工程熱力學發展史精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的工程熱力學發展史主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：工程熱力學發展史范文

1物理學史的引入可激發學生嘗試科學探究與實踐的興趣

新課程重視科學探究對激發學生的求知欲，使學生受到科學方法的訓練，培養學生良好的科學素質、創新意識和創造能力方面的重要意義.科學探究的要素包括：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作.物理學史中這方面的例子很多，如在講到法拉第電磁感應定律時，通過相關物理學史的介紹，使問題的引入自然.科學來源于實踐，科學的動力在于人類的求知本性和在大自然中生存和發展的需要.教師可介紹富蘭克林在用萊頓瓶進行放電實驗的過程中，面對著電火花的閃光和劈啪聲，總是禁不住聯想到天空的雷電.他意識到萊頓瓶的電火花可能就是一種小型雷電.為了驗證這個想法，必須將天空中的雷電引到地面上來.1752年7月的一個雷雨天，富蘭克林用綢子做了一個大風箏.風箏頂上安上一根尖細的鐵絲，絲線將鐵絲聯起來通向地面，絲線的末端拴一把銅鑰匙，鑰匙則一個萊頓瓶中.富蘭克林將風箏放上天空等待打雷.突然，一陣雷電打下來，只見絲線上的毛毛頭全都豎立起來，用手靠近銅鑰匙，即發出電火花，天電終于被捉下來了.富蘭克林發現，儲存了天電的萊頓瓶可以產生一切地電所能產生的現象，這就證明了天電和地電是一樣的.

2物理教學中穿插物理學史有助于學生全面理解物理規律

物理規律(包括物理定律、定理、原理、法則、公式等)反映了物理現象、物理過程在一定條件下發生、發展和變化的規律.在進行物理教學時，為了讓學生最有效地掌握好物理規律，應使其對物理規律的建立過程有一定的了解，這就需要教師經常把物理學史知識滲透到物理教學之中.這是由于物理學的創立和發展是具有連續性的，后人的研究工作總是以前人的研究成果為基礎，重要的物理規律都是經歷了艱難和曲折的歷史發展過程的.讓學生了解這些規律的發現過程，會對學生學習物理規律、形成嚴謹的工作態度和作風產生重大的影響.例如在講述萬有引力定律和牛頓運動三定律時，可以給學生介紹當時的社會背景：l6世紀以后的歐洲，由于航海、戰爭和工業的需要，大大地促進了力學的發展，推動了對天體的觀測和研究.波蘭天文學家哥白尼對天象進行了長期的觀測，獲得了大量的觀測資料，在對這些觀測資料進行了整理和分析后，提出了“日心說”的理論體系，了統治天文學領域一千多年的托勒密“地心說”體系，打開了自然科學的大門.繼哥白尼之后，丹麥天文學家第谷以他驚人的毅力和畢生的精力對行星的運動進行了精確的觀測，并采集到大量的觀測數據，這為他的學生開普勒的進一步研究打下了良好的基礎.開普勒有著豐富的想象力和杰出的數學才能，在整理和研究第谷所觀測到的數據中總結出了開普勒三定律.

3物理學史加強科學研究方法教育，可培養學生的辯證唯物主義世界觀

物理學是一門實驗科學.1901年～1992年，共有142位物理學者榮獲諾貝爾物理學獎，其中因實驗而獲獎的有103位.正如丁肇中教授所說：“物理學是從物理實驗中產生的.”在實驗課中引入物理學史，一方面是提高實驗效果；另一方面是從歷史上闡述相關理論的產生、發展、驗證和形成的過程，通過史料知識把相關的理論知識連成網絡，形成知識面，從而可以使學生更好地理解物理學中理論和實驗的辯證關系，物理學發展與社會生產和科學技術發展的辯證關系，使學生不僅理解物理概念、定律和原理這樣一些科學成果，而且理解獲得這些科學成果的基本過程.另外，每位科學家又有其研究問題的獨特的科學方法.結合物理學史加強科學研究方法教育，有利于培養學生的辯證唯物主義世界觀.

4運用物理學史可幫助學生澄清一些歷史事實

萬有引力定律的發現，并不是從蘋果落地的“頓悟”中產生的.早在17世紀初，吉爾伯特、開普勒、伽利略等人就提出過天體間存在萬有引力的思想.1654年，法國天文學家布里阿爾德奧已提出太陽對行星的引力和二者的距離的平方成正比的假說.在牛頓正式提出萬有引力定律之前，1616年英國皇家學會已成立一個專門委員會研究重力問題.胡克、哈雷、雷恩在萬有引力定律問題的研究上都作出了重大貢獻.胡克已覺察到引力和地球上物體的重力有相同的本質；哈雷和惠恩也在1679年按照圓形軌跡，由開普勒第三定律和惠更斯的向心力公式證明了作用于行星的引力與它們到太陽距離的平方成反比.由于無法找到能證明吸引力與距離的平方成反比的普遍規律，哈雷于1684年8月還曾到劍橋大學向牛頓請教.牛頓在研究和概括前人的成果，并用數學方法對月球與地球間引力及運動規律作了大量的驗證工作之后，于1685年提出了萬有引力定律的表達式.結合這段歷史不但澄清了歷史事實，而且消除了學生頭腦中關于“萬有引力定律”是牛頓的偶然性創造的錯誤認識.

第2篇：工程熱力學發展史范文

當前中學物理教學工作中，人們不斷地強調科學方法的重要性，其根本原因是科學方法具備科學知識沒有的和相對獨立的知識認知功能。科學教育方法和科學知識在本質上是相互統一的，但是這兩者之間有著非常大的區別?？茖W教育方法所涉及的并不是物質觀念下的世界本身，而是人們對物質世界認知的一種途徑與形式，是一種高度抽象化的觀念，而其本身也具備較為獨特的表達形式，它通常隱藏在知識點的后面，支配著物理知識的獲得和運用。所以，科學教育方法具備以下幾個方面的功能：

1.導源功能

科學教育方法中的導源功能主要是指在科學的發現中作為一個相對獨立存在的理論體制，針對科學理論所形成的一種開源的作用。也就是說，科學研究形式要是形成，就會對科學理論的長遠發展起到決定性的作用。對于還沒有被發現的科學理論就像沒有被發現的寶藏，而科學教育方法就是尋找寶藏的線索和途徑。楊振寧在對愛因斯坦的研究過程中發現，在狹義相對論建立初期，物理學在世界上的發展主要是通過物理實驗得到的方程，從中總結出物理規律以及整個物理理論體系。比如經典力學、熱力學以及電磁學基本都是遵循這種途徑，這就是通過實驗歸納的科學方法。在狹義相對論已經建成之后，這個過程就相應地被調轉回來，物理學首先建立起物理方程、理論的結構，然后再回歸到物理實驗當中，通過物理實驗來驗證理論的真偽。

2.突破功能

科學教育方法具備突破的功能。從物理學的發展歷程中可以看出，在物理教學過程中所有取得的重大突破和進展，基本都是在遵循科學正確的理論指導下，通過無數次的實驗和實踐所得出的。在物理學的發展史上，著名的黑體輻射公式的得出就很好地說明了這個特點。普朗在1900年前就通過假設的方式引入了兩字的概念，并且通過插入法得出了實驗結果和理論結果完全一致，他成功的關鍵就在于遵循科學的方法。

