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农业机械化是农业现代化的主要标志和主要内容之一。周恩来通过对西方发达国家经济发展道路的分析、比较、研究，也得出这样的结论：农业要真正过关，实现现代化，不能光顾工业化而把农业丢了。他肯定了美国经济发展特别是农业发展的成就，美国“是经过将近百年的发展的，现在的农业生产机械化水平在世界上是最高的。它用少数人搞农业生产，就可以供应全国的粮食，而且还可以出口。它解决了农业机械化问题，我们还没有”。同上书，第４２３页。他赞赏美国先解决农业问题再解决工业问题的发展道路。１９６２年４月２８日，他会见波兰驻华大使克诺泰谈话中说：美国的农业过了关，它是先解决农业问题再解决工业问题。林肯领导的南北解放战争以后，从１８６０年到１９１０年，美国用了５０年的时间解决农业问题，然后用５０年解决工业问题。在第一个５０年里已经解决了农业的半机械化问题，平均每人达到１０００公斤粮食，到第二个５０年实现了农业的完全机械化和化学化。他赞扬松村谦三任农林大臣时实行的使日本农业现代化的政策。１９６２年９月１６日，他同松村谦三会谈时说：根据我们的了解，日本农业战后确有很大发展。这和日本农民勤劳、耕作细致分不开，同时也和你当农林大臣提出了正确的方向，提倡使用化肥，提高技术，使用农业机械有关。
第二，周恩来通过对世界经济与科学技术发展大势的观察，通过分析科学技术对发展生产、繁荣经济、巩固国防、复兴文化所起的决定作用，主张科技兴国、摆脱落后；明确地把实现科学技术现代化作为社会经济发展的战略目标之一，并强调实现四个现代化关键在于实现科学技术的现代化。
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从工业化到四个现代化目标转变的原因（2）
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“一五”计划时期，在为国家工业化的目标而奋斗时，周恩来就不断强调科学技术的作用。１９５３年９月２９日，周恩来在阐述第一个五年建设计划的基本任务时指出：“我们今天要搞建设，光是政治觉悟高就不够了，还必须要有较高的文化、技术水平，这样才能使用机器来发展生产。这就需要大批的建设人才——从技术工人、技术员、工程师一直到企业行政管理人才。”“我们现代的科学技术水平很低，文盲很多。”“培养大批的建设人才，是我们现在最中心的问题。”《周恩来经济文选》第１６０页。１９５４年９月２３日，周恩来在一届人大一次会议上的《政府工作报告》中提出：“没有现代化的技术，就没有现代化的工业。”他要求“合理地有效地使用和提高现有的技术人才，加强技术组织工作和在企业中培养技术人才的工作，以便提高现有的技术水平和企业管理的水平，提高产品质量，增加新产品的品种和数量，并保证完成现代化的新企业的建设和掌握这些新建企业的生产技术。”同上书，第１８５页。
１９５６年初，中共中央召开的关于知识分子问题会议，是调动知识分子的积极性，向科学技术大进军的空前盛会。在这次会议上，周恩来作了《关于知识分子问题的报告》。首先，周恩来论述了社会主义建设与发展科学技术之间的本质联系。社会主义建设的目的是为了满足人民日益增长的物质和文化的需要，“而为了达到这个目的，就必须不断地发展社会生产力，不断地提高劳动生产率，就必须在高度技术的基础上，使社会主义生产不断地增长，不断地改善。因此，在社会主义时代，比以前任何时代都更加需要充分地提高生产技术，更加需要充分地发展科学和利用科学知识”。其次，周恩来分析了我国科学技术水平与其他世界大国的差距，分析了现代科学技术一日千里地突飞猛进的现状。他说：“我国的科学文化力量目前是比苏联和其他世界大国小得多，同时在质量上也要低得多，这是同我们六亿人口的社会主义大国的需要很不相称的。”紧迫的是：“世界科学在最近二三十年中，有了特别巨大和迅速的进步，这些进步把我们抛在科学发展的后面很远。”对此，“我们必须急起直追”。他描述现代科技的发展主要表现在：生产过程正在逐步地实现全盘机械化、全盘自动化和远距离操纵，从而使劳动生产率提高到空前未有的水平。各种高温、高压、高速和超高温、超高压、超高速的机器正在设计和生产出来。陆上、水上和空中的运输机器的航程和速率日益提高，高速飞机已经超过音速。各种新的金属和合金材料，以及用化学方法人工合成的材料，正在不断地生产出来。他说：“科学技术新发展中的最高峰是原子能的利用。