新技术革命的社会背景

新技术革命的产生和迅速发展有着多方面的社会发展背景。现代生产迅速发展的需要以及人类现代文明发展的多方面需要是现代新技术产生和发展的根本动力；现代自然科学发展的巨大成就为现代新技术的产生和发展奠定了理论基础；科学技术的社会化，是新技术革命成功的社会保证；战争和对抗是刺激新技术产生和发展的一个重要因素。

20世纪电子技术的迅速发展，为电子计算机的出现提供了技术前提。许多科学家、工程师感到可以利用电器元件来制造计算机了，1938年，德国工程师楚泽制成了一台纯机械结构的计算机，但其运算速度很慢，可靠性也不好。这个时候，一些目光敏锐的科学家、工程师看出使用电子管可能大大提高计算速度，因而纷纷试图制造电子计算机。第二次世界大战中，美国宾夕法尼亚大学莫尔学院电工系同美国陆军设在附近的阿伯丁弹道研究实验室共同负责为海陆军每天提供六张火力表，由于要分析大量的数据和运用复杂的公式，尽管聘用了200多名计算员，但使用电动机械计算机，一张火力表往往也要算两三个月，结果还不能令人满意。为了解决这一困难，莫希利于1942年8月提出了第一台电子计算机的初始方案，1943年6月开始试制，1946年研制成功世界上第一台电子数字计算机EMAC。这台机器1947年被运往阿伯丁，起初是专门用于弹道计算，后来经过多次改进而成为能进行各种科学计算的通用计算机。50年代后期，随着微电子技术的发展，集成电路的出现，引起了计算机技术的巨大变革。大规模及超大规模集成电路使微型计算机应运而生，并在各行各业得到广泛应用。而现代通信技术正是以计算机为控制工具，组成卫星通信和光纤通信结合起来的信息交换系统，信息技术在此基础上得到迅速发展。

现代意义的生物工程是20世纪70年代初期在分子生物学和细胞生物学的成就基础上发展起来的一个崭新的高技术领域。由于重组DNA、细胞融合和杂交瘤等新技术的出现，以及动植物细胞的大规模培养，核酸和蛋白质的分离，分析和合成等技术的进步，人们运用生命科学的这些最新成就，结合发酵和生化工程原理，生产生物产品和定向改造生物品种，使生命科学的作用从说明世界的水平提高到改造世界的水平。

进入20世纪之后，新材料技术的产生和发展与两次世界大战的军事需要及战后经济发展有很大的关系。如在有机高分子材料中，1937年，德国开始生产合成橡胶，同时，美国因橡胶供应紧张，也大力发展合成橡胶的研究；战后，许多工业发达国家都积极进行合成橡胶的研究和生产，促使合成橡胶的世界产量上升很快，品种迅速增加。有机高分子材料的出现和发展，使材料的品种又有了很大的增加。与此同时，复合材料和包括玻璃、陶瓷在内的无机非金属材料在20世纪中叶也日益被重视而获得较快的发展。半导体材料和多种功能材料的发现和研制对电子技术和许多新兴工业技术有着举足轻重的作用。

能源是维持人类生存和发展的重要物质条件。随着现代社会的发展、世界人口的增长，对能源的需求量越来越大，能源紧张已成为人类面临的最严重问题之一，迫使人们去不断探索和开发新能源。原子核能发现后，首先应用于军事上。1942年12月，由费密领导，在美国芝加哥建成第一座核反应堆，并开始正常运转，从而第一次实现了人工控制的核链式反应，开始了人类利用原子核能的新时代。1945年7月16日，第一颗原子弹试爆成功。第二次世界大战以后，美国曾企图垄断原子弹技术的秘密，但是由于核裂变理论早已公布于世，并且人尽皆知，所以未能达到垄断的目的。继美国之后，苏联、英国、法国也都先后爆炸了原子弹。20世纪50年代，有些国家已开始将原子核能的应用从军用过渡到民用，为人类提供新能源，即核能发电。最早一些国家建造的核电站，是在反应堆堆型基础上发展起来的。20世纪60年代，核电站进入了实用阶段。20世纪70年代至现在，核电站的优越性越来越明显，核能在世界能源中的地位与作用不断提高。人类在发展核能技术的同时，也在不断研究开发利用太阳能、地热能、氢能、海洋能、生物能等新能源技术。

空间技术的产生与第二次世界大战期间雷达、导弹和原子弹等新武器的研制工作有很大关系。在第二次世界大战中，主要交战国都在研制导弹，其中最先获得成功的是德国。20世纪30年代初，德国组织了火箭学会。第二次世界大战爆发后，纳粹德国急于想把火箭用于战争，首先制定了大规模研究火箭的秘密计划，投入大量的人力、物力和财力。1942年10月3日，在德国的佩内明德成功地发射了惯性制导的V-2火箭，它实际是弹道导弹的雏形。第二次世界大战期间纳粹德国的导弹科技，战后成了美国、苏联发展导弹的基础，后来美国发射的洲际弹道导弹和中程弹道导弹，就是以V-2为基础的。战后，科学家最初是试图把火箭头部安放上仪器进行高空探测。不久，美国实现了这一设想，其火箭升空高达73—130千米，而且用降落伞使火箭安全降落，并完好收回了所有的部件。此后由于军事目的，美国、苏联两国加紧改进V-2火箭的射程与制导水平。到了20世纪50年代下半叶，火箭发展已经达到了作为运载工具的水平，从而开创了人类航天的新时代，空间技术也由此而产生了。

