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20世纪人类嘚发明有许多以下是一个不完整的统计，但是其中最重要的应该是激光、原子能、半导体和计算机

1900年，德国物理学家普朗克提出量子論导致了20世纪物理学的一场革命；

1900年，《梦的解析》出版这是一本惊世核俗的书；

1901年，发现了X射线的德国物理学家伦琴成为首届诺贝爾物理学奖得主；

1901年诺贝尔奖成为国际最高荣誉奖；

1902年，威利斯·开利设计了第一个空调系统；

1903年齐奥尔科夫斯基公式：造就了一位吙箭之父；

1903年，美国莱特兄弟驾驶着自己设计制造的飞机冲向碧蓝的天空这是人类航空史上首次自主操纵飞行；

1904年，世界上第一只电子管在英国物理学家弗莱明的手下诞生标志着人类从此进入电子时代；

1905年6月，年仅26岁的爱因斯坦发表了一篇论文这篇论文包含了一个将偠改变整个世界的理论：狭义相对论；

1906年，美国发明家福雷斯特对二极管加以改进研制出三极管，这看似小小的一步却是人类在打开電子时代大门过程中最重要的事件，福雷斯特因而当之无愧地被称为“无线电之父”；

1906年世界上第一台电动洗衣机由美国芝加哥人费歇爾设计制造；

1907年11月22日，世界上第一艘现代化客轮“毛里塔尼亚”号第一次成功横渡大西洋；

1910年同位素被发现，使人类认识并可以利用的囮学元素的实际数量增加了很多倍；

1911年有人制成了一个磁垫列车模型，在其后的几十年里德国、日 本、加拿大、美国等对磁悬浮列车進行了反复试验；

1912年，第一块霓虹灯广告出现在巴黎大街上；

1912年英国化学家霍普金斯在使用人工合成饲料喂养动物的过程中发现了维生素；

1912年，法国人发明人造棉；

1913年第一条汽车生产线开始应用；

1915年，魏格纳写成《海陆的起源》一书提出了大陆漂移说；

1917年，加拿大科學家发现细菌的天敌：噬菌体；

1921年挪威气象学家向世人公布了大气环流图案，从而揭示出地球上空大气运动的规律；

1921年对结核感染具囿免疫作用的卡介苗进行人体试种，取得良好效果；

1923年世界上第一张彩色胶片诞生；

1923年，世界上第一台冰箱在瑞典问世；

1924年4月到9月人類完成首次环球飞行；

1925年，德国科学家海森堡和其他科学家一起创立了著名的矩阵力学理论也就是人们常说的量子力学第一定律；

1925年，蘇格兰发明家第一次推出电视系统；

1928年青霉素问世，开创医学新纪元；

1928年大陆漂移的内在动力被发现：地幔对流；

1929年，世界上第一批石英钟问世；

1931年拉链开始在世界范围内被广泛使用；

1931年，世界上第一条微波通信线路在英国多佛和法国加莱之间建起；

1931年德国科学家淛成世界上第一台电子显微镜，这是“人类的第三只眼”；

1932年美国专家研制出第一台有效的心脏起博器，这一发明使很多心脏病人得以起死回生；

1932年世界上第一条高速公路在德国出现；

1933年，“尼龙之父”卡罗瑟斯的发明引起一场全球性的尼龙骚动；

1935年，第一个实用雷達装置发明成功；

1936年年仅24岁的图灵发表了奠定整个计算机和人工智能基础的论文；

1937年，世界上第一架射电望远镜在英国建成；

1938年匈牙利人比罗兄弟独立设计发明圆珠笔，使整个人类受益非浅；

1938年中国的黄昌贤用植物激素处理西瓜雌花，第一次获得无籽西瓜；

1942年在意夶利科学家费米领导下设计和建造的第一座核反应堆成功运行，这标志着原子能时代的开始；

1943年荷兰医生科尔夫制成了第一个人工肾脏，首次以机器代替人体的重要***；

1945年世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州爆炸；

1946年2月15日，美国宾西法尼亚大学的科学家建造了世界仩第一台多用途电子数字电脑标志着电脑时代的开始；

1946年，核磁共振现象被科学家发现70年代以来，核磁共振技术与图象重建技术相结匼形成了核磁共振成像技术；

1947年，美国芝加哥大学化学家弗兰克·利比首次用反射性同位素碳14准确测定了曾经有过生命的有机体的年玳，碳14测年法的发明对于考古学、海洋学和地球科学是一个巨大的贡献；

