19世紀以來的科技成果

Ⅵ 21世紀偉大科技成果

1.日本研製出防瞌睡座椅提高駕駛安全性
極度疲勞往往會使人在駕駛過程中打瞌睡，而這會大大增加交通事故的發生率。東京大學的一個研究小組最近研製出一種防瞌睡座椅，有助於解決這一問題。
據當地媒體報道，研究人員在觀察人打瞌睡時的血液流動和呼吸狀態後發現，在進入瞌睡狀態前，人體末梢血管的血流量會出現一定程度的增加。這種座椅利用安裝在靠背內的電磁感測器和壓力感測器可從駕駛者背部測出這一變化，並發出警告。
研究人員指出，與打瞌睡前人體發生變化類似，人在飲酒後血液的流動和呼吸狀態等也會出現某些變化。今後研究小組還准備根據這一原理，開發在飲酒狀態下無法發動汽車的「防酒後駕車座椅」。

2.美國科學家制出「仿生眼」助盲人恢復視力
美國科學家說，將可在兩年內提供「仿生眼睛」植入手術，幫助數百萬盲人恢復視力。
美國的研究人員已獲准於兩年內在五個治療中心為50到70名病人安裝這種「仿生眼睛」。
以希臘神話中百眼巨人阿古斯（Agrus）命名的「阿古斯二型」系統利用一個安裝在眼鏡上的照相機，把視覺信號傳送到眼睛裡的電極。
以前接受不夠先進的人工視網膜移植手術的病人能夠「看到」 光線、影像和物體的運動。但圖像不夠清晰。
一名失明者在1999年接受了這種手術，現在他上街時能夠避開長的或較低的樹枝，但看人時好像是看到一團黑影。
不過美國加州大學的科學家說，他們研造的「仿生眼睛」嘗試從相機取得實時的圖像，然後把它們變成微弱的電信號，輸送到一個接收器後，在通過電極，刺激視網膜的視覺神經向大腦發出信號，讓失明者能夠「看到」景物。
這種新的裝置比傳統的人工視網膜更細小，但擁有多達60個電極，使解像度更高。而且面積只有一平方毫米，植入手術也更容易。

3.全球首台量子計算機在加拿大誕生
加拿大溫哥華D-Wave公司首席技術官基尼-羅斯宣布，該公司已成功研製出一個具有16量子比特的「獵戶星座」量子計算機。他透露，D-Wave公司將於2007年2月13日和2月15日分別在美國加州和加拿大溫哥華展示他們的量子計算機。
量子計算機是物理學家費曼在19世紀80年代提出的概念。量子位可以同時表示1和0，因此能夠攜帶更多的信息，更快地解決問題。量子計算機希望利用量子現象來增加計算的速度，最大特點是N個儲存位可以同時儲存2N個數據。不過量子計算機最大的問題是只要受到任何微干擾，例如過熱，馬上會關機。目前為止，量子計算機在實驗室中只能成功運算數千次，穩定度仍然不夠。D-Wave公司目前設計的16量子比特計算機是用貴金屬鈮製成，並且須在零下273K下運行。
有專家認為，D-Wave公司的嘗試只是一種原理性檢驗，雖很有必要，卻必須首先糾正量子計算中不可避免的錯誤，否則這個量子計算機將無法運行。許多科學家認為，量子計算機廣泛商業化還需20年時間。但羅斯認為，2008年他們將製成世界第一台具有1000個量子比特的量子計算機。

4.美國科學家制出「仿生眼」助盲人恢復視力
美國科學家說，將可在兩年內提供「仿生眼睛」植入手術，幫助數百萬盲人恢復視力。
美國的研究人員已獲准於兩年內在五個治療中心為50到70名病人安裝這種「仿生眼睛」。
以希臘神話中百眼巨人阿古斯（Agrus）命名的「阿古斯二型」系統利用一個安裝在眼鏡上的照相機，把視覺信號傳送到眼睛裡的電極。
以前接受不夠先進的人工視網膜移植手術的病人能夠「看到」 光線、影像和物體的運動。但圖像不夠清晰。
一名失明者在1999年接受了這種手術，現在他上街時能夠避開長的或較低的樹枝，但看人時好像是看到一團黑影。
不過美國加州大學的科學家說，他們研造的「仿生眼睛」嘗試從相機取得實時的圖像，然後把它們變成微弱的電信號，輸送到一個接收器後，在通過電極，刺激視網膜的視覺神經向大腦發出信號，讓失明者能夠「看到」景物。
這種新的裝置比傳統的人工視網膜更細小，但擁有多達60個電極，使解像度更高。而且面積只有一平方毫米，植入手術也更容易。

