学家维纳（WienerN，1894—1964）同他的合作者创立的。它自觉地适应近代科学技术中不同门类相互渗透与相互融合的发展趋势，是研究各类系统的调节和控制规律的科学；是研究系统的状态、功能、行为方式及变动趋势，控制系统的稳定，揭示不同系统的共同的控制规律，使系统按预定目标运行的技术科学；是自动控制、通讯技术、计算机科学、数理逻辑、神经生理学、统计力学、行为科学等多种科学技术相互渗透形成的一门交叉性学科。控制论（Cybernetics）一词来自希腊语，原意为“掌舵术”，包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等多方面的含义。维纳以它作为自己创立的一门新学科的名称，正是取它能够避免过分偏于某一方面的意思。
维纳是美国哈佛大学数理逻辑博士，1919年就从统计物理方面萌发了控制论思想。第二次世界大战期间，他参加了美国研制防空火力自动控制系统的工作，提出了负反馈概念，应用了功能模拟法，对控制论的诞生起了决定性的作用。1943年，维纳与人合写的《行为、目的和目的论》一文，从反馈角度研究了目的性行为，找出了神经系统和动机之间的一致性。这是第一篇关于控制论的论文。
1948年，维纳的专著《控制论：或关于在动物和机器中控制和通信的科学》出版，奠定了控制论的基本理论，宣告了这门科学的诞生。控制论的研究表明，无论自动机器，还是神经系统、生命系统，以至经济系统、社会系统，都可以看做是一个自动控制系统。在这类系统中，有专门的调节装置来控制系统的运转，维持自身的稳定和系统的目的功能。控制机构发出指令，作为控制信息传递到系统的各个部分（即控制对象）中去，由它们按指令执行之后再把执行的情况作为反馈信息输送回来，并作为决定下一步调整控制的依据。整个控制过程就是一个信息流通的过程，控制就是通过信息的传输、变换、加工、处理来实现的。反馈对系统的控制和稳定起着决定性的作用，无论是生物体保持自身的动态平稳（如温度、血压的稳定），还是机器自动保持自身功能的稳定，都是通过反馈机制实现的。反馈是控制论的核心问题。控制论就是研究如何利用控制器，通过信息的变换和反馈作用，使系统能自动按照人们预定的程序运行，最终达到最优目标的学问。控制论是具有方法论意义的科学理论。
控制论的主要方法还有信息方法、反馈方法、功能模拟方法和黑箱方法等。信息方法是把研究对象看做是一个信息系统，通过分析系统的信息流程来把握事物规律的方法。反馈方法则是动用反馈控制原理去分析和处理问题的研究方法。所谓反馈控制就是由控制器发出的控制信息的再输出发生影响，以实现系统预定目标的过程。正反馈能放大控制作用，实现自组织控制，但也使偏差愈益加大，导致振荡。负反馈能纠正偏差，实现稳定控制，但它减弱控制作用，损耗能量。功能模拟法，就是用功能模型来模仿客体原型的功能和行为的方法。所谓功能模型就是只以功能行为相似为基础而建立的模型。如猎手瞄准猎物的过程与自动火炮系统的功能行为是相似的，但二者的内部结构和物理过程是截然不同的，这就是一种功能模拟。功能模拟法为仿生学、人工智能、价值工程提供了科学方法。黑箱方法也是控制论的主要方法。黑箱就是指那些不能打开箱盖，又不能从外部观察内部状态的系统。黑箱方法就是通过考察系统的输入与输出关系认识系统功能的研究方法。它是探索复杂大系统的重要工具。
控制论诞生后，大致经历了三个发展时期。第一个时期为20世纪50年代，是经典控制论时期。这个时期的代表著作有我国著名科学家钱学森于1945年在美国发表的《工程控制论》。第二个时期是60年代的现代控制论时期。导弹系统、人造卫星、生物系统研究的发展，使控制论的重点从单变量控制到多变量控制，形成了系统测辨、最优控制、自组织、自适应系统等现代控制理论。第三个时期是70年代后的大系统理论时期，出现了经济控制论、社会控制论。电子计算机的广泛应用和人工智能研究的开展，使控制论向大系统理论发展。