二、中學物理教學中實施科學教育方法的有效渠道

第3篇：工程熱力學發展史范文

關鍵詞：量子力學 教學研究 哲學思想

“大學之道，在明明德，在親民，在止于至善。”溫故知今，止于至善，提高當代大學生的哲學素養、人文情懷和科學素養，是素質教育的要求之一。以牛頓運動三定律、電磁理論和熱力學及統計物理學為基礎的經典力學誕生于17世紀，成功地解釋了大量物理學現象，取得了輝煌的科學成就，曾經被人們信奉為客觀真理。在19世紀末20世紀初，人類以巨大的熱情來研究原子核和放射現象，導致了兩大理論成果的誕生：量子理論和相對論。隨后，激光器、二極管、三極管、集成電路、互聯網、移動通信、登月等等，這些輝煌的成就促使人類邁進了信息時代。運動著的電子――一個小小的微觀粒子，卻促使人類文明進入了電子信息時代。事實表明，現代信息技術的理論基礎是物理學，信息的產生、發送、接收和處理，都是由一個個物理的系統來實現，因此信息世界的物理體系歸根結底要受到物理定律的制約?，F在人們明白了，經典物理理論僅適用于宏觀低速運動的物體的場合，而對于微觀小尺度下、接近于光速運動的粒子的運動規律誤差會變得很大，必須使用相對論和量子理論來描述。而經典物理理論僅僅是量子理論和相對論在低速宏觀范圍下的良好近似。

量子理論是二十世紀最偉大的發現之一。量子理論的形成和發展，是整個物理學發展中最值得書寫的，也是對青年大學生最具有啟發意義的過程，在此期間包括了愛因斯坦的奇跡年（1905年）。梳理和探究整個過程中所包含的科學思維，科學方法，科學理論，科學素養……都是值得我們去探索、去深思、去挖掘的。

一、對青年大學生物質觀和運動觀的進一步加深具有重要意義

科學技術發展到21世紀，人類對于物質世界的認識進入到了納米尺度。材料學科的研究中出現了很多量子效應。量子理論中的許多不同于經典力學的物理現象顛覆性地發展了經典力學的思維，拓寬了人類認識物質世界的視野，使人們對運動的本質有了更進一步的了解。隨著人類認識的不斷深入和材料尺寸的不斷縮小，電子運動的量子效應愈加明顯。現在人們已經明白了，電子既是一種微觀粒子，同時也是一種波，這就是所謂的波粒二象性。與經典物理現象不同的是，微觀粒子的諸多物理量之間受到量子規律的束縛，其中之一便是著名的不確定性原理，例如時間與能量之間、動量與位置之間等。此外，另一個有趣的現象是電子的勢壘貫穿效應，即能量小于勢壘高度的電子或者其它微觀粒子可以以一定的幾率，越過勢壘，運動到勢壘的右邊去。盡管一個理性的人對這種解釋可能不滿意，但是我們必須明白“隧穿”僅僅是我們為了理解的方便而構造的一個東西，除非人們對量子世界的認識更進一步。我們唯一能確定的是當滿足一定條件的時候，隧穿效應就會發生。

二、對青年大學生思維拓展與創新具有重要的啟發意義

量子理論是描述微觀粒子運動規律的理論，其概念體系與研究宏觀現象及其規律的經典物理學有很大的不同。量子理論的出現，是人類對物質世界認識日益深化的結果，為其他自然學科的發展開辟了廣闊的前景。從培養研究型科學人才的角度來說，量子理論是與現代科學研究聯系最緊密的課程之一。這對當代青年大學生提出了更高、更嚴格的要求。

第一，必須尊重客觀世界的運動規律，堅持創新思維，深刻認識微觀世界的規律。規律是物質在運動過程中表現出來的必然的、穩定的、永恒的聯系，任何事物之間都有聯系，都是矛盾的對立統一體，這就需要在實際的學習探索中抓住主要矛盾以及矛盾的主要方面。同時，矛盾具有特殊性，內因是事物發展的根據，決定著事物發展的方向和主要性質，外因是事物發展的次要因素。在實際的處理過程中要區別對待。

第二，注意量變到質變的積累。量變是指事物單純數量上的增加或減少，事物保持其質的穩定性。質變是指事物根本性質的變化，“量變質變新的量變”是事物發展的基本規律。注意收集數據，逐步地總結規律。任何重大的發現，都有一個辛苦的積累過程，面對紛繁雜蕪的實驗數據，如何去偽存真，由表及里，層層剖析？這需要尊重客觀規律，逐漸挖掘深層次的信息，切勿急于求成或者違背客觀規律。這方面在量子理論的發展過程中體現得尤為重要。

第三，量子理論是開放的理論，對量子理論的爭論一直在繼續。量子理論過去的成功并不意味著它是一個徹底完善的物理學理論。自量子理論誕生以來，關于量子理論的思想基礎和基本問題的爭論，從來就沒有停止過。人們對于量子理論本身的完備性及其一些基本觀念的理解，甚至持有截然不同的觀點。其他的理論也是在不斷地爭論中不斷完善。

三、量子力學中的數學思想及其知識框架

量子力學中主要的數學知識，主要是Hilbert內積空間，這是學生在學完微積分初步、線性代數以及概率論后需要掌握的、在工程領域內應用最為廣泛的一門數學學科，也是對空間解析幾何的推廣和延伸。其中包括了對前面提到的幾門學科的綜合應用，例如量子力學中的力學量，用線性算符來描述，則必須是厄米的；用海森堡的矩陣力學表示，則要求該矩陣的本征值和平均值均為實數；還有，在計算不同物理量表象的矩陣元時，要用到定積分的運算；而不同表象之間的變換，需要用到矩陣變換；此外，在講到微擾論和變分法時，還需要進一步的用到更多的數學知識。這些數學學科分支的交叉出現，足以讓學生對該門課程的進一步學習產生畏懼心理。如何消除和轉變學生的這種畏懼心理，這就要求教師在課堂上增強授課的趣味性。事實上，一部量子力學的發展史，包含了太多的啟迪、方法、思維和科學研究的因素，因利勢導，重視基礎知識的講解，將所有涉及到的數學知識及其發展史，生動地傳授給學生。筆者經過近五年的課堂教學，認為對當前的大學本科學生，倘能在授課中能做到這一點，那么，學習《量子力學》的意義就達到了。

結論：以量子理論為核心的量子物理無疑是本世紀最深刻、最有成就的科學理論之一。它不僅代表了人類對微觀世界基本認識的革命性進步，而且帶來了許多劃時代的技術創新，直接推動了社會生產力的發展，從根本上改變了人類的物質生活。讓學生在不斷的思考和探索中，體會到學習和思考的快樂；對學生的世界觀、物質觀以及運動觀的進一步深入，具有重要的指導意義。

參考文獻：

[1]格雷厄姆•法米羅,涂泓等譯.天地有大美之現代科學之偉大方程,世界圖書出版社,2008

[2]施塔赫爾,范岱年等譯.愛因斯坦奇跡年.上?？萍汲霭嫔?2001,7

[3]曾謹言.量子力學.科學出版社,2010,4

[4]伯特蘭•羅素.西方哲學史.中國商業出版社,第1版,2009,1

第4篇：工程熱力學發展史范文

1 原子物理部分的知識點及高考考綱要求

α粒子散射實驗，原子的核式結構(Ⅰ)；氫原子的能級結構。光子的發射和吸收(Ⅱ)；氫原子的電子云(Ⅰ)；原子核的組成。天然放射現象。α射線、β射線、γ射線、衰變。半衰期(Ⅰ)；原子核的人工轉變。核反應方程。放射性同位素及其應用(Ⅰ)；放射性污染和防護(Ⅰ)；核能、質量虧損、愛因斯坦的質能方程(Ⅱ)；重核的裂變、鏈式反應、核反應堆(Ⅰ)；輕核的聚變，可控熱核反應(Ⅰ)；人類對物質結構的認識(Ⅰ)。

2 對教材的處理

筆者的做法是將“原子和原子核”放在20世紀初到21世紀初這一跨度為100年的背景上審視這部分內容，將其視為一個開放性的系統，在不變更其主體結構的前提下，滲透“科學、技術與社會”的思想，突顯這部分內容在方法論上的價值，對“原子和原子核”的復習安排從三個維度展開。

2.1 知識維度 “原子和原子核”按從大到小，從外向內，采取“剝蔥式”的方式展現知識網絡，具體線索為：原子結構原子核結構基本粒子核技術和核能的應用。

原子結構的知識脈絡：湯姆生棗糕式原子模型盧瑟福有核模型玻爾模型(經典理論基礎加上量子化的模型)。這一層次以玻爾模型為重點，作為學生認識過程中的臺階，在研究和解釋某些現象涉及到原子結構知識時，也以玻爾模型為依據。

