20.21世纪人类重大发明

【专家解说】：两阶段，第2次第3次工业革命 19世纪最后30年和20世纪初，科学技术的进步和工业生产的高涨，被称为近代历史上的第二次工业革命。世界由“蒸汽时代”进入“电气时代”。在这一时期里，一些发达资本主义国家的工业总产值超过了农业总产值;工业重心由轻纺工业转为重工业，出现了电气、化学、石油等新兴工业部门。由于19世纪70年代以后发电机、电动机相继发明，远距离输电技术的出现，电气工业迅速发展起来，电力在生产和生活中得到广泛的应用。内燃机的出现及90年代以后的广泛应用，为汽车和飞机工业的发展提供了可能，也推动了石油工业的发展。化学工业是这一时期新出现的工业部门，从80年代起，人们开始从煤炭中提炼氨、苯、人造燃料等化学产品，塑料、绝缘物质、人造纤维、无烟火药也相继发明并投入了生产和使用。原有的工业部门如冶金、造船、机器制造以及交通运输、电讯等部门的技术革新加速进行。 第二次工业革命内燃机 内燃机的创制和使用内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术的又一项重大成果。1876年，德国人奥托制造出第一台以煤气为燃料的四冲程内燃机，成为颇受欢迎的小型动力机。1883年，德国工程师戴姆勒又制成以汽油为燃料的内燃机，具有马力大、重量轻、体积小、效率高等特点，可作为交通工具的发动机。1885年，德国机械工程师卡尔·本茨制成第一辆汽车，本茨因此被称为“汽车之父”。这种起动方便的汽车有三个轮子，每分钟的转速约二百五十次，时速约十五千米，带有一个用水冷却的单缸发动机，功率为3/4马力，用电点燃。这部汽车使本茨第一个获得汽车专利。接着，德国工程师狄塞尔又于1897年发明了一种结构更加简单，燃料更加便宜的内燃机──柴油机，这种柴油机虽比使用汽油的内燃机笨重，但却非常适用于重型运输工具。它不仅用于船舶发动机，而且用于火车机车和载重汽车。 以内燃机为动力的汽车作为一种新的运输工具，发展也很迅速。19世纪90年代，世界各国生产的汽车每年只有几千辆，但到了第一次世界大战前夕，世界的汽车年产量已猛增到50万辆以上。 内燃机的发明和使用还推动了石油开采业的发展，加速了石油化工工业的产生。美国在内战前夕的1859年，已在宾夕法尼亚州发现石油，钻出第一口油井，但石油最初只用于照明。随着内燃机的广泛应用，对燃料油的需求猛增，人们开始大量地开采和提炼石油，石油的产量迅速增长。 莫尔斯电报机发报 莫尔斯电报机发报 新通讯工具的发明 第二次工业革命前，有线电报就已经问世。美国人莫尔斯1837年制成一台电磁式的电报机。后来，他在华盛顿与巴尔的摩之间架设了一条61千米长的实验性电报线，1844年5月24日正式完成了电报传讯的重大实验。特别是莫尔斯利用长短脉冲的不同组合，编出了至今仍在使用的英文字母电码，这被称为莫尔斯电码。第二次工业革命期间，通讯工具的发展又有了长足的进步。在1876年美国费城世界博览会上，从苏格兰移居美国的贝尔展示了当时被称为“远听器”的电话，引起轰动。电话技术得到改进和推广，迅速发展起来。1880年，贝尔电报公司成立，它就是今天美国电话电报公司(AT&T)的前身。19世纪80年代，德国物理学家赫兹证明了电磁波的存在，并测量出电磁波的波长和速度。意大利人马可尼利用赫兹的发现，制成无线电报通讯设备。1894年，他使用极为简陋的装置，开始了短距离的无线电报实验;1899年，他在英法之间发报成功;两年后，横跨大西洋发报成功。 编辑本段早期汽车 第二次工业革命的又一重大成就是内燃机的创制和使用。19世纪七八十年代，以煤气和汽油为燃料的内燃机相继诞生，90年代柴油机创制成功。内燃机的发明解决了交通工具的发动机问题。1885年，德国人卡尔.本茨成功地制造了第一辆由内燃机驱动的汽车。内燃机车、远洋轮船、飞机等也得到迅速发展。