控制论具有十分重要的理论意义和实践意义，体现了现代科学整体化发展趋势，为现代科学技术提供了新的思路和科学方法。控制论这门新兴学科，在我国具有十分广阔的发展前景。1998年12月22—23日以“控制论与科学技术革命”为主题的香山科学会议第110次学术讨论会上，探讨了控制论对科技进步的巨大影响及其在当前形势下的发展机会、方向和途径。这次会议的主席、国务委员宋健院士强调，扩大控制理论的应用范围，适应21世纪的社会需求将会是不可避免的另一个发展趋势。为解决人类面临的重大社会问题和全球性问题，如防止金融危机、控制人口增长、保障食品安全、保护生态环境系统、预测和控制气候变化等这些大系统、巨型复杂系统问题，控制论科学家们应该伸出手来，助人一臂之力。在生命科学和人工智能的推动下，控制理论和自动化领域出现了提高控制系统智能的强大趋势。
“老三论”之三：信息论。
信息论的创立者是美国数学家香农（ClaudeShannon，1916—2001）。香农于1940年获得美国麻省理工学院（MIT）数学博士学位。1941年，他加入贝尔实验室数学部，并工作到1972年。1958年，香农成为麻省理工学院终身教授。信息论是运用概率论和数理统计方法，从量的方面来研究系统的信息如何获取、加工、处理、传输和控制的一门科学。信息就是指消息中所包含的新内容与新知识，是用来减少和消除人们对于事物认识的不确定性。信息是一切系统保持一定结构、实现其功能的基础。狭义信息论是研究在通讯系统中普遍存在着的信息传递的共同规律、以及如何提高各信息传输系统的有效性和可靠性的一门通讯理论。广义信息论被理解为运用狭义信息论的观点来研究一切问题的理论。信息论认为，系统正是通过获取、传递、加工与处理信息而实现其有目的的运动。信息论能够揭示人类认识活动产生飞跃的实质，有助于探索与研究人们的思维规律，推动与进化人们的思维活动。
香农在1948年10月发表于《贝尔系统技术学报》上的论文《通信的数学原理》是现代信息论研究的开端。该文确定了信息熵的定义，可以以其推算传递经二进制编码后的原信息所需的信道带宽。熵度量的是消息中所含的信息量，其中去除了由消息的固有结构所决定的部分，比如语言结构的冗余性以及语言中字母、词的使用频度等统计特性。香农获得硕士学位后就职于贝尔电话研究所。在这个世界上最大的通信公司（美国电话电报公司）的研究基地，他受着前辈奈奎斯特的《影响电报速率的一些因素》和哈特莱的《信息的传输》的影响。他们最早研究了通信系统的信息传输能力，并试图用教学公式予以描述。香农则创造性地继承了他们的事业，并钻研8年之久，终于完成信息论的代表作《通信的数学理论》。1949年，他又发表《噪声下的通信》。这两篇文章，解决了过去许多悬而未决的问题，阐明了通信的基本问题，提出了通信系统的模型，给出了信息量的数学表达式，解决了信道容量、信源统计特性、信源编码、信道编码等有关精确地传送通信符号的基本技术问题。那时，香农刚刚30岁出头。
他的成就轰动了世界，激起了人们对信息论的巨大热情，它向各门学科冲击，研究规模像滚雪球一样越来越大。不仅在电子学的其他领域，如计算机、自动控制等方面大显身手，而且遍及物理学、化学、生物学、心理学、医学、经济学、人类学、语音学、统计学、管理学等学科。它已远远突破了香农本人所研究和意料的范畴，即从香农的所谓“狭义信息论”发展到了“广义信息论”。
20世纪80年代以来，当人们在议论未来的时候，人们的注意力又异口同声地集中到信息领域。按照国际一种流行的说法，未来将是一个高度信息化的社会。信息工业将发展成头号工业，社会上大多数的人将从事信息的生产、加工和流通。这时，人们才能更正确地估价香农工作的全部含义。信息论这个曾经只在专家们中间流传的学说，来到了更广大的人群之中。香农这个名字也飞出了专家的书斋和实验室，为更多的人所熟悉和了解。
（4）了解“新三论”
20世纪70年代开始，耗散结构论、协同论、突变论陆续确立并快速发展。实际上，这“三论”也是系统理论的分支学科。虽然时间不长，但它们已是系统科学领域中“年少有为”的新成员，合称“新三论”。
“新三论”之一：耗散结构论。