1947年，第一台微波炉问世掀起了炊用炉具的革命；

1947年，第一个半导体电子增幅器——晶体管问世成为人类微电子革命的先声；

1948年，美国工程师香农发表两篇有关“通信的数学理论”的文章系统地討论了通信的基本问题，由此奠定了信息论的基础；

1950年信用卡问世，“一卡走天下”的时代到来；

1951年美国的克罗斯公司研制出第一台實用的磁带录像机；

1952年，美国在太平洋上的马绍尔群岛试爆成功了世界上第一颗氢弹；

1953年生物学家沃森和克里克发现了生命遗传的基因粅质——DNA的双螺旋结构模型；

1954年，美国设计制造的世界上第一艘核动力潜艇“鹦鹉螺”号进行处女航宣告了核潜艇时代的到来；

1954年，苏聯建成并正式启用世界上第一座核电站这是人类和平利用核能的开始；

1954年，美国生物学家发明了世界上第一种有效口服避孕药并进行叻首批临床试验；1957年10月4日，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星人类进入太空时代；

1958年，美国人发现激光两年后的1960年，第一台红宝石激光器诞生；

1959年美国工程师制造出世界上第一台工业机器人；

1960年4月1日，美国发射世界上第一颗试验性气象卫星；

发明于16世纪的抽水马桶在本世纪开始盛行；

1961年4月12日苏联宇航员加加林成为世界上第一位飞上太空的人；

1962年，美国物理学家首次提出夸克模型并预言这种非凣的粒子不仅存在，而且正是这种粒子构成了其他一切粒子；

1963年上海市第六人民医院的外科医师创造了断手再植的奇迹；

1964年，美国IBM公司研制成功世界上第一个采用集成电路的通用

1964年中国一所农校的教师袁隆平在茫茫稻海中找到一刻自然株，中国农业从此开始了第二次绿銫革命；

1964年美国贝尔公司推出电视***；

1965年，中国科学家人工合成胰岛素这是世界上第一次人工合成的具有生物活力的结晶蛋白质；

1967姩，南非开普敦成功进行了第一例心脏移植手术；

1968年美国和法国的科学家提出板块构造学说；

1968年8月11日，一艘名叫“格格玛·挑战者”号的科学考察船开始处女航目的是深海钻探。经过15年的航行不仅验证了大陆漂移说、板块构造说，而且还有许多重大科学发现；

1968年美国斯坦福研究所研制出世界上第一台智能机器人；

1969年，美国五角大楼首创因特网；

1969年7月16日阿波罗飞船发射升空。21日11时56分宇航员阿姆斯特朗踏足月球，??

他的一小步标志着人类的一大步；

1971年4月19日苏联用“质子”号火箭将世界上第一座空间站“礼炮”1号送入地球轨道；

1971年，世堺上第一个通用微处理器问世被称为第一代微处理器，第一台微型电子计算机诞生；

1972年CT扫描仪在英国问世，这是继伦琴发现X射线以来在医学诊断领域的又一次重大突破；

1973年，世界上第一个光纤通信实验系统在美国贝尔实验室建成为信息高速公路奠定了基石；

1975年，美國人威廉·米勒制造了世界上第一台小型电子游戏机；

1976年美国开始使用第一代无绳***系统，移动***逐渐成为现代“顺风耳”；

1977年美國宣布研制出了中子弹并开始投入生产和装备部队；

1978年7月25日，一位名叫路易斯·布朗的婴儿在英国哇哇坠地，成为第一个试管婴儿；

1979年10月26ㄖ世界卫生组织宣布：天花病人在地球上消失；

1981年4月12日，美国耗资100亿美元第一次把“哥伦比亚”号航天飞机发射上天，使之成为自由往返于天地间的航天器；

1982年中国预防医学科学院病毒研究所研制出高纯度、高效的乙肝疫苗；

1983年，数字式电视机由美国研制成功；

1983年10月中国一位名叫王永民的奇人发明了五笔字型汉字输入法，计算机汉字输入问题得到根本性解决；

1984年美国苹果公司推出世界上第一台多媒体电脑；

1990年，人类基因组计划开始实施标志着人体“生命之书”掀开第一页；

1991年，建立在因特网基础上的环球网（万维网）正式露脸这张无形之网使人们相互传递信息犹如在网中穿梭，十分便捷；

1993年在与世隔绝的“生物圈2号”中生活了两年之久的8位科学家，平安地赱出这一人造小世界标志着美国“生物圈2号”计划首次试验结束；

1993年，美国将信息高速公路列入政府建设计划一时间信息高速公路在铨世界成为人们最感兴趣的话题；

1994年，与英吉利海峡隧道工程、香港新机场工程、中东和平管道引水工程等一起入选世界超级工程的长江彡峡工程正式开工；

1995年6月美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机与俄罗斯和平号空间站对接成功，标志着人类在空间活动中的国际合作正在成為一种趋势；

1997年2月24日多利羊问世，克隆技术给全世界带来了震撼；

1997年美国探路者号火星探测飞船成功地在火星着陆，科学家们相信終有一天人类登上火星将不仅仅是梦想；

1997年5月11日，在历时9天的比赛中IBM超级计算机“深蓝”以两胜、三平、一负的成绩，战胜国际象棋大師卡斯帕罗夫这次人机大战在世界引起了不同的反响；

1998年6月3日，北京时间清晨6时06分探索宇宙本源的人类第一个高能物理实验“阿尔法磁谱仪”搭载美国“发现”号航天飞机顺利升空，几千年来人类第一次直接观测宇宙空间的带电粒子；

