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物理學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展(編輯修改稿)

2025-11-14 05:42 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 產(chǎn)體制,從整體上提高經(jīng)濟(jì)效益,增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。 重視信息利用 :由于血緣關(guān)系,歐美的信息交流十分瀕繁,歐洲任何新技術(shù)動(dòng)向都能在美國(guó)得到反映,其反映速度之快,往往超過(guò)歐洲鄰國(guó)。 1745 年,荷蘭人發(fā)明蓄電池,第二年美國(guó)人富蘭克林( 1706- 1790)就進(jìn)行天電傳蓄的“費(fèi)城實(shí)驗(yàn)”。 1803年,英國(guó)人剛把蒸汽機(jī)裝到火車上,運(yùn)行尚未成功,美國(guó)人 ( 1765— 18is)就發(fā)明了蒸汽機(jī)輪船①。歐洲人發(fā)明 DDT,還沒(méi)試產(chǎn),美國(guó)人已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段,使馬鈴薯產(chǎn)量當(dāng)年翻番。 1837年英國(guó)發(fā)明電報(bào),第二年美國(guó)就推廣使用。今天,技術(shù)信息速度就是工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度。這是重要的現(xiàn)代信息意識(shí)。 通過(guò)創(chuàng)新超過(guò)別人 1850 年,美國(guó)結(jié)束了完全照搬歐洲技術(shù)的歷史,走上工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新之路。 從抓機(jī)械技術(shù)創(chuàng)新開(kāi)始: 美國(guó)地多人少,勞力不足,需要發(fā)展節(jié)約勞力的機(jī)械技術(shù)。當(dāng)時(shí),英國(guó)對(duì)美國(guó)人引進(jìn)技術(shù)戒備森嚴(yán),這迫使美國(guó)人依靠自己力量發(fā)展機(jī)械技術(shù)。 創(chuàng)新始于 E.惠特尼( 1765— 1825)發(fā)明軋棉機(jī)。這個(gè)發(fā)明使清除棉籽效率提高了 1000倍,從而使美國(guó)超過(guò)印度,成為世界最大棉花出口國(guó)。美國(guó)利用出口棉 花的外匯購(gòu)置技術(shù)和工業(yè)品,產(chǎn)生良性循環(huán)。此發(fā)明大大地鼓舞了美國(guó)人。當(dāng)時(shí)美國(guó)總統(tǒng)寫(xiě)信給惠待尼:“你的發(fā)明很重要,我要買一臺(tái)這種機(jī)器”?,F(xiàn)在美國(guó)專利局大門上還刻著:“專利制度(技術(shù)發(fā)明)注入興趣這個(gè)燃料 ,使天才之火燃燒起來(lái)?!? 電力技術(shù)革命使美國(guó)后來(lái)者居上: 電力技術(shù)革命起源于歐洲,完成在美國(guó)。 1866 年,維西門于發(fā)明電機(jī)后曾給他在倫敦的弟弟寫(xiě)信:“電力技術(shù)很有發(fā)展前途,它將會(huì)開(kāi)創(chuàng)一個(gè)新紀(jì)元?!焙髞?lái)事實(shí)證明了他的預(yù)見(jiàn)。繼西門子的電機(jī)之后, 1876 年貝爾( 1847- 1922)發(fā)明了電話, 1879 年愛(ài)迪生發(fā)明電燈 ,這三大發(fā)明照亮了人類實(shí)現(xiàn)電氣化的道路。 愛(ài)迪生的發(fā)明,在美國(guó)興起一場(chǎng)電力技術(shù)革命。美國(guó)電力技術(shù)革命對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的影響如同德國(guó)化工技術(shù)革命對(duì)德國(guó)工業(yè)化的影響一樣重要。 