耗散结构论的创立者是比利时物理学家普利高津（I。Prigogine，1917—2003）。耗散结构论是普利高津于1969年在“理论物理与生物学”国际会议上首次提出来的。“耗散”一词起源于拉丁文，原意为消散，在这里强调系统与外界有能量的交换和物质交流的特性。耗散结构论是研究远离平衡的开放系统从无序到有序的演化规律的一种理论。这一理论指出，一个远离平衡的开放系统（力学的、物理的、化学的、生物的，乃至社会的、经济的系统），通过不断地与外界交换物质和能量，在外界条件的变化达到一定的阈值时，可能从原有的混沌无序的状态，转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。这种在远离平衡情况下形成的新的有序结构，普利高津把它命名为“耗散结构”。耗散结构论就是研究耗散结构的性质，以及它的形成、稳定和演变的规律的科学。
普利高津1917年生于莫斯科，1929年随家庭到比利时定居。1945年在比利时布鲁塞尔自由大学获得博士学位后留校工作，两年后被聘为教授。普利高津领导的布鲁塞尔学派，是国际上著名的非平衡统计物理学派之一。从1946年到1967年整整20年中，普利高津及其学派把物理系统或生物系统有序结构形成的条件当做一个新方向开展理论探索，重点是新结构的产生是否与平衡中心的距离有关。他主要研究非平衡态的不可逆过程热力学，提出了“耗散结构”理论。1977年，普利高津获得诺贝尔化学奖。
耗散结构论者认为，系统只有在远离平衡的条件下，才有可能向着有秩序、有组织、多功能的方向进化，这就是普利高津提出的“非平衡是有序之源”的著名论断。在长期的研究工作中普利高津发现，当一个远离平衡态的开放系统，由于许多复杂因素的影响而出现非对称的涨落现象，当达到非线性区时，在不断与外界进行物质和能量交换的条件下，系统将可能发生突变，由原来的无序混沌状态自发地转变为一种在时空或功能上的有序结构。这种新的有序状态必须不断地与外界进行物质、能量和信息的交换，才能维持一定的稳定性，而且不因外界微小的扰动而被破坏。事物的这种在非平衡状态下新的稳定有序结构就称为耗散结构。而耗散结构论则是探索耗散结构微观机制的关于非平衡系统行为的理论。系统论所要寻求的也就是这种具有有序性的稳定结构，从这个意义上说，耗散结构论与系统论有异曲同工之妙。这种耗散结构能够产生自组织现象，所以耗散结构论也叫“非平衡系统的自组织理论”。它解决了开放系统如何从无序转化为有序的问题，对于处理可逆与不可逆、有序与无序、平衡与非平衡、整体与局部、决定论与随机性等关系提供了良好的思考方法，从而把一般系统论向前推进了一大步。
耗散结构论得到了广泛的应用。它已在解释和分析流体、激光器、电子回路、化学反应、生命体等复杂系统中出现的耗散结构方面获得了很多有意义的结果，并且正在用耗散结构理论研究一些新的现象。诸如核反应过程、生态系统中的有入口分布、环境保护、交通运输和城市发展等，都可当做远离平衡态的复杂系统来研究。
1978年以来我国召开了多次学术会议，耗散结构论逐步引起了我国各方人士的极大兴趣和重视。1979年8月，普利高津教授应邀来华讲学，耗散结构论在我国得到了广泛传播。
“新三论”之二：协同论。
协同论的创立者是原联邦德国著名理论物理学家赫尔曼·哈肯（H。Haken）。它以信息论、控制论、突变论等为基础，采用统计学和动力学考察相结合的方法，通过类比，对各类系统中从无序到有序的现象建立起一整套的数学模型和处理方案。它是耗散结构理论的突破与推广，也是一门关于自组织的理论。它进一步指出，一个系统从无序向有序转化的关键并不在于热力学平衡还是不平衡，也不在于离平衡态有多远，而在于一个由大量子系统构成的开放系统。协同论除了分析系统的“协同作用”外，还进一步解决了近平衡态系统从无序向有序的转化。协同论开始只限于研究一个非平衡开放系统在时间和空间方面的有序问题。
1978年，哈肯在《协同论：最新趋势与发展》一文中将协同论的内容扩展到功能有序。1979年，哈肯又注意到混沌现象的重要性，认为一个非平衡的开放系统不仅可以从无序到有序，而且也可以从有序到混沌（指由决定性方程所描述的不规则运动）。这一发现使协同论进入到一个新阶段。1981年，哈肯在《20世纪80年代的物理思想》一文指出，在宇宙中也呈现有序结构。这些说明，无论是在宏观领域还是在微观领域，只要是开放系统，就可以在一定条件下呈现出非平衡的有序结构，都可以成为协同论的研究内容。