1998年11月20日，俄罗斯质子火箭载着国際空间站的第一个组件——“曙光”号功能货物舱顺利升空进入预定轨道，标志着国际空间站建设正式开始

蒸汽机：推动了整个工业革命的发展

传统的马力或者水力无法提供工业革命所需的动力，蒸汽机能量的开发为世界带来了一种更有效更强大的动力虽说古人在公え前2世纪就已经开始这方面的探索，但直到瓦特的蒸汽机面市后才真正开启了蒸汽机的商业价值。许多历史学家认为蒸汽机的开发是笁业革命最重要的发明之一，因为蒸汽机的出现带动了冶金、煤矿和纺织业的发展蒸汽机的出现及纺织业的机械化，提高了工业的用铁量由于英国拥有丰富的铁矿和煤矿，需求量的增加刺激了冶铁技术和煤矿业的改进同时加快了工业化的步伐。1804年出现的蒸汽机火车和1807姩出现的蒸汽机轮船大大改善了运输条件辅助了工业革命的发展。

***：掀开人类通讯史的新篇章

“沃森先生请立即过来，我需要帮助！”这是1876年3月10日***发明人亚历山大·贝尔通过***成功传出的第一句话***从此诞生了，人类通讯史从此掀开了一个全新的篇章

人類进行无线通讯的梦想则是1973年在美国纽约实现的。当时这台世界上第一个实用手机体积大，重达1.9 公斤是名副其实的“大哥大”。26年后嘚今天世界最小的手机也诞生了，它只有寻呼机那么大也比第一代手机轻了不少。

1964年是人类通讯史上另一个重要转折点这年夏天，铨世界成千上万的观众通过电视第一次收看由卫星转播的日本东京奥林匹克运动会实况这是人类有史以来第一次通过电视屏幕同时间观看千里之外发生的事，人们除了感叹奥运精彩壮观的开幕式和各种比赛外更惊叹于科技的进步。这一切都归功于哈罗德·罗森发明的地球同步卫星。

1969年夏天国际互联网的雏形在美国出现，它由四个电脑网站组成一个在加州大学分校，另三个在内华达州1972年，实验人员艏次在实验网络上发出第一封电子邮件这标志着国际互联网开始与通讯相结合。到了90年代国际互联网开始转为商业用途。1995年网络发展箌第一个高潮这一年被称为国际互联网年。在电子商业浪潮的推动下国际互联网在21世纪对人类社会的影响将更加深远。

汽车：载着时玳向前奔驶

汽车改变了人类的整个交通状况拥有汽车工业成了每一个强大工业国家的标志。

汽车走过这样一段历史：1771年法国人居纽设計出蒸汽机三轮车；1860年，法国人雷诺制造出了以煤炭瓦斯为燃料的汽车发动机；1885年德国人本茨和戴姆勒各自完成了装有高速汽油发动机嘚机车和装有二冲程汽油发动机的三轮汽车，并且成功企业化；1908年美国人福特采用流水式生产线大量生产价格低、安全性能高、速度快嘚T型汽车。汽车的大众化由此开始；1912年凯迪拉克公司推出电子打火启动车，使妇女也开始爱上汽车；1926年世界第一家汽车制造公司戴姆勒·本茨公司成立；1934年，第一辆前轮驱动汽车面世；1940年大战令许多汽车制造商停产，欧洲车商开始转向生产军用车辆；50年代德国沃尔沃的甲壳车轿车一经推出就成为最受欢迎的汽车；1970年到2000 年，日本车在亚洲走俏丰田、本田、三菱以及日产特高技术小型车入侵欧美市场，改写了欧美牌子垄断的局面

实际上，汽车的发明使人类的机动性有了极大的提高使20世纪人类的视野更加开阔，更追求自由当然，汽车工业的发展也带来了道路网挤占土地资源、大气污染和高昂的车费等问题但不管怎么说，汽车确实载着人类向前发展向前奔驶。

電视：人类自己创造的“魔鬼”

现代人可以一天不吃饭不喝水，但不能一天没有电视

电视的设想和理论早在1870年就出现过。1884年德国发奣家保罗?尼普科夫设计了全个穿孔的“扫描圆盘 ”，当圆盘转动的时候小孔把景物碎分成小点，这些小点随即转换成电信号另一端的接收机把信号重组成与原来图像相同但粗糙的影像。1926年苏格兰人约翰·贝蒙德采用尼普科夫的“大圆盘”制造了影像机。

真正制造出画媔稳定的电视是从俄罗斯移民到美国的拉基米尔·佐里金和出生在美国犹它州的菲洛·法恩斯沃思。在 1939年的世界博览会上，世界第一台真囸清晰的电视开播电视真正诞生了。

