20.21世紀(jì)人類重大發(fā)明

【專家解說】：兩階段，第2次第3次工業(yè)革命 19世紀(jì)最后30年和20世紀(jì)初，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的高漲，被稱為近代歷史上的第二次工業(yè)革命。世界由“蒸汽時(shí)代”進(jìn)入“電氣時(shí)代”。在這一時(shí)期里，一些發(fā)達(dá)資本主義國家的工業(yè)總產(chǎn)值超過了農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值;工業(yè)重心由輕紡工業(yè)轉(zhuǎn)為重工業(yè)，出現(xiàn)了電氣、化學(xué)、石油等新興工業(yè)部門。由于19世紀(jì)70年代以后發(fā)電機(jī)、電動機(jī)相繼發(fā)明，遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)的出現(xiàn)，電氣工業(yè)迅速發(fā)展起來，電力在生產(chǎn)和生活中得到廣泛的應(yīng)用。內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)及90年代以后的廣泛應(yīng)用，為汽車和飛機(jī)工業(yè)的發(fā)展提供了可能，也推動了石油工業(yè)的發(fā)展?；瘜W(xué)工業(yè)是這一時(shí)期新出現(xiàn)的工業(yè)部門，從80年代起，人們開始從煤炭中提煉氨、苯、人造燃料等化學(xué)產(chǎn)品，塑料、絕緣物質(zhì)、人造纖維、無煙火藥也相繼發(fā)明并投入了生產(chǎn)和使用。原有的工業(yè)部門如冶金、造船、機(jī)器制造以及交通運(yùn)輸、電訊等部門的技術(shù)革新加速進(jìn)行。 第二次工業(yè)革命內(nèi)燃機(jī) 內(nèi)燃機(jī)的創(chuàng)制和使用內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明是第二次工業(yè)革命中應(yīng)用技術(shù)的又一項(xiàng)重大成果。1876年，德國人奧托制造出第一臺以煤氣為燃料的四沖程內(nèi)燃機(jī)，成為頗受歡迎的小型動力機(jī)。1883年，德國工程師戴姆勒又制成以汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)，具有馬力大、重量輕、體積小、效率高等特點(diǎn)，可作為交通工具的發(fā)動機(jī)。1885年，德國機(jī)械工程師卡爾·本茨制成第一輛汽車，本茨因此被稱為“汽車之父”。這種起動方便的汽車有三個輪子，每分鐘的轉(zhuǎn)速約二百五十次，時(shí)速約十五千米，帶有一個用水冷卻的單缸發(fā)動機(jī)，功率為3/4馬力，用電點(diǎn)燃。這部汽車使本茨第一個獲得汽車專利。接著，德國工程師狄塞爾又于1897年發(fā)明了一種結(jié)構(gòu)更加簡單，燃料更加便宜的內(nèi)燃機(jī)──柴油機(jī)，這種柴油機(jī)雖比使用汽油的內(nèi)燃機(jī)笨重，但卻非常適用于重型運(yùn)輸工具。它不僅用于船舶發(fā)動機(jī)，而且用于火車機(jī)車和載重汽車。 以內(nèi)燃機(jī)為動力的汽車作為一種新的運(yùn)輸工具，發(fā)展也很迅速。19世紀(jì)90年代，世界各國生產(chǎn)的汽車每年只有幾千輛，但到了第一次世界大戰(zhàn)前夕，世界的汽車年產(chǎn)量已猛增到50萬輛以上。 內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明和使用還推動了石油開采業(yè)的發(fā)展，加速了石油化工工業(yè)的產(chǎn)生。美國在內(nèi)戰(zhàn)前夕的1859年，已在賓夕法尼亞州發(fā)現(xiàn)石油，鉆出第一口油井，但石油最初只用于照明。隨著內(nèi)燃機(jī)的廣泛應(yīng)用，對燃料油的需求猛增，人們開始大量地開采和提煉石油，石油的產(chǎn)量迅速增長。 莫爾斯電報(bào)機(jī)發(fā)報(bào) 莫爾斯電報(bào)機(jī)發(fā)報(bào) 新通訊工具的發(fā)明 第二次工業(yè)革命前，有線電報(bào)就已經(jīng)問世。