1882 年,愛(ài)迪生建成世界上第一個(gè)發(fā)電廠,發(fā)電能力為 900;馬力,供 7200 個(gè)燈泡使用。完成了電力工業(yè)技術(shù)體系。幾乎同時(shí)在歐美紛紛成立許多專業(yè)電氣公司,實(shí)現(xiàn)電力技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。 1889 年,金融大亨摩爾根參加了愛(ài)迪生的電氣公司,使美國(guó)的電氣化步伐加快了。愛(ài)迪生的一生,是美國(guó)從落后農(nóng)業(yè)國(guó)向工業(yè)國(guó)過(guò)渡、從全盤照搬歐洲技術(shù)到建立美國(guó)自己的技術(shù)體系的時(shí)代。愛(ài) 迪生的奉獻(xiàn)使美國(guó)人驕傲,美國(guó)人稱他為“發(fā)明大王”、“一代英雄”。 大規(guī)模生產(chǎn)方式使工業(yè)史進(jìn)入歷史新階段: 美國(guó)機(jī)械工業(yè)取得領(lǐng)先地位,重要原因之一是實(shí)現(xiàn)了元部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化生產(chǎn)。 1787 年,惠特尼完成了步槍零件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)工作。只要把大批生產(chǎn)的通用標(biāo)準(zhǔn)化零件隨意組裝,就可以大規(guī)模成批生產(chǎn)步槍。這一創(chuàng)舉,為美國(guó)領(lǐng)先完成專業(yè)化、單一產(chǎn)品化和標(biāo)準(zhǔn)化的大規(guī)模生產(chǎn)方式,為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的科學(xué)化拉開(kāi)序幕。這種美國(guó)生產(chǎn)方式迅速在世界各國(guó)推廣,成為企業(yè)降低成本提高效益的重要途徑,至今已沿用 100 年之久。 直到近幾年,日本才推出小批量多樣化的生產(chǎn)方式,以最大限度地滿足顧客的多種需求,引起各國(guó)企業(yè)的重視。美國(guó)生產(chǎn)方式的思路,是從法國(guó)來(lái)的。早在 1785 年,美國(guó)駐法公使杰弗遜發(fā)現(xiàn)法國(guó)皇室兵工廠采用部件標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)方法,立即寫(xiě)報(bào)告給政府。實(shí)際上,惠特尼的思想是在法國(guó)影響下產(chǎn)生的。 現(xiàn)代管理科學(xué)誕生于美國(guó)的機(jī)械工業(yè)發(fā)展過(guò)程之中。 1886 年,美國(guó)機(jī)械學(xué)會(huì)就發(fā)表了企業(yè)科學(xué)管理文章。 1903 年,該學(xué)會(huì)發(fā)表了首創(chuàng)管理學(xué)的管理大師泰勒( 1856 一 1915)的論文《工廠管理法》。 1911 年,他又發(fā)表《科學(xué)管理原理》一書(shū),系統(tǒng)地闡 述了有關(guān)企業(yè)定額管理、作業(yè)規(guī)程管理、計(jì)劃管理、專業(yè)管理、工具管理等建立在行動(dòng)分析基礎(chǔ)上的一整套理論和方法,為現(xiàn)代管理學(xué)奠定了基礎(chǔ)。該理論方法稱之為“泰勒制”,它通過(guò)職工積極性與管理者責(zé)任心的結(jié)合,使生產(chǎn)效率空前提高。 1908 年,美國(guó)福特汽車廠的福特( 1863~ 1947),采用了“泰勒制”,把零部件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化和流水作業(yè)線結(jié)合起來(lái),大幅度提高生產(chǎn)效率。他的管理方法,大量節(jié)約人力、物力,使汽車售價(jià)由當(dāng)時(shí)的 8000 美元一輛降到 850美元,從而使他有可能提高工人工資一倍(生產(chǎn)效率超過(guò) 4 倍),執(zhí)行“高工資低價(jià)格” 政策。 1927 年,銷售量達(dá)到 1500 萬(wàn)輛。福特汽車公司從此扶搖直上,成為世界最大汽車廠,美國(guó)也成為“汽車王國(guó)”。 