新技術革命的社會背景

新技術革命的產生和迅速發展有著多方麵的社會發展背景。現代生產迅速發展的需要以及人類現代文明發展的多方麵需要是現代新技術產生和發展的根本動力；現代自然科學發展的巨大成就為現代新技術的產生和發展奠定了理論基礎；科學技術的社會化，是新技術革命成功的社會保證；戰爭和對抗是刺激新技術產生和發展的一個重要因素。

20世紀電子技術的迅速發展，為電子計算機的出現提供了技術前提。許多科學家、工程師感到可以利用電器元件來製造計算機了，1938年，德國工程師楚澤製成了一台純機械結構的計算機，但其運算速度很慢，可靠性也不好。這個時候，一些目光敏銳的科學家、工程師看出使用電子管可能大大提高計算速度，因而紛紛試圖製造電子計算機。第二次世界大戰中，美國賓夕法尼亞大學莫爾學院電工係同美國陸軍設在附近的阿伯丁彈道研究實驗室共同負責為海陸軍每天提供六張火力表，由於要分析大量的數據和運用複雜的公式，盡管聘用了200多名計算員，但使用電動機械計算機，一張火力表往往也要算兩三個月，結果還不能令人滿意。為了解決這一困難，莫希利於1942年8月提出了第一台電子計算機的初始方案，1943年6月開始試製，1946年研製成功世界上第一台電子數字計算機EMAC。這台機器1947年被運往阿伯丁，起初是專門用於彈道計算，後來經過多次改進而成為能進行各種科學計算的通用計算機。50年代後期，隨著微電子技術的發展，集成電路的出現，引起了計算機技術的巨大變革。大規模及超大規模集成電路使微型計算機應運而生，並在各行各業得到廣泛應用。而現代通信技術正是以計算機為控製工具，組成衛星通信和光纖通信結合起來的信息交換係統，信息技術在此基礎上得到迅速發展。

現代意義的生物工程是20世紀70年代初期在分子生物學和細胞生物學的成就基礎上發展起來的一個嶄新的高技術領域。由於重組DNA、細胞融合和雜交瘤等新技術的出現，以及動植物細胞的大規模培養，核酸和蛋白質的分離，分析和合成等技術的進步，人們運用生命科學的這些最新成就，結合發酵和生化工程原理，生產生物產品和定向改造生物品種，使生命科學的作用從說明世界的水平提高到改造世界的水平。

進入20世紀之後，新材料技術的產生和發展與兩次世界大戰的軍事需要及戰後經濟發展有很大的關係。如在有機高分子材料中，1937年，德國開始生產合成橡膠，同時，美國因橡膠供應緊張，也大力發展合成橡膠的研究；戰後，許多工業發達國家都積極進行合成橡膠的研究和生產，促使合成橡膠的世界產量上升很快，品種迅速增加。有機高分子材料的出現和發展，使材料的品種又有了很大的增加。與此同時，複合材料和包括玻璃、陶瓷在內的無機非金屬材料在20世紀中葉也日益被重視而獲得較快的發展。半導體材料和多種功能材料的發現和研製對電子技術和許多新興工業技術有著舉足輕重的作用。

能源是維持人類生存和發展的重要物質條件。隨著現代社會的發展、世界人口的增長，對能源的需求量越來越大，能源緊張已成為人類麵臨的最嚴重問題之一，迫使人們去不斷探索和開發新能源。原子核能發現後，首先應用於軍事上。1942年12月，由費密領導，在美國芝加哥建成第一座核反應堆，並開始正常運轉，從而第一次實現了人工控製的核鏈式反應，開始了人類利用原子核能的新時代。1945年7月16日，第一顆原子彈試爆成功。第二次世界大戰以後，美國曾企圖壟斷原子彈技術的秘密，但是由於核裂變理論早已公布於世，並且人盡皆知，所以未能達到壟斷的目的。繼美國之後，蘇聯、英國、法國也都先後爆炸了原子彈。20世紀50年代，有些國家已開始將原子核能的應用從軍用過渡到民用，為人類提供新能源，即核能發電。最早一些國家建造的核電站，是在反應堆堆型基礎上發展起來的。20世紀60年代，核電站進入了實用階段。20世紀70年代至現在，核電站的優越性越來越明顯，核能在世界能源中的地位與作用不斷提高。人類在發展核能技術的同時，也在不斷研究開發利用太陽能、地熱能、氫能、海洋能、生物能等新能源技術。

空間技術的產生與第二次世界大戰期間雷達、導彈和原子彈等新武器的研製工作有很大關係。在第二次世界大戰中，主要交戰國都在研製導彈，其中最先獲得成功的是德國。20世紀30年代初，德國組織了火箭學會。第二次世界大戰爆發後，納粹德國急於想把火箭用於戰爭，首先製定了大規模研究火箭的秘密計劃，投入大量的人力、物力和財力。1942年10月3日，在德國的佩內明德成功地發射了慣性製導的V-2火箭，它實際是彈道導彈的雛形。第二次世界大戰期間納粹德國的導彈科技，戰後成了美國、蘇聯發展導彈的基礎，後來美國發射的洲際彈道導彈和中程彈道導彈，就是以V-2為基礎的。戰後，科學家最初是試圖把火箭頭部安放上儀器進行高空探測。不久，美國實現了這一設想，其火箭升空高達73—130千米，而且用降落傘使火箭安全降落，並完好收回了所有的部件。此後由於軍事目的，美國、蘇聯兩國加緊改進V-2火箭的射程與製導水平。到了20世紀50年代下半葉，火箭發展已經達到了作為運載工具的水平，從而開創了人類航天的新時代，空間技術也由此而產生了。