貝克勒爾發現天然放射現象，揭示了原子核是可變的、可分的，使傳統的自然觀受到很大的沖擊，這一部分讓學生知道原子核的衰變、人工轉變、核組成、質子和中子的發現、人工放射性同位素的發現及相關的應用。

原子核能――尤其是通過裂變和聚變這兩條有效途徑獲得核能，是當前解決能源問題中大家關心并積極研究的大事情。我們有必要讓學生了解這方面的基礎知識和進展情況，何況高考也有這方面的要求。愛因斯坦質能方程的復習中，我們有責任讓學生體會其中的科學美。你看E=mc2是如此簡潔、完美、真是“秋水文章不染塵”，沒有任何渣滓，直達深處，徑直揭示出宇宙的奧秘。

2.2 方法維度 人們對原子和原子核的研究，為我們展示了一條非常清晰的科學研究的途徑：實驗(事實)――理論假設――實驗(提供新的事實)――修正理論(甚至建立新的假設)，人們在不斷修正錯誤中逼近事物的本質，獲得真理性的認識。

1895年發現X射線，1896年發現天然放射性現象，1897年發現電子，連續出現的三大發現在科學界和哲學界產生的影響是十分巨大的，給整個物理學界帶來了困惑和論爭，法國著名物理學家彭加勒、路?烏爾維格、意大利的奧?利希、奧地利的馬赫，甚至革命導師列寧也加入了這場討論，馬赫將這稱作為“原理的普遍毀滅”(原子的不可分割、不變性被打破了，物質不滅和能量守恒的規律受到新的檢驗等等)。唯心論者認為“原子非物質化，物質消失了”。我們用今天眼光審視過去，不難發現，物理學在這些發現后達到了一個新的高度。

人們認識原子的歷程中方法論的因素非常豐富，科學理論的發展并不是新理論毀滅了舊理論的成果，而是新理論既指出了舊理論的優點也指出它的局限性，從而使我們能把自己的理念提高到更高的理論水平。不僅原子和原子核理論如此，任何物理學的變化，無論看起來有怎樣的革命性，都是如此。

2.3 情感態度與價值觀的維度 100年來，人類認識物質結構的歷史，可以說是波瀾壯闊。我們不妨回憶一下這一串光輝的名字：貝克勒爾、盧瑟福、玻爾、瑪麗?居里和皮埃爾?居里夫婦、約里奧?居里和伊利芙?居里夫婦、查德威克、錢三強和何澤慧夫婦、李政道和楊振寧、王淦昌等等。撣去灰塵，打開塵封的歷史，我們會發現這閃光名字背后鮮活的科學事件。教學中滲透科學史的知識，有助于培養學生對科學的正確認識，有助于學生創新意識的培養，有助于學生理性懷疑意識的建立和批判精神的形成。

1909年盧瑟福在做α粒子散射實驗時發現大約有八千分之一的α粒子發生超過90°的大角度散射。盧瑟福后來提起這件事時曾說：“這是我一生中最不可思議的事件。這就像您對著卷煙紙射出一顆15英寸的炮彈，卻被反彈回來的炮彈擊中一樣地不可思議?！边@促使盧瑟福去思考他的老師J?J?湯姆生原子模型的正確與否這一問題。本來，湯姆生為β散射建立個一個多次碰撞的理論，可以解釋大角度散射。但當用到α粒子散射時，由于α粒子比電子質量大得太多，故兩者多次碰撞幾率趨于零。而實驗結果卻是八千分之一，這是一個極大的矛盾。

一邊是恩師的理論，一邊是千真萬確的實驗結果，盧瑟福陷入了極其矛盾的境地，經過長時間思考，1910年底，盧瑟福終于作出決斷，放棄湯姆生模型，承認原子有核，建立原子核式結構模型，為原子物理和核物理的發展奠定了最主要的基礎。

批判精神的核心是理性懷疑精神，表現為不迷信權威，不迷信書本，堅持真理。哈佛大學以“與柏拉圖相知，與亞里士多德相知，更重要的是與真理相知”作為自己的校訓，亞里士多德的名言“吾愛吾師，吾更愛真理”，更是批判精神的寫照。物理學的發展史就是一個反思、懷疑、批判、求真、求美，求新的一部發展史。從光的微粒說、波動說到波粒二象性和光子說，從古典力學，經典力學再到相對論力學，從熱質說，熱力學到能量說，愛因斯坦與玻爾之間就量子力學是否完備發生的長期爭論等，都是讓學生體悟批判精神的生動素材；對物理學史的閱讀、聽講、討論本身就是一種培養批判精神的過程。

在復習教學中使學生的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀都得到提升，一定量的訓練是一個重要手段。

3 高考中的“原子和原子核”的問題聚焦

注重考查近代物理，是近幾年高考命題的一個顯著特點，命題者往往將這部分知識和現代科技進展聯系起來，考查應試者采集信息、處理信息、綜合應用知識解決問題的綜合素質，體現了高考物理與時俱進、學以致用的鮮明時代特色，“原子和原子核考點”因而成為近年高考的熱點?，F選擇部分習題，以供參考。

3.1 與原子結構模型相關問題

例1 ［2001年上海物理卷］盧瑟福原子核式結構理論的主要內容有（ ）答案：ACD

A．原子的中心有個核，叫原子核

B．原子的正電荷均勻分布在整個原子中

C．原子的全部正電荷和幾乎全部的質量都集中在原子核里

D．帶負電的電子在核圍繞著核旋轉

3.2 原子的能級躍遷問題

例2 ［2004年江蘇物理卷］若原子的某內層電子被電離形成空位，其他層的電子躍遷到該空位上時，會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出去，此電磁輻射就是原子的特征X射線。內層空位的產生有多種機制，其中的一種稱為內轉換，即原子中處于激發態的核躍遷回基態時，將躍遷時釋放的能量交給某一內層電子，使此內層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內轉換電子)。21484Po原子核從某一激發態回到基態時，可將能量交給內層電子(如K、L、M層電子，K、L、M標記原子中最靠近核的三個電子層)使其電離，實驗測得從

3.3 電磁場中的核衰變問題

例3 ［2003年全國理綜新課程卷］K－介子衰變的方程為：K－π－＋π0，其中K－介子和π－介子帶負的基元電荷，π0介子不帶電。一個K－介子沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產生的π－介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點相切，它們的半徑RK-與Rπ-之比為21。π0介子的軌跡未畫出。由此可知π－的動量大小與π0的動量大小之比為（ ）答案：C

本文為全文原貌 未安裝PDF瀏覽器用戶請先下載安裝 原版全文

A.11 B．12

C．13 D．16

3.4 與守恒定律相關的的綜合問題

例4 ［2000年全國春季理綜卷］云室處在磁感應強度為B的勻強磁場中，一靜止的質量為M的原子核在云室中發生一次衰變，α粒子的質量為m，電量為q，其運動軌跡在于磁場垂直的平面內?，F測得α粒子運動的軌道半徑為R，試求在衰變過程中質量虧損(注：涉及動量問題時，虧損的質量可忽略不計)

答案：Δm=M(qBR)22c2m(M-m)

3.5 愛因斯坦質能方程問題

例5 ［2006年廣東物理卷］據新華社報道，由我國自行設計、研制的世界第一套全超導核聚變實驗裝置（又稱“人造太陽”）已完成了首次工程調試。下列關于“人造太陽”的說法正確的是( )答案：AC

A．“人造太陽”的核反應方程是21H+31H42He+10n

B．“人造太陽”的核反應方程是 23592U+10n14156Ba+9236Kr+310n

C．“人造太陽”釋放的能量大小的計算公式是ΔE=Δmc2

D．“人造太陽”核能大小的計算公式是 E=12mc2

例6 ［2006年江蘇物理卷］天文學家測得銀河系中氦的含量約為25%。有關研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是在宇宙誕生3min左右生成的；二是在宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內部的氫核聚變反應生成的。