内燃机的发明，还推动了石油开采业的发展和石油化工工业的产生。(导致了列强开始争夺石油。) 编辑本段早期飞机 1903年12月，以内燃机为动力的飞机飞上蓝天，实现了人类翱翔天空的梦想。随着内燃机的广泛使用，石油的开采量和提炼技术也大大提高。1870年，全世界只生产了大约80万吨石油，到1900年已猛增到2000万吨。1896年,德国工程师首次将内燃机装在飞行器上做飞行实验,试飞高度曾到达30多米,对飞行技术的改进和提高作出了重要贡献. 1903年，美国人莱特兄弟发明飞机。 第二次工业革命期间，电讯事业的发展尤为迅速。继有线电报出现之后，电话、无线电报相继问世，为快速地传递信息提供了方便。从此，世界各地的经济、政治和文化联系进一步加强。 化学工业的建立也是这一时期科学技术应用与生产的一项重大突破。1867年，诺贝尔研制成功炸药，80年代有改良了无烟炸药，大大促进了军事工业的发展。80年代初，科学家提炼出来了氨，苯等化学产品。大大的促进了城市生活的发展。 主要成就 (1)电力的广泛应用:西门子-发电机、格拉姆-电动机; (2)内燃机和新交通工具的创制:卡尔·本茨-内燃机驱动的汽车、莱特兄弟-飞机; (3)电讯事业的发展:贝尔-电话、马可尼-无线电报 (4)化学工业的建立:诺贝尔-炸药 (塑料、人造纤维) 以上是第二次工业革命 第三次技术革命是发生在第二次世界大战后科技领域的重大革命。空间技术的利用和发展是这次技术革命的一大成果。1957年，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，开创了空间技术发展的新纪元，也极大地刺激了美国。1958年，美国也发射了人造地球卫星。但1959年苏联就取得了一项新成就:她发射的“月球”2号卫星成为最先把物体送上月球的卫星。正在美国人瞠目结舌之时，苏联宇航员加加林又在1961年乘坐飞船率先进入太空。美国不甘落后，开始了60年代规模庞大的登月计划，终于在1969年实现了人类登月的梦想。70年代以来，空间活动由近地空间为主转向飞出太阳系。1981年4月12日，美国第一个可以连续使用的哥伦比亚航天飞机试飞成功，并于2天后安全降落。它身兼火箭、飞船、飞机3种特长，是宇航事业的重大突破。1970年以来，中国宇航空间技术迅速发展，现已跻身于世界宇航大国之列。 第三次技术革命的成果还表现为原子能技术的利用和发展。1945年美国成功地试制原子弹后，1949年苏联也试爆原子弹成功。1952年美国又试制成功氢弹。1953年~1964年间，英国、法国和中国相继试制核武器成功。原子能的技术首先被应用于军事领域，和平利用原子能工业也有一定发展。1954年6月，苏联建成第一个原子能电站。1957年苏联第一艘核动力破冰船下水。到1977年，世界上有22个国家和地区拥有核电站反应堆229座。 电子计算机技术的利用和发展是另一重大突破。40年代后期的电子管计算机为第一代计算机。1959年出现晶体管计算机，运算速度每秒在100万次以上。1964年达到300万次。60年代中期，出现许多电子元件和电子线路集中在很小的面积或体积上的集成电路，每秒运算达千万次，它适应一般数据处理和工业控制的需要，使用方便。70年代发展为第四代大规模集成电路，1978年的计算机每秒可运算1.5亿次。80年代发展为智能计算机。90年代出现光子计算机、生物计算机等。大体上每隔5年~8年，运算速度提高10倍，体积缩小10倍，成本降低10倍。 中国自行设计研制的“银河”大型计算机每秒也可计算上亿次。从1980年开始，微型计算机迅速发展。电子计算机的广泛应用，促进了生产自动化、管理现代化、科技手段现代化和国防技术现代化，也推动了情报信息的自动化。以全球互联网络为标志的信息高速公路正在缩短人类交往的距离。同时，合成材料的发展、遗传工程的诞生和信息论、系统论和控制论的发展，也是这次技术革命的结晶。