世纪的科学技术进展

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1、21世纪的科学技术进展——纪念爱因斯坦伟大发现100周年——2005年国际物理年科学与技术•科学仅指自然科学。以认识自然、探索未知为目的。包括认识自然界所有物质发生的各种现象，揭示自然现象的内在规天马律行空和官相方博互客：联ht系tp://。t.qq不.com仅/tm要xk_认doci识n;Q其Q:1宏318观2411和89外观，还要认识其内部各个层次上的精细结构，运动特点及运动规律。•技术是以对自然界的认识为根据，利用得到的认识来改造自然为人类服务。科学和技术都是以自然界为对象，大至宇宙中的日月星辰，小至组成一切物质的基本粒子，都是科学认识

2、的对象。空间尺度（相差1046）1026m（约150亿光年）（宇宙）——10-20m（夸克）时间尺度（相差1045）1018s（150亿年）（宇宙年龄）——10-27s（硬射线周期）速率范围0（静止）——3108m/s（光速）不同尺度和速度范围的对象要用不同的科学规律研究物质世界结构宇宙实物场宇宙分子大原子爆炸原子核标准质子中子模型夸克电子规范玻色子（轻子）费米子粒子物理标准模型人类已观测到的宇宙大致范围天马行空官方博客：http://t.qq.com/tmxk_docin;QQ:1318241189目前人类所研究的物质世界的最小物质

3、为夸克天马行空官方博客：http://t.qq.com/tmxk_docin;QQ:1318241189星系团粒子W++1025星系10-20微观1020宇观10-151015太阳系原子核10-10101010-51m105原子地球介观山DNA人宏观•科学和技术相辅相承，科学上的每一个重大突破，不仅将在一定时间内导致影响人类生活的新技术出现，还必定极大地丰富我们进一步认识自然的技术手段；新技术的发展又促使我们认识自然的实验手段不断增加、不断提高，从而推动科学的进一步发展。爱因斯坦受激第一台激光辐射理论器诞生现代光学（1917）（1960）（物理

4、）（技术）（物理）被誉为第三次工业革命的整个信息技术的发生、发展，其硬件部分几乎都以物理学成果为基础：量子力学晶体管诞生（1947）微结构物理费米-狄拉克统计集成电路（1962）微电子学、固体能带理论大规模集成电路自旋（磁）电子学（20年代）（70年代后期）（物理）（技术）（物理）一、瓦特推动工业革命•瓦特出生于1736年1月19日。他的父亲是个多才多艺的工匠，受他的影响，瓦特特从小就有实验的兴趣和才能。传说他小的时候，曾用布把壶嘴堵死，看到蒸汽的力量把壶盖冲开。这一现象激发了他的探索精神。•纽科门蒸汽机，但它的耗煤量大、效率低。从1765年到

5、1790年，瓦瓦特运用科学理论，特进行了一系列发明，逐渐发现了这种蒸汽比如分离式冷凝器、汽机的毛病所在。缸外设置绝热层、用油润滑润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出了现代意义上的蒸汽机。•瓦特蒸汽机在纺织、采矿、冶炼和交通运输等方面得到了广泛应用，使世界进入了所谓的“蒸汽机时代”，极大地推动了英国和欧洲的第一次工业革煤矿抽气抽水机卷扬机命。人类开始富裕1807年克莱蒙特号蒸气船19世纪初中期的农业机械、马车•1819年8月25日，瓦特在家中去世，他的讣告中

6、是这样形容他发明改进的蒸汽机的：“它武装了人类，使虚弱无力的双手变得力大无穷，健全了人类的大脑以处理一切难题。它为机械动力在未来创造奇迹打下了坚实的基础，将有助并报偿后代的劳动。”•英国的成功也逐渐向整个世界扩散，当然首先是欧洲和北美，工业革命带领世界进入了现代文明时代。•使东方从属于西方。二、第二次工业革命•第二次工业革命，开始于19世纪70年代前后，以电力的广泛应用、内燃机的创制和使用、电讯事业和化学工业的发展为标志。2.1以电力的广泛应用为显著特点•早在1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，提出了发电机的理论基础。•1866年德

7、国人西门子制成发电机。它由蒸汽或水力带动，就能把机械能变为电能。•这一时期，能把电能转化为机械能的电动机也被发明出来，电力开始用于带动机器，成为补充和取代蒸汽动力的新能源。随后，电灯、电车、电钻、电焊等电气产品如雨后春笋般地涌现出来。。•1882年，法国人德普勒发现了远距离送电的方法，美国科学家爱迪生建立了美国第一个火力发电站，把输电线联接成网络。•电力是一种优良而价廉的新能源。它的广泛应用，推动了电力工业和电器制造业等一系列新兴工业的迅速发展。•人类历史从蒸汽时代跨入了电气时代。2.2内燃机的创制和使用。这是第二次工业革命时期应用技术上的一个

8、重大成就。•早在1876年，德国人奥托制成了四冲程内燃机，使用煤气为燃料。•19世纪80年代中期，德国发明家格·戴姆和卡尔·本茨提出了轻内燃发动机的设