第二章 现代技术革命
20世纪中叶以来，在世界范围内兴起了一场新技术革命。其影响之广泛，意义之深远，是以往往何一次技术革命所不可能比拟的，这场技术革命是在怎样的历史条件下产生的，它的内容、核心和实质是什么？本章试图对这些问题作些探索。
技术的任务是不断创造出改造客观世界的手段和方法。在人类改造世界的过程中技术不断变化，时有突破和创新，技术变化有两种情况，正如毛泽毛同志说的，一般小的技术改进，叫做技术革新；而在技术上带有根本性的、广泛影响的大的变化，叫做技术革命。任何一个时代的技术，总是由该时代为数众多的不同门类的技术以一定的方式构成一个体系。技术体系中，每一门技术的地位和作用是各不相同的，其中有些技术占据着主导的地位，并以此类技术为核心而形成主导技术群，它的存在和发展决定着这个时代技术发展的方向和趋势。当某一项新兴技术崛起，以致在整个技术体系中逐渐取代了原有主导技术并形成新的主导技术群时，就产生了这一时代的技术革命。所以，技术革命是旧技术体系的扬弃，新技术体系的确立。技术革命的历史，就是主导技术和主导技术群更替的历史。近代以来发生了三次技术革命。蒸汽机的出现是一次技术革命，电力的出现是一次革命，原子能、电子计算机的出现是又一次技术革命。为了说明现代技术革命的产生、它的性质和特征，有必要对近代前两次技术革命作一简要回顾。
（一） 第一次技术革命
近代第一次技术革命开始于18世纪中叶，它是与英国产业革命同时发生的，是以牛顿建立的经典力学体系为背景，以纺织机械的革新为起点，以蒸汽机的发明和广泛使用为标志，从而实现了工业生产从手工工具到机械化的转变。这场革命发端于英国，而后遍及整个欧洲，在世界范围内产生了深远影响。
第一次技术革命和产业革命发端于英国，决不是偶然的，这是当时英国社会经济发展的必然结果。从世界历史看，封建主义解体和资本主义生产关系的形成最早发生在西欧。欧洲大陆很早就出现了资本主义萌芽，但由于连绵不断的宗教战争，缺乏一个和平稳定的发展环境。而远离欧洲大陆的英国，几乎没有受到战乱的影响。英国资产阶级和新贵族在1688年成立了英国皇家学会，还专设奖金，直接刺激和推动了技术革新和技术革命。所有这些，使英国得天独厚地成了技术革命和产业革命的发源地。
这场革命大体经历了三个阶段：第一阶段是以纺织机械的发明为代表的工作机的革命；第二阶段是以蒸汽机的发明和革新为代表的动力革命；第三阶段是以机器制造业的建立为代表，奠定了近代机械化大生产的基础。与之相适应的钢铁冶炼技术和交通运输业的发展，确立了以蒸汽动力技术为主导的工业技术体系，开创了“蒸汽时代”，使资本主义生产体制得以确立。
“工业革命首先涉及到的是机器上进行工作的那一部分。动力在这里一开始还是人本身。”（《马克思恩格斯全集》第47卷，第414页。）英国的棉织技术比毛织业落后得多。1733年，兰开夏的技工兼织布工约翰·凯伊发明了飞梭。由于织布速度加快，使棉纱供不应求。1735年，发明家约翰·怀亚特和刘易斯·鲍尔发明了利用快速旋转的纺筒与纺锤相配合的纺纱机。1765年木匠兼织布工哈格里夫斯发明了“珍妮”机——多轴纺纱机。随后出现了用水力推动的阿克莱特环绽精纺机。1785年工匠克隆普顿综合珍妮机和水力机的优点，发明了称作螺机（走锭精纺织机）的纺纱机，可以同时转动三百到四百个纱锭，初步完成了纺纱机的革新，极大地提高了生产效率。
“随着纺纱部门的革命，必然会发生整个工业的革命。”（《马克思恩格斯全集》第1卷，671页。）纺纱机的进步和织布业的相对落后又引起了新的不平衡。1785年由牧师卡特莱特发明了用水车带动的自动织布机，并于1804年经拉德克利夫和赫拉克斯进一步改革，用钢结构取代木结构之后，纺织业的改革才基本完成。纺织业的机械化引起了技术的一系列连锁反应，净棉机、梳棉机、漂白机先后被发明出来，而且很快影响到毛纺、化工、染料、冶金、采煤、机械制造等各部门，出现了机械化的浪潮。随着工作机的技术革新，要求为它们提供强大而方便的动力，从而引起了动力上的革命。