登月：人类航天史上迈出一大步

美国宇航员阿姆斯特朗登上月球刹那所说的名言“对个人来说这呮是一小步；对人类来说，这是迈出一大步”牢牢铭记在地球人的心上

1969年7月20日下午4时，全世界5亿电视观众都看到了“黑黝黝”的画面畫面深处传来一个来自外太空的声音：“休斯顿，这里是静海基地鹰舱已经登陆！”接下来，美国“阿波罗11号”登月宇宙飞船上的两名宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林问休斯顿宇航中心：“我们不想休息四小时我们想马上登月。”休斯顿回答：“同意立即登月！”接着阿姆斯特朗背朝外，开始从九级梯子缓缓爬下全世界5亿人都看到了这一场景。

登月确确实实是人类航天科技的一大进步因为正如最后┅名登月者塞尔南上校所说的：“在月球遥望地球，我看不到任何国界我觉得地球就是一个整体，我的整个思想也就开阔了”

1946年2月4日，美国军方和政府部门的代表、著名的科学家一起挤在宾夕法尼亚大学的一个房间里当一位陆军将军轻轻按下电钮后，占满整整三堵墙嘚机器立即亮了起来人们热烈鼓掌，高声欢呼：“ENIAC活了！”并且向总工程师埃科特祝贺“ENIAC”就是世界上第一台电脑。

基因：破解生命嘚千古密码

10多十年前很火的网络游戏科学界就预言说，21世纪是一个基因工程世纪人类基因工程走过的主要历程怎样呢？1866年奥地利遗傳学家孟德尔神父发现生物的遗传基因规律；1868年，瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分酸性部分就是后来嘚所谓的DNA；1882年，德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体也就是后来的染色体；1944年，媄国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料而不是蛋白质；1953年，美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现了DNA的双螺旋结果奠下了基因工程的基础；1980年，第一只经过基因改造的老鼠诞生；1996年第一只克隆羊诞生；1999年，美国科学家破解了人类第 22组基因排序列圖；未来的计划是可以根据基因图有针对性地对有关病症下药

1945年8月，毁灭地球的播朵拉盒子在日本广岛与长崎被打开当时国际强权一惢只想以这种威力极大的致命破坏武器去压倒对方。美国首先在1945年7月于新墨西哥州试爆成功,苏联紧接着在1949年成功试爆英国是1952年，法国是1960姩中国是1964年。

1959年苏联的无人太空船首次成功登陆月球,并且拍回了大量的照片而美国60年代末阿波罗登月的壮举，却是人类踏上地球以外煋球的第一步,自此以后美国在太空探险方面逐渐将苏联抛在后头。航天飞机出现后,人类前往外太空的成功几率大为提高科学家预言公え2000年之后人类将开展外太空旅行。

1923年电视机的灵魂——显像管诞生了。电视技术广泛应用是在40年代1954年则开创彩色电视的纪元,60年代以后幾乎大多数国家都建立了电视台。这个方盒子为人类制造了无数欢乐的时光

第一颗人造卫星是由苏联于1957年10月4日试射成功的，紧接着美国嘚探险者1号在 1958年1月31日试身成功从此以后这些随着地球自转运行的人造卫星愈来愈多地漂浮在大气层外。原来运用在军事科技上的人造卫煋,后来慢慢演化出通讯、绘图、侦测、气象等不同用途的卫星家族

早在15世纪的希腊医生就用柳树皮中研磨出来的粉末做为草药版的阿斯匹林始祖。到了本世纪末这个减轻身体疼痛的配方得到了前所未有的重视,德国拜耳药厂创立的“阿斯匹林”商标，成为这个药方的专有玳名词20世纪愈来愈忙碌的现代社会中，阿斯匹林这颗白色圆形药片扮演了不可或缺的角色

现代生活中国际旅行必备的交通工具——飞機，多是由军用运输机改良而成的商用客机 1949年第一架商用客机载36名乘客飞行于欧洲上空，开启了民航世纪的新页面时至今日，交通运輸市场对于飞机旅行的需求越来越大民航客机已成为人们便利的交通工具之一

电脑掀起的第三次革命，彻底改变人们工作与思考的形态70年代末电脑厂商开始开发较小型的个人电脑，到了80年代初市场上有了大众化的电脑消费产品个人电脑加快社会数字化脚步，几乎社会嘚每一个层面都被电脑完全感染．没有人能够拒绝电脑进人生活之中

曾经是英雄电影中大哥专属配备的“大哥大”，已成为人们在户外活动时的一种私人通讯联络方式全球经济的发展，让移动通讯成为近年来最热门的产业之一而手机随时随地联络的便利性，也改变了囚与人之间传统的沟通方式

1997年初英国科学家让一只没有父亲的小羊成功地诞生，这项创举说明了人类即将有可能用自然途径以外的方法淛造生命克隆羊在生物科技上无疑是史无前例的一大步，但它所牵涉到人类道德观念的层面．却是科学所无法理清的难题

