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第一次科技革命亦称“第一次工业革命”（18世纪30年代—18世纪末） 1.标志性成就 第一次科技革命以纺织机的改革为起点，以蒸汽机的发明与使用为标志。第一次科技革命直接导致工业革命（产业革命）。人类从此进入“工厂时代”“机器时代”“蒸汽时代”。 工业革命最大的特点是，“它表现在以机器代替人力、以大规模的工业生产代替个体工场手工生产，在生产力和生产关系方面均发生巨大的变革。它使人类历史进入了一个全新的时期。”（引自 吴国盛《科学的历程》（第二版）北京大学出版社2002版，第257页）“工厂时代的到来，使人类进入生产中的真正的狂飙时期。”（引自王士舫、董自励编著《科学技术发展简史》，北京大学出版社2005版，第87页） 机器取代人力是产业革命的关键。正是一大批新机器的发明和运用，尤其是“骡机”纺纱机和蒸汽动力机的发明、制造与使用，使劳动生产率大幅度提高，使工业发展突飞猛进。首发国家英国为此一跃成为世界头号强国。 工业革命是一般政治革命不可比拟的巨大变革，其影响涉及人类社会生活的各个方面，使人类社会发生了巨大的变革，对人类的现代化进程推动起到不可替代的作用。马克思评价道：“蒸汽大王在前一世纪中，翻转了整个世界。”
改进蒸汽机，制造出第1台双向蒸汽机的瓦特自然是第一次科技革命中的标志性人物。这台蒸汽机1784年投入使用，热效率大大提高，耗煤量仅为纽可门机的三分之一。这种蒸汽机被普遍用于各行各业，在第一次科技革命中产生了巨大影响。（纺织业、采矿业、冶金业等行业在瓦特机的带动下迅猛发展，而为了制造瓦特机又使机械制造业繁荣起来。）蒸汽机在将近一个世纪中掀起并主导了整个世界的产业革命，改变了欧洲资本主义的经济基础，实现了从手工业到机器工业的转变，创造了巨大的生产力，并造就了大工业资本家和产业雇佣工人这两大阶级。（参考王士舫、董自励编著《科学技术发展简史》第91页）
第二次科技革命亦称“电力革命”“第二次工业革命”（19世纪末到20世纪初） 1.标志性成就 以电机的发明和电力的应用为标志，这一“电力革命”推动时代进入“电气时代”。 19世纪以前，人们对电的认识极为有限。电是当时人类面临的一种前所未有的新型能量。所谓“电力革命”指的是，新兴的电能开始作为一种主要的能量形式支配着社会经济生活。电能的突出优点在于，它是一种易于传输的工业动力，同时，它又是极为有效可靠的信息载体。因此，电力革命主要体现在动力传输与信息传输两方面。 与动力传输相关联，出现了大型发电机、高压输电网、各种各样的电动机（马达）和照明电灯。与信息传输相关联，出现了电报、电话和无线电通讯。这些伟大的发明使人类的生活地入了一个更光明、更美好的新时期。（引自吴国盛《科学的历程》（第二版），第411页）
电气化曾经被看成是人类最理想的生活形态。当年的苏联就有一句口号：“苏维埃加电气化就是共产主义”，我国也把“楼上楼下，电灯电话”看成是奋斗的目标。在美国等发达国家，家用电器越来越多，方便了人们的生活，减轻了家务劳动的强度。大大小小的电器走进了千家万户，装点着新时代的文化生活。 2.标志性人物 标志性人物有美国发明大王爱迪生、发明自激式直流发电机的德国科学家西门子、实现三相交流电输电及其发电机研制的俄国工程师多里沃—多布罗沃斯基、制造内燃机驱动的汽车的德国工程师卡尔.本茨、电报的发明者莫尔斯、电话的发明者贝尔、实现无线电跨国跨洋通讯的意大利工程师马可尼及为这些技术发明奠定理论基础的英国物理学家化学家拉法第（发现电磁感应原理）、丹麦物理学家化学家奥斯特（1820年发现了电流的磁效应）等人。