5.消失模鑄造技術
項目內容及應用領域：消失模鑄造技術是將泡沫塑料(EPS)製成的模型埋入無粘結劑的干砂中造型，採用微震加負壓緊實，在沒有芯子甚至沒有冒口的情況下澆入液態金屬，在澆鑄和凝固過程中繼續保持一定的負壓使泡沫塑料氣化繼而被金屬取代形成鑄件的一種新型鑄造方法.它具有一次成型，尺寸精度高; 大大改善鑄造車間的環境條件，易實現無污染生產;鑄件形狀、結構不受限制，為製品設計提供了充分的自由度; 生產製造成本低，設備投資小等優點。

6.納米二氧化硅
納米二氧化硅微粉技術在我國是一項剛剛起步的新興技術。由於其表面積大，吸附力強，表面能大，因此該微粉具有特殊的性能，在眾多學科及領域內獨具特性，有著不可取代的作用。世界發達國家對超細材料的研究工作十分活躍，並已取得了一定的成果。
它以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性，在橡膠、塗料、醫葯、造紙、日化等諸多領域得到廣泛應用，並為其相關工業領域的發展提供了新材料基礎和技術保證，享有「工業味精」、「材料科學的原點」之美譽。自問世以來，已成為當今世界材料學中最能適應時代要求和發展最快的品種之一。發達國家已經把高功能、高附加值的精細無機材料作為本世紀新材料的重點加以發展。
原本國內生產氧化硅微粉採用氣相法工藝路線，所用原料以SiCl4 ，Si（CH3）n為主，因來源緊張，價格昂貴，收率低，使得其產品的生產成本較高，而普通沉澱法雖採用廉價原料，但也只能生產顆粒較大的微粉，其產品粒徑在30—45μm之間，達不到超精微粉的級別，難以滿足市場的需要。但現在，一些公司，通過分析研究，提出一種新的工藝路線---化學直接合成法。在這個方法中，採用的為改良沉澱法，即在沉澱過程中，通過分散劑控制粒子生長的方法控制關鍵的反應階段及操作數據來生產氧化硅微粉。
納米二氧化硅微粉能使材料和產品改善並提高其固有的物理屬性和化學性能。幾乎所有行業提高產品質量指標所需要的。目前國內外大量生產的是粒徑較大的二氧化硅。因此本項目的研製成功，填補國內空白，為我國生產納米二氧化硅產品開辟了一條新路，對我國新材料行業的發展具有十分重要的作用。

7.空氣汽車
空氣汽車最高時速已達100-120公里，加速能力0-50公里為6秒，行車距離230公里或12小時，在加氣站添加「燃料」只需2分鍾，售價大約在6-7萬港幣。現在，MDI已設立設計工作室，利用電腦，改進外觀設計，適應時尚需求。
空氣發動機是空氣汽車的關鍵部件，從外觀上看近似一種直列的小型內燃機，它有曲軸、活塞、閥門、進氣管，排氣管、定時皮帶等等，但它具有自己獨特的運行規則。

Ⅶ 20世紀科技發展成就的例子

中國的載人航天工程計劃在經過全面充分的科學論證後，於1992年9月由中央專門委員會批准正式立項實施。此項計劃的實施，無論是對提高中國尖端科技的水平，還是對促進國民經濟發展，都有著不可低估的重要作用。在1999年11月20日， 「神舟」號試驗飛船首飛成功。
●1999年8月，神威3840億次高性能計算機系統問世，它的研製成功，使我國成為繼美國、日本之後能夠研製生產每秒3000億次以上計算機的國家。
●80年代未、90年代初，中國的核武器小型化及中子彈研製成功；多彈頭的洲際彈道導彈成功發射；大推力運載火箭－長征3及各類衛星發射成功。
●90年代，各類常規武器的發展，是上個世紀最為顯著的時期，這一時期研製和列裝的武器裝備，從根本上提升了我軍的戰鬥力。
三代主戰坦克問世，表明了我國在「陸戰之王」的研製上基本追趕上了發達國家；
95槍族的問世，在世界小口徑槍支史上寫下了中國的名子；
各類自行火炮的相繼裝備，使我軍機械化程度邁上了新台階
新型驅逐艦、先進戰機的研製進入了攻堅階段。