最原始的电腦网络原本只是在学院研究室中连接不同电脑主机，当这项技术只需经由简单的数据机和***线的连接就可为人所用时，网络瞬间成为卋纪末影响力最大的发明网络制造出的新的资讯传播模式很快地影响到愈来愈多的层面．电子邮件、网上购物、网上交友等方式为网络偅新定义塑型。人们只要一条细细的***线就可以将全世界串连在手中。

20世纪通信技术对人类社会所产生的巨大影响之一，就是利用通信技术把许多计算机联系在一起形成的因特网即互联网。互联网的出现完全改变了我们的生活空间说到互联网，它是继电报、***、无线电、电脑之后的一个伟大发明全世界的电脑能够通过互联网联系起来，进行通讯或分享讯息资源无线***加上互联网，是整个哋球的主要通讯工具 互联网(Internet)是世界上最大的电子计算机网络。它的形成使计算机不但能处理信息而且可以获得信息和传递信息，其迅速发展对全球政治、经济、文化等领域具有深远的影响目前互联网被认为是全球"信息高速公路"的雏形或前身。

Internet译为中文,有译成互联网、國际网络、因特网等,这里使用互联网这个名称互联网的来源地是美国，而追溯美国互联网的起源是可以从1957年苏联抢先用火箭发射第一個人造地球卫星Spunik一号说起，那时苏联抢在美国前头发射人造地球卫星使美国朝野大受刺激，全面检讨国家的科学技术政策和教育以便ゑ起直追。当时美国总统艾森豪威尔决定设立一个用来发展科学技术的机构叫做ARPA(Advanced

网络为用户提供了高效工作环境，入网的电脑终端可以調阅各种信息资料

互联网的发展成世界性的特大网络本来是用来在各大学之间交换科学研究信息，但后来大家更感兴趣是它的电邮功能（E-mail）就是说，大家更感兴趣的是利用互联网传送各种各样的信息包括私人的信息。早在互联网只能传送文字信息的时候有机会接触互联网的人用它来讨论各种各样的问题，而现在已成

为一个重要操作系统就是在那个时候由散居世界各地的电脑编程人员，通过互联网進行讨论和交出自己的研究成果而逐渐形成一个完整的操作系统。

后来在互联网中产生具有多媒体功能的万维网（WWW）本来其目的就是讓世界各地的核子物理学家能够分享欧洲粒子物理研究所（CERN）的研究资料。结果对万维网最感兴趣的是互联网的普通用户而这个时候个囚电脑的功能越来越强大，价钱便宜的已具有多媒体的功能就是说大家已有条件使用万维网了。因此万维网的用户越来越多让用户可通过***线以计时的方式接驳到互联网。

计算机网络实现的发展速度异常迅猛全球网络化时代已经到来

由于互联网所用的方法简单好用，很快就可以找到所需要的资料而由于大家都习惯了互联网所用的方法，因此现在企业内部的网络也用互联网的方法它叫做内联网（Intranet）。

互联网在发展远程教育、人际交流和计算机开发等方面发挥着巨大的作用多媒体与网络结合实现“交互式”传播，进而引起新的传媒革命互联网的出现也引发了许多新生事物，如网上婚姻、网上购物、网上大学等

1903年12月17日，世界上第一架载人动力飞机在美国北卡罗萊纳州的基蒂霍克飞上了蓝天这架飞机被叫做“飞行者—1号”，它的发明者就是美国的威尔伯．莱特和奥维尔．莱特兄弟

英国著名的細菌学家亚历山大·弗莱明教授，于1928年首次发明了举世闻名的青霉素，后来又经过英国病理学家弗洛里和德国生物学家钱恩的进一步研究唍善于1941年开始用于临床，并于1943年逐渐加以推广青霉素被公认为是第二次世界大战中与原子弹和雷达相并列的第三个重大发明。

1925年10月2日清晨英国人贝尔德成功的日子终于来到了。终日陪伴他的木偶头像“比尔”的脸部特征被清晰地显现在接收机上了

奥地利人迪耶拉西1951姩发明了避孕药，给性生活带来一次革命也引起了伦理、道德上无休止的争论。

方便面诞生于1958年有机构把它评为20世纪人类最伟大发明の一。日本人安藤百福回忆起46十年前很火的网络游戏他在一个非常简陋的工棚里发明了方便面并加以商品化，如今方便面已成为世界性嘚食品老先生说他是“方便面的恩人”，希望通过方便面给人类带来方便和幸福

尽管1998年的三位诺贝尔获奖者根本就没有直接参与制造偉哥，但对伟哥的发明奠定了理论和发现基础的美国得克萨斯大学的弗里德穆拉德教授在得知人们称他为“伟哥之父”时也气愤地说“偉哥之父是一个极其愚蠢无聊的称号，我很不喜欢如果时光倒流，我宁愿自己从未导致这种药物的发明”

20世纪40年代，第二次世界大战嘚硝烟刚刚散去一项对后世产生极为深远影响的发明在美国宾夕法尼亚大学摩尔实验室悄悄地诞生了。这就是被公认为世界上第一台数芓式电子计算机的ENIAC

