第17课 第三次科技革命Word格式文档下载.docx
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从美国开始，发展到世界上其他国家，出现了以原子能、电子计算机和空间技术的应用为主要标志的一系列以先进科学技术为基础的新兴工业部门。
社会生活进入原子时代、电子时代，社会物质生产各领域的面貌为之一新。
这就是第三次技术革命。
其实刚才的那段话中，已经揭示了第三次科技革命兴起的大致时间和主要内容。
接下来，我们就具体来了解一下有关知识。
（展示板书：
1、第三次科技革命兴起的原因2、第三次科技革命的重要内容）
为什么人类社会在第一次、第二次科技革命之后，还会兴起第三次科技革命？
首先，这是人类社会生产力发展的必然结果；
其次，由于科学理论的重大突破，例如爱因斯坦的相对论为原子能的应用提供了理论基础；
第三，由于战争和战后社会的需要，比如原子弹和航天技术，以及电子计算机技术和互联网技术等。
此外，第四，科学技术的社会化保证了第三次科技革命的成功。
19世纪，科学技术的研究和开发基本上还是科学家和发明家个人的事业，到19世纪末与20世纪初，垄断组织和高等院校把大量科技工作者集中起来，有组织地开展科技研究，科技成了集体的事业。
二战后，国家又成了科技事业的组织者和推动者。
国家拨出巨资，制定计划，组织全国力量联合攻关，效果比过去更加明显。
20世纪90年代以来，科技事业的国家间合作有了广泛发展，国家之间、跨国公司之间均在一些重大高科技项目上加强合作，取得了重大进展和突破。
由于科学技术的社会化，大大加速了科学技术转化为生产力的步伐。
同时，由于世界矛盾不断发展，竞争日趋激烈，客观上也促进了科技革命的快速发展。
冷战时期，美国和苏联在经济竞争、政治斗争、军备竞赛等多方面进行对抗，结果是刺激了与军事相关的新技术的发展。
冷战结束以后，世界的主要矛盾是经济竞争。
因此，世界各国都把科学技术作为国家竞争力的基础，这也极大地促进了科技革命的发展。
那么，第三次科技革命究竟囊括了人类社会的哪些方面？
有哪些重大发明与技术？
这次科技革命兴起的标志是以原子能技术、航天技术、电子计算机的应用为代表，另外还包括人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术。
资料：
二战后科技革命的基本内容
第二次世界大战以后，科学技术发展共经历了5次大的飞跃，第一次为1945－1955年，是以原子能的释放与利用为标志，人类开始了利用核能的新时代；
第二次为1955－1965年，是以人造卫星的发射成功为标志，人类开始了摆脱地球引力向外层空间的进军；
第三次为1965－1975年，是以1973年重组DNA实验的成功为标志，人类进入了可以控制遗传和生命过程的新阶段；
第四次为1975－1985年，是以微处理机大量生产和广泛为标志，揭开了扩大人脑能力的新篇章；
第五次为1985年至今，是以软件开发和大规模产业化为标志，人类进入了信息革命的新纪元。
这五次飞跃汇合成为一个统一的科学技术革命过程。
第三次科技革命起源于美国，随后波及到西欧和日本等发达国家，进而又逐渐向许多发展中国家扩展，最终形成了世界范围的科技革命。
第三次科学技术革命内容包括科学革命和高技术革命两部分，科学革命大致包括：
数学，天体科学，高能物理和场论，地球和环境科学，非线性科学和复杂系统，如材料、能源和空间科学，生命科学和认识科学，生物技术，农业和医药、人口、资源和环境及信息科技等基础学科。
高技术革命可以分为：
微电子和计算机技术、生物工程技术、信息技术、航天技术等。
这些高技术的发明应用在20世纪末和21世纪对世界经济的发展都将起到决定性的变革作用。
（1）微电子和计算机技术。
所谓微电子技术，就是对微小性电子元器材和电路的研制生产以及用它们实现电子系统功能的技术领域。
它是随着集成电路技术的发展而发展起来的一门新兴科学技术。