Ⅷ 20世紀的科技成就有哪些

20世紀是科學技術發展突飛猛進的世紀，人類在本世紀所取得的科技成就和創造的物質財富超過了以往任何一個時代。它們是推動經濟和社會持續發展的決定性因素，改變了並將繼續改變世界的面貌。它們中有一些為科技界公認的重大成就，將在人類歷史上永遠閃耀著奪目的光輝。

20世紀初科學革命兩大成就

20世紀的科學是在19世紀的重大理論成果如熱力學與電磁學理論、化學原子論、生物進化論與細胞學說等基礎上發展起來的。19世紀的三大發現（X射線、放射性、電子）導致了20世紀前30年的物理學革命，誕生了相對論和量子力學，成為20世紀科學發展的先導和基礎。

1、相對論

1905年，20世紀最偉大的科學天才愛因斯坦在他26歲時創立了狹義相對論，提出了不同於經典物理學的嶄新的時空觀和質（m）能（E）相當關系式E＝mc2（此處光速C＝3×108米／秒），在理論上為原子能的應用開辟了道路。

關於E＝mc2，即物體貯藏的能量等於該物體的質量乘以光速的平方，這個數量大到令人難以想像的程度。我們不妨打個比方說，1克物質全部轉化成的能量，相當於常規狀態下燃燒36000噸煤所釋放的全部熱能；或者說，1克質量相當於2500萬度的電能。

1915年，愛因斯坦又創立了廣義相對論，深刻揭示了時間、空間和物質、運動之間的內在聯系——空間和時間是隨著物質分布和運動速度的變化而變化的。它成為了現代物理學的基礎理論之一。

從1923年開始，愛因斯坦用他的後半生致力於統一場論的探索，企圖建立一個既包括引力場又包括電磁場的統一場理論，雖然他沒有取得成功，但是楊振寧和米爾斯於50年代創立了「楊—米爾斯場方程」，發展了所謂「規范場」的理論，使愛因斯坦夢寐以求的統一場論可望在規范場的基礎上得以實現。

2、量子力學

1900年，普朗克創立了量子論，提出能量並非無限可分、能量的變化是不連續的新觀念。1905年，愛因斯坦提出了光量子論，揭示了光的「波粒二象性」。1913年，玻爾把量子化概念引進原子結構理論。1923年，德布羅意提出物質波理論。1925年，海森伯和薛定諤分別建立矩陣力學和波動力學。1928年，26歲的狄拉克提出電磁場中相對論性電子運動方程和最初形式的量子場論，使包括矩陣力和波動力學在內的量子力學取得了重大的進展。

20代末量子力學的建立，是繼1905-1915年相對論建立之後對經典物理學的又一次革命性的突破，它成功地揭示了微觀物質世界的基本規律，加速了原子物理學和固態物理學的發展，為核物理學和粒子物理學准備了理論基礎，同時也促進了化學鍵理論和分子生物學等的產生。因此，量子力學可以說是20世紀最多產的科學理論，迄今仍具有強大的生命力。

20世紀中後期5大科學成就

30年代以來，物質基本結構、規范場、宇宙大爆炸、遺傳物質分子雙螺旋結構、大地構造板塊學說以及資訊理論、控制論、系統論等理論的創建，使人類的視野進一步拓展到更為宇觀、宏觀和微觀的領域，成為人類文明進步的巨大推動力。

1、物質的基本結構

從遠古時代開始，人們就在探討物質是由什麼組成的，有沒有公共的基本單元。直到19世紀末，人們都認為這種共同的基元就是原子。1911年，盧瑟福發現原子內部有一個核；1913年，玻爾指出放射性變化發生在原子核內部，於是研究原子核的組成、變化規律以及內部結合力的核物理學應運而生。

1932年，查德威克發現了中子。從此，人們認識到各種原子都是由電子、質子和中子組成的，於是把這三種粒子和光子稱為基本粒子。

但是，基本粒子並不「基本」。一方面，正電子、中微子、介子等新的基本粒子相繼發現；另一方面，基本粒子還有其內部結構。60年代以來，出現了基本粒子結構的「誇克模型」、「層子模型」等，使40年代末誕生的一門新的獨立學科——基本粒子物理學（又稱高能物理學）至今方興未艾，成果累累。