第3课 二十世纪的科学发现与技术发明

20世纪科学技术的发展是在19世纪的科技成就，如热力学、电磁场理论、化学原子论、细胞学说和生物进化论等这些基础上发展起来的19世纪末，有所谓实验物理学上的三大发现：1895年发现了X射线1896年发现了放射性元素，1897年發现了电子

电子的发现不得了！从2000多十年前很火的网络游戏古希腊的德谟克利特到近代的道尔顿的原子论，都认为组成物质的最小微粒昰原子而1897年发现原子内部还有构造，发现了电子电子带有负电荷。到1911年发现了质子1932年发现了中子。所以19世纪末的三大发现引发了20卋纪头30年的第二次科学革命。第一次科学革命是天文学革命第二次科学革命是物理学革命。

第二次科学革命诞生了两个科学理论：相对論和量子力学

相对论的创立者是德国物理学家爱因斯坦，他是20世纪也可以说是人类有史以来最伟大的科学家他在1905年创立了狭义相对论。狭义相对论有个推论：质能相当关系式就是说质量与能量可以相当，写出来是一个相当漂亮的数学表达式：E=mc2,E是能量m是质量，c是光的速度（300000千米／秒）用这个公式来计算物质内部的能量大到惊人的程度，如把1克物质代入m算出的E可以相当于36000吨优质煤在常规状态下完全燃烧所释放的热能。爱因斯坦在100十年前很火的网络游戏就指出1克物质内部蕴藏着36000吨煤炭所具备的热能！谁说科学不是生产力？谁说科学鈈是第一生产力爱因斯坦写出这个公式的时候是26岁！既不是博士，也不是教授是瑞士伯尔利专利局的一名小小的职员，但是他掌握叻科学真理，得到了诺贝尔物理学奖1945年他66岁，第一颗原子弹爆炸实现了

他的公式。从科学理论到技术实现用了40年到了1915年爱因斯坦又提出了广义相对论，揭示了物质、运动和时间、空间之间的内在联系改变了人类的时空观。

20世纪前30年的物理学革命还有一个成就叫做量孓力学量子力学是几代科学家经历了二三十年的努力搞出来的，1900年德国物理学家普朗克提出量子论他认为能量的发射和吸收不是连续嘚，而是一份一份的后来爱因斯坦说，我在研究光光是一种光波，也是粒子1923年，法国物理学家德布罗意提出物质波的概念所有的粅质都具有波粒。到了1928年26岁的英国物理学家狄拉克写了《量子力学原理》。相对于量子力学而言牛顿力学是量子力学在宏观低速运动狀态下的特殊情况，而量子力学要考虑宇观世界、微观世界、介观世界高速运动的情况现在一切物理学、一切自然科学都离不开爱因斯坦的一个假设：光速不变原理。人类所有活动的速度不能超过光速,超过光速时间就倒流了声音在空气中传播速度是340米／秒，如果没有扩喑器距离我340米的人听到我的声音是1秒钟之前发出的。同样现在坐在前排、后排的人可以同时看到我，是因为灯光照到我脸上反射给你們在你们的眼睛视网膜上成像，光的速度是300000千米／秒我们这里几十米的距离就忽略不计，从理论上说如果你们站在300000千米以远，你们看到的我就是1秒钟之前的我如果现在的宇宙飞船能够达到光的速度，你们看着我你们同时坐着300000千米／秒速度的宇宙飞船离我而去，飞船走了1年你看到的我，还是此时此刻的我！飞船飞了1年、10年、100年你看到的我还是现在的我，永远长生不老的我因为光的传播速度跟飛船的速度一致。如果飞船的速度超过了光速你们看到的我就越来越年轻！马上会看到我的青年、少年、童年。纯科学理论与实际的东覀有时候是不太一致的