美國人莫爾斯1837年制成一臺電磁式的電報(bào)機(jī)。后來，他在華盛頓與巴爾的摩之間架設(shè)了一條61千米長的實(shí)驗(yàn)性電報(bào)線，1844年5月24日正式完成了電報(bào)傳訊的重大實(shí)驗(yàn)。特別是莫爾斯利用長短脈沖的不同組合，編出了至今仍在使用的英文字母電碼，這被稱為莫爾斯電碼。第二次工業(yè)革命期間，通訊工具的發(fā)展又有了長足的進(jìn)步。在1876年美國費(fèi)城世界博覽會上，從蘇格蘭移居美國的貝爾展示了當(dāng)時(shí)被稱為“遠(yuǎn)聽器”的電話，引起轟動。電話技術(shù)得到改進(jìn)和推廣，迅速發(fā)展起來。1880年，貝爾電報(bào)公司成立，它就是今天美國電話電報(bào)公司(AT&T)的前身。19世紀(jì)80年代，德國物理學(xué)家赫茲證明了電磁波的存在，并測量出電磁波的波長和速度。意大利人馬可尼利用赫茲的發(fā)現(xiàn)，制成無線電報(bào)通訊設(shè)備。1894年，他使用極為簡陋的裝置，開始了短距離的無線電報(bào)實(shí)驗(yàn);1899年，他在英法之間發(fā)報(bào)成功;兩年后，橫跨大西洋發(fā)報(bào)成功。 編輯本段早期汽車 第二次工業(yè)革命的又一重大成就是內(nèi)燃機(jī)的創(chuàng)制和使用。19世紀(jì)七八十年代，以煤氣和汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)相繼誕生，90年代柴油機(jī)創(chuàng)制成功。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明解決了交通工具的發(fā)動機(jī)問題。1885年，德國人卡爾.本茨成功地制造了第一輛由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的汽車。內(nèi)燃機(jī)車、遠(yuǎn)洋輪船、飛機(jī)等也得到迅速發(fā)展。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，還推動了石油開采業(yè)的發(fā)展和石油化工工業(yè)的產(chǎn)生。(導(dǎo)致了列強(qiáng)開始爭奪石油。) 編輯本段早期飛機(jī) 1903年12月，以內(nèi)燃機(jī)為動力的飛機(jī)飛上藍(lán)天，實(shí)現(xiàn)了人類翱翔天空的夢想。隨著內(nèi)燃機(jī)的廣泛使用，石油的開采量和提煉技術(shù)也大大提高。1870年，全世界只生產(chǎn)了大約80萬噸石油，到1900年已猛增到2000萬噸。1896年,德國工程師首次將內(nèi)燃機(jī)裝在飛行器上做飛行實(shí)驗(yàn),試飛高度曾到達(dá)30多米,對飛行技術(shù)的改進(jìn)和提高作出了重要貢獻(xiàn). 1903年，美國人萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)。 第二次工業(yè)革命期間，電訊事業(yè)的發(fā)展尤為迅速。繼有線電報(bào)出現(xiàn)之后，電話、無線電報(bào)相繼問世，為快速地傳遞信息提供了方便。從此，世界各地的經(jīng)濟(jì)、政治和文化聯(lián)系進(jìn)一步加強(qiáng)。 化學(xué)工業(yè)的建立也是這一時(shí)期科學(xué)技術(shù)應(yīng)用與生產(chǎn)的一項(xiàng)重大突破。1867年，諾貝爾研制成功炸藥，80年代有改良了無煙炸藥，大大促進(jìn)了軍事工業(yè)的發(fā)展。80年代初，科學(xué)家提煉出來了氨，苯等化學(xué)產(chǎn)品。大大的促進(jìn)了城市生活的發(fā)展。 主要成就 (1)電力的廣泛應(yīng)用:西門子-發(fā)電機(jī)、格拉姆-電動機(jī); (2)內(nèi)燃機(jī)和新交通工具的創(chuàng)制:卡爾·本茨-內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的汽車、萊特兄弟-飛機(jī); (3)電訊事業(yè)的發(fā)展:貝爾-電話、馬可尼-無線電報(bào) (4)化學(xué)工業(yè)的建立:諾貝爾-炸藥 (塑料、人造纖維) 以上是第二次工業(yè)革命 第三次技術(shù)革命是發(fā)生在第二次世界大戰(zhàn)后科技領(lǐng)域的重大革命。