2、宇宙大爆炸理論

現代宇宙學的研究發端於愛因斯坦。他在1915年創立廣義相對論後，用它來考察宇宙的結構問題，於1917年提出有限無邊的宇宙模型。1922年，弗里德曼提出的非靜態宇宙模型，認為宇宙是可能膨脹的。1929年，哈勃確定了星系紅移（即退行速度）和距離之間的線性關系，證實了宇宙膨脹理論。1932年，勒梅特提出了宇宙爆炸說。

1948年，伽莫夫把核物理學的知識同宇宙膨脹理論結合起來，發展了大爆炸理論，並用它來說明化學元素的起源。這一宇宙大爆炸理論在1965年發現的宇宙背景輻射現象和1998年哈勃望遠鏡探測到距地球120億光年之遙的星系中得到了有力的支持。

3、DNA分子雙螺旋模型

1953年4月25日，英國《自然》雜志刊登了25歲的沃森和37歲的克里克合作研究的成果——DNA雙螺旋結構的分子模型，這一成就後來被譽為20世紀生物學方面最偉大的發現，也被認為是分子生物學誕生的標志。

DNA是遺傳基因的物質載體——脫氧核糖核酸的英文簡稱。1915至1928年間，摩爾根通過果蠅實驗，證明了坐落在細胞核內染色體上的基因決定著生物性狀，從而創立了基因理論。染色體是由蛋白質和DNA組成的。過去生物學界一直認為蛋白質是遺傳信息的載體，直到1944年埃弗里等人通過實驗才證明了遺傳載體不是蛋白質，而是DNA。1953年DNA分子結構雙螺旋模型的建立是打開遺傳之謎的關鍵。60年代尼倫柏格等人破譯了遺傳密碼，證明地球上所有生物的遺傳密碼都是相同的——DNA的4種核苷酸鹼基的序列代表了基因的遺傳信息，決定著蛋白質的20種氨基酸的組成和排列順序。作為基因載體的DNA是生命的後台指揮者，生命的一切性狀通過受DNA決定的蛋白質來表現。

4、大地板塊構造學說

1912年，魏格納提出大陸漂移說，認為在地質歷史上的古生代，全球只有一塊巨大陸地，周圍是一片大洋；中生代以來，這塊古陸開始分裂、漂移，逐漸成為現在的幾個大陸和無數島嶼，原來的大洋則分割成幾個大洋和若干小海。

大陸漂移說經半個多世紀的發展，由地幔對流說（1928年）、海底擴張說（1961年）等階段，到1968年勒比雄等提出了全球大地板塊構造學說，建造了全球被分為歐亞、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南極六大板塊和若干小板塊的結構模型，得到了越來越多的科學驗證，特別是海洋地質學的有力支持。

5、資訊理論、控制論、系統論

1948年，申農《通訊的數學理論》、維納《控制論：關於動物和機器中控制和通信的科學》、貝塔朗菲《生命問題》的出版，標志著交叉科學資訊理論、控制論、一般系統論的誕生；1957年，古德等《系統工程學》的出版為系統工程論奠定了基礎。60年代以來，又出現了新的交叉科學——突變論、協同論和耗散結構理論。

交叉科學不僅溝通了為數眾多的自然科學學科，而且在方法論上也溝通了自然科學與社會科學。它向人們提供了定量、精確和最優的認識世界的方法，對人類社會產生了深刻的影響。

20世紀的5大尖端技術成果

在科學的先導和生產的促進下，20世紀發展起來五大尖端技術：核技術、航天技術、信息技術、激光技術和生物技術，在能源、材料、自動化、海洋和環境等高新技術方面也有了長足的進步。

1、核能與核技術

原子核的裂變和聚變反應將產生和釋放出遠大於機械能、化學能等產生的能量。核能的和平利用，為人類提供了一個既安全又清潔、取之不盡而用之不竭的能源寶庫。

1942年，美國建成了世界上第一座原子反應堆，首次實現了人工控制的鏈式核裂變反應。1945年第一顆原子彈爆炸成功。1952年第一顆輕核聚變的氫彈爆炸成功。1954年，蘇聯建成世界上第一座原子能發電站。60年代以後，核電站進入實用階段，發展至今已成為一種重要能源，約佔全球發電總量的1／5。

核技術還廣泛應用於農業、醫療、材料、考古和環保等領域。40年代放射性同位素開始大量生產，1947年比利發明了C14測定年代的方法，1951年開始使用Co60等放射性元素治療癌症，70年代以來計算機x射線斷層掃描技術（CT）廣泛應用於臨床，80年代初發展到核磁共振掃描技術（MRI）。