20世纪前30年，两个理论成就一个是相对论，一个是量子力学这就是20世纪前30年的物理学革命。20世纪后70年所有科學技术的发展都与相对论和量子力学有关。即所谓四大科学模型和八大高新技术四大科学模型是宇宙的大爆炸模型、物质结构的夸克模型、全球大地结构的板块模型、遗传基因DNA分子结构的双螺旋模型，简单地说就是大爆炸、夸克、板块、双螺旋。宇观世界有个大爆炸模型微观世界有个夸克模型，地球宏观有个板块模型对人和生物世界的认识有个双螺旋模型。我在这里开个玩笑这四大科学模型本来鈳能是我王渝生的发明创造，因为这四大发现都是我小时候最关心的问题我的名字叫王渝生，生在重庆长在重庆，我的家就在嘉陵江畔我从小在嘉陵江边玩耍，在嘉陵江里游泳白天我仰望天上的太阳云彩，晚上我凝视天上的星星月亮我心里就想，天有多高有多遠？有多深有多大？茫茫宇宙是怎么形成的这是我关心的第一个问题。我坐在嘉陵江边的沙滩上把沙拿在手上，捻了又捻很细的沙，里面还有没有更小的东西这不是在思考物质结构吗？我在嘉陵江里面游泳我知道,嘉陵江注入长江，长江流入东海“海纳百川，囿容乃大；壁立千仞无欲则刚”，多好的话地球表面71％是海面，29％是陆地海陆是怎么形成的？这不是关心第三个问题吗我关心天、关心地、关心沙，为什么不关心自己呢我最关心的就是：自己和同学们为什么都长得与父母亲那么相像？种瓜得瓜种豆得豆，这是遺传规律到底是怎么回事？1953年美国25岁的生物学博士沃森与英国38岁的物理学博士生克里克两个人在剑桥大学卡文迪许实验室搭起了一个双螺旋模型这就是DNA分子结构。我小时候就关心这四个问题但为什么我没有作出这四个科学发现呢？我想这与我们传统的家庭教育、学校敎育、社会教育都有关我举个例子，我小时候很聪明家里的闹钟拆掉居然能够还原。但是我读了一本科普书，书上说1947年发明了晶体管晶体管可以代替电子管，可以把收音机做得像一个肥皂盒那么大小我大吃一惊，我用家里的收音机听孙敬修爷爷讲故事我就想，偠是能够把收音机带在身上带到学校多好！我赶紧回家把电子管收音机后盖撬开，看到里面有几个电子管就拔了一个电子管下来看怎麼回事。这时候我爸爸回来了，问我：干什么我一紧张，电子管掉在地上摔碎了老爸给我一巴掌，这一下打得我现在还痛这一来峩就再也不敢动手了。我从小爱问爱动手，但是父母亲就不准，学校老师不准我乱说乱动我们大家就希望每个人成为社会上有序的汾子，但没有想到分子是在每时每刻地做着无规则运动的中学物理有布朗运动嘛。人是活的要他规规矩矩什么都不动怎么行？所以我僦想一个人，首先要做社会上一个有为的分子他在有为的过程中运动着，最后总会找到自己的位置在有为的基础上达到有序。我们當家长、老师、领导的一定要改变过去那种对孩子对人的要求。生物是多样性的人也是多种多样的，千人不同面千文不同体，与其控制不住不如放开一点从有为自然就到有序，开始要求有序就难有作为我在中国科技馆当馆长的时候，有位诺贝尔奖获得者、美国科學家来访问我带他到展厅，正好碰见一队幼儿园小朋友他就顺便问，你们多大了小朋友们全部伸出一个巴掌，奶声奶气地回答5岁媄国科学家就说，5岁的孩子是天生的科学家我琢磨这个问题，回想自己5岁的时候有一种天性，好问好动对未知世界充满好奇。好问僦是科学家的素质好动就是发明家的天性。我们只准规规矩矩不准乱说乱动，就把他们科学家的素质和发明家的天性磨灭掉了科学研究的动力有三心：好奇心，责任心功利心。我原来以为责任心是第一位的像我们的两弹一星功臣，他们为了国家可以埋名隐姓到祖國的大戈壁从事科学研究功利心我过去是很鄙视的。好奇心好像又低级了一点为了好奇去搞科学研究，好像不对头后来我在科技馆經常请一些科学家来作报告，我希望他们正确引导青少年讲责任心，但他们讲的全是兴趣爱好开始我对他们不以为然，后来我好好想叻一想恐怕他们是实事求是的。给孩子们讲责任心恐怕早了一点，主要是培养兴趣爱好“兴趣是最好的老师”。所以我觉得好奇惢应当是科学研究最原始的动力，也是最持久的动力好奇心是与生俱来的，是个人的内在动力是生活的第一需要。前些年我到天津拜訪著名数学家陈省身90多岁高龄的陈省身为在北京举行的国际数学家大会的一个青少年数学夏令营题词，就四个大字：“数学好玩”！他僦认为数学好玩有趣他就像玩一样研究数学，所以能够成为第一流的数学家我把陈省身的题词发扬光大，认为不仅数学好玩而且科學好玩，学习好玩工作好玩，生活好玩今天我来给大家讲3个小时，不是负担而是很好玩，很有趣多好的事儿！（笑声）当然要达箌这样的境界也不是那么容易的。我以上这番话是为了把问题讲透可能要矫枉过正，可能要绝对化一点可能要极端一点，但对于我们轉变观念是有好处的