哈肯认为，自然界是由许多系统组织起来的统一体，这许多系统就称为小系统，这个统一体就是大系统。在某个大系统中的许多小系统既相互作用，又相互制约，它们的平衡结构，和由旧的结构转变为新的结构，都有一定的规律，研究本规律的科学就是协同论。协同论是处理复杂系统的一种策略。协同论的目的是建立一种用统一的观点去处理复杂系统的概念和方法。协同论的重要贡献在于通过大量的类比和严谨的分析，论证了各种自然系统和社会系统从无序到有序的演化，都是组成系统的各元素之间相互影响又协调一致的结果。它的重要价值在于既为一个学科的成果推广到另一个学科提供了理论依据，也为人们从已知领域进入未知领域提供了有效手段。
协同论是20世纪下半叶影响较大的新兴横断学科之一。协同论认为，无论什么系统从无序向有序的变化，也不管平衡相变还是非平衡相变，都是大量子系统相互作用又协调一致的结果，都可以用同样的理论方案和数学模型处理。国际科学界认为，哈肯创立的协同论不仅是可以应用于许多方面的一种物理理论，也是对整个世界进行观察的一种新方法。
在中国，有的学者指出了协同论对于建设小康社会的意义。协同论可以说是“协同合作之学”，并强调集体行为，“集体行为形成一种自动反应，使个体不可能逃脱它的摆布”，“做出决定的并非是好意或恶意，而是集体形成的条件”。可以说，小康社会的建设反映着集体行为协同发展的进程。
“新三论”之三：突变论。
突变论的创立者是法国数学家托姆（R。Thom，1923——）。突变论是20世纪70年代才出现的数学新分支，主要是用以描述突变现象的数学理论。突变论的基本思想是，一种自然现象或一个技术过程，在发展变化过程中常常会从一个状态跳跃式地变换到另一种状态，或者说经过一段时间缓慢的连续的变化之后，在一定的外界条件下，会发生一种不连续的变化，这种不连续变化的现象或过程就是突变现象，它可以借助一定的数学模型来加以描述。
托姆，1923年9月2日生于法国蒙贝利亚尔。1951年在巴黎大学获法国国家博士学位。1976年当选为法国科学院院士。1954年发表《微分流形的某些整体性质》，对代数几何学及微分拓扑学起了很大推动作用，获1958年度菲尔茨奖。1949年起研究微分流形之间映射的奇点理论，获得了一系列成果，形成突变论的数学基础。1966年以后，用数学来说明自然界形形色色的动物形态的来源。1972年出版专著《结构稳定性与形态发生》，标志突变论正式诞生。
突变现象在大自然里、工程技术过程中都是普遍存在的。天气的突然变化会产生暴风雨，地壳的剧烈运动会引起地震，桥梁的扭曲变形会导致断裂，容器中的几种物质在一定的外界条件下会发生某种化学反应。以前的科学家由于缺少数学工具，无法描述这些突变现象。1969年，托姆在其《生物学中的拓扑模型》一文中，首次在奇点分类的基础上，提出了一个描述突变现象的数学模型。稍后，1972年，他在著名的《结构稳定与形态发生》一书中，系统地阐述了突变论的基本思想，这就是我们现在所称的突变理论。托姆指出，在自然和社会中存在大量的不连续的突变现象，用数学模型可以对其加以描述。托姆提出了7种描述突变的模型，即折叠突变、尖点突变、燕尾突变、蝴蝶突变、双曲脐点型突变、椭圆胳点型突变以及抛物脐点型突变等。描述或研究突变现象的数学方法一般都要涉及抽象代数拓扑学等学科。
托姆在拓扑学、奇点理论和稳定性数学理论基础之上，通过描述系统在临界点的状态，来研究自然多种形态、结构和社会经济活动的非连续性突然变化现象，并通过耗散结构论、协同论与系统论联系起来，对系统论的发展产生推动作用。突变理论通过探讨客观世界中不同层次上各类系统普遍存在着的突变式质变过程，揭示出系统突变式质变的一般方式，说明了突变在系统自组织演化过程中的普遍意义。它突破了牛顿单质点的简单性思维，揭示出物质世界客观的复杂性。突变理论中所蕴涵着的科学哲学思想，主要包含以下几方面的内容：内部因素与外部相关因素的辩证统一；渐变与突变的辩证关系；确定性与随机性的内在联系；质量互变规律的深化发展。