2、航天和空間技術

1903-1914年，齊奧爾科夫斯基提出以火箭為動力的航行理論，奠定了航天學的基礎。1919年，戈達德提出火箭飛行的數學原理，並於1926年成功地發射了世界上第一枚液體燃料的火箭。1942年，布勞恩主持設計發射的液體軍用飛箭成為二戰後各國火箭發展的藍本。

1957年，蘇聯用洲際導彈的火箭裝置發射了世界上第一顆人造地球衛星，「空間時代」從此開始。1961年，蘇聯發射載人宇宙飛船，人類首次飛向太空。1969年，美國「阿波羅」11號飛船登月，人類在月球上留下了第一個腳印。1971年，蘇聯建造空間站，人類首次在太空中有了活動基地。1981年，美國發射太空梭成功，從此人類可以自由進出太空。

自50年代後期起，人類開始對月球和太陽系各大行星，以及遙遠的行星際空間進行探測，至今已發射了100多顆空間探測器，去揭示宇宙的形成與演化，探索生命的起源以及空間環境對人類生存環境的影響。

3、信息技術

信息技術是20世紀發展最快的技術領域。它對人類社會、經濟、政治、文化等產生了全方位的巨大而深遠的影響。

1906年，三極電子管的發明使電信號放大，從而使遠程無線電通信成為可能。1947年，第一隻晶體管的誕生為電子電路集成化和數字化提供了重要的基礎。1945年問世的電子計算機，已經歷了第一代（電子管，40年代中至50年代末）、第二代（晶體管，50年代末至60年代中）、第三代（集成電路，60年代中至70年代初）和第四代（大規模和超大規模集成電路，70年代初開始）等發展階段，80年代開始對新一代的智能計算機、光學計算機和量子計算機的探索已取得初步成果。

隨著大規模集成電路的出現，計算機向巨型化和微型化兩極發展。70年代中，巨型機的向量運算速度超過了每秒億次；微機則進入了千家萬戶，標志著個人電腦時代的來臨。當今，巨型機的運算速度已達每秒3．9萬億次，而計算機互聯網路則在2億多網民的學習、研究、交流、貿易甚至娛樂等方面創造了嶄新的工作和生活方式。

4、激光技術

1917年，愛因斯坦在研究光的輻射的過程中，提出了「受激輻射」的概念，奠定了激光的理論基礎。1958年激光被發現。1960年美國製成了世界上第一台激光器，它用紅寶石晶體做發光材料，用發光強度很高的脈沖氙燈做激發光源，在這種受激輻射作用下產生的一種超強光束就是激光。

繼紅寶石激光器之後，半導體激光器（1963年）、氣體激光器（1964年）、自由電子激光器（1977年）乃至原子激光器（1977年）等相繼問世。

5、生物技術

基因重組技術（又稱基因工程）是20世紀下半葉蓬勃興起和發展的現代生物技術的最前沿領域。60年代末至70年代初，阿爾伯和史密斯發現細胞中有兩種「工具酶」，能對DNA進行「剪切」和「連接」；內森斯則使用工具酶首次實現了DNA切割和組合。DNA的重組能創造性地利用生物資源，實現人類改造生物的遺傳特徵、產生人類所需要的生物類型的意願。80年代以來，已獲得上百種轉基因動植物，對農業發展具有重要意義。轉基因葯物的研製和生產則將為人類的健康帶來新的福音。

除基因工程外，生物技術（即生物工程）還包括細胞工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程等領域。1978年首例試管嬰兒路易斯誕生、1996年克隆羊多莉的出現都是細胞工程的傑作；加酶洗衣粉和嫩肉粉等則是酶工程的產品；現代發酵工業始於青黴素的生產，現已大規模利用發酵工程生產抗生素等。至於根據需要對天然蛋白質的基因進行改造，生產出新的、自然界原本不存在的優質蛋白質，更是日益受到重視，被譽為第二代基因工程。

Ⅸ 請分別列舉17世紀到19世紀，中西方科技發明成果各一項

B試題分析：本題考查閱讀圖表，分析歸納的能力。題干中的表格主要列回舉了三次工業（答科技）革命一些重要發明成果的研究年限、生產推廣年限，反映了科學成果從發明到應用的時間越來越快、科技成果轉化為生產力的周期越來越短。②說法較絕對；④第一次工業革命時期的科學成果都是技術進步推動的，與科學理論重大突破無關。故選B。