它是现代化的广播电视技术、通讯技术、办公室自动化技术、计算机技术的支柱技术。
作为这门技术的杰出结晶便是微型计算机，即具有完整功能的微小型电子计算机，俗称电脑。
（2）航天技术。
航天技术又称空间科学技术，是研究和解决如何使空间飞行器进入外层空间并在那里有效工作、探索、开发和利用外空间以及地球及外天体的综合性工程技术。
空间科学则以研究宇宙空间的物质的性质、分布及其变化为目的。
航天技术主要有以下4方面内容：
A.人造地球卫星。
苏联1957年10月4日把人类第一颗人造地球卫星送上天，从而开始了人类进入宇宙的新纪元和人类航天技术的新时代。
接着美国、法国、中国、日本也相继发射了人造地球卫星。
人造地球卫星又分为科学卫星和应用卫星两大类。
卫星通信系统具有通信容量大、覆盖面广、通信距离远、可靠性高、灵活性好、速度快、投资少、费用低廉等优点，国际电话、电报、数据和电视转播，大部分用同步卫星进行。
B.载人宇宙飞船和航天飞机。
前苏联和美国是发展载人航天的先行者。
1961年苏联“东方红”1号载人宇宙飞船环绕地球一周后安全返回地面。
征服宇宙的又一个重大成就就是航天飞机上天。
航天飞机是一种可以重复发射卫星、飞船和往来于地球与空间试验站的运载工具。
C.行星探测技术。
所谓行星探测技术，主要指对太阳系的一些主要行星进行科学探测的技术，1960年人们对距地球最近的金星发射了第一个探测器。
如“旅行者1号”。
美国于1977年下半年又发射了“旅行者2号”行星探测器，它已掠过木星、土星，飞往天王星、海王星。
现在已有探测器飞出太阳系，向着更遥远的恒星空间飞去。
D.空间材料加工技术和空间工厂。
所谓空间材料加工技术是指在宇宙空间失重和真空的条件下研制加工各种材料的工业技术。
因为有许多半导体材料、金属合金和其他各种复合材料在地球上加工制作难以达到高纯度的质量，而在排除重力和空气影响的太空中来加工制作却可以做到这一点。
据专家估计，在不久的将来就可出现第一批空间加工工厂。
美国已在1994年将薄膜材料加工站设在了地球轨道，并取得了初步成果。
（3）新能源的开发。
新能源是指那些已被人类发现或利用，但尚未被广泛开发和利用的能源，如太阳能、波浪能、潮汐能、地热能、海洋能、核裂变能、生物能等。
它们都有广泛开发和利用的前景，但是目前由于受到技术、经济等各种条件的限制，在能源生产和消费的构成中所占的比例还很小，有待进一步开发和利用。
目前，运用得比较普遍的新能源和可再生能源主要包括核能技术、太阳能新技术、风能技术、生物能利用技术和氢能利用技术等。
（4）新材料的开发。
新材料是指具有比传统材料更为优异的性能的材料。
新材料技术就是在原有材料的性能、品质等的基础上，研究和解决如何开发利用新材料的问题。
现在，世界上的新材料约有100万种，各国已注册的新材料大约也有30万种。
这些新材料可分为结构材料、智能材料、复合材料3大类，在21世纪，结构材料可能在以下几个方面有新的突破和发展：
一类是高性能陶瓷材料，它具有强度高，相对重量轻及优异的耐高温和抗腐蚀性；
一类是高性能金属和合金，包括铝—锂合金、金属复合材料、金属互化物；
一类是传动材料，包括形状记忆合金、压电陶瓷材料、磁致伸缩材料；
一类是液体宝石。
智能材料是新材料领域中的一门新的分支学科，目前应用较广泛的有记忆合金和感温磁钢。
记忆合金可以制成人造卫星和宇宙飞船的自动展开的天线、航空用的记忆铆钉、机器人的手指、人工心脏等。
进入21世纪后，人们对智能材料的研究开发将放在材料的智能显现上，使智能材料“人格化”。
复合材料在近几十年的研究中，已研制成功并在生产中广泛应用的有5大类，即聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳—碳复合材料和表面涂层与表面改性。
复合材料正由高科技领域向民用领域扩展延伸。
（5）光导纤维通信。
光导纤维通信是指利用一种能导光的、非常细的高纯玻璃丝（光导纤维）来传送光（激光）信号的通信技术。