（1）把氫核聚變就簡化4個氫核（11 H）聚變成氦核（42 He），同時放出2個正電子（01e）和2個中微子（νe），請寫出該氫核聚變反應的方程，并計算一次反應釋放的能量。

（2）研究表明，銀河系的年齡約為t=3.8×1017s，每s鐘銀河系產生的能量約為1×1037J（P＝1×1037J/s），現假定該能量全部來自上述氫核聚變反應，試估算銀河系中氦的含量（最后結果保留一位有效數字）

（3）根據你的估算結果，對銀河系中氦的主要生成途徑作出判斷。

（可能用到的數據：銀河系的質量約為M＝31×1041kg，原子質量單位1u＝1.66×10-27kg，1u相當于1.5×10-10J的能量，電子的質量m＝0.0005u，氦核的質量mα＝4.002 6u，氫核的質量mp＝1.008 7u，中微子νe質量為零。

答案：（1）411H42He+201e+2νe；

ΔE=Δmc2=4.14×10-12J。

（2）氦的含量 k≈2%。

（3）由估算結果可知，k≈2%遠小于25%的實際值，所以銀河系中的氦主要是宇宙誕生后不久生成的。

除上面幾種類型的問題外，還有半衰期等問題，限于篇幅不再贅述。

第5篇：工程熱力學發展史范文

關鍵詞：建筑設計；節能技術；影響

中圖分類號：TU2文獻標識碼： A

人類生活對建筑的需求，大致經歷了掩蔽建筑階段、舒適建筑階段、健康建筑階段和綠色建筑階段。自20世紀90年代以來，中國建筑業始終保持高速發展，中國城市人口迅速增長，城市化水平快速提高，因此，人們對室內環境舒適的要求也逐步提高。但由于目前我國建筑的圍欄結構保溫隔熱性能不好，空調采暖系統效率不高，導致單位建筑面積能耗不理想，能源浪費較嚴重，因此，我國對建筑節能發展提出新的要求?？v觀建筑發展史可見，一個好的建筑要求其設計應該是各個專業完美的結合，反映不同形式的技術語言的運用，因此，這就需要在建筑設計中綜合考慮各種影響因素來滿足建筑室內環境的設計要求。

一、建筑節能理念在建筑設計中的重要性

近年來，我國國民經濟高速發展，城市建筑快速建設，大多數建筑節能設計不到位，導致我國的建筑能耗逐年大幅上升，如果繼續執行節能水平較低的設計標準，將留下很重的能耗負擔和治理困難的問題，因此，在建筑設計中應貫徹節能設計理念勢在必行。我國的能源總量不容樂觀，雖然我國地大物博，資源豐富，但由于自然資源在不斷擴大的消耗，尤其是煤炭資源始終是我國能源利用的主體能源，且能源分布不均衡，能源供應比例嚴重不協調和儲備資源嚴重缺乏及能源的利用率偏低等問題，傳統的不可再生能源目前已經面臨枯竭的危險。因此，節能建筑的全面應用將促進社會的能源消耗的良性循環，有利于經濟的持續發展，并從根本上改善社會經濟發展與資源的高消耗之間的矛盾狀況，同時改善人民的生活環境水平，保障國家的環境、能源安全，提高人民的環保意識，進一步全面貫徹落實科學發展觀。

二、節能技術對于建筑設計的影響

節能技術對于建筑設計的影響主要包括對于建筑平面形態設計、建筑立體形態造型設計及建筑立面形態設計等三個方面的影響。

1、節能技術對于建筑平面形態設計的影響

在節能建筑的平面設計過程中，對于建筑的平面凹凸、門窗朝向、房間布局都要考慮周全。據研究顯示，建筑體形系數每降低 0.1%，建筑能耗可下降 8kWh/(.a)，因此，在單體設計中的建筑盡量減少平面的凹凸，保證外形簡單，建筑外表面積與體積的比值越小，與室外空氣接觸的部位就越少，建筑的能耗也就越少。同時，不同朝向的建筑物，在相同季節獲得的的太陽輻射熱量和熱損失也不一樣，所以建筑的朝向與建筑節能也有直接關系。合理的建筑朝向可利用自然環境來使室內達到最大的舒適度。將住戶經常出入的廳、主要臥室設置在日照條件良好和通風條件最佳的位置可在冬天充分利用溫暖的日照，又可在夏季獲得良好的自然通風條件，實現室內冬暖夏涼的效果，為住戶節約采暖和空調的能耗。

2、節能技術對于建筑立體形態造型設計的影響

新節能技術以流體力學、空氣動力學、熱力學等相關物理學知識為形體處理依據決定建筑多表現為流線型。建筑節能技術向建筑形態的轉譯過程是以一種抽象的形態結構關系傳達信息，使得建筑變形，從而更具流動性和非幾何性的特征。

3、節能技術對于建筑立面形態設計的影響

在建筑的整個護結構中，墻體能耗所占整個建筑耗能比例最大，約 25%左右。外墻除了應具有基本的承重、安全圍護等功能外，還具有保溫作用。實踐證明，節能外墻可使室內溫度與普通外墻相差在10℃左右。目前我國建筑中采用的新型墻體材料和保溫節能墻板等有效提高建筑節能效率。此外，在建筑能耗方面，鋁、塑窗散熱量平均約占建筑護結構總散熱量的50%左右。因此，窗戶作為薄壁的輕質構體，是建筑護結構中耗熱的薄弱環節。所以改善門窗的絕熱性能是節能工作的關鍵之一。

三、貫徹落實全面的建筑節能設計

1、建筑設計中實現建筑節能的基本條件

應用先進的技術手段有利于實現建筑節能。建筑工程項目應按照具體施工要求設計相應方案以降低施工技術對建筑的能耗。

盡量選用投資少節能效率高的技術。根據當地的社會經濟發展基本情況選用建筑新技術。

2、建筑設計中實現建筑節能的方法

（1）合理選址。由于在建筑設計中,既要使建筑在其整個施工過程中保持適宜的氣候環境, 為建筑節能創造條件, 同時又不破壞施工區域生態環境的平衡。因此要根據當地的氣候、地質、水質、地形及周圍環境條件等因素的綜合狀況來進行建筑選址。

（2）合理的外部環境設計。通過設計合理的外部環境設計來滿足建筑功能的需求。

（3）合理的規劃和體型設計。合理的確定建筑群整體體量、建筑單體體型、建筑形體組合和建筑日照及朝向等方面。

（4）建筑單體的節能設計。通過對建筑外墻、屋面及相關熱橋、門窗等部位的節能構造設計、對內部功能空間的合理分隔和新型建筑節能材料和設備的設計等，達到降低能量損耗和改善室內氣候環境的效果。

3、建筑各部位的節能構造設計。

在滿足建筑的基本組成部分之外,通過對屋頂、采暖與非采暖之間樓板、采暖與非采暖之間的內墻體、外墻、外門窗等的保溫及構造方面進行優化，同時充分利用建筑外部的氣候環境,以達到建筑各部位節能的效果和改善室內環境的目的。