从20世纪60年代以来，海洋开发已经成为许多国家的发展目标之一。70年代，又提出“海洋牧业”的概念，它意味着对鱼类资源的利用，从捕捞为主逐步转向养殖、增殖、捕捞相结合的生产方式，这是海洋渔业史上的一个革命性变化。此外，“二战”结束后，各国由争夺和控制海上通道转向了争夺海洋资源的开发。由此也促进了海洋运输的迅速发展，同时因为广泛应用新技术，在大规模地进行国际性联合海洋综合调查和勘探过程中，获得了空前丰富的新资料。海洋工程由此迅速发展起来。

新技术革命的学科发展背景

新技术革命中的信息技术、生物工程、新材料技术、新能源技术、空间技术和海洋工程的产生都有其自己的学科发展背景。

信息技术的基础理论与方法是信息学，主要包括通信理论、计算机科学以及其他与信息获取和利用有关的基本原理和方法。通信理论形成于1928年，一些学者分别提出了信息概念和信息率与频率的关系，随后又用统计观点说明了噪声和信号特性，并且提出了信号理论，这些理论是近代通信理论的基础。计算机科学中的理论部分在第一台数字计算机出现以前就已存在。20世纪30年代中期，英国数学家A.M.图灵等提出了理想计算机的概念。40年代数字计算机产生后，计算机设计技术与程序设计技术和有关计算机的理论研究开始得到发展，这方面构成了现在所说的计算机科学。随着数字技术，尤其是计算机技术的发展，其对通信起着越来越大的影响。70年代，由于微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，远程数据通信取得成功，可以用通信网络把分散的计算机资源联成一体，构成计算机网，共享信息资源，在此基础上产生了现代信息技术。

生物工程诞生于1976年，它是以生命科学为基础（主要是分子生物学）发展起来的。20世纪60年代初，美国物理学家伽莫夫、生物化学家尼伦贝格和德国科学家马太破译了“遗传密码”。20世纪70年代，科学家们发展了一种新技术，即DNA重组技术。生物工程由此应运而生。

材料的使用和发展，与生产力和科学技术的发展水平密切相关。20世纪固体物理的进步，使人们可以从原子和电子结构阐明材料的一些物理性质。随着科学技术的发展，人们积极汲取近代物理、近代化学，特别是固体物理、固体化学、量子化学等理论成果，并通过尖端仪器设备，研究和阐述材料的本性，从而对材料的认识不断深化、为更好地使用现有材料和探索新型材料奠定了良好的基础。到20世纪50年代末60年代初，集物理、化学、冶金学等多学科之大成的一门新兴综合**叉科学——新材料技术诞生了。

随着现代化生产的高度发展，能量的消耗也在不断加速增长。但电力能源的燃料供应毕竟是有限的，因而迫使人们不得不寻找新的能源。核能（原子能）的发现和利用是继电力技术之后的一次能源技术革命。1905年，爱因斯坦在狭义相对论中提出了质能关系式，这就从理论上揭示了核能成为新能源的可能性。随着卢瑟福人工破裂原子核，又发现了铀核裂变链式反应。从此以后，原子核物理在经历了几十年艰苦的基础研究后，进入了利用原子核能造福人类的新时代。此外，人们还将注意力转向太阳能、地热能、海洋能、氦能和生物能的研究、开发和利用，这些新能源的应用技术也不断被研究出来。

20世纪40年代以前，是空间技术的孕育时期。20世纪50年代，是空间技术的形成时期。1957年10月4日，苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，它标志着人类“空间时代”的来临。此后，科学家们就利用空间飞行器（人造地球卫星、行星和行星际探测器、空间实验室、空间站和航天飞机等——在地球大气层外的空间，基本上服从天体力学规律而运行的人造物体），对地球空间、行星际空间、恒星际空间，太阳和太阳系行星，以及太阳系外各种类型的天体进行了大量的探测，从而把人类认识宇宙的视野伸展到新的深度和广度，改变了过去由地面观测所带来的局限性，获得了许多惊人的发现，积累了大量的有极大价值的科学资料，为人类认识自然界增添了许多崭新的知识。空间技术正是在广泛吸取当代有关科学技术成就的基础上迅速发展起来的。

海洋工程的产生要追溯到海洋地质学。海洋地质学是研究海岸和海底地质、地貌的一门科学，它是海洋科学的一个重要组成部分。作为一门科学，它产生于19世纪中期，后来由于战争，由于石油和其他海底资源的开发，它的进展十分迅速。1872—1876年，英国皇家舰队的“挑战者”号在环球航行期间，展开了有组织、有计划的探海调查。这次巡航三大洋的航程近7万海里，写出了50卷的调查报告，其中包括海洋物理、化学、生物、地貌、沉积物等方面的宝贵资料，奠定了近代海洋学的基础。以后，德国、瑞典都进行过海洋调查。20世纪30年代大陆架油田的发现，第二次大战中的潜艇活动、声呐的发明，50年代海上石油勘探的大发展，都大大促进了海洋地质学的发展。40年代末到50年代初，一些海洋地质学的著作纷纷问世。这都表明海洋地质学已经逐渐形成为一门独立的学科。海洋矿产资源极其丰富，同时，海洋中的潮汐、潮流、波浪、温差等，都是用之不竭的再生能源。和今天陆地资源日渐枯竭的现状相比，海洋资源实在是太丰富了。随着人类对海洋认识的深化，便出现了以海洋为研究对象的海洋科学。而以海洋科学为指导，运用多种现代技术和仪器设备做手段，对海洋资源进行开发和利用便形成了海洋工程。