突变论的应用范围极为广泛，在数学、力学和物理学中，借助突变论，不仅能加深对已有定律的认识，而且还能得到一些新的成果，如利用突变论找到了光的焦散面的全部可能形式，利用突变论可能预测系统的许多定性状态，像胚胎形成过程、心脏搏动、大脑机制、船舶稳定性等。
20世纪90年代以来，在“老三论”和“新三论”基础上形成和发展起来的复杂系统理论逐渐成为一门显学。复杂性科学的诞生是科学范式从分析到综合、从还原到整体、从线性到非线性的深刻变革，将对科学与社会的发展产生深远的影响。
（5）了解世界新技术
科技革命在人类历史上出现了三次。第一次是18世纪末，以蒸气机的发明和推广为标志；第二次是19世纪末和20世纪初，以电动机的发明和电的使用为标志；第三次是第二次世界大战以来，以原子能的利用、电子计算机、空间技术的发展为标志。这次新的科技革命，20世纪50年代从美国开始，60年代达到高潮，70年代经过一段停滞又有新的发展。在50—70年代，主要集中在电子、能源、材料三个基本技术领域。80年代以来，主要集中在以微电子技术为中心的信息、新材料、生物工程、新能源、空间技术、简单工程等新技术。以电子工业为基础的电子计算机的产生和应用，是战后科技领域发生的革命性变化的重要表现，是这次新科技革命的最重要的标志。这样，就形成了新的科学技术日新月异的局面，出现了不胜枚举的许多新的科学技术。
当代世界新技术不断出现。对于这些新技术，一个现代社会的人才，要有一个起码的了解。这里试举几例比较突出的新技术常识。
克隆技术。
克隆技术即无性繁殖技术。“克隆”是英文（done）音译，意为生物体通过细胞进行的无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群，简称为“无性繁殖”。广泛意义上的“克隆”其实是我们日常生活中经常遇到的，只是没叫它“克隆”而已。人们剪下植物枝条，扦插到土里，这些枝条不久就会发芽，长出新的植株，这些植株是遗传物质组成完全相同的植株，这就是“克隆”。还有将马铃薯等植物的块茎切成许多小块进行繁殖，也是“克隆”所有这些都是植物的无性繁殖，它非常普遍，几乎每个人都曾见过。“克隆”一词于1903年被引入园艺学，以后逐渐应用于植物学、动物学和医学等方面。现代克隆技术不需要雌雄交配，不需要精子和卵子的结合，只需从动物身上提取一个单细胞，用人工的方法将其培养成胚胎，再将胚胎植入雌性动物体内，就可孕育出新的个体。这种以单细胞培养出来的克隆动物，具有与单细胞供体完全相同的特征，是单细胞供体的“复制品”。英国科学家和美国科学家先后培养出了“克隆羊”和“克隆猴”。克隆技术的成功，被人们称为“历史性的事件，科学的创举”。克隆是人类在生物科学领域取得的一项重大技术突破，反映了细胞核分化技术、细胞培养和控制技术的进步。有人甚至认为，克隆技术可以同当年原子弹的问世相提并论。
在20世纪50年代，科学家成功地无性繁殖出一种两栖动物非洲爪蟾，揭开了细胞生物学的新篇章。英国和我国等国在80年代后期先后利用胚胎细胞作为供体，“克隆”出了哺乳动物。到90年代中期，我国已用此种方法“克隆”了老鼠、兔子、山羊、牛、猪5种哺乳动物。
1997年2月22日，英国生物遗传学家维尔穆特成功地克隆出了一只羊。克隆羊“多莉”（Dolly）的诞生震惊了世界。这意味着人类可以利用动物的一个组织细胞，像翻录磁带或复印文件一样，大量生产出相同的生命体，这无疑是基因工程研究领域的一大突破。“多莉”的特别之处在于它的生命的诞生没有精子的参与。研究人员先将一只绵羊卵细胞中的遗传物质吸出去，使其变成空壳，然后从一只6岁的母羊身上取出一个乳腺细胞，将其中的遗传物质注入卵细胞空壳中。这样就得到了一个含有新的遗传物质但却没有受过精的卵细胞。这一经过改造的卵细胞分裂、增殖形成胚胎，再被植入另一只母羊子宫内，随着母羊的成功分娩，“多莉”来到了世界。“多莉”的基因组，全都来自单亲，这才是真正的无性繁殖。因此，从严格的意义上说，“多莉”是世界上第一只真正克隆出来的哺乳动物。