從20世紀60年代以來，海洋開發已經成為許多國家的發展目標之一。70年代，又提出“海洋牧業”的概念，它意味著對魚類資源的利用，從捕撈為主逐步轉向養殖、增殖、捕撈相結合的生產方式，這是海洋漁業史上的一個革命性變化。此外，“二戰”結束後，各國由爭奪和控製海上通道轉向了爭奪海洋資源的開發。由此也促進了海洋運輸的迅速發展，同時因為廣泛應用新技術，在大規模地進行國際性聯合海洋綜合調查和勘探過程中，獲得了空前豐富的新資料。海洋工程由此迅速發展起來。

新技術革命的學科發展背景

新技術革命中的信息技術、生物工程、新材料技術、新能源技術、空間技術和海洋工程的產生都有其自己的學科發展背景。

信息技術的基礎理論與方法是信息學，主要包括通信理論、計算機科學以及其他與信息獲取和利用有關的基本原理和方法。通信理論形成於1928年，一些學者分別提出了信息概念和信息率與頻率的關係，隨後又用統計觀點說明了噪聲和信號特性，並且提出了信號理論，這些理論是近代通信理論的基礎。計算機科學中的理論部分在第一台數字計算機出現以前就已存在。20世紀30年代中期，英國數學家A.M.圖靈等提出了理想計算機的概念。40年代數字計算機產生後，計算機設計技術與程序設計技術和有關計算機的理論研究開始得到發展，這方麵構成了現在所說的計算機科學。隨著數字技術，尤其是計算機技術的發展，其對通信起著越來越大的影響。70年代，由於微電子技術、計算機技術和通信技術的發展，遠程數據通信取得成功，可以用通信網絡把分散的計算機資源聯成一體，構成計算機網，共享信息資源，在此基礎上產生了現代信息技術。

生物工程誕生於1976年，它是以生命科學為基礎（主要是分子生物學）發展起來的。20世紀60年代初，美國物理學家伽莫夫、生物化學家尼倫貝格和德國科學家馬太破譯了“遺傳密碼”。20世紀70年代，科學家們發展了一種新技術，即DNA重組技術。生物工程由此應運而生。

材料的使用和發展，與生產力和科學技術的發展水平密切相關。20世紀固體物理的進步，使人們可以從原子和電子結構闡明材料的一些物理性質。隨著科學技術的發展，人們積極汲取近代物理、近代化學，特別是固體物理、固體化學、量子化學等理論成果，並通過尖端儀器設備，研究和闡述材料的本性，從而對材料的認識不斷深化、為更好地使用現有材料和探索新型材料奠定了良好的基礎。到20世紀50年代末60年代初，集物理、化學、冶金學等多學科之大成的一門新興綜合**叉科學——新材料技術誕生了。

隨著現代化生產的高度發展，能量的消耗也在不斷加速增長。但電力能源的燃料供應畢竟是有限的，因而迫使人們不得不尋找新的能源。核能（原子能）的發現和利用是繼電力技術之後的一次能源技術革命。1905年，愛因斯坦在狹義相對論中提出了質能關係式，這就從理論上揭示了核能成為新能源的可能性。隨著盧瑟福人工破裂原子核，又發現了鈾核裂變鏈式反應。從此以後，原子核物理在經曆了幾十年艱苦的基礎研究後，進入了利用原子核能造福人類的新時代。此外，人們還將注意力轉向太陽能、地熱能、海洋能、氦能和生物能的研究、開發和利用，這些新能源的應用技術也不斷被研究出來。

20世紀40年代以前，是空間技術的孕育時期。20世紀50年代，是空間技術的形成時期。1957年10月4日，蘇聯成功地發射了第一顆人造地球衛星，它標誌著人類“空間時代”的來臨。此後，科學家們就利用空間飛行器（人造地球衛星、行星和行星際探測器、空間實驗室、空間站和航天飛機等——在地球大氣層外的空間，基本上服從天體力學規律而運行的人造物體），對地球空間、行星際空間、恒星際空間，太陽和太陽係行星，以及太陽係外各種類型的天體進行了大量的探測，從而把人類認識宇宙的視野伸展到新的深度和廣度，改變了過去由地麵觀測所帶來的局限性，獲得了許多驚人的發現，積累了大量的有極大價值的科學資料，為人類認識自然界增添了許多嶄新的知識。空間技術正是在廣泛吸取當代有關科學技術成就的基礎上迅速發展起來的。

海洋工程的產生要追溯到海洋地質學。海洋地質學是研究海岸和海底地質、地貌的一門科學，它是海洋科學的一個重要組成部分。作為一門科學，它產生於19世紀中期，後來由於戰爭，由於石油和其他海底資源的開發，它的進展十分迅速。1872—1876年，英國皇家艦隊的“挑戰者”號在環球航行期間，展開了有組織、有計劃的探海調查。這次巡航三大洋的航程近7萬海裏，寫出了50卷的調查報告，其中包括海洋物理、化學、生物、地貌、沉積物等方麵的寶貴資料，奠定了近代海洋學的基礎。以後，德國、瑞典都進行過海洋調查。20世紀30年代大陸架油田的發現，第二次大戰中的潛艇活動、聲呐的發明，50年代海上石油勘探的大發展，都大大促進了海洋地質學的發展。40年代末到50年代初，一些海洋地質學的著作紛紛問世。這都表明海洋地質學已經逐漸形成為一門獨立的學科。海洋礦產資源極其豐富，同時，海洋中的潮汐、潮流、波浪、溫差等，都是用之不竭的再生能源。和今天陸地資源日漸枯竭的現狀相比，海洋資源實在是太豐富了。隨著人類對海洋認識的深化，便出現了以海洋為研究對象的海洋科學。而以海洋科學為指導，運用多種現代技術和儀器設備做手段，對海洋資源進行開發和利用便形成了海洋工程。