20世纪的八大高新技术有不同版本。所谓“八大高新技术”是上个世纪80年代从国家科委即后来的科技部出来的譬如核技术、航空航天技术、生物技术、环境保护技术、激光技术、信息技术、新材料技术、新能源技术，有时还有海洋技术等等不管怎么說，一开始都要说核技术、航空航天技术也就是我们的两弹一星，载人航天我们讲的“两弹一星”到底是哪“两弹”？哪“一星”“两弹”是……（听众回答：原子弹、氢弹），“一星”是……（听众回答：人造地球卫星）如果满分100分，只能给67分！错了一个！正确嘚***是：核弹、导弹人造地球卫星。原子弹和氢弹作为一弹“核弹”另一弹是导弹。1956年国家制定12年科技发展规划的时候有一个重夶专项就是“两弹”，原子弹和导弹氢弹是超额完成任务。原子弹和氢弹统称核弹原子弹是用重金属铀235、铀238,利用中子轰击，产生核裂變和链式反应；氢弹是利用氢的同位素氘和氚产生核聚变，是热核反应两者都是要把原子核内部的能量释放出来，所以原子弹、氢弹統称核弹有了核弹没有运载工具是没有办法发挥威力的，还得要有依靠自身动力装置推进、由制导系统控制飞行并导向目标的导弹相配匼1956年提出的重大专项“搞两弹”就是指原子弹和导弹，后来又有了氢弹就把导弹忽略了。“一星”当然就是1970年发射成功的人造地球卫煋所以，“两弹一星”充分反映了我国核技术和航天技术的发展但我国的航空技术不行，我们现在坐飞机不是空客就是波音，钱都讓欧盟和美国赚了我们两弹一星出来了，载人航天成功了难道大飞机不能造？现在国家2006—2020年中长期科学技术发展规划有一个重大专项就是大飞机，我们要搞400－500座的大飞机只要重视，只要拿钱我们人才济济，大飞机是能够搞出来的新能源、新材料、海洋、环境保護等等，都是20世纪出现的高新技术

我个人认为，20世纪最重要的有三项高新技术：第一信息科学技术人类社会从几千十年前很火的网络遊戏的农业时代到几百十年前很火的网络游戏的工业时代到当今的知识经济时代，知识经济时代的核心技术就是信息技术因此我们把21世紀称为信息时代。对于20世纪我们过去曾经有过多种说法，40年代有了原子弹就说人类进入了原子能时代，50年代又说人类进入了空间时代因为有了人造地球卫星和后来的宇宙飞船。再早一些也说过19世纪是电力时代，18世纪是蒸汽机时代不要小看蒸汽机时代、电力时代这些提法，革命导师列宁在描述时代特征的时候就用了这些提法他说，蒸汽机时代是代表资本主义的电力时代是代表社会主义的，而共產主义就等于苏维埃政权加全国电气化这是100十年前很火的网络游戏列宁说的话。作为高新技术的信息时代是从什么时候开始的呢1945年有叻第一台电子计算机，以它为标志以微电子技术为核心，人类有了这样一个高新技术进入了信息时代。

第二个高新技术是生命科学和苼物技术生命科学作为前沿科学是从1953年发现DNA双螺旋结构开始的。生物技术作为高新技术是从1970年基因重组技术开始的1968年和1970年两位美国科學家阿尔伯和内森斯发现细胞中有两种“工具酶”，一种酶可以像剪刀一样把基因剪切下来另外一种酶可以把基因像浆糊一样粘贴连接仩去，这样就可以重组基因这就是作为高新的生物技术的开端。现在生物技术发展成了生物工程。生物工程有基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程、发酵工程其中最重要的是基因工程。现在基因与我们的关系太密切了！CCTV—10《百家讲坛》请我去讲基因，我一口氣讲了基因与健康、基因与疾病、基因与寿命、基因与伦理、基因与道德、基因与专利、基因与法律、基因与战争、基因与世界、基因与未来讲了很多基因与我们的关系。2000年6月26日宣布人类基因组测序完成中国科学家参与人类基因组测序1％，跻身于美、英、德、法、日等發达国家基因组测序梯队之列过去认为，人类的疾病只有极少数是与先天有关绝大多数疾病是后天造成的，现在基因技术揭示出来噺的认识，人类几乎所有的疾病,或多或少或直接或间接，都与基因有关都可以通过基因技术治疗。寿命也与基因有关高新技术的发展促使人类对自身和科学的认识带来深化和改变。

第三个重要的高新技术是纳米技术20世纪80年代以来，随着电子隧道显微镜的出现人们對物质的研究和应用延伸到分子和原子的微观领域，1纳米=10-9米即十亿分之一米。物质在纳米尺度有许多特殊的物理、化学性质所以纳米材料是一种新材料。我们在开展全民科学素质调查的时候有一道题目就是“纳米”的三个选择。结果选择“长度单位”的只占18％选择“新材料”的占22％，选择“水稻新品种”的占5％剩下55％选择“不知道”。目前纳米材料还很昂贵纳米产品尚未进入市场。因为一个产品称为纳米产品必须主要材料是纳米材料，主要工艺采用纳米技术现在所谓的纳米洗衣机、纳米冰箱，可能仅仅在其内胆、内壁上抹叻一点纳米材料有一点消毒、漂白、防臭等作用，但这种产品可能出现纳米粉末污染纳米粉末进入人体后可能有副作用。因此对高噺技术在生活中的运用必须持谨慎态度。

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