克隆技术可以用来生产“克隆人”，可以用来“复制”人，因而引起了全世界的广泛关注。如果克隆技术被用于“复制”像希特勒之类的战争狂人，那会给人类社会带来什么呢？即使是用于“复制”普通的人，也会带来一系列的伦理道德问题。对于克隆技术，我国科技部领导人在联合国教科文组织科技部长圆桌会议上表示：我们赞成以治疗和预防为目的的人类胚胎干细胞研究，但是坚决反对克隆人，不支持任何生殖性克隆实验。各种克隆技术的研究和应用都不能违背国际公认的生物伦理的基本原则，中国赞成制定有关禁止克隆人的国际公约。美国政府也反对克隆人。在美国国会正在讨论的禁止克隆议案中，美国政府支持最为广泛和最为严格的一个议案就是，不仅禁止克隆人，还禁止克隆研究用的人类胚胎，并将克隆人定为联邦犯罪。德、俄、意、日、墨西哥、巴西等国政府也反对克隆人。
克隆技术在带给人类巨大利益的同时，也会给人类带来灾难，但我们不能因为这项技术可能带来严重后果而阻止其发展，它的产生归根结底是利大于弊，它将被广泛应用在有利于人类的方面。如果把克隆技术应用于畜牧业生产，将会使优良牲畜品种的培育与繁殖发生根本性的变革。在园艺业和畜牧业中，克隆技术是选育遗传性质稳定的品种的理想手段，通过它可以培育出优质的果树和良种家畜。如果将克隆技术用于基因治疗的研究，就极有可能攻克那些危及人类生命健康的癌症、艾滋病等顽疾。在医学领域，目前美国、瑞士等国家已能利用克隆技术培植人体皮肤进行植皮手术。这一新成就避免了异体植可能出现的排异反应，给病人带来了福音。1997年4月，我国上海整形外科专家在世界上首次采用体外细胞繁殖的方法，成功地在白鼠身上复制出人耳，为人体缺失器官的修复和重建带来希望。克隆技术还可用来大量繁殖许多有价值的基因，如治疗糖尿病的胰岛素、有希望使侏儒症患者重新长高的生长激素和能抗多种疾病感染的干扰素等。克隆技术犹如原子能技术，是一把双刃剑。剑柄掌握在人类手中。人类应该联合行动，避免“克隆人”的出现，使克隆技术造福于人类社会。
试管婴儿技术。
试管婴儿（IVFET）是“体外受精和胚胎移植”的简称。它是指从活体内取出卵子和精子，经体外受精、培养，当分裂成2～8个分裂球或胚泡期时，再移植到女性子宫内着床，发育成胎儿，分娩。这是一项高精尖技术。它不仅是治疗“不育症”的里程碑，而且对生殖医学、早期胚胎学、遗传学、分子生物学等基础研究具有广阔的前景，对计划生育和优生优育具有重要意义。
1965年，英国妇科医生斯蒂托和生理学家爱德华兹就提出了在玻璃试管内可能受孕的证据。经过10多年的努力，他们找到了解决问题的办法：从妇女体内取出卵子，在实验的试管中培养受精，细胞分裂一开始，就将其放回妇女的子宫内培育。
世界上第一个试管婴儿是英国医生帕特里克·斯蒂托主持下成功诞生的。第一个试管婴儿于1978年7月25日23时47分在英国的奥尔德姆市医院诞生，她的名字叫路易丝·布朗。路易丝·布朗的母亲梅·布朗因输卵管有病而不能生育。斯蒂托和爱德华兹从梅·布朗（时年31岁）体内提取卵子，再取她丈夫（时年38岁）的精液一起放入一个试管内，使卵子受精，然后将受精卵重新移入到梅·布朗的子宫内。9个多月后梅·布朗就生下了路易丝·布朗。路易丝·布朗出生10个月开始学走路，3岁可以在花园或房间里活泼地跑来跑去。她长着一头金黄色柔软的头发和一对蓝色的大眼睛，口齿伶俐，调皮淘气，逗人喜爱。试管婴儿技术为许多患有输卵管疾病而不能生育的妇女带来了希望，它也是人类胚胎学的重大突破。到1997年，仅英国已诞生试管婴儿2万多名。日本能做试管婴儿的医院有150多家，美国达250家。在芬兰，每10个孩子中就有一个试管婴儿。我国第一个试管婴儿于1988年3月10日在北京医科大学第三医院诞生。近年来，我国该项技术也有了长足发展，试管婴儿试验室由1998年上半年的10多个增至目前的80多个。现在，试管婴儿已经成为我国妇产科普及应用技术，在全国许多大城市广泛应用。
互联网信息传播新技术。
互联网（Internet）是20世纪人类最伟大的发明之一。短短几十年中，互联网发展迅速，从美国迅速传播到五大洲，把整个世界连成一个统一的信息网络，影响着人们的生产、生活、流通、通信、文化、娱乐、教育、医疗等各个方面。互联网的发明和发展，是当今新技术革命最主要的标志，其影响之深远，意义之重大，超过历史上许多重大发明。现代文明社会的进步已离不开互联网提供的信息资源，通信环境，生产、交换、生活环境。