主要包括以下等方面：

（1）通過采用坡屋頂、加強屋面保溫或設置保溫隔熱屋面等措施達到屋頂節能的效果；利用樓板層結構中空間, 以及樓板吊頂造型達到樓板層節能的效果。

（2）采用適當的保溫、防潮、隔熱等措施及能夠改善氣候環境條件的特殊構造達到墻體節能的效果。

（3）考慮控制建筑不同朝向的窗墻面積比；設置遮陽措施；采用自然通風。

（4）外門應根據地各地氣候采取相應的保溫隔熱節能措施。

（5）采用高性能的建筑門窗和幕墻技術達到門窗節能的效果。

（6）建筑物圍護結構細部要采納以下措施：

①熱橋部位應采取口可靠的保溫與"斷橋"措施。

②外墻出挑構件及附墻部件采取隔斷熱橋和保溫措施。

③窗口外側四周墻面,應進行保溫處理。

④門、窗框與墻體之間的縫隙, 應采用高效保溫材料填充。

⑤門、窗框四周與抹灰層之間的縫隙采用保溫材料和嵌縫密封膏密封。

⑥全玻璃幕墻的隔墻、樓板或梁與幕墻之間的間隙需填充保溫材料。

4、合理的設計建筑空間。

在充分滿足建筑使用功能要求的前提下, 對建筑內部空間進行合理分隔以此改善室內保溫、通風、采光等微氣候條件，滿足降低能耗的目的。

5、選用節能型建筑材料。

全面建筑節能的一個重要方面就是合理選用節能型建筑材料。應用新型高效材料同時結合施工環境的具體要求選擇健康、高效、經濟、節能的建筑材料應用到建筑節能中去。

6、加強建筑節能設計方面的學習。

要求建筑師加強建筑節能方面的學習同時推行建筑節能的新理念，強調中國節能建筑發展的民族性、地域性。

結語：由于目前我國資源多為不可再生能源，建筑節能設計為能源節約提供了巨大的潛力。隨著人們思想觀念的不斷提高和建筑業的不斷發展，為建筑節能技術的發展提供了新的課題,同時建筑節能技術的不斷發展也推動了建筑設計的進步。所以當代建筑師應密切節能技術的發展，將其運用于建筑形態的設計，使建筑的平面布局、空間功能和結構體系都能進一步的達到節能的目的，使建筑、環境、能源消耗之間的達到最佳結合方式。當然在實際的建筑設計中需要注意的問題還有很多，但相信只要建筑設計者能夠認真地進行建筑節能設計工作，就可以有效地降低建筑能耗，為我國的建筑發展和能源保護工作做出更多貢獻。

參考文獻

[1]韓春梅. 設計工作中應重視建筑節能設計[J]. 山西建筑,2010,1.

第6篇：工程熱力學發展史范文

制約中國經濟的“心臟病”

2月10日，俄羅斯總理梅德韋杰夫命令稱，俄羅斯聯邦政府批準了與中國聯合研發先進重型直升機（AHL）的政府間協議。AHL的起飛重量將達38噸，貨艙載重量10-15噸，最大時速300公里，航程630公里，實際升限5700米。俄羅斯直升機公司與中國中航直升機有限責任公司有關AHL的談判始于2008年。但有關發動機的選擇，令AHL的設計和生產工作長期停滯不前。

航空發動機（Aircraft engine 或aero-engine）直接影響飛機的性能，是“飛機的心臟”，是經典力學在工程應用上逼近極限的一門技術，是衡量一個國家綜合科技水平、科技工業基礎實力和綜合國力的重要標志。

世界上大大小小飛機制造廠很多，能夠制造飛機的國家超過二十個，但是，全球能夠獨立研制高性能航空發動機的國家，只有美、英、法、俄等少數幾個國家，門檻之高可見一斑。而這一領域也是困擾中國多年的短板。

航空發動機研究屬于實驗性科學，存在極大的高風險性和高投入性。由于任何一種高性能航空發動機都必須進行數以萬計的科學試驗和適應性檢測，大量的試驗就像“一邊大規模投入一邊取得實驗數據”的“燒錢游戲”。

美國國家關鍵技術計劃說明文件，將航空發動機稱為“一個技術精深的使新手難以進入的領域”，“需要國家充分保護并利用該領域的成果，長期數據和經驗的積累，以及國家大量的投資”。有數據顯示，過去50年中，美國在航空發動機領域的累計投入達到1000億美元。

由于我國在上世紀60、70年代世界航空發動機大發展時代，沒能有足夠的資金投入到發動機科研領域，那個時代就造成我們的航發斷檔落后了30年。

多年以來，幾代航空人矢志追求為我國自主研制的飛機裝上“中國心”。

然而，盡管已歷經過多年的努力，但中國在航空發動機生產方面實現的突破非常有限。直至今日，中國幾乎所有民航飛機發動機都依賴進口，軍用發動機則以“仿研+引進”為主，自主研制的型號很少。

在商業航空領域，將于2017年首飛的中國旗艦飛機C-9型噴氣式客機使用的是通用電氣公司航空集團和賽峰集團的合資公司CFM國際公司制造的發動機。

著名航空動力專家劉大響院士認為中國航空發動機研制存在五大不足：一、基礎研究薄弱，技術儲備不足，試驗設施不健全；二、國家經濟相對落后，研制經費嚴重不足；三、對發動機的技術復雜性和研制規律認識不足；四、基本建設戰線過長、攤子過大、力量過散、低水平重復；五、管理模式相對落后，缺乏科學民主的決策機制和穩定、權威的中長期發展規劃。

如今，即使中國制造業在四代航發上取得了巨大進步，但國內制造的最先進航空發動機只相當于美國20世紀90年代的技術水平，這種差距仍達到30年。

“心臟病”是中國飛機研制開發的一個技術短板，不但一直制約中國航空工業的發展，還制約著中國經濟全面發展。

航空發動機被形象地被稱為“工業之花”。由于航空發動機產業價值鏈長，覆蓋面廣，涉及機械、材料、電子、信息等諸多行業，對基礎工業和科學技術的發展有巨大的輻射效應， 對國民經濟的帶動作用明顯。

行業專家表示，按照產品單位重量創造的價值計算，如果以船舶為1，則小汽車為9、電視機為50、大型噴氣飛機為800、而航空發動機高達1400，經濟價值十分突出。

目前，民用航空發動機市場上，真正具有技術和商業優勢的只有美、英、法三國的四家公司――美國通用電氣航空集團公司（GE航空）、普惠公司（P&W）、英國羅羅公司（R&R）以及法國斯奈克馬公司（SNECMA）。這四家公司在全世界民用發動機市場份額接近90%。在航空發動機領域，與領先國家相比，我國還有著很大的提升空間。

趕超的步伐

第二次世界大戰結束至今，航空燃氣渦輪發動機（Gas turbine 或Combustion turbine）取代了活塞式發動機，開創了噴氣時代，居航空動力的主導地位。在技術發展的推動下，渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機、渦輪軸發動機和槳扇發動機，等等，在不同時期，在不同的飛行領域內，發揮著各自的作用，使航空器性能跨上一個又一個新的臺階。

航空燃氣渦輪噴氣發動機發展到今天，已經經歷了好幾代。（見p53圖表）

北京航空航天大學教授、中國工程院院士劉大響指出，“具有獨立自主研發航空發動機的設計能力、制造能力和產業鏈是我國成為創新型國家的重要標志之一，是我國向科技創新型國家結構化轉型的必要條件?！?/p>

中國開始加大航空發動機的投入只有20年，軍用發動機領域也僅僅是把渦扇-10太行發動機做到了基本堪用的最低要求。

航空發動機是裝備制造業的尖端，是國之重器，盡快在這一領域實現突破，對于增強我國經濟和國防實力、提升綜合國力具有重大意義。數十年來，幾代中國人鍥而不舍地為研發屬于中國自己的航空發動機而努力奮斗。

2016年，注定是中國航空發動機發展史上關鍵之年。國家級航空發動機集團公司――中國航空發動機集團高規格成立并確立建設世界一流航空發動機企業的目標，“航空發動機基礎研發國家隊”集結，國家重大科技專項建設提速……連續出臺的重磅舉措，彰顯了我國自主打造先進航空發動機的決心，早日實現航空大國向航空強國的轉變。

8月28日，中國航空發動機集團有限公司成立大會在京舉行。新成立的中國航空發動機公司正是要集中致力于發動機設計、制造、試驗、相關材料研制等方面，建立中國航空動力研制和生產的完整產業鏈，以提升我國航空發動機整體水平。立足自主創新解決中國航空動力。