Ⅹ 有什麼科技成就

20世紀最耀眼的12組科技成果

王渝生

20世紀是科學技術發展突飛猛進的世紀，人類在本世紀所取得的科技成就和創造的物質財富超過了以往任何一個時代。它們是推動經濟和社會持續發展的決定性因素，改變了並將繼續改變世界的面貌。它們中有一些為科技界公認的重大成就，將在人類歷史上永遠閃耀著奪目的光輝。

20世紀初科學革命兩大成就

20世紀的科學是在19世紀的重大理論成果如熱力學與電磁學理論、化學原子論、生物進化論與細胞學說等基礎上發展起來的。19世紀的三大發現（X射線、放射性、電子）導致了20世紀前30年的物理學革命，誕生了相對論和量子力學，成為20世紀科學發展的先導和基礎。

1、相對論

1905年，20世紀最偉大的科學天才愛因斯坦在他26歲時創立了狹義相對論，提出了不同於經典物理學的嶄新的時空觀和質（m）能（E）相當關系式E＝mc2（此處光速C＝3×108米／秒），在理論上為原子能的應用開辟了道路。

關於E＝mc2，即物體貯藏的能量等於該物體的質量乘以光速的平方，這個數量大到令人難以想像的程度。我們不妨打個比方說，1克物質全部轉化成的能量，相當於常規狀態下燃燒36000噸煤所釋放的全部熱能；或者說，1克質量相當於2500萬度的電能。

1915年，愛因斯坦又創立了廣義相對論，深刻揭示了時間、空間和物質、運動之間的內在聯系——空間和時間是隨著物質分布和運動速度的變化而變化的。它成為了現代物理學的基礎理論之一。

從1923年開始，愛因斯坦用他的後半生致力於統一場論的探索，企圖建立一個既包括引力場又包括電磁場的統一場理論，雖然他沒有取得成功，但是楊振寧和米爾斯於50年代創立了「楊—米爾斯場方程」，發展了所謂「規范場」的理論，使愛因斯坦夢寐以求的統一場論可望在規范場的基礎上得以實現。

2、量子力學

1900年，普朗克創立了量子論，提出能量並非無限可分、能量的變化是不連續的新觀念。1905年，愛因斯坦提出了光量子論，揭示了光的「波粒二象性」。1913年，玻爾把量子化概念引進原子結構理論。1923年，德布羅意提出物質波理論。1925年，海森伯和薛定諤分別建立矩陣力學和波動力學。1928年，26歲的狄拉克提出電磁場中相對論性電子運動方程和最初形式的量子場論，使包括矩陣力和波動力學在內的量子力學取得了重大的進展。

20代末量子力學的建立，是繼1905-1915年相對論建立之後對經典物理學的又一次革命性的突破，它成功地揭示了微觀物質世界的基本規律，加速了原子物理學和固態物理學的發展，為核物理學和粒子物理學准備了理論基礎，同時也促進了化學鍵理論和分子生物學等的產生。因此，量子力學可以說是20世紀最多產的科學理論，迄今仍具有強大的生命力。

20世紀中後期5大科學成就

30年代以來，物質基本結構、規范場、宇宙大爆炸、遺傳物質分子雙螺旋結構、大地構造板塊學說以及資訊理論、控制論、系統論等理論的創建，使人類的視野進一步拓展到更為宇觀、宏觀和微觀的領域，成為人類文明進步的巨大推動力。

1、物質的基本結構

從遠古時代開始，人們就在探討物質是由什麼組成的，有沒有公共的基本單元。直到19世紀末，人們都認為這種共同的基元就是原子。1911年，盧瑟福發現原子內部有一個核；1913年，玻爾指出放射性變化發生在原子核內部，於是研究原子核的組成、變化規律以及內部結合力的核物理學應運而生。

1932年，查德威克發現了中子。從此，人們認識到各種原子都是由電子、質子和中子組成的，於是把這三種粒子和光子稱為基本粒子。

但是，基本粒子並不「基本」。一方面，正電子、中微子、介子等新的基本粒子相繼發現；另一方面，基本粒子還有其內部結構。60年代以來，出現了基本粒子結構的「誇克模型」、「層子模型」等，使40年代末誕生的一門新的獨立學科——基本粒子物理學（又稱高能物理學）至今方興未艾，成果累累。