產(chǎn)業(yè)技術(shù)革個(gè)帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)繁榮: 如果說(shuō)英國(guó)、德國(guó)的第一次技術(shù)革命(產(chǎn)業(yè)革命),還只是解決生產(chǎn)文明問(wèn)題,那么美國(guó)的第二次技術(shù)革命(產(chǎn)業(yè)革命),就不只是解決生產(chǎn)文明(鋼鐵、化工和電力技術(shù)),還發(fā)展了生活文明(汽車、無(wú)線電和航空工業(yè)技術(shù))。 首先,美國(guó)完成和完善了歐洲的鋼鐵、化工和電力“三大技術(shù)?!? 在機(jī)械工業(yè)帶動(dòng)影響下,美國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展很快。 1870 年,鋼產(chǎn)量只有 7 萬(wàn)噸。 1880年, 在歐洲鋼鐵技術(shù)基礎(chǔ)上建成自己的鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)體系。 1889 年,美國(guó)的一流技術(shù)使鋼鐵產(chǎn)量超過(guò)歐洲,達(dá)到 400 多萬(wàn)噸,占世界第一位。 美國(guó)的又一優(yōu)勢(shì)是石油與石油化工。自 1859 年 8 月 29日美言國(guó)打出第一口油井以后,就極力發(fā)揮石油開(kāi)采技術(shù)優(yōu)勢(shì),發(fā)展石油工業(yè).美國(guó)汽車工業(yè)與航空工業(yè)的發(fā)展促使石油工業(yè)得到空前繁榮。特別是中東油田的大規(guī)模開(kāi)采,使“黑色的金子”像水一樣便宜,流入美國(guó)。 1953 年,美國(guó)用油量超過(guò)用煤量,實(shí)現(xiàn)了煤與油的燃料轉(zhuǎn)換。 1960 年,石油消費(fèi)量已占世界的 60%。世界十大企業(yè),其中 5 個(gè)是美國(guó)石油公司。 美 國(guó)化學(xué)工業(yè)有 120 年歷史,但取得世界領(lǐng)先地位。主要是靠?jī)?yōu)于德國(guó)煤化工的石油化工。 1927~ 1934 年,美國(guó)的纖維、塑料和橡膠的三大合成工業(yè)發(fā)展迅速。杜邦公司的 卡羅瑟( 1896— 1973)發(fā)明了“尼龍”,驚動(dòng)世界,尼龍襪子成為各國(guó)婦女排隊(duì)搶購(gòu)的時(shí)髦貨。它標(biāo)志著煤化工向石油化工轉(zhuǎn)換的里程碑。 從此,石油化工以其能合成各種用品的絕技,使產(chǎn)值在 8 年中增加了 19 倍。由于投資回收很快(不到 3 年),使它成為各工業(yè)部門中產(chǎn)品附加價(jià)值最高、規(guī)模大、發(fā)展很快的“搖錢樹(shù)”工業(yè)。 美國(guó)的石油化工技術(shù),使美國(guó)除化肥工業(yè)以外, 全部奪得冠軍寶座,成為“石油化工技術(shù)王國(guó)”。 其次,美國(guó)完成和發(fā)展了汽車、飛機(jī)和無(wú)線電技術(shù)這“三大文明”。 美國(guó)石油工業(yè)促進(jìn)汽車工業(yè)與航空工業(yè)的發(fā)展,美國(guó)以其巨大的優(yōu)勢(shì)迅速占領(lǐng)世界市場(chǎng)。 1927 年,汽車總產(chǎn)量已占世界的 80%。福特公司成為世界第一企業(yè),它使 8 個(gè)美國(guó)人就有一輛汽車。 1947 年,美國(guó)生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)有了很大發(fā)展,進(jìn)一步促進(jìn)汽車、航空工業(yè)的繁榮。 1903 年。美國(guó)在自行車行業(yè)工作的萊特兄弟,在滑翔機(jī)上安裝 12 馬力汽油發(fā)動(dòng)機(jī),試飛成功,標(biāo)志著人類進(jìn)入航空時(shí)代。 1918 年,開(kāi)辟了紐約到芝加哥航線。 30 年代,美國(guó)的 DC3- 7 號(hào)螺旋槳客機(jī)投入使用。 50 年代,噴氣客機(jī)投入使用,美國(guó)的波音航空公司成為世界 1000 多家航空公司中最大的航空工業(yè)公司之一。 