互联网最初起源于军事指挥的需要。早在20世纪六七十年代，美国国防部门要求开发一种不易被摧垮的军事指挥系统。美国高级研究计划署花了数十亿美元开发一种称之为“ARPANET”的网络系统，即互联网的前身。1961年，美国麻省理工学院伦纳德·克兰罗克博士发表了分组交换技术的论文，该技术后来成为互联网的标准通信方式。1969年，美国国防部开始启动具有抗核打击性的计算机网络开发计划“ARPANET”。1971年，位于美国剑桥的BBN科技公司工程师雷·汤姆林森开发出了电子邮件。此后ARPANET的技术开始向大学等研究机构普及。80年代早期，ARPANET宣布将把过去的通信协议网络控制协议（NCP）向新协议传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）过渡。在美国华盛顿第一届国际计算机通信会议上，决定建立一个互联网工作组，制订计算机网络间进行通信协议。最终导致互联网协议（IP）和传输控制协议（TCP）的产生。无条件向全世界免费提供TCP/IP这项电脑网络之间的通信技术，奠定了互联网技术的基础，而在此期间，工作站服务器系统和以太网局域网技术LAN（包括后来的广义域网络技术WAN）这两项技术的发展，促进了ARPANET技术的发展。
20世纪80年代中期，美国国家科学基金会（NSF）鼓励大学与研究机构共享主机资源，建立了NSFNET广域网，并鼓励各界把自己的局域网与NSFNET相连接。互联网的雏形逐步形成。1988年，美国伊利诺斯大学的学生史蒂夫·多那开始开发电子邮件软件“Eudora”。1991年，欧洲粒子物理研究所（CERN）的科学家提姆·伯纳斯李开发出了万维网（World Wide Web），及其简单的浏览器。此后互联网开始向社会大众普及。1993年，伊利诺斯大学学生马克·安德里森等人开发出了真正的浏览器“Mosaic”，该软件后来被作为Netscape Navigator推向市场。此后互联网开始得以爆炸性普及。1986年至1991年并人互联网的计算机子网从100个增加到3000多个，年增长速度100%，极大地推动了互联网的发展。90年代以后，随着互联网的商业化，工商企业相继与互联网相连接，使互联网实现了第二次飞跃。1995年4月30日，NSFNET正式宣布停止运作，由美国政府指定三家私营企业来经营互联网。1998年6月5日美国政府发表白皮书，成立非营利公司，互联网域名地址分配公司负责对互联网进行技术管理。正是因为通过采用具有扩展性的通信协议TCP/IP，才能够将不同网络相互连接。因此，开发TCP/IP协议的加州大学洛杉矶分校（UCLA）的学生文顿·瑟夫等被誉为“互联网之父”。
互联网在中国的发展极为迅速。1987年，钱天白教授从中国发出第一封电子邮件“跨越长城，走向世界”，拉开了中国人使用互联网的序幕。1990年10月，正式注册了中国顶级域名“CN”。1991年10月，在中美高能物理年会上，美方发言人怀特·托基提出把中国纳人互联网络的合作计划。1994年3月，中国获准加入互联网，并在同年5月完成全部中国联网工作。当年，由中国科学院、清华大学和北京大学三单位共建NCFC，与互联网实现了全功能连接。同年，中国科学院计算机网络信息中心完成了在国内设置CN服务器的工作。中国国家计算机与网络实施工程（NCFC）、中国教育科研计算机网（CERNET）、中国公用计算机互联网（CHINANET）、国家公用信息通信网（CHINAGBN，也称金桥网）等四个网络先后开通。1997年5月，中国科学院授权建立和管理中国互联网信息中心（CNNIC），行使国家互联网络信息中心的职责，并成立CNNIC工作委员会。1995年5月，张树新创立第一家互联网服务供应商“瀛海威”，中国的普通百姓开始进入互联网络。2000年4—7月，中国三大门户网站“搜狐”（sohu）、“新浪”（sina）、“网易”（netease）成功在美国纳斯达克挂牌上市。至2000年底，已开通的互联网大型骨干网络已达十个，国际出口带宽2.8GB联接主机超过九百万，中文站点26万多个，ISP和ICP3600多家，互联网用户3000万。2001年6月，中国互联网协会成立。2002年第二季度，搜狐率先宣布赢利，宣布互联网的春天已经来临。