空間技術(shù)的利用和發(fā)展是這次技術(shù)革命的一大成果。1957年，蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，開創(chuàng)了空間技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元，也極大地刺激了美國。1958年，美國也發(fā)射了人造地球衛(wèi)星。但1959年蘇聯(lián)就取得了一項(xiàng)新成就:她發(fā)射的“月球”2號衛(wèi)星成為最先把物體送上月球的衛(wèi)星。正在美國人瞠目結(jié)舌之時(shí)，蘇聯(lián)宇航員加加林又在1961年乘坐飛船率先進(jìn)入太空。美國不甘落后，開始了60年代規(guī)模龐大的登月計(jì)劃，終于在1969年實(shí)現(xiàn)了人類登月的夢想。70年代以來，空間活動由近地空間為主轉(zhuǎn)向飛出太陽系。1981年4月12日，美國第一個可以連續(xù)使用的哥倫比亞航天飛機(jī)試飛成功，并于2天后安全降落。它身兼火箭、飛船、飛機(jī)3種特長，是宇航事業(yè)的重大突破。1970年以來，中國宇航空間技術(shù)迅速發(fā)展，現(xiàn)已躋身于世界宇航大國之列。 第三次技術(shù)革命的成果還表現(xiàn)為原子能技術(shù)的利用和發(fā)展。1945年美國成功地試制原子彈后，1949年蘇聯(lián)也試爆原子彈成功。1952年美國又試制成功氫彈。1953年~1964年間，英國、法國和中國相繼試制核武器成功。原子能的技術(shù)首先被應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，和平利用原子能工業(yè)也有一定發(fā)展。1954年6月，蘇聯(lián)建成第一個原子能電站。1957年蘇聯(lián)第一艘核動力破冰船下水。到1977年，世界上有22個國家和地區(qū)擁有核電站反應(yīng)堆229座。 電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的利用和發(fā)展是另一重大突破。40年代后期的電子管計(jì)算機(jī)為第一代計(jì)算機(jī)。1959年出現(xiàn)晶體管計(jì)算機(jī)，運(yùn)算速度每秒在100萬次以上。1964年達(dá)到300萬次。60年代中期，出現(xiàn)許多電子元件和電子線路集中在很小的面積或體積上的集成電路，每秒運(yùn)算達(dá)千萬次，它適應(yīng)一般數(shù)據(jù)處理和工業(yè)控制的需要，使用方便。70年代發(fā)展為第四代大規(guī)模集成電路，1978年的計(jì)算機(jī)每秒可運(yùn)算1.5億次。80年代發(fā)展為智能計(jì)算機(jī)。90年代出現(xiàn)光子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)等。大體上每隔5年~8年，運(yùn)算速度提高10倍，體積縮小10倍，成本降低10倍。 中國自行設(shè)計(jì)研制的“銀河”大型計(jì)算機(jī)每秒也可計(jì)算上億次。從1980年開始，微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展。電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了生產(chǎn)自動化、管理現(xiàn)代化、科技手段現(xiàn)代化和國防技術(shù)現(xiàn)代化，也推動了情報(bào)信息的自動化。以全球互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為標(biāo)志的信息高速公路正在縮短人類交往的距離。同時(shí)，合成材料的發(fā)展、遺傳工程的誕生和信息論、系統(tǒng)論和控制論的發(fā)展，也是這次技術(shù)革命的結(jié)晶。