12月28日，由中國航空發動機集團組建的中國航空發動機研究院正式掛牌成立。這是我國第一家國家級航空發動機研究院，承擔著航空發動機發展戰略與規劃研究、基礎與應用技術研究、共性技g研究、仿真技術研究、研發系統建設、信息化建設、對外合作等職責，致力于建成國家級航空發動機創新中心。

而此前，“航空發動機專項行動”也一直在積極籌備中，根據從多個渠道獲取的信息，這一專項行動將重點聚焦渦扇、渦噴發動機領域，同時兼顧有一定市場需求的渦軸、渦槳和活塞發動機領域，主要研發大涵道比大型渦扇發動機、中小型渦扇/渦噴射發動機、中大功率渦軸發動機等重點產品。

為了快速有效地推進重點產品的研發，專項行動還將安排包括商用航空發動機運營、航空發動機智能化生產線等在內的多個產業示范工程。而先進大涵道比風扇系統、高級壓比高壓壓氣機等關鍵零部件，以及長壽命渦輪、先進航空復合材料等關鍵技術，也會是專項行動的攻堅重點之一。

中國航空發動機行業現狀調研分析及發展趨勢預測報告（2017版）預計，未來20年我國將新增民用客機和貨機5363架，市場價值達8300億美元。而波音公司預測未來20年，中國新增民用飛機數量將達到6330架，市場價格約為9500億美元。若取預測市場價值的平均值，再以航空發動機占整機價值的30%進行估算，未來20年，我國民用航空發動機市場空間約為2572億美元。

招商證券研報認為，隨著國家發動機公司的成立以及重大專項的投入，作為國家隊體系的中航動力、中航動控、成發科技和南通科技一方面將得到大量的研發投入和項目資源，另一方面新的集團公司成立，有助于其體制變革和經營效率等的提升，整體將最為受益。另外，體系外企業利用自身技術優勢和靈活的經營機制，有望在材料、零部件加工和小型發動機等細分領域獲得較快成長。

和自己較勁的工業之花

中國航空發動機的發展，牽動著每一個中國人的心。盡管中國已經將航空發動機列為國家重大發展項目；盡管中國成立了航空發動機集團，從頂層理順了航空發動機的研制生產體制；盡管繼美國和俄羅斯之后，中國是世界第三個擁有自主知識產權的先進大推力小涵道比軍用渦輪風扇發動機的國家；盡管近幾年，中國航空發動機開始呈現型號井噴發展的喜人形勢；盡管中國制造業在四代航發上取得了不小的進步；盡管……

但是，與美歐國家相比，中國在先進航空發動機研制上依然像一個初學者，國內制造的最先進航空發動機只相當于美國20世紀90年代的技術水平。

航空發動機是典型的技術和知識密集型高科技產品，亦有“現代工業皇冠上的明珠”之稱，是基礎科學、技術的集大成者。如果說飛機制造是世界工業金字塔的塔尖，那么航空發動機就是塔尖上鑲嵌的鉆石。美國長期把航空發動機列為僅次于核武器的第二敏感技術。

中國航空發動機集團的專家指出，航空發動機是當今世界上最復雜的、多學科集成的工程機械系統之一，涉及氣動熱力學、燃燒學、傳熱學、結構力學、控制理論等眾多領域。

一方面，航空發動機需要在高溫、高壓、高轉速和高載荷的嚴酷條件下工作。這意味著航空發動機要求的技術標準極高。

溫度有多高？目前先進的航空發動機工作溫度在1850K，大大超過發動機渦輪葉片鎳基合金的熔點。壓力有多大？發動機壓氣機增壓后的壓力高達數十個大氣壓，相當于四五個蓄滿水后的三峽大壩底部壓力。旋轉有多快？轉子每分鐘旋轉幾萬轉，葉尖承受的離心力相當于40噸重卡車的拉力。

另一方面，航空發動機還得滿足推力/功率大、重量輕、可靠性高、安全性好、壽命長、油耗低、噪聲小、排污少等眾多十分苛刻而又互相制約的要求。這意味著航空發動機研發的復雜性極高。

發動機燃燒室及渦輪處的溫度能達到1600―1700℃，加力燃燒室內溫度高達1800―1900℃，而目前高溫合金材料耐受的最高溫度僅為1100℃。這就必須在發動機中采用復雜的冷卻系統，設置迷宮一樣的冷卻通道、成千上萬個引入冷氣的細微小孔。

由于要在高溫、高壓、高轉速等條件下使用，同時還有“體積要小、重量要輕、壽命要長、可以重復使用”的要求，因而航空發動機又被稱為“和自己較勁的工業之花”。

毫無疑問，研制高性能的航空發動機本身是一項難度極大的系統工程。這種難度不僅體現在，高性能的航空發動機要求通過不斷結構創新，才能達到先進的總體設計和高循環參數要求。而且，研制航空發動機難在，超過極限的參數要求最終都要落實到發展尖端的材料、制造工藝和測試手段上。

一顆合格的飛機“心臟”，要通過的檢測達數百項之多，還須經受各種極端環境的考驗：漫天的黃沙“往肚里吞”；鴿子蛋大的冰雹，打進發動機里；“誤入歧途”的鳥兒闖進來……

設計和研制航空發動機，就是要讓它在這些苛刻的約束條件下使性能得到最大發揮。

2000多攝氏度的高溫考驗、數千小時的測試、近5萬個零部件的組裝、知識需求涵蓋幾乎所有一般工業類學科領域……航空發動機是歷經千錘百煉的、基礎科學和技術的“集大成者”。

“渦槳”、“渦軸”可先“發動”

日前，國務院印發《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》（下文簡稱《規劃》），對“十三五”期間我國戰略性新興產業發展目標、重點任務、政策措施等作出全面部署安排?！兑巹潯诽貏e指出：加快航空發動機自主發展。依托航空發動機及燃氣輪機重大專項，突破大涵道比大型渦扇發動機關鍵技術，支撐國產干線飛機發展。發展1000千瓦級渦軸發動機和5000千瓦級渦槳發動機，滿足國產系列化直升機和中型運輸機動力需求。發展使用重油的活塞式發動機和應用航空生物燃料的渦輪發動機，推進小型發動機市場化應用。

相對來講，渦槳及渦軸發動機工作環境沒那么嚴苛，容易做到較高的使用壽命和大修間隔時間，在國產渦扇發動機性能一時無法追上先進國家之際，不如在此領域先有所突破。其實俄羅斯、法國也都是按這個思路發展的。

法國在渦扇和渦噴發展不如英美時，也是優先發展了自己熟悉的渦槳及渦軸發動機，建立起自己的直升機工業體系。中國的運-7、運-8、運-9飛機就是一直使用國產渦槳發動機，雖然是仿制改進自蘇聯產品，但多年下來可靠性有保證。直-10（英文：CAIC Z-10，中方代號：霹靂火 Fiery Thunderbolt）據說也是使用純國產的渦軸-9發動機，至少目前觀察還是可堪使用的。因此，今后的直-20或其它直升機也很可能采用國產動力。這些渦槳及渦軸發動機也可以作為大型無人機動力使用。

“玉龍”發動機是我國第一型完全自主研制、并擁有自主知識產權的先進渦軸發動機，配裝于新一代5.5噸級直升機；“金沙”發動機是在某型自主研制渦軸發動機的基礎上發展的民用技術驗證機，用于適航關鍵技術探索與攻關，為我國民用渦軸發動機自主創新研制探索道路；1600千瓦渦軸發動機是通過集成創新自主研制的大功率先進渦軸發動機，它的出現填補了國內該功率等級渦軸發動機型譜的空白；渦軸-16在研制中以全壽命成本最低為原則，具備了低油耗、高可靠性等特點，適用于7-8噸級雙發直升機和13噸級三發直升機。