蒸汽机最初是为了满足矿井抽水的需要，由法国物理学家巴本于1689年左右设计的。这种蒸汽机仅有汽缸和活塞，实质上是利用蒸汽冷凝造成真空，借助大气压力而抽水的大气压蒸汽抽水机，很难实际使用。1698年英国陆军军官托马斯·塞维利发明了一种叫做“矿山之友”的可以实际使用的蒸汽抽水机，并经过锁匠纽可门等人的进一步改革之后，才开始广泛应用于矿山抽水。对蒸汽机进行划时代改革的是瓦特，由于他的努力，使蒸汽机成为一种万能的动力机械。1763年他在修理纽可门蒸汽机时，运用了物理学家布莱克关于“潜热”、“比热”的理论，找到了纽可门蒸汽机效率低的原因是由于有大约五分之四的蒸汽消耗在重新加热汽缸上。1765年他制成了将冷凝器单独设置的蒸汽机模型，使热效率提高了四倍，并于1769年获得了专利。“瓦特的伟大天才表现在1784年4月他所取得的专利说明书中，他没有把自己的蒸汽机说成是一种用于特殊目地的发明，而把它说成是大工业普遍应用的发动机”。（《马克思恩格斯全集》第23卷，人民出版社，1972年，第415页。）1800年，英国已经拥有了三百二十一台蒸汽机。蒸汽机的发明和应用，引起技术发展的根本性变革。它使社会生产的技术基础出现了质的飞跃，完成了人类基本生产手段由工具向机器的转变。
马克思说：“大工业必须掌握它特有的生产资料，即机器本身，必须用机器来生产机器。这样，大工业才建立起与自己相适应的技术基础，才得以自主。”（《马克思恩格斯全集》第23卷，第421～ 422页。）用机器制造机器正是资本主义工业化的起点。1775年工匠莫兹利发明了带有丝杠的溜板刀架车床，极大地提高了切削速度和加工精度，完善了机械制造业的最关键的设备。在19世纪40年代以前，机械制造业中的主要设备如车床、立式车床、钻床、铣床、刨床以及精确测量用的千分尺、卡尺、卡钳、环规、块规等都已经被发明出来，不少工厂还开始应用零部件互换原理，批量生产各种机械了。
钢铁冶金技术的发展是英国产业革命的物质前提。1735年，亚伯拉罕·达比父子经过多年的试验，发明了将煤炼成焦炭的方法。然后再用焦炭炼铁，并于1750年获得成功。1740年本杰明·亨次曼发明了坩埚法炼钢（铸钢），但产量始终不多。1783年，亨利·考特发明了用反射炉的搅拌炼钢法，产量比旧法炼钢增加十五倍。同时轧钢技术开始出现，1788年亨利·考特发明了用蒸汽机驱动的轧钢机，开始大量生产钢板、型钢和钢轨。19世纪上半叶，在铁路、造船等方面已经大量应用钢材。
技术革命促进了生产的发展，带来了商业的繁荣。随着工厂的增多，国内外市场的扩大，快速大量地运输原材料和产品成为当时社会的一个难题，运输系统的技术革新势在必行。1807年美国人罗伯特·富尔顿制造了世界上第一艘蒸汽船“克莱蒙特”号后，英国于1811年开始仿造，1812年苏格兰就开辟了欧洲第一条定期轮船航线，1840年采用了新发明的螺旋桨推进器，速度有了很大提高。在陆路运输上，1814年，矿工出身的乔治·史蒂文森开始研制蒸汽机车，经过十五年的努力终于完成了具有近代蒸汽机车基本形式的“火箭”号机车，1828年他指挥建造利物浦到曼彻斯特的铁路工程并于1830年完成。由于铁路总长度达六十五万公里，铁路成为近代工业化过程中陆地运输的主要动脉，陆路交通真正进入了“铁路时代”。
综上所述：蒸汽动力的产生、完善和推广应用，引起了技术发展的连锁反应。从18世纪末到19世纪初，以蒸汽动力技术为核心的技术体系已经形成，实现了自然力代替人力的变革。近代工业迅速建立起来，为资本主义生产方式最终战胜封建主义生产方式奠定了基础。正如恩格斯所说的：“分工、水力，特别是蒸汽动力的利用，机器的应用，这就是18世纪中叶起工业用来摇撼旧世界基础的三个伟大的杠杆。