2、宇宙大爆炸理論

現代宇宙學的研究發端於愛因斯坦。他在1915年創立廣義相對論後，用它來考察宇宙的結構問題，於1917年提出有限無邊的宇宙模型。1922年，弗里德曼提出的非靜態宇宙模型，認為宇宙是可能膨脹的。1929年，哈勃確定了星系紅移（即退行速度）和距離之間的線性關系，證實了宇宙膨脹理論。1932年，勒梅特提出了宇宙爆炸說。

1948年，伽莫夫把核物理學的知識同宇宙膨脹理論結合起來，發展了大爆炸理論，並用它來說明化學元素的起源。這一宇宙大爆炸理論在1965年發現的宇宙背景輻射現象和1998年哈勃望遠鏡探測到距地球120億光年之遙的星系中得到了有力的支持。

3、DNA分子雙螺旋模型

1953年4月25日，英國《自然》雜志刊登了25歲的沃森和37歲的克里克合作研究的成果——DNA雙螺旋結構的分子模型，這一成就後來被譽為20世紀生物學方面最偉大的發現，也被認為是分子生物學誕生的標志。

DNA是遺傳基因的物質載體——脫氧核糖核酸的英文簡稱。1915至1928年間，摩爾根通過果蠅實驗，證明了坐落在細胞核內染色體上的基因決定著生物性狀，從而創立了基因理論。染色體是由蛋白質和DNA組成的。過去生物學界一直認為蛋白質是遺傳信息的載體，直到1944年埃弗里等人通過實驗才證明了遺傳載體不是蛋白質，而是DNA。1953年DNA分子結構雙螺旋模型的建立是打開遺傳之謎的關鍵。60年代尼倫柏格等人破譯了遺傳密碼，證明地球上所有生物的遺傳密碼都是相同的——DNA的4種核苷酸鹼基的序列代表了基因的遺傳信息，決定著蛋白質的20種氨基酸的組成和排列順序。作為基因載體的DNA是生命的後台指揮者，生命的一切性狀通過受DNA決定的蛋白質來表現。

4、大地板塊構造學說

1912年，魏格納提出大陸漂移說，認為在地質歷史上的古生代，全球只有一塊巨大陸地，周圍是一片大洋；中生代以來，這塊古陸開始分裂、漂移，逐漸成為現在的幾個大陸和無數島嶼，原來的大洋則分割成幾個大洋和若干小海。

大陸漂移說經半個多世紀的發展，由地幔對流說（1928年）、海底擴張說（1961年）等階段，到1968年勒比雄等提出了全球大地板塊構造學說，建造了全球被分為歐亞、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南極六大板塊和若干小板塊的結構模型，得到了越來越多的科學驗證，特別是海洋地質學的有力支持。

5、資訊理論、控制論、系統論

1948年，申農《通訊的數學理論》、維納《控制論：關於動物和機器中控制和通信的科學》、貝塔朗菲《生命問題》的出版，標志著交叉科學資訊理論、控制論、一般系統論的誕生；1957年，古德等《系統工程學》的出版為系統工程論奠定了基礎。60年代以來，又出現了新的交叉科學——突變論、協同論和耗散結構理論。

交叉科學不僅溝通了為數眾多的自然科學學科，而且在方法論上也溝通了自然科學與社會科學。它向人們提供了定量、精確和最優的認識世界的方法，對人類社會產生了深刻的影響。

20世紀的5大尖端技術成果

在科學的先導和生產的促進下，20世紀發展起來五大尖端技術：核技術、航天技術、信息技術、激光技術和生物技術，在能源、材料、自動化、海洋和環境等高新技術方面也有了長足的進步。

1、核能與核技術

原子核的裂變和聚變反應將產生和釋放出遠大於機械能、化學能等產生的能量。核能的和平利用，為人類提供了一個既安全又清潔、取之不盡而用之不竭的能源寶庫。

1942年，美國建成了世界上第一座原子反應堆，首次實現了人工控制的鏈式核裂變反應。1945年第一顆原子彈爆炸成功。1952年第一顆輕核聚變的氫彈爆炸成功。1954年，蘇聯建成世界上第一座原子能發電站。60年代以後，核電站進入實用階段，發展至今已成為一種重要能源，約佔全球發電總量的1／5。

核技術還廣泛應用於農業、醫療、材料、考古和環保等領域。40年代放射性同位素開始大量生產，1947年比利發明了C14測定年代的方法，1951年開始使用Co60等放射性元素治療癌症，70年代以來計算機x射線斷層掃描技術（CT）廣泛應用於臨床，80年代初發展到核磁共振掃描技術（MRI）。

