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新四大发明

发布时间:2006-10-19 点击数: 字号:- 小 + 大【收藏】【打印文章】

    指南针、造纸术、火药、印刷术——中国古代的四大发明,为世界科技的进步谱写了光辉的篇章。

    20世纪的新四大发明”——原子能、半导体、计算机、激光器,又彻底改写了世界科技发展的历史。

    原子能:1911年,物理学家发现电子的中心是带正电的原子核。1913年,玻尔提出电子在不同轨道上绕原子核运动。1919年,英国物理学家卢瑟福用带正电的。粒子轰击氮和氢,发现了质。1932年,卢瑟福的学生和助手——查德威克发现中子,进而提出原子核由质子和中子组成。1938年,物理学家发现重原子核裂变。核能的威力首先被用于战争。1942年6月,美国政府启动了代号为曼哈顿工程的原子武器制造计划。1945年7月16日,世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州的荒漠上试爆成功。此后,前苏联于 1949年、英国于1952年、法国于1960年、中国于1964年 10月分别研制出并成功地爆炸了原子弹(图1——1)。和平利用原子能,成为整个世界的呼声。1942年,世界上第一座裂变反应堆在美国建成;1954年,莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行,标志着人类和平利用原子能时代的到来。1991年,中国的第一座核电站——秦山核电站起用,继之大亚湾核电站投产。

    半导体:1947年,美国电报电话公司(AT&T)贝尔实验室的三位科学家巴丁、布莱顿和肖克利在研究半导体材料——锗和硅的物理性质时,意外地发现了锗晶体具有放大作,经过反复研究,他们用半导体材料制成了放大倍数达100量级的放大器,这便是世界上第一个固体放大器——晶体三极管。晶体管的出现,迅速替代电子管占领了世界电子领域。随后,晶体管电路不断向微型化方向发展。1957年,美国科学家达默提出将电子设备制作在一个没有引线的固体半导体板块中的大胆技术思想,这就是半导体集成电路的思想。1958年,美国德克萨斯州仪器公司的工程师基尔比在一块半导体硅晶片上电阻、电容等分立元件放入其中,制成第一批集成电路。1959年,美国仙童公司的诺伊斯用一种平面工艺制成半导体集成电路,点石成金,集成电路很快成了比黄金还诱人的产品1971年 11月,英特尔(Intel)公司的霍夫将计算机的线路加以改进,把中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,另外再加上存储器,制成世界上第一个微处理器。随着硅片上元件集成度的增加,集成电路的发展经历了小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路(VLSI)阶段。1978年,研制成的超大规模集成电路,集成度达10万以上,电子技术进入微电子时代。80年代末,芯片上集成的元件数突破1000万的大关。

    计算机:1946年,世界上第一台电子数字积分计算机——埃尼克(ENIAC)在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生(图1一2)。ENIAC犹如一个庞然大物,重达30吨、占地170平方米、内装18000个电子管,但它运算速度却比当时最好的机电式计算机快1000倍。ENMC的问世,犹如石破天惊,开辟了信息新时代。1949年,第一台存储程序计算机——EDSAC在剑桥大学投入运行,ENIAC和EDSAC均属于第一代计算机。1954年,美国贝尔实验室制成第一台晶体管计算机——TRADIC,使计算机体积大大缩小。1958年,美国IBM公司制成全部使用晶体管的计算机,第二代计算机诞生了。第二代计算机的运算速度比第一代计算机提高了近百倍。60年代中期,随着集成电路的问世,第三代计算机诞生,其标志产品是1964年由美国IBM公司生产的IBM360系列机。第四代计算机以大规模集成电路作为逻辑元件和存储器,使计算机向着微型化和巨型化方向发展。计算机的微处理器从早期的8086,发展到80286.80386. 80486.奔腾(Pentium)、奔腾二代(Pentium)和奔腾三代(Pentiu)。当前,第五代计算机——智能计算机的研究正渐入佳境。智能计算机的主要特征是具备人工智能,能像人一样思维,并且运算速度极快,它不仅具有一种能够支持高度并行和推理的硬件系统,还具有能够处理知识信息的软件系统。世纪之交,计算机科技的前沿领域包括:神经网络计算机。超导计算机、生物计算机和光计算机等。

    激光器:1958年,贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了关于激光器的经典论文,奠定了激光发展的基础。1960年,美国人梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器。1965年,第一台可产生大功率激光的器件——二氧化碳激光器诞生。1967年,第一台X射线激光器研制成功。1997年,美国麻省理工学院的研究人员研制出第一台原子激光器。激光器的出现,大大改变了人类的生产与生活:在通信技术领域,光通信依赖的基础器件便是激光器,用于存储信息的CDROM光盘,可存储数百兆比特的信息;越洋光通信已进入1万亿比特/8的开发阶段;光计算机的研究也正日益深入。在能源领域,激光可用于工业、军事上的能量源,大功率激光器被用于受控核聚变研究。在医学领域,激光治疗已在外科、内科、妇科、牙科、五官科、肿瘤科得到应用,可治疗数百种疾病;激光针灸可以无痛,无菌地穿透皮肤,达到治疗的目的。此外,激光在军事、生物工程等领域也崭露头角,应用范围日益拓宽。由此,激光被人们誉为20世纪的世纪之光

(编辑:佚名)

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