随着社会信息技术和信息产业的发展，互联网在我国社会之中的及速度急剧加快。据中国互联网络信息中心（CNNIC）2005年7月发布的《中国互联网络发展状况统计报告》，我国上网用户总人数达10300万人，网民平均每周上网的时间激增到14小时。在2005年7月的调查中，“网民”的比例结构，青少年学生占33.2%，其他均在11%或以下。根据对互联网络信息中心所做的12次调查，“网民”的年龄结构，呈现稳定的状态，青少年始终为80%到88.2%之间；35岁以上的网民仅占11.8%到19.2%之间。“网民”的主体是青年。随着大量数码影音编辑软件、DVD制作编辑软件涌人和数码相机、MP3、数字电视的普及，网上娱乐成为越来越普遍的现象。计算机已跃升为“网民”使用最普遍的音乐聆听设备，“网民”通过互联网尽情享用网络影视服务。
总之，世界新技术日新月异，不胜枚举，一个成功的人才，只有及时了解这些科学技术的新发展，才能在新的条件下，保持与时俱进的精神状态，为国家和社会作出应有的贡献。
（6）了解新的科技材料
在第三次新科技革命中，材料是很重要的新技术领域。
人类使用材料的历史源远流长。最初，人类的材料来源主要是大自然的天然资源。后来，在人类阶级社会形成的同时，在冶炼技术的推动下，产生了青铜和铁等金属材料。随着化学工业的建立，特别是石油化工的发展，出现了人工合成的一系列有机高分子材料，如人工合成的橡胶、树脂、塑料、化学纤维等。材料的品种和质量，成为衡量国家科学技术和经济发展水平的重要标志之一。
随着第三次新科技革命的深入，20世纪80年代以来，新材料不断涌现。新的科技材料不断出现并发挥新的作用，是新科技革命中一个突出的现象。许多新的材料，人们以往对它熟视无睹，但在今天，却令世人刮目相看。对于这些新的材料，21世纪的人才，也应该有一个大致的了解。这里略举几例。
精细陶瓷。精细陶瓷具有耐高压、高温、耐腐蚀、耐磨损、绝缘、加工性能好等特点。可以替代金属用于造纸、机械、切削工具和冶金模具工具等。
新型纤维。如神奇的光导纤维，每根光导纤维每秒以30万公里的速度转上万路电话机或几千路电视。运用光导纤维进行通讯，已经成为信息技术革命的重要内容。
稀土。稀土元素最初是从瑞典产的比较稀少的矿物中发现的。稀土是指化学元素周期表中镧系元素以及与镧系15个元素密切相关的两个元素钪（Sc）和钇（Y），共17种元素，称为稀土元素。根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征，17种稀土元素通常分为两组。轻稀土（又称铈组）包括镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。重稀土（又称紀组）包括铽、镝、钬、铒、镑、镱、镥、杭、紀。铈组或紀组，是因为矿物经分离得到的稀土混合物中，常以铈或钇占优势而得名。稀土元素是典型的金属元素。它们的金属活泼性仅次于碱金属和碱土金属元素。在17种稀土元素当中，按金属的活泼次序排列，由钪、钇、镧递增，即镧元素最活泼。
稀土的特异功能是一旦融入其他材料，就能够大幅度地改变原有材料的性能。稀土铝导线能够有效提高铝的导电率等性能指标。稀土元素是铝、镁、锌、铜等有色金属良好的净化剂和变质剂，在冶炼过程中添加千分之几的稀土就可以起到消除有害杂质、细化晶粒和合金化等作用。不论是铸造铝合金还是加工铝合金，稀土的加人都起到了改善性能的作用。
中国是稀土资源大国，稀土资源储量占世界稀土资源总量的80%以上，具有十分明显的生产钕铁硼稀土永磁材料的资源优势。国际市场对高性能钕铁硼（BH）Max42MGOe需求量很大，产品市场开发潜力极大。
稀土的开发和运用，产生了一个庞大的稀土材料族。如稀土金属和合金材料、稀土陶瓷玻璃及耐高温材料、稀土永磁材料、稀土荧光与激光材料、稀土贮氢材料、稀土催化材料、稀土气敏材料、稀土核工业材料和稀土超导材料等。