目前，光纤通信在各国差不多都已逐渐代替电能通信而成为主要的通信方式。
（6）生物工程技术。
生物工程是指人们自觉地利用物质机能造福于人类的科学技术，是物质原理与工程学原理相结合的产物。
它主要包括基因工程、细胞融合技术、细胞移植与培育技术、生物反应技术等方面。
A.基因工程，又称遗传工程。
就是将构成生物基因的DNA进行重新组合，使一种生物的基因在另一种生物的细胞中增殖，以大量生产有用物质或培育出生物的新品种。
目前，人们把主要精力集中在人、动物、植物的基因转移到细菌的实验上，随着基因工程技术的发展，其应用范围必将不断加深和拓展。
B.细胞融合技术。
细胞融合技术是把两种或两种以上的不同物种或不同类的生物细胞，通过一定的工艺过程，使它们相互融合而形成的杂种细胞或杂交瘤的技术。
细胞融合技术首先在医疗上具有十分重要的作用，其次在农业、畜牧业中也具有广泛的发展前景。
现在世界上运用这种细胞融合技术已能创造出十多种新的种植物。
C.细胞移植与培育技术。
所谓“克隆”是指由同一个祖先细胞经过培育分裂繁殖而形成的纯细胞系，由于细胞系中的每一个细胞的基因都是相同的，故又称无性繁殖细胞系。
无性繁殖有多种途径。
其中，细胞核移植是比较成功的一种。
这种采用动物细胞的核作为供体完成的移植，是前所未有的，是现代生物工程的一项重大突破，它的出现和发展，将对动植物地培育乃至人类老化、基因科学和医药研究产生巨大的影响。
原子能的和平利用
出于战争和军事的迫切需要，1941年12月美国总统罗斯福批准研制原子弹的“曼哈顿计划”，有来自德、意等国的科学家12.5万人参加，集中全国1／3电力，投资20亿美元。
1942年，美籍意大利科学家费米领导的科学家实验小组在芝加哥大学广场上造出热中子链式反应堆，是世界上第一座核反应堆，为人类大规模利用原子能的开始。
1945年7月16日上午，美国科学家奥本海默领导的洛斯阿拉莫斯实验室工作人员，在新墨西哥州沙漠成功地爆炸了第一颗威力为2万吨TNT的原子弹。
1951年，美国首次实验证明原子能能够发电。
1954年，苏联建成第一座核电站。
20世纪80年代初，世界上共建成核反应堆729座，核电站230座。
原子能作为新能源，正在航海、航天等方面发挥更大作用。
二战之后，美国以外的其他大国也先后制造出了原子弹，打破了美国的核垄断和核威慑。
苏联于1949年9月爆炸了第一颗原子弹，1952年1月英国的第一颗原子弹试爆成功，1960年2月法国爆炸了第一颗原子弹，1964年10月16日，中国第一颗原子弹试爆成功。
由于原子武器的巨大摧毁性和核垄断的被打破，造成了谁也不敢首先使用核武器的局面，这使得爆发新的世界大战的可能性大大减少了。
一方面，在战后，原子能的和平利用问题提到了议事日程上。
核能的效率是惊人的，1公斤核燃料（如浓缩铀）所释放的能量相当于2500吨煤或2000吨石油燃料，如果将它用于和平事业，那将大大造福人类。
实际上，有了反应堆就可以建核电站，这在技术上是不困难的。
1954年，苏联建成了第一座小型的原子能发电站，装机容量为5000千瓦。
1956年和1957年，英国和法国也相继建成了核电站。
经过几十年的反复摸索和实践，核电技术已经比较成熟了，其成本比火力发电低，正常运转时环境污染也比火力发电小得多，对环境的放射性污染微乎其微。
70年代以来，全球出现的能源危机给发展核电事业以更大的推动力，煤、石油、天然气的开采量是有限的，以目前的消耗量计算，石油还能采几十年，煤顶多能采200年。
由于人口和经济的增长，对能源的消耗量逐年增加，因此，这一计算还要大打折扣。
太阳能的利用目前成本还太高，近期内看不到大规模使用的可能性。
相比之下，发展核电是解决能源危机的一个有希望的途径。
目前的核电站都是依靠核裂变反应获得能量的，所谓裂变反应是指1个重原子核分裂为2个以上较轻的原子核。
但裂变反应会产生大量的核废料，而这些核废料会产生严重的放射性污染。
随着核电的发展，核废料会越积越多，到现在为止还没有找到妥善处理这些核废料的永久性办法。