無(wú)線電技術(shù)起源于歐洲,但發(fā)展成為工業(yè)則在美國(guó)。 1876 年,美國(guó)人貝爾發(fā)明了電話。之后兩年,美國(guó)就建立了電話局,一年后遍及紐約全城。 1885 年,電話在歐洲普及。 1892 年,美國(guó)建立世界上第一個(gè)自動(dòng)撥號(hào)電話局。 1927年,美國(guó)電話臺(tái)數(shù)占世界總臺(tái)數(shù)的 61%。 1906 年,美國(guó)人 L.德福雷斯特( 1873— 1961)發(fā)明了無(wú)線電關(guān)鍵部件三極真空管②。1910 年美國(guó)建成第 一個(gè)無(wú)線電廣播電臺(tái),收音機(jī)開(kāi)始進(jìn)入家庭。 1920 年實(shí)現(xiàn)商業(yè)廣播,公布了總統(tǒng)大選結(jié)果,其發(fā)展速度之快令人吃驚。 1926 年,建成全國(guó)廣播網(wǎng),第一個(gè)節(jié)目是1927 年元旦橄欖球賽。 1929 年,美國(guó)人發(fā)明彩色電視。 1943 年,美國(guó)建成國(guó)際廣播電臺(tái) —— “美國(guó)之音”。 1947年,美國(guó)利用微波通訊,實(shí)現(xiàn)電視電話的中繼與多路傳送。 1948 年,貝爾電話研究所的三位學(xué)者發(fā)明半導(dǎo)體,制成半導(dǎo)體收音機(jī)。 1960 年,美國(guó)人使激光技術(shù)得到應(yīng)用,迎來(lái)“激光通訊時(shí)代”。到此為止,美國(guó)名符其實(shí)地成為世界科技中心。 回顧美國(guó)歷史, 1860 年以前,美國(guó)還處于殖民地的經(jīng)濟(jì)落后狀態(tài)。 1860~ 1890 年,美國(guó)通過(guò)工業(yè)技術(shù)革命、創(chuàng)新,使產(chǎn)值上升 9 倍。到 1880 年,它已經(jīng)是西方第二經(jīng)濟(jì)大國(guó)。1890 年,躍居世界第一,許多工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量都居世界第一位,其黃金儲(chǔ)量占世界一半。 1900年,人均收入超過(guò)歐洲, 1913 年黃金儲(chǔ)量達(dá)到 70%,成為世界經(jīng)濟(jì)的一霸。 三次技術(shù)革命 技術(shù)革命:指生產(chǎn)技術(shù)上的根本變革。例如從用體力、畜力生產(chǎn)改為用蒸汽做動(dòng)力生產(chǎn),用手工工具生產(chǎn)改為用機(jī)器生產(chǎn)。 第一次技術(shù)革命:是以英國(guó)為代表的蒸汽機(jī)時(shí)代。 1774 年,英 國(guó)格拉斯哥大學(xué)的一名年輕的儀器修理工人瓦特,針對(duì)紐可門蒸汽機(jī)存在缺點(diǎn),參考了不少熱力學(xué)有關(guān)資料,請(qǐng)教了校內(nèi)布拉克教授,認(rèn)真對(duì)紐可門蒸汽機(jī)進(jìn)行分析研究。 1776 年,第一臺(tái)實(shí)用型瓦特蒸汽機(jī)便開(kāi)始在布魯姆菲爾德煤礦投入使用。 瓦特蒸汽機(jī)與已有的紐可門蒸汽機(jī)相比有很大優(yōu)勢(shì),它可以提高工效 5 倍;可以節(jié)約燃料 75%;與任何工具機(jī)連接都可使用。 工業(yè)革命對(duì)動(dòng)力機(jī)械的迫切需要促進(jìn)了蒸汽機(jī)的發(fā)明與改進(jìn),故一當(dāng)蒸汽機(jī)獲得了實(shí)用的時(shí)候,很快便得到了廣泛的采用。 1783 年,首先被用于威爾金森鐵工廠。 1785 年接著被用于紡紗機(jī)。 1787 年,美國(guó)的菲奇首先采用蒸汽機(jī)造成一艘汽船, 1789 年又被用于織布機(jī)。 1790 年以后,開(kāi)始被各個(gè)紡織廠普遍采用。 1800 年以后,又被廣泛運(yùn)用于磨粉、釀酒、造紙、制革等輕工業(yè)部門、林業(yè)部門。 1814 年美國(guó)的史蒂文森創(chuàng)造了陸上運(yùn)輸?shù)牡谝惠v機(jī)車 。 