1879年，爱迪生发明了寿命长达1200小时的电灯。在电灯的带动下，其他电力产业也成长起来。1882年，爱迪生在纽约建成了一个当时世界上最大规模的电力系统，开辟了第一个民用照明系统。爱迪生独自建立的电力系统为后来各国的电力建设提供了示范，推动了电力事业的发展。除供电系统外，开关、灯座、灯具、电线、配电盘等电力用料陆续取得市场。爱迪生的发明极大地推动了电力工业的发展。1844年，美国发明家莫尔斯发明了电报，宣告了“瞬时通讯”时代的到来。1876年，美国发明家贝尔发明了电话。1935年，全球性通信时代到来。 3.值得提出并注意的五点事项 第一，每一次技术的进步都是时代的需要与呼唤。欧洲中世纪缓慢的技术进步使手工业和商业有了更大规模，在同东方贸易最多的地中海沿岸形成了大大小小的新城市。这些城市成了新的商业和手工业中心。自由的商业竞争使工场主不得不设法改进技术。如18世纪英国的纺织业呼唤技术革新；英国的资本主义也发展最快。城市和资本主义生产的发展催生了第一次科学技术革命；19世纪下半叶，资本主义已由自由竞争发展到垄断，垄断阶段的大生产要求有强大而集中的能源。这时，最大蒸汽机虽然可达17000马力，但它有许多缺点。如必须附有一套庞大而笨重的传导装置；所需燃料的运输既麻烦又不经济等。 第二，名义是革命，其实均不是一下子完成的，有一个技术不断革新进步的过程。每次科技革命过程中，均是一大批科学家、工程师等前赴后继、你追我赶、不断探索研究而实现的。瓦特的蒸汽机是在前人的基础上成功改进的；法拉第和亨利造出了电动机和发电机的雏形，成为技术革命的发端。德国西门子发明自激式发电机前便有法国皮克西的永磁式发电机、英国外尔德的磁电激磁机的发电机等前辈的工作；之后又有许多人在西门子的基础上不断改进。
第四，西门子、爱迪生都是融科学家、工程师和商人于一身的人物。德国和美国由于培养出这类复合型、多角色人才，使他们的科学技术进步很快。 第五，法拉第、爱迪生等科学家都是励志的典型。法拉第生于一个贫苦铁匠家庭，仅上过小学，是著名的自学成才的科学家。13—22岁，他在印刷厂当童工、装订工人。期间勤读其装订的书籍内容。直到22岁，他大胆给化学家戴维写信求职，用自己的好学精神和才能打动了戴维，当上了他的助手，并表现出极为出色的天才般的实验能力。之后取得了诸多的伟大成就。爱迪生上小学时，老师因为总被他古怪的问题问得张口结舌，居然当他母亲的面说他是个傻瓜，将来不会有什么出息。母亲一气之下让他退了学。在母亲的指导下，他阅读了大量的书籍，并在家中自己建了一个小实验室。爱迪生家境并不富裕，为了能支撑一个实验室的必要开支，他只好自己去挣钱。一开始，他去火车上当报童。同时，自己办报纸挣线。在火车上他也不闲着，16岁那年，有一次在火车上作实验，化学药品着了火，差点烧了一节车厢，行李员打了他好几个耳光，使其左耳致聋。后来有一次，当爱迪生正力图登上一列货运列车时，一个列车员抓住他的两只耳朵助他上车。这一行动导致了爱迪生成为终身聋子。1862年，15岁的爱迪生做了一件见义勇为的大事。他在火车即将来临时，从铁轨上救下了一个小孩。他有钱后，第一件事，便是买了一部法拉第的电学著作进行学习，并投入到发报机、收报机等电器的开发热潮中。 第三次科技革命，亦称“第三次工业革命”（20世纪中期始） 1.标志性成就 以原子能、电子计算机和空间技术的发展为主要标志。它以信息科学、生命科学、材料科学等为前尚，以计算机技术、生物工程技术、激光技术、空间技术、新能源技术和新材料技术的应用为特征，把人类社会推进到“信息时代”。 吴国盛先生在《科学的历程》一书第43章《电子技术与信息时代》前言中评价道：第三次技术革命的核心技术是电子计算机技术。电子计算机是一种代替人的脑力劳动的机器，它不仅运算速度快，处理数据量大，而且能部分模拟人的智能活动。它的出现，使人类社会的信息处理方式发生了翻天覆地的变化，从而根本上改变了现代社会的运作结构。为电子计算机奠定基础的是电子技术，而计算机的出现则带动了一大批高新技术的发展。 王士舫、董自励《科学技术发展简史》将上面提到的这些技术称为“现代高科技”。该书第四篇《现代高科技》前言中指出：“原子能、电子计算机、高分子合成材料、空间技术等高科技的相继出现，拉开了第三次技术革命的序幕，带动了其他高科技的发展。……高新技术是现代化建设的动力源，国家综合国力的重要标志；第一生产力的基本内容；社会进步的直接杠杆；军事领域迅速崛起的新‘战神’。高新技术对经济、政治、文化、教育、卫生、国防等各行各业均产生着难以估量的影响；它把劳动者从繁重的体力劳动中解放出来，促使生产力以几何数增长，使人类生活方式发生了根本性变革；导致了各国战略格局的重组。”