这是发展核电事业的一个潜在的危险。
为了克服这一棘手问题，科学家们正在探讨利用核聚变反应来获取核能。
所谓核聚变就是2个以上较轻的原子核聚合成1个较重的原子核，在这个过程中会放出远大于裂变反应所放出的能量。
天文学家发现，太阳上80%是氢，如果太阳能真是核反应提供的，那么，这种核反应很可能就是氢核聚变。
1938年，一个美国物理学家证明，在太阳的高温下，失去了电子的氢核会结合成一个双质子，但这种核并不稳定，其中一个质子会马上放出一个正电子而变成中子，使双质子核变成氢的同位素氘，在高温动能的驱使下，两个氘核又会合成一个氦核，并放出巨大的能量。
这种反应不仅能量更大，而且反应的生成物是稳定的元素，没有放射性污染。
但是，核聚变反应的超高温条件是人类在地球上所达不到的。
要想在地球上使氢发生聚变，需要10亿度以上的高温。
1944年，著名物理学家费米指出，用氢的同位素氘和氚做燃料，只需5000万度就可以发生核聚变，这样的高温在实验室里还达不到。
但在第一颗原子弹爆炸以后，人们立即想到，可以利用裂变反应所产生的超高温来实现核聚变反应，这就是氢弹的原理。
1952年和1953年美国和苏联分别爆炸了第一颗氢弹。
中国在原子弹研制成功后也爆炸了第一颗氢弹。
与裂变反应不同，聚变反应的原料氘就存在于普通的水之中，而海水在地球上取之不尽，用之不竭，据统计，一桶海水中能提取的氘的能量相当于300桶汽油。
可见，一旦核聚变能被利用起来，将使人类彻底摆脱能源危机。
电子计算机的发展
第一台电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学莫尔学院的莫克莱负责研制成功的。
第二次世界大战期间，莫克莱教授受命为美国的阿伯丁试炮厂制定火力表，每天用计算机不停地计算各种弹道，深感改进计算机之必要。
1942年，他提出了试制电子计算机的方案，次年得到空军的支持。
经过近三年的努力，花费了48万美元，终于在1945年年底制成了世界上第一台电子计算机，它的名称是“电子数值和积分计算机”，英文缩写名为埃尼阿克（ENIAC）。
1946年2月15日举行了公开表演，1947年运往阿伯丁做科学计算。
这台计算机使用了18800个电子管、1500个继电器、几千个其他电器和电子元件，运算速度比同期的计算机可快1000倍。
但它的体积庞大，占地170平方米，重30吨，工作耗电150千瓦，电子管常常被烧坏而停机检修，计算也不够精确和稳定。
更为不利的是，它的存储容量仍然太小，而且工作程序是“外插型”的，为了解题所需要的电路联通，往往要几个人用几天时间去做接头工作，而计算只要几分钟就够了。
为了克服以上弱点，1946年，美国数学家冯诺意曼提出了新的改进方案，改进的方面分别是：
一是用二进制代替十进制，进一步发挥电子元件的速度潜力，二是将程序存贮起来，使运算的全过程均由电子自动控制，进一步提高运算速度。
1949年，根据这一方案制造的冯诺意曼机在英国剑桥大学试制成功。
以后，电子计算机进入工业生产阶段，世界各国相继推出了自己的电子管计算机。
随着电子技术的发展，计算机也出现了数次较重大的变革。
电子管计算机属于第一代，晶体管计算机属于第二代，集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路计算机分别属于第三、四、五代计算机。
为了解决早期计算机体积大、重量大、功耗大的缺点，晶体管一问世，就被用于研制新一代的电子计算机。
1959年，美国一家公司造出第一台晶体管计算机，运算速度达到每秒几十万次。
1961年，美国IBM公司生产的一台大型电子计算机，运算速度达到每秒百万次。
由集成电路和大规模集成电路组成的第三代和第四代电子计算机，其速度更快，存贮量更大，体积更小，价格更低。
1964年4月，IBM公司研制和生产的3690系列计算机，标志着第三代计算机的开始，它的速度达到每秒千万次。