2、航天和空間技術

1903-1914年，齊奧爾科夫斯基提出以火箭為動力的航行理論，奠定了航天學的基礎。1919年，戈達德提出火箭飛行的數學原理，並於1926年成功地發射了世界上第一枚液體燃料的火箭。1942年，布勞恩主持設計發射的液體軍用飛箭成為二戰後各國火箭發展的藍本。

1957年，蘇聯用洲際導彈的火箭裝置發射了世界上第一顆人造地球衛星，「空間時代」從此開始。1961年，蘇聯發射載人宇宙飛船，人類首次飛向太空。1969年，美國「阿波羅」11號飛船登月，人類在月球上留下了第一個腳印。1971年，蘇聯建造空間站，人類首次在太空中有了活動基地。1981年，美國發射太空梭成功，從此人類可以自由進出太空。

自50年代後期起，人類開始對月球和太陽系各大行星，以及遙遠的行星際空間進行探測，至今已發射了100多顆空間探測器，去揭示宇宙的形成與演化，探索生命的起源以及空間環境對人類生存環境的影響。

3、信息技術

信息技術是20世紀發展最快的技術領域。它對人類社會、經濟、政治、文化等產生了全方位的巨大而深遠的影響。

1906年，三極電子管的發明使電信號放大，從而使遠程無線電通信成為可能。1947年，第一隻晶體管的誕生為電子電路集成化和數字化提供了重要的基礎。1945年問世的電子計算機，已經歷了第一代（電子管，40年代中至50年代末）、第二代（晶體管，50年代末至60年代中）、第三代（集成電路，60年代中至70年代初）和第四代（大規模和超大規模集成電路，70年代初開始）等發展階段，80年代開始對新一代的智能計算機、光學計算機和量子計算機的探索已取得初步成果。

隨著大規模集成電路的出現，計算機向巨型化和微型化兩極發展。70年代中，巨型機的向量運算速度超過了每秒億次；微機則進入了千家萬戶，標志著個人電腦時代的來臨。當今，巨型機的運算速度已達每秒3．9萬億次，而計算機互聯網路則在2億多網民的學習、研究、交流、貿易甚至娛樂等方面創造了嶄新的工作和生活方式。

4、激光技術

1917年，愛因斯坦在研究光的輻射的過程中，提出了「受激輻射」的概念，奠定了激光的理論基礎。1958年激光被發現。1960年美國製成了世界上第一台激光器，它用紅寶石晶體做發光材料，用發光強度很高的脈沖氙燈做激發光源，在這種受激輻射作用下產生的一種超強光束就是激光。

繼紅寶石激光器之後，半導體激光器（1963年）、氣體激光器（1964年）、自由電子激光器（1977年）乃至原子激光器（1977年）等相繼問世。

5、生物技術

基因重組技術（又稱基因工程）是20世紀下半葉蓬勃興起和發展的現代生物技術的最前沿領域。60年代末至70年代初，阿爾伯和史密斯發現細胞中有兩種「工具酶」，能對DNA進行「剪切」和「連接」；內森斯則使用工具酶首次實現了DNA切割和組合。DNA的重組能創造性地利用生物資源，實現人類改造生物的遺傳特徵、產生人類所需要的生物類型的意願。80年代以來，已獲得上百種轉基因動植物，對農業發展具有重要意義。轉基因葯物的研製和生產則將為人類的健康帶來新的福音。

除基因工程外，生物技術（即生物工程）還包括細胞工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程等領域。1978年首例試管嬰兒路易斯誕生、1996年克隆羊多莉的出現都是細胞工程的傑作；加酶洗衣粉和嫩肉粉等則是酶工程的產品；現代發酵工業始於青黴素的生產，現已大規模利用發酵工程生產抗生素等。至於根據需要對天然蛋白質的基因進行改造，生產出新的、自然界原本不存在的優質蛋白質，更是日益受到重視，被譽為第二代基因工程。

20世紀科技發展帶給21世紀的遺產將包括科學的全球化、社會化，社會的科學化，科學的交叉性、復雜性和綜合性，科學、技術與社會的密切結合並相互作用，科學技術促進世界和平和人與自然的協調發展等等。有了這些基礎，人類可以滿懷信心地去迎接全球化知識經濟的新時代！