2.标志性人物 代表性人物如发明电子计算机的美国科学家莫克莱、冯·诺意曼，发明电子管、晶体管和集成电路的英国发明家弗莱明、美国物理学家德福雷斯特、肖克莱等；发明无线广播的美国物理学家费森登；发明电视的英国科学家贝尔德、美籍俄国发明家兹沃里金；美国国防部高级研究计划署“阿帕”发明互联网等等等等。对他们的发明过程等，笔者在此不再展开、详细介绍。 第四次科技革命，亦称“第四次工业革命”（当前开始） 1.标志性成就 当前，第三次科技革命正在向纵深、更高层次发展。第四次科技革命同时已悄然发轫兴起。它以互联网产业化、工业智能化等为标志。具体包括互联网、物联网、大数据、云计算、智能化、传感技术、机器人、虚拟现实等科技进步。这比前三次工业革命有着更加广泛深刻的影响与意义。
新一轮科技革命让人人都有创业的机会，人人都可以平等地参与到这场革命之中，成为革命的种子并从中受益。而不同于前三次工业革命那样，是少数能工巧匠、科学家、工程师、发明家们的舞台。其显著特征是人人参与、人人受益。此次科技革命一开始，大众百姓就是直接受益与享受者。一部智能手机以及移动设备便让一切消费与购买交易的生活生产娱乐学习创业等都变得那么直接、简单与高效，把一切碎片化时间包括蹲厕所的时间都用上了。 中国在新一轮科技革命中开局不错，这种良好开局主要是BAT等民营企业做出了巨大贡献。但却危机四伏，后劲不足。已经在物联网、智能制造、虚拟现实、个性化定制特征的智能工业制造等方面明显落后于美国德国等资本主义发达国家。（参考余丰慧《新一轮科技革命，机器人会取代人类吗》） 2.标志性人物 当前的的科学技术革新，单打独斗往往难成气候，多数创新创造来自于团队，甚至是“国家计划”。如2016年3月战胜世界围棋冠军李世石的智能机器人阿尔法狗，由位于英国伦敦的谷歌旗下DeepMind公司的戴维·西尔弗、艾佳·黄和戴密斯·哈萨比斯与他们的团队开发。2011年，美国军方启动了“读心头盔”计划，凭借读心头盔，士兵无需语言和手势就可以互相“阅读”彼此的脑部活动，在战场上依靠“心灵感应”，用意念与战友互通讯息。2012年，美国IBM计算机专家用运算速度最快的96台计算机，制造了世界上第一个“人造大脑”。（参考百科词条“大数据”）当然在科学理论的创新方面，会出现一些代表性人物。自第二次科技革命始，便已体现科学理论先行先导的特点，正是有了科学理论的指导，技术革新才更加迅速并少走弯路。在理论创新方面，代表性人物如每年诺贝尔自然科学奖的获得者们。2016年的物理学奖与化学奖分别授予3位科学家，表彰他们在“发现物质拓扑相以及在拓扑相变方面的理论贡献”与“分子机器设计与合成”领域的贡献。两项理论均可促进新材料的开发，推进“智能化”等。《观察者》网评价道：“本届诺贝尔奖获奖者带化学走出了僵局，并用给予能量的方式控制了分子的运动。从发展的眼光看，分子机器之于我们正如电动机之于19世纪的科学界先辈，那时他们并不知道这些线圈和磁石会化为电车、洗衣机、电风扇等等走进千家万户。分子机器很有可能会在未来的新材料、传感器、储能系统等领域大显身手。”（参考http://money.163.com/16/1007/10/C2P3IJMG002580S6_2.html） 当前，我们正处于人类有史以来发展最快的时代。第三次科技革命如火如荼、方兴未艾；第四次（新一轮）科技革命正在兴起，即将勃发。二者并行不悖，相交相融，相辅相成，犹如两股浪潮推动世界这艘巨轮的前行。全球经济都在进行结构性改革、转型升级、新旧动能转换。世界、国家最需要的东西都是“创新”，是“创新驱动”。我们国家也在奋起直追，有些科技成果是“拿来主义”，有些是模仿后创新；有些则是独立创新，并已经走在世界的前列。如航空航天技术、机器人技术等。我们每个人要勇立潮头、迎难而上、奋发有为。特别提醒注意的是，通识型、复合型的人才最具有创新创造力。 |
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四次科技革命称得上科学史上最有代表性的大事件。学科学，倘若不知怎么能行？不清楚历次科技革命所取得的标志性成就、人物以及带给世界的影响，是学人的缺憾。有史以来的四次科技革命，亦称四次“工业革命”都很波澜壮阔，宏大、深刻的改变了国家、社会，改变了人类生活，改变了世界。
当时美国街道及上空场景
