第三次产业革命：教育与科研产业的共同成果

第二次世界大战期间，各国出于战争的需要，加强了科学技术的研究，促成了战争结束前后出现的以核能、电子计算机、宇航三大技术为代表的新技术革命的兴起，拉动了20世纪60—70年代的第三次产业革命。这次产业革命引发的工业化浪潮主要在广大的亚洲、非洲和拉丁美洲国家激荡。

第三次产业革命是由开发“人脑”的教育产业和制造“电脑”的科研产业共同作用的成果。它使整个社会的产业结构发生根本变革并得到优化，先进农业取代传统农业，技术密集型新工业替代传统的劳动密集型工业。新的产业部门不断涌现，产业结构的非物质化趋势愈演愈烈。在非物质生产领域的第三产业，传统意义的服务业扩展为包括与信息产业联系的巨大新兴产业，其产值和就业人数急剧上升。而作为直接物质生产部门的第一产业和第二产业的产值、就业人数在国民经济中的比重相对下降。制造业为主的社会转变为服务业为主的社会。

1.电子计算机的发展与自动化生产

无线电技术的发展是电子计算机诞生的直接前提。20世纪30年代无线电广播已遍布全球，1937年，英国发明雷达，这些都要求电子电路和元件技术提高到新的水平。

1936年，英国数学家图灵（1912—1954年）为计算机研制解决了数理逻辑和计算理论问题。公认的世界上第一台电子计算机是1945年年底美国研制成功的爱尼阿克（ENIAC，电子数值积分和自动计算机），每秒完成加法5000次。其计算程序为外插型，需要花很多时间事先将程序准备好。

1949年，英国根据美籍匈牙利数学家冯·诺伊曼（1903—1957年）程序内存的“离散变量自动电子计算机”（EDVAC）设计思想，研制出每秒运行几万次的冯·诺伊曼机。它用二进制代替十进制，又能将程序存贮起来，大大提高了运算速度。以后，电子计算机进入工业生产阶段。1952年年底，国际商用机器公司（IBM）第一台批量生产的IBM701在纽约向用户开放。第一代计算机（1946—1959年）使用电子真空管，因此普遍比较笨重。

随着晶体管技术的开发（1947年），1959年，美国菲尔克公司研制成第一台大型通用晶体管计算机。电子计算机进入第二代（1959—1966年）。它功耗省、体积小、重量轻，而且运算速度提高到每秒几十万次。

第一、第二两代电子计算机主要是用于军事、科研、政府机构工作，飞机制造、航空公司业务管理，以及火箭、卫星、飞船的设计发射等。

1959年，美国得克萨斯仪器公司将电子元器件与电子线路组合起来，构成微型组合电路。其进一步发展，就是把各种元件都制作在一个单晶硅片上，使一个硅片包含许多电路，这就是集成电路。

1964年4月7日，美国IBM公司制成通用的集成电路3690系列计算机，标志着第三代电子计算机（1964—1978年）的诞生。其速度达到每秒千万次，成本大规模降低，计算机开始进入普及阶段。60年代以来，集成电路向大规模集成电路发展。在1970年前后，大规模集成电路电子计算机的诞生，使计算机进入第四代（1973—1984年）。到1980年，全世界拥有的微机超过1亿台。它的应用也进入社会化和个人化阶段。一般的企业、商店、学校和个人开始购买并使用计算机。

电子计算机的发展是新科学技术革命最重要的内容和主要的标志之一。它迅速影响并推动了产业革命，从根本上改变了人类的生产和生活方式。无论是以汽车工业为代表的技术密集型产业，还是以核电为代表的能源工业安全操作、废料处理，甚至调查开发人类无法涉足的海底世界，都需要机器人。

在生产领域，计算机被应用于实时控制（也叫过程控制），形成计算机管理生产系统（CIM），推动了自动化生产。

生产自动控制技术早在19世纪初就已出现。1946年美国的福特提出“自动化”概念。1950年，美国麻省理工学院教授诺伯特·维纳博士（1894—1964年）发表《控制论》，自动控制研究兴起热潮。1952年，美国麻省理工学院运用电子计算机和自动控制技术研制出三坐标数控镜床，能按最佳控制要求在无人操作情况下加工复杂的曲面零件。机床工业从此进入数控新时期。它于1955年实现商业化。10年内，美国数控机床达到机床产量的20%。

接着，全自动化生产又经历了从生产线、生产车间到工厂的进步。在这过程中，发电厂、炼油厂、化工厂、钢铁厂等企业很快实现了自动线与计算机的结合，极大提高了生产效率，也提高了产品质量，并且十分安全可靠。自动化还开始应用到办公室和家庭，使管理工作更加科学化，日常生活更加方便舒适。