1830 年,英國(guó)的整個(gè)紡織業(yè)完成了從工場(chǎng)手工業(yè)過(guò)渡到以蒸汽機(jī)為基本動(dòng)力的機(jī)器大工業(yè)的過(guò)程。 所有的大機(jī)器,其中包括火車、輪船,都因有蒸汽機(jī)帶動(dòng)而飛速運(yùn)轉(zhuǎn),整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)面貌、社會(huì)生活面貌大為改觀,這就是人類史上第一次產(chǎn)業(yè)革命。 繼英國(guó)之后歐洲大陸和美國(guó)、日 本等國(guó)全力推廣蒸汽機(jī),大規(guī)模的蒸汽機(jī)生產(chǎn)與應(yīng)用,很快就成為了國(guó)際性的動(dòng)力設(shè)備,從而形成了 19 世紀(jì)的蒸汽機(jī)時(shí)代。 第二次技術(shù)革命:是以歐美 19世紀(jì)下半葉至 20 世紀(jì)初興起的電氣時(shí)代。 蒸汽機(jī)不僅笨重,而且效率低,啟動(dòng)不方便,逐漸被內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)所代替。而內(nèi)燃機(jī)和其他一系列新型熱機(jī)的出現(xiàn),雖然效率有了提高,啟動(dòng)方便,但也不能把產(chǎn)生出來(lái)的機(jī)械能分散輸送到各地方工作機(jī)使用,只能適應(yīng)機(jī)動(dòng)的汽車、機(jī)車、飛機(jī)和固定集中的工作機(jī)使用??茖W(xué)和技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)完成了開(kāi)發(fā)和使用電能的全部準(zhǔn)備,于是便又發(fā)生了近代 技術(shù)史上的第二次動(dòng)力技術(shù)革命 —— 用電力代替直接使用蒸汽動(dòng)力的革命。 靜電現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),早在古代希臘的泰利斯的著作中便有記載,我國(guó)東漢時(shí)期的王充也有“頓率掇齊”的描述,意思是琥珀經(jīng)過(guò)磨擦后,能吸引輕微物體(菜芥籽、絨毛等),然而電能真正為人們生產(chǎn)所使用,一直到 19 世紀(jì)中葉才開(kāi)始。 靜電現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)后,人們經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的歲月,才從靜電時(shí)代進(jìn)入電動(dòng)時(shí)代。 .. 這一進(jìn)程中具有重大意義的幾個(gè)事件 一是意大利科學(xué)家伏打于 1800 年發(fā)明了電池(被稱為伏打電池); 二是丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特于 1820 年發(fā)現(xiàn)了電磁效應(yīng)現(xiàn)象; 三是英國(guó)科學(xué)家法拉第于 1831 年建立了電磁感應(yīng)定律。 法拉第電磁感應(yīng)定律首先打開(kāi)了電動(dòng)力學(xué)的大門,為開(kāi)拓電力能源應(yīng)用于生產(chǎn)中建立了豐功偉績(jī)?,F(xiàn)在電氣時(shí)代的出現(xiàn),關(guān)鍵主要是從法拉第電磁感應(yīng)定律掀起。 1834 年法拉第用 U 形磁鐵和銅盤創(chuàng)造出世界上第一臺(tái)原始發(fā)電機(jī)雛形; 1845 年英國(guó)物理學(xué)家惠斯通最先采用電磁鐵代替永久磁鐵,制成了世界上第一臺(tái)用電磁鐵為磁極的發(fā)電機(jī); 1864 年英國(guó)技師威爾德提出自激勵(lì)磁法; 1866 年德國(guó)的維西門子按這一設(shè)想,研制成功了世界上第一臺(tái)自激勵(lì)發(fā)電機(jī)。從此工業(yè)實(shí)用發(fā)電機(jī)便投入大規(guī) 模生產(chǎn)。 1870 年比利時(shí)的格拉姆改進(jìn)制成環(huán)狀電樞自激式發(fā)電機(jī),能產(chǎn)生均勻電流。 1880
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