（二） 第二次技术革命
19世纪中叶以后，随着科学技术的迅猛发展，又在世界范围内兴起了近代第二次技术革命。这次技术革命以电力技术为主导。它的产生、发展及其应用，极大地推动了化工技术、钢铁技术、内燃机技术等其它技术的全面发展。创造了巨大的生产力，给整个社会带来了广泛而深远的影响。
第一次技术革命在19世纪上半叶达到高潮，各资本主义国家先后建立起以蒸汽机为动力的工业技术体系，社会生产力有了飞速发展。由于资本主义自由竞争的加剧，资产阶级为了竞争的需要，如饥似渴地在生产中采用新技术，不断进行技术改革，鼓励技术发明，促使技术加速发展，为第二次技术革命的产生提供了坚实的物质和技术基础。19世纪60年代之后，自由资本主义开始向垄断发展，资本和生产开始高度集中，不但工厂数量剧增，而且规模不断扩大。大工业生产体系的发展，迫切要求有更先进的动力及动力传递分配方式。19世纪自然科学的全面发展，特别是电磁理论的建立，又为电力取代蒸汽动力的革命奠定和科学理论基础。
与第一次技术革命不同的是，电力技术完全是在电磁理论形成发展的基础上完成的。电力技术的关键设备是电动机、发电机和变压器，它们的原理都涉及到电与磁间的关系。电动机的原理是由丹麦的物理学家奥斯特于1820年发现电的磁效应后而建立的。德国科学家雅可比于1834年制成了15瓦的棒状铁芯发动机。1837年达维松也制成了一种能驱动制材机、车床、印刷机和机车的民动机，于1842年进行了展览。同时发电机的制造也在法拉第等人的重要发现之后开始了。在法拉第发现电磁感应定律的第二年（1832年），法国的皮克希用永磁铁做转子，制成了雏型手摇磁石发电机。随后，人们对转子和定子做了多次改进，于1840～1865年间，制造了电磁发电机。但是这种发电机效率仍然很低，真正实用的发电机是德国技术发明家西门子用了十余年时间完成的自激式发电机。继西门子之后又经过比利时电工学家格拉姆、德国电气教师阿尔特涅克的改进，于1875年发明了鼓状电枢的自激式直流发电机，使发电机达到了更高的效率，从而电机开始进入实用阶段。美国发明家爱迪生在1879年完成了白炽灯的发明后，于1880年又制造出110伏自激直流发电机“巨汉”号。1882年，爱迪生电气照明公司（创建于1878年）在伦敦建立了第一座发电站。在19世纪80年代到90年代，电力技术在通信、照明、运输、动力等方面都得到了广泛应用，社会对电力的需要开始急剧增大。为了解决直流电系统存在的远距离输送用高压电（减少损耗），而用户要用安全低压电的矛盾，交流电机和变压器相继研究成功。出生于俄国奥德萨的工程师多利活——多布洛夫斯基，对三相输电的理论作了大量研究，于1889年最先发明了功率为一百瓦的三相交流异步电动机、三相发电机和150千伏安的三相变压器，并于1891年第一次实现了三相交流电的输送。美国威斯汀豪斯的西屋电器公司，设计制造了包括12部多相发电机在内的全套交流输电设备，并于1893年在芝加哥举行的哥伦比亚世界博览会上，又一次成功地证实了高压交流输电方式的优越性。至此三相交流技术已经臻于完备，使高压交流输电方式在全世界范围内迅速推广开来。
电磁理论带来的另一重大成就——无线电通讯，是在麦克斯韦预言电磁波在存在并由赫兹用实验证明之后，才由波波夫、马可尼等人发明的。这是继1837年莫尔斯等人发明有线电报，1876年贝尔等人发明电话之后，给人类社会增加的更为有力的通讯工具。
19世纪末，随着供电方式的解决，电力技术迅速推广，从而使采矿冶金这些传统技术得到改造。电梯、电铲、电拖斗、电照明、电泵等彻底改变了矿井的面貌，减轻了矿工劳动强度，提高了生产率。电冶、电铸、电解的应用为制备优质的金属、非金属材料创造了条件。电照明又使工厂、街道以至于家庭都发生了很大变化。由于有了电，涌现出一系列以电为动力的新兴技术部门，如电镀、电焊、电热、电力拖动等，同时又形成了一批生产的新兴工业部门。