2.核能技术的开发与新能源的利用

在第三次产业革命中，能源问题受到特别重视。人类继续直接或间接使用天然能源。1967年，法国在朗斯河口建成世界上第一座大型潮汐发电站。80年代，美国在夏威夷建成一座10万千瓦的温差发电厂。

在70年代世界能源危机后，太阳能、地热能、海洋能、生物能、风能等天然能源进一步被开发。煤炭的液化、气化和石油综合利用等新技术的研究得到加强。

人工能源也得到开发，主要是原子能的利用，进而形成了人类最伟大的能源革命。1941年12月，意大利物理学家恩里科·费米（1901—1954年）领导美国第一个原子反应堆的建造。到1942年年底，反应堆建成正式运转，第一次实现了输出能大于输入能的核反应，宣告了人类利用原子能时代的开始。

美国物理学家约翰·罗伯特·奥本海默（1904—1967年）负责原子弹的研制工作。1945年7月16日，第一颗铀原子弹（利用重原子核裂变）在美国西部沙漠地区试爆成功。

苏联为打破美国的核垄断，在苏联原子弹之父库尔恰托夫领导下急起直追。1949年8月29日，在哈萨克塞米巴拉金斯克成功试爆了第一颗原子弹。

接着，美国加紧研究核聚变技术。1952年11月1日在爱纽维特克采用液体重氢和三重氢湿式燃料成功爆炸了第一颗氢弹。1953年8月12日，苏联的氢弹在北极圈的弗兰格尔岛爆炸成功（利用固体燃料）。此后，英国在1952年、1956年，法国在1960年和1968年，中国在1964年、1967年，分别试验成功原子弹和氢弹。

美国研制的核能飞船

第二代核武器是中子弹（以高能中子辐射为主要杀伤因素的低当量小型氢弹）。它也是利用聚变反应的热核武器，但从理论上讲，它不像普通氢弹那样包含裂变—聚变—裂变三个过程，而是一种纯聚变过程。它辐射强，污染小，有“干净核武器”之称。

在研制原子弹过程中，各国都先后建立原子反应堆，为和平利用原子能开辟了道路。

1954年6月，苏联在奥布宁斯克建成世界上第一座核电站（装机容量只有5千千瓦）。1956年10月和1957年，英国和美国也相继建成核电站（装机容量分别为10万千瓦和23.6万千瓦）。

核电站在正常运转时相当安全。但万一出现事故，危害就极其严重。1986年4月26日，苏联切尔诺贝利核电站第4号机组爆炸，6000余人死亡，1万余人迁居他乡。目前的核电站均依靠核裂变反应获得能量，但裂变反应会产生大量核废料，至今仍未找到永久性处理办法。(www.xing528.com)

原子能的副产品放射性同位素也得到广泛应用，在医学的诊断、治疗、生物机体内反应的研究，以及食品保存等很多方面起到越来越大的作用。

3.航空航天业的发展

第二次世界大战极大地促进了航空事业。战前的飞机主要是用活塞式内燃机做动力的螺旋桨式，速度一般都低于音速。1939年8月，德国首先研制成喷气式飞机。1949年，英国德·哈威立公司研制出第一架喷气式客机“彗星1”号，时速超过800千米。1951年，苏联研制成功米格战斗机。1954年，美国的喷气式远程运输机首次试飞。1957年1月，苏联研制成功第一代喷气客机图104。美国波音707喷气式客机也于1958年开始交付使用。

新技术革命在航天技术方面更有惊人的发展。1957年10月4日，苏联成功地将世界上第一颗人造地球卫星（重83.6千克）送上太空。人造天体的诞生开创了空间时代的新纪元。1958年2月1日，美国“探险者1号”人造卫星发射成功。

1959年1月2日，苏联发射第一颗人造行星。同年10月4日，苏联发射第3号宇宙火箭，当月27日，它拍摄的月球背面照片向全世界播发。

1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林（1934—1968年）首次乘飞船“东方1号”绕地球一周，在太空遨游108分钟后安全返回地面。人类开始进入太空时代。

1964年8月19日，美国发射第一颗地球同步静止轨道通信卫星，火箭—卫星技术达到了一个新的水平。从此，全球卫星通信事业发展迅速。

1969年7月21日，美国“阿波罗11号”宇宙飞船登月成功，宇航员尼尔·阿姆斯特朗和奥尔德林在月球上留下了人类的第一个脚印。阿姆斯特朗的那句话——“这对个人来说只是一小步，但对人类来说却是一次大飞跃”已成千古名言。