第7篇：工程熱力學發展史范文

20世紀以來，在世界范圍內興起了一場新技術革命。其影響之廣泛，意義之深遠，是以往任何一次技術革命所不可能比擬的。過去的工業技術革命，均是為了把人類從沉重的體力勞動中解放出來，是人類體力的增大與外部器官的延伸；而這次技術革命，卻是把人類從繁雜的腦力勞動中擺脫出來，是人類腦力的增大。古生物學家斯蒂芬·古爾德(Stephen.J.Gould)曾經寫道：“我所讀到的生命史，是一連串穩定狀態，其間有少數迅速發生的重大事件所界定的間隔，并借此建立了一個穩定狀態?！盵1]這個歷史的間隔即所謂的技術革命。雖然人們對技術革命的存在及歷史地位予以承認并達到一致，但對于技術革命特別是20世紀以來所發生的新技術革命的劃分以及起始時間，在認識上仍有相當差異。人們從不同的認識角度，用不同的認識方法，對客觀歷史進程作出多種不同的描述。然而由于科技革命不僅是研究科技歷史的重要工具（例如，世界古代科學史與近代科學史的分期線是1543年，即哥白尼的偉大著作《天體運行論》的出版，這也是第一次科學革命的開始），也是研究社會問題的基點之一。這是因為它不僅極大地推動了人類社會經濟、政治領域的變革，也影響了人類生活方法、思維方式的發展。因此對上述問題的澄清和界定，具有一定的必要性和現實意義。

二、關于稱謂

當今學術界，對于上述新技術革命的稱謂，至今還是見仁見智，莫衷一是。迄今為止的人類歷史上規模最大、影響最深遠的科技革命，稱謂竟沒有為世人基本認同，似乎與其偉大意義難以相稱?？偨Y眾多學者的描述，這場新技術革命常見的稱謂有：“現代科技革命”、“新技術革命”、“第三次浪潮”、“第三次或第四次科技革命”及“智能技術革命”等幾種提法。這些稱謂都可以從不同的角度指征這場科技革命，但讓人總覺有所不足。鑒于以下理由，我們將這場新技術革命稱為“信息技術革命”。

理由一：“現代科技革命”中的“現代”和“新技術革命”中的“新”這兩個詞都是時間概念。“現代”一詞對于現代的人們可以確切地知道它所指的內涵，但幾百年以后，仍用“現代”來指征這場科技革命，則就難以切中了。而“新”字，今天可以稱“新”，他年可能應該稱“舊”，因此，也沒有揭示這場科技革命的基本特征[2](P9)

理由二：“第三次浪潮”、“第三次或第四次科技革命”中的“第幾次”這個次第數字只能說明這次科技革命相對于前幾次科技革命所發生的排序，是一個相對的概念，僅從字面上也不能指征這次科技革命的基本特征。況且，究竟是第幾次，標準也不一樣。

理由三：按照技術功能論的思想，信息技術就是一切能夠擴展人的信息器官功能的技術。具體包括有關信息的產生、收集、交換、存儲、傳輸、顯示、識別、提取、加工和利用等技術，其中最重要的是傳感技術、通信技術、智能技術和控制技術。而在這四項信息技術（又稱信息技術四基元）中，通信技術和智能技術處在整個信息技術的核心地位，而傳感技術和控制技術則是核心技術與外部世界的接口。目前為止甚至還有人提出廣義信息技術的概念，把信息技術的的基礎技術（指新材料、新能量技術）、支撐技術（指機械技術、電子與微電子技術、激光技術和生物技術等）和信息技術的應用技術（即應用在經濟、社會領域的各類具體技術）也包括進來。例如，曼紐爾·卡斯特就認為：“我把遺傳工程及其日益擴大的相關發展與應用，也包括在信息技術里。這不僅是因為遺傳工程的焦點是對生物信息符碼的解碼、操縱，以及最后的重組，也是因為生物學、微電子學和信息科學無論在應用與材料上，甚至更基本的概念取向上，似乎已經彼此匯聚互動?！盵3](P6)

一般來說，新技術革命自興起至今大致經歷了兩個基本階段（見下文的討論），20世紀40-50年代是新技術革命的形成階段，其主要標志是原子能、電子計算機和空間技術的誕生，其中計算機技術開辟了人類智力的新紀元。從20世紀70年代開始，新技術革命進入全面發展的新階段。其主要標志是信息高速公路，即網絡技術等。網絡是現代通信的新表現方式，從技術的角度來看，網絡是由計算機技術與通信技術等技術相結合而成。

我們把整個世界作為—個龐大的通信系統，通信與計算機的關系應被確認為，計算機與通信具有同等重要的地位，而不是把通信看作是計算機的設備。智能技術是思維器官功能的延長，僅包括計算機（軟件和硬件）技術、人工智能專家系統與人工神經網絡技術。所以，“智能技術革命”不足以指征這場新技術革命的基本特征。況且智能是與體能相對應的概念，這正像我們沒有將“蒸汽技術革命”和“電力技術革命”稱謂為“體能技術革命”一樣，同樣也不能將這場新技術革命稱謂為“智能技術革命”。

綜上所述，信息技術是新技術革命的重要標志。以微電子技術為基礎的計算機技術與光纖通信技術結合在—起，形成了新技術革命的核心，它目前是新技術革命的主導技術。我們知道技術革命就是指人類改造世界的技術手段的巨大變革，是舊技術體系的揚棄，新技術體系的確立，實質上就是不同歷史時期起主導作用的技術以及以主導技術為核心的技術群的更迭過程。因此，如果把前兩次技術革命依次稱為“蒸汽技術革命”和“電力技術革命”的話，那么這場新技術革命就可被稱為“信息技術革命”。

三、信息技術革命的起訖時間與劃分

（一）歷史的回顧

人類的技術革命之產生可以追溯到由新石器時代向青銅時代的過渡時期，這一次偉大的轉變被西方的一些學者稱為第一次浪潮，而完整意義上的科學技術革命則是發生于近代史上的事情。因此本文對于科技革命的考察是從近代科技革命入手的，類擬于信息技術革命的稱謂，近代歷史上究竟發生過幾次科技革命，目前也有不同的觀點，但比較有代表性的說法主要有四種，即二次說、三次說、四次說及多次說。

二次說認為，第一次科技革命是18世紀起源于英國的工業革命，標志是在牛頓力學和熱力學基礎上發展起來的蒸汽技術及其廣泛的應用；第二次科技革命是第一次科技革命之后至今仍在進行的革命，其標志是電力的應用以及現代科技革命。

三次說對第一次科技革命的認識與前者是相同的。而第二次科技革命是指19世紀末以電的應用為標志而發展起來的電機、電訊及汽車等一系列的新技術。二次大戰后期至今則是第三次科技革命，標志是原子能技術、空間技術、電子計算機技術、通信技術及生物技術等的發展。此外，三次說還有另一種觀點，即第三次科技革命開始于20世紀70年代，并不是開始于二次大戰后期即20世紀40年代。

四次說關于第一次、第二次科技革命的認識與上述基本一致，其區別在于進一步提出第四次科技革命，認為第三次科技革命是從20世紀40年代開始的原子能技術、電子技術及空間技術為中心內容的科技革命。第四次即現在正在進行中的科技革命，時間及標志是70年代以來以微電子技術及通信技術為核心的新興技術群引起的當代技術領域的巨大變革。

多次說關于第一次、第二次科技革命的認識也與上述基本一致。但其認為第二次世界大戰以來，幾乎每過10年，科技都要發生一次革命性的巨變：

1945-1955年，第一個10年，以原子能的釋放與利用為標志，人類開始了掌握核能的新時代；1955-1965年，第二個10年，以人造地球衛星的成功發射為標志，人類開始了擺脫地球引力向外層空間進軍的時代；1965-1975年，第三個10年，以重組DNA實驗的成功為標志，人類進入了可以控制遺傳和生命過程的新階段；1975-1985年，第四個10年，以微處理機的大量生產和廣泛使用為標志，揭開了擴大人腦能力的新篇章；1985-1995年，第五個10年，以軟件開發和大規模的信息產業的建立為標志，人類進入了信息革命的新紀元；1995年至今，以互聯網成為核心技術并滲透到人類生產和生活的各個領域為標志，人類開始進入知識經濟社會。