20世纪70年代，由于大规模集成电路的问世，使得微型计算机迅速发展起来。
到1980年，全世界拥有的微机超过1亿台。
微机进入各个生产环节，并开始向办公室和家庭渗透。
进入20世纪90年代，发达国家的微型电脑，已经像彩色电视机一样普及了。
电子计算机的另一个发展趋势是巨型机的发展。
1976年美国CDC公司研制的巨型计算机的运算速度达到每秒2.5亿次。
从80年代初开始，超大规模集成电路计算机的研制也提上了日程。
美国和日本都制订了规模庞大的研制第五代计算机的计划，并付诸实施。
第五代计算机的研究方向是突破第一至第四代计算机的冯诺意曼原则，采用新的元件、新的记忆存储方法和程序语言，把运算速度提高到每秒千亿次以至万亿次，不但能处理各种数字、符号、图像、声音及其相互转换，还能直接听懂人的语言，实现人机对话。
人们预言，第五代计算机在不远的将来会取得重大突破，成为名符其实的“电脑”。
航天事业的发展
第二次世界大战德国战败后，德国的一大批科学家被美国人捕获，转到美国继续从事火箭研究，苏联人迟到一步，没有得到重要的专家，但得到一些V—2火箭和工厂设备。
战后，两国展开了激烈的太空争夺战。
苏联科学家在科罗廖夫领导下，1956年发射成功第一枚洲际导弹“苏联一号”，使苏联的火箭技术领先于美国。
1957年10月4日，苏联成功地将重83.6千克的世界上第一颗人造地球卫星“伴星一号”（或译为“旅行者一号”）送上了太空。
这颗卫星实际上只是一个空心小球，直径为58厘米，中间装着一个能发射电码的发报机，以证明卫星的存在。
1958年1月31日，美国的“探险者一号”人造卫星发射成功，但其重量只有苏联的1/10。
1960年，美苏都掌握了卫星回收技术。
1961年4月12日，苏联发射了第一艘载人宇宙飞船，宇航员加加林在太空遨游108分钟，绕地球一周后安全返回地面。
这一创举开辟了人类宇航的新纪元。
1961年5月，美国总统肯尼迪提出，在10年内完成“阿波罗登月计划”。
1964年8月19日，美国发射了第一颗地球同步静止轨道通讯卫星，此后，全球卫星通讯事业得到迅速发展。
1969年7月16日，“阿波罗11号”宇宙飞船从肯尼迪航天中心升空，7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林在月球上留下人类的第一串脚印，7月25日平安返回地球。
这是人类征服宇宙的又一伟大壮举。
此后，美国又相继进行了5次登月飞行，共有12名宇航员登上了月球。
其中，阿波罗15号登月最为有趣。
宇航员斯科特驾驶一辆月球车在月面上行驶了28千米，他在月球上表演了羽毛和铁球同时落下的自由落体实验，他还拿出邮戳盖了几个纪念封，开设了第一家月球邮局，月球车上的电视系统将一切都转播给了地球。
经检查从月球上带回地球的岩石，发现月球上没有任何生命的迹象，连最低级的微生物都没有，这就回答了月球是否存在生命的问题。
阿波罗计划是20世纪大科学的又一典型，美国政府为了实施这一计划，动员了40多万人、约2万家公司和研究机构、120多所大学，耗费了250多亿美元。
如此规模的科研项目，没有政府的全力支持，是绝不可能完成的。
70－80年代，空间技术在很多方面又取得新的进展。
除发射大量民用、军用卫星，如气象、通讯、侦察等卫星外，还利用航天遥感技术发射了各种空间探测器。
1970年，苏联的“金星七号”在金星上软着陆；
1977年8月和9月，美国先后发射了“旅行者一号”和“旅行者二号”，“旅行者一号”于1979年3月飞经木星、1989年访问海王星后飞出太阳系，进入银河。
中国在1970年4月发射了第一颗人造卫星，在世界上居第五位。
1971年4月19日，苏联发射了第一个宇宙航天站──“礼炮一号”，23日实现了航天站与飞船的对接。
1979年，美国的空间实验站与苏联的“礼炮六号”同时升空。
1981年4月12日，美国第一架航天飞机“哥伦比亚”号发射成功，在绕地球36圈后安全着陆。