1970年4月24日，中国发射第一颗人造地球卫星“东方红1号”，成为继苏、美、法（1965年11月26）、日（1970年2月11）后第五个发射人造卫星的国家。

70年代以后，空间技术在许多方面由军备竞赛的重要手段转向民用。气象卫星、通信卫星、资源卫星、导航卫星等陆续升空，航天器中还出现轨道空间站，遥感技术发展到了航天遥感新阶段。

空间科学是一切科学技术的综合。从空间活动中发展起来的许多新技术，有卫星通信、遥感技术等，它们有巨大的科学价值和经济意义。空间研究和开发正迅速发展成为一项利润丰厚的事业。

此外，航空、航天业的发展，需求大量先进的电子设备，对材料业和精密切削加工技术也提出极高要求。因此，航空、航天业对整个科学技术、国民经济和社会发展都产生巨大影响，它代表着一个国家工业发展的水平，可以带动很多工业技术的发展。

4.通信革命与信息时代

20世纪是通信革命的世纪。电子学和通信的关系非常密切。1920年，人们发现电离层对无线电短波的反射作用。从此，短波通信成为国际通信的主要传输手段，通信距离有了极大增加。

雷达的发明与运用，促进了微波（指波长在1米以下的电波。波长愈短，传递信息的容量愈大）技术的发展。第二次世界大战后，发展起微波多路通信技术，在一条微波通信信道上能同时开通几千路甚至几万路电话。

60年代以后，无线电通信进入卫星时代。1965年4月6日，美国通信卫星公司控制的国际通信卫星财团发射了第一颗商用通信卫星。1980年发射的“国际通信卫星5号”由美、法、西德、意、日共同研制，共耗资7500万美元。

另一方面，由于计算机在信息的传输、接受和处理过程方面具有高效能和通用性，其发展和应用成为信息革命的中心。自70年代以来，随计算机的日益普及，计算机网络系统建立起来，并出现集电话、计算机、电视机、录像机、打字机、报纸等众多功能于一身的信息器。人们开始用因特网获取信息。网上教育、网上医疗、网上电子商务等越来越红火。

通信技术的飞速发展还表现在传真机、寻呼机、移动电话等的大量生产和使用。信息服务业已成为发展最快的新兴行业之一。从1984年在上海开通第一个BP机寻呼台，22年来，我们经过了BP机、大哥大兴亡全过程。截至2006年4月底，全国内地手机用户达到了4.16亿，中国成了名副其实的世界无线通信大国。信息产业的发展引起整个社会生活的巨大变革，人类迈入信息时代。

5.材料业革命

新科学技术革命造成材料业的巨大变革，具有优异特性、特殊功能的新型材料层出不穷。它们主要包括合成化学材料、半导体材料和超导材料。

现代高分子聚合物主要是由石油或天然气做原料的合成纤维（涤纶、腈纶、锦纶等）、合成橡胶与塑料“三大合成材料”。它们日益取代天然纤维、天然橡胶和木材等大部分天然材料，在解决人们的穿着、建筑和交通等方面作出了巨大贡献。

晶体管的发明引起了电子工业革命，产生半导体电子学。硅生产技术的进步，使大功率晶体管、整流器、太阳能电池以及集成电路生产得以迅速发展，半导体工业崛起。科学正在探索新的半导体材料，例如化合物半导体材料、有机半导体材料等等。

超导电现象在20世纪初（1908年）就开始被发现了。1958年，美国伊利诺伊大学的巴丁、库柏和斯里弗提出超导电量子理论，简称巴库斯（BCS）理论。超导电研究进入微观领域。超导材料具有零电阻和抗磁性两大特点，在科学技术和应用中显示出巨大的潜力，可广泛用于电工学和电子学方面。

第三次产业革命的特点是电子化。电子技术引起通信手段的革命，导致有关科技业、咨询业和信息业的勃兴。以电脑为核心，以智力产业为主导产业的社会称为信息社会，其到来标志着人类进入“后工业文明”时代，人类的生产、生活方式再次发生根本性变革。

在第三次产业革命中，科学的地位更加突出。以生命科学为例，其研究经历了从群体、个体、细胞，发展到分子水平的进步，从而提出用基因工程来改造生物，并被广泛用于生产、生活领域。在农业方面可以培育抗病新品种；在医学方面，可以有效地预防和治疗许多疾病；在环保方面，可以改善人类的生活环境。

第三次产业革命更大程度地造成环境污染。燃烧煤炭、石油和天然气等矿物燃料，向天空中释放了大量二氧化碳、二氧化硫和氧化氮等有害气体。温室效应形成，地球温度上升，带来严重的经济和社会后果。大工业还带来大气臭氧层的破坏、酸雨污染、化学品污染、塑料垃圾泛滥等等，直接破坏了地球的生态平衡。核电站事故更酿成灾难。