（二）問題的癥結

關于近代科技革命發生的歷史，以上幾種說法比較常見的主要有三次說和四次說，只有較少數的學者贊成二次說和多次說。二次說的主要代表是《大不列顛百科全書》，書中認為，1760-1830年的工業革命是世界上迄今為止最重要的發展階段，因為它標志著現代工業化的開始，并導致了都市化。書中沒有把第一次革命與在此之后發生的第二次、第三次或第四次革命并列看待，而認為在第一次“革命”之后，一些重要事件對世界經濟社會發展有重大“影響”。在此我們不想對二次說做過多的討論，關于電力和計算機技術的革命性在許多書中許多學者都曾做過論證。筆者認為，近代科技革命的二次說主要是對電力和計算機技術革命的影響性及革命性認識不足，而且其判斷的標準主要是工業的現代化和城市化或都市化。而由上可知，多次說認為，幾乎每過10年，科技都要發生一次革命性的巨變，但從他們的認識來看，很難斷定每次巨大變化是否是真正意義上的科技革命。綜上所述，人們對近代以來的第一次科技革命（即蒸汽技術革命）和第二次科技革命（即電力技術革命）的認識基本上達到一致。因此，近代歷史上所發生過的科技革命的起始時間及劃分，各種說法的主要區別和爭議之處，即問題的癥結，應主要包括以下兩個方面：

第一、信息技術革命是否發生在二戰后20世紀40-50年代，即信息技術革命的起始時間問題。

第二、20世紀40年代與70年代所發生的技術變革是否屬于同一次革命，即三次說還是四次說。（三）問題該怎樣認識

下面將分別對上述兩個問題進行討論。

1.計算機的發明及應用是人類科技史上一次重大的事件，是科學技術歷史上的一次歷史的間隔。以以下幾點作為前提，我們認為信息技術革命發生于20世紀40-50年代。

(1)相應科學理論的建立。1948年控制論創始人維納在研究人與機器的通信后得出“信息既不是物質，也不是能量，信息就是信息”的不朽論斷，并從理論高度對信息的本質進行了闡述，信息成了獨立的科學研究對象。另一位信息論奠基人申農于1948年發表了“通信的數學理論”，提出了著名的申農公式，申農的主要貢獻在于解決了信息度量問題，并創造了信息的基本單位比特。維納和申農以及同期的其他科學家創立了信息科學。這為以后信息資源學說、數字化革命、信息技術的擴散、電象產業的興起奠定了基礎[4](P10)。

(2)計算機應用賴以擴散的條件產生。雖然第一臺計算機誕生于1946年，但由于它是由真空管構成，巨大的體積與功耗使計算機技術向其他領域擴散成為不現實的空想。1948年6月貝爾實驗室宣布，肖克利、巴丁和布拉頓發明了晶體管（1947年問世），為擴散帶來了希望。之后，1954年，人類首次利用硅；1957年，創造了集成電路。1959年，菲爾克公司研制成第一臺大型通用晶體管計算機，從此，計算機進入了第二代。由于使用晶體管邏輯元件和快速磁芯存儲器，計算機的速度從每秒幾千次提高到幾十萬次，主存儲器容量從幾千字提高到十萬字，體積、功耗和售價也都大幅下降。如此一系列的技術進步都為計算機應用范圍的擴散創造了較好的環境。人們因此也把研制成功的第二代計算機視為計算機發展史上的第。

(3)計算機的革命性。按馬克思的觀點，人類社會劃分的標志不是社會能生產什么，而是社會用什么生產，即：生產工具的制造和利用既是人類區別于其他動物的標志，又是人類社會各發展階段的標志。電子計算機這一新的“機器”同歷史上出現過的機械有本質不同，表現在過去所有的機械都是代替人類的體力勞動，而計算機則是代替人類的部分腦力勞動，其實質是人類智力的解放。因此，1946年電子計算機的發明和應用，開辟了運用機器代替人類腦力勞動的新時代，給人類生活帶來了生產自動化、科學實驗自動化和信息自動化。從體力解放到腦力解放這一重點的轉移是技術以至社會的一個巨大變革。

2.20世紀70年代所發生的技術上的飛躍仍屬于信息技術革命的范疇，即40年代與70年代所發生的技術變革屬于同一次革命。其主要原因如下：

(1)其主導技術的性質未變。如前所述，技術革命其實質就是不同歷史時期起主導作用的技術以及以主導技術為核心的技術群的更迭過程。但是，我們知道40-50年代的計算機技術、60年代的微電腦技術、70年代的網絡技術及與此相關的軟件系統都屬于計算機技術、通信技術及其應用技術，當然更應納于信息技術的范疇。

(2)70年代新技術體系的產生，必須溯及技術發現與擴散的自主動態過程，包含各種關鍵技術的綜合效果。于70年代群集于美國，以及某種程度上群集于加州的信息技術變革，乃是建立在先前20年（甚至更早的時間）發展上，它們主要都是以既存的知識和因此形成的創新氛圍為基礎，并且都是關鍵技術的延續發展。70年代以來的重大技術變革不僅是關鍵技術的延續發展，而且其發展與此以前的技術演變都是或近乎是交叉進行的。以網絡技術的發展為例，如果追溯今天復雜的網絡系統原理，我們甚至可以把目光投到1940年9月10-13日的在達特茅茨學院召開的一次美國數學協會的會議，貝爾實驗室的喬治·斯蒂彼茨為了演示后來被稱為“貝爾實驗室模型1號”的“復雜計算機”，就是在會場外的過道里安放的。這次實驗甚至比1946年誕生第一臺電子管計算機還早6年，不少探討電腦網絡歷史的書之所以首先提到這臺“模型1號”，是因為這次實驗向人們顯示了遠距離控制計算機的需要和可能。1951年麻省理工學院成立著名的林肯實驗室，其主要的研究項目就是“遠距離預警”，是由中央控制的網絡結構是第一個真正實時的人機交互作用的電腦網絡系統。1962年，保羅巴蘭發表《論分布式通信網絡》，提出分布式通信網絡的模型及包切換的原理。1965年，梅里爾代表“美州電腦公司”提議在馬薩諸塞州和加利福尼亞州之間進行一次聯網實驗，這是人類第一次遠距離接通兩種不同電腦，而且系統使用的是“分時”的方式。如此等等都說明了網絡技術的發展貫穿了二戰以后至今的整個人類的歷史。

(3)考察近代以來的前兩次科技革命的情況可以發現：雖然工業革命帶來了成群的新技術，并且也真的在后續階段里陸續形成與轉化了工業化系統，但工業革命的核心部分仍是蒸汽機的發明，雖然在化學、鋼鐵、內燃機、電報和電話方面有許多驚人的發展，但電力仍是第二次工業革命的核心力量。同樣，雖然20世紀70年代出現了像微電腦、軟件技術及網絡技術等技術群的突破與創新，但計算機技術也仍是信息技術革命的真正核心，它與各種信息技術彼此緊密相關，構成了以電子學為基礎的技術史。就此我們可以認為，就如同在工業革命時一樣，將會有更多的“信息技術革命”。出現在20世紀40-50年代、70年代的只是第一波和第二波，也許還會有第三波甚至第四波等等。

綜上所述，信息科技革命為近代歷史上所發生的第三次科技革命，其起始時間大約為20世紀40-50年代，主要標志為計算機、原子能等技術的誕生，雖然微處理器的發明、網絡的出現以及軟件技術的發展都可以說是電子計算機史上的革命，但考慮到其他技術群的變革與技術創新體系的形成，至今為止的信息技術革命約分為兩個階段，即40年代的啟動階段和70年代的擴散階段。

【參考文獻】

[1]Gould,StephenJ.ThePanda''''sThumb:MoreReflectionsonNaturalHistory[M].New

York:W.W.Norton,1980.

[2]段瑞華.科學技術革命與社會主義之歷史演進[M].武漢：華中理工大學出版社，1996.