1986年，美国“挑战者”号航天飞机爆炸后，美苏等国加紧研究兼有航空、航天两种特性，而且不必借助火箭起飞的、可自由往返于大气层内外的航天飞机。
如能研制成功，必将大大推进人类空间探索事业的发展。
这边风景独好──网络技术的发展
所谓网络，就是利用通讯系统将设立在各地的计算机连接起来，以其中的一台计算机作为中心。
这样，设置在不同地区，甚至不同国家的计算机便形成了一个庞大的信息加工“联合企业”。
网络能够在更大的范围内满足更多人的信息需要。
20世纪60年代末70年代初，美国国防部为了方便研究工作的进行及推展，所以建立了实验性质的ARPANET。
由于ARPANET的成功，一些单位也纷纷建构网路加入，主要的有美国国家科学基金会的NFSNET、太空总署的NS1……1983年1月1日，当TCP/IP正式成为唯一的标准协议之后，加入ARPANET的网络、机器和用户迅速增长。
从开始的ARPANET的千台计算机到后来的来自各大学、研究机构的几千台主机和工作站，一直到今天遍布世界的千万用户，Internet成为一个巨大而前途无量的市场。
到1997年为止，已有超过146个国家、150万部以上的电脑主机连接到了这个网络。
随着网络向商业的全面开放，这也就孕育了20世纪的最大的一次淘金热。
新行业紧随着新的技术，新的观念和新的经营管理方式，如雨后春笋一般蓬勃而出；
传统行业也在经受着信息浪潮的洗礼，在超越自我中获得新生。
昔日的信息咨询业真正如鱼得水，利用四通八达的网络更为便捷地搜集和提供各种各样的信息。
而以往在人们心目中模糊抽象的行业形象随着网络的日益普及而深入人心。
知识就是力量，信息就是财富已不再是一句口号和承诺，它从千言万语的阐释的幕后被网络活生生地摆在人们的面前。
如今，网络技术的应用已渗透到我们生活中的每一个角落。
在网络技术应用的这个巨大领域内，各种新的应用途径也层出不穷。
由于Web浏览器的问世，现在所有的互联网用户不必记忆一大堆枯燥而无聊的命令，他们面前展现出一幅绚丽多姿的网络风景画，只要按几下鼠标，他们可以方便地到世界的各个角落去翱翔。
Web的中文意思是遍及世界的网络。
这是由一名在瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心工作的科学家发明的。
它将不同的彼此相关的信息以超文本的形式组织在一起，融合多媒体技术，将网络信息活灵活现地展现在用户的面前，从而避免了一般人对陌生而繁杂的网络技术望而生畏，使得互联网风靡全球。
Web在网络的商业应用领域中更起到了其他应用不可比拟的作用。
我们已经无法回避这样一个现实，即由于电子商务的出现，工业文明时代的商业将重新“洗牌”，全球商业将就此进入一场具有划时代意义的变革之中。
最近几年，网上商务活动日趋繁荣，以因特网为基本构架的电子商务正席卷全球。
这一商业形式将成为21世纪全球经济交流的一个重要方式，并在组织构架、商品管理、市场信息、产品营销等诸多方面与传统商业展开竞争。
Web技术在商业领域里的应用主要分布在两个方面，即在线交易和远程管理。
目前，这种基于Web技术的交易方式在国外已扩展到了零售、批发、旅游和证券领域，其涉及的商品和服务包括汽车、图书、百货、运输及股票交易。
此外，Web技术在商业领域的应用，还从根本上解决了企业信息资源的共享问题，使企业的信息资源配置趋于合理，最大限度地发挥效用。
目前，英特尔、IBM等国外主要芯片及商用电脑制造商也在不遗余力地推动Web技术在电子商务领域的应用。
因此可以预计，包括软硬件在内的商务系统集成，将围绕着Web技术展开一场大规模的争夺战。
谁能在这一领域取得主动，谁就将成为未来电子商务大潮中的受益者。
可见，Web技术已成为商业管理软件的竞争焦点。
随着网络商业化应用的逐步推广，它在其他各个领域，如医疗、教育等的应用也日渐深化。
网络教育的发展如今也已成为一个热门的话题。
随着信息
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