原子能给人类提供了无比强大的新的动力泉源，给科学的各个部门开辟了革新的远大前途。同时，由于电子学和其他科学的进步而产生的电子自动控制机器，已经可以开始有条件地代替一部分特定的脑力劳动，就像其他机器代替体力劳动一样，从而大大提高了自动化技术的水平。这些最新的成就，使人类面临着一个新的科学技术和工业革命的前夕。”再次，周恩来提出了“科学是关系我们的国防、经济和文化各方面的有决定性的因素”的重大命题，发出了必须抓紧时间“认真地而不是空谈地向现代科学进军”的伟大号召。他说：“只有掌握了最先进的科学，我们才能有巩固的国防，才能有强大的先进的经济力量”，才能“在和平的竞赛中或者在敌人所发动的侵略战争中，战胜帝国主义国家”。他要求：“必须按照可能和需要，把世界科学的最先进的成就尽可能迅速地介绍到我国的科学部门、国防部门、生产部门和教育部门中来，把我国科学界所最短缺而又是国家建设所最急需的门类尽可能迅速地补足起来”；“尽可能迅速地用世界最新的技术把我们国家的各方面装备起来。”
知识分子问题会议后的第五天，毛泽东在最高国务会议第六次会议上说：“我国人民应该有一个远大的规划，要在几十年内，努力改变我国在经济上和科学文化上的落后状况，迅速达到世界上的先进水平。为了实现这个伟大的目标，决定一切的是要有干部，要有数量足够的、优秀的科学技术专家。”《建国以来重要文献选编》第八册，第７６页。中央文献出版社１９９４年版。这是对知识分子问题会议指导思想的认同与肯定。
“一五”计划时期，特别是１９５６年知识分子问题会议前后，对科学技术在社会经济发展中的地位与作用的认识，为此后变工业化的目标为四个现代化的目标并突出关键在于科学技术现代化，提供了另一个重要的思想前提。
“大跃进”以主观热情代替科学态度、以数量代替质量所带来的挫折与失败，使周恩来从反面认识到不重视科学技术的作用是危险的。１９５９年６月８日，他在石家庄视察中说，石家庄今年炼铁，如果是７０％—８０％合格率，就有一部分废品，很不合算。他要求宁少些，要好些；要少炼而精，不要多炼而废；不好的炉子可以拆掉，不要舍不得，要下决心。这是对全民炼钢，大搞“小土群”的批评与纠正。不讲求科学技术，用“人多势众”的路子发展经济行不行呢？周恩来的回答是否定的。１９６２年１１月１日，他针对煤矿开采指出：“机械化水平要继续提高，不能靠人海战术。有些小煤窑用人工开采是允许的，但大矿必须从半机械化走向机械化。”《周恩来经济文选》第４９８页。１９６３年８月２３日，周恩来指出，技术水平可以推进工业的发展。比如化工，吉林的三大化工厂是学苏联的，笨得很，比英国的落后２０年，我们买了英国的技术就赶了２０年。掌握了新技术就可以少走弯路。总结“大跃进”人海战术经验教训的基础上所进行的理论思考，是周恩来提出四个现代化的目标并突出关键在于科学技术现代化的现实原因之一。
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从工业化到四个现代化目标转变的原因（3）
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科学技术现代化的标志之一是掌握尖端科学技术。对尖端科学技术重要性的深刻认识及其领导两弹一星研制的实践活动，是周恩来提出实现科学技术现代化的目标并将其视为四个现代化的关键的直接原因。１９５９年１２月２４日，周恩来说：“按现代化的标准来说，现在我国的国防工业已经落后了。我们要搞尖端国防。尖端和国防是密切联系在一起的，作战用在战争上，不作战就可用在和平建设上。”同上书，第４０４页。１０天后，周恩来又说，必须攻破原子关、电子关、航空关，才能称得起我们有了现代的科学水平和现代的国防水平，我们才能称得起又富又强的国家。周恩来：１９６０年１月４日，在全国文化工作会议上的讲话。
从工业化到四个现代化目标的转变，究其原因，概括地说，其一，“工业国的提法不完全”；其二，“不能等工业现代化以后再来进行农业现代化、国防现代化和科学技术现代化”。《周恩来经济文选》第５１９、 ５０４页。
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什么是四个现代化（1）
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现代化是在历史上产生，也是在历史上发展的概念。人们的认识是随着历史的发展而变化的，因而很难有一个固定不变的现代化的定义。同样，我们不能苛求周恩来对四个现代化下一个完整的准确的适合于任何历史