与电力工业技术体系相适应，还有一系列新技术取得突破，其中主要有：内燃机的发明，使热机结构更为合理，热效率大大提高，为各种类型交通工具提供动力，使汽车、船舰、机车、石油等一系列相关工业部门迅速兴起；转炉炼钢和平炉炼钢方法的发明，促使钢铁工业飞速跃进，全世界钢产量在19世纪最后30年猛增了50倍，迎来了材料工业的钢铁时代；随着有机化学结构理论的发展，废物煤焦油开始被综合利用，有机合成化学工业开始成长等等。所有这些技术领域的全面变革，从根本上改变了19世纪以来的生产、生活状况，推动着人类文明的进步，使人类进入“电气化时代”。
（三） 现代技术革命的产生
现代技术革命开始于本世纪40年代，现在正以迅猛的速度向前发展着，这次技术革命的主要标志是原子能，空间技术和电子计算机的广泛应用。它的发展经历了两个阶段：40年代至60年代为第一阶段，其间核技术、电子计算机技术、空间通讯技术逐渐走向成熟。70年代以来为第二阶段，即人们通常说的新技术革命阶段，这一阶段以微电子技术为核心的新兴技术群引起了当代技术领域的巨大变革。微型电脑广泛应用于生产及社会生活的各个方面。
现代技术革命的产生，有着社会经济、政治的广阔背景的科学技术的深厚基础，有着深刻的内在发展机制。
首先，现代物理学和各门技术科学的发展，为这场技术革命奠定了科学基础。相对论、量子力学的创立，有力地促进了其它基础科学和技术科学的发展，为新技术领域的开辟提供了理论依据。很显然，没有微观物理学的发展，原子能技术就不可能产生；没有无线电电子学和数理逻辑的重要发展，电子计算机的诞生也是不可能的。当代许多尖端技术如激光技术、超导技术、基因重组技术等，全是在现代科学理论的基础上产生和发展起来的。至于空间技术、海洋技术等综合性技术，更是现代科学成就的集中表现。
其次，前两次技术革命以及19世纪末20世纪初工业生产和技术的发展，为现代技术革命提供了坚实的物质技术基础。生产过程的机械化和自动化为新技术革命创造了条件。精密的仪器设备为科学研究、技术开发提供了必要的物质手段。质谱仪，同位素测定仪，原子光谱仪成为分析物质成份和结构的有力工具，而电子示波器和电子显微镜，则是人们控测微观物质现象不可缺少的手段。超高温、超低温、高真空等极端条件的获得，为研究极端条件下的物质特性，获得特种性能的材料，发展宇航技术和海洋技术等开辟了道路。
第三，这个时期的各种社会需要，特别是生产发展的需要，乃是促进现代技术革命的强大动力。人类为了生存和发展，需要不断解决人与自然的矛盾。现代科学的发展协调人和自然的关系提供了可能性，现代技术的诞生则为解决这个矛盾提供了手段和方法。社会生产的不断发展需要研究合理利用能源的方式，开发新的更强大的能源；需要研制性能优异的新材料；由于生产中出现了高速、高温、高压、剧毒等人们无法直接控制和参与的工艺过程，就要求研制自动控制装置。于是原子能技术，合成材料技术、计算机技术等新技术便应运而生。本世纪中叶以来，人类社会面临的人口危机、能源危机、粮食危机、生态危机，更使人们想从发展科学技术中寻找解决危机的办法。
此外，帝国主义国家在军事上经济上争夺霸权的需要，也给新技术的发展以强烈的刺激和推动。在第二次世界大战期间以及战后，帝国主义国家竞相扩充军备，投入大量资金和技术力量，开发新技术，研制新式武器，以图夺取优势。40年代美国调集了15万科学人员，动员了50余万人，投资22亿美元，仅用3年时间，就实现了“曼哈顿”计划。80年代，美国的“星球大战计划”（战略防御计划），欧洲共同体的“尤里卡”计划（欧洲信息技术研究和发展战略计划），日本的“科技振兴基本政策”及“人类新领域研究计划”等，给世界范围的技术竞争注入了新的强大活力。
当前，发达资本主义国家之间，争夺国内外市场谋求经济霸权的斗争，说到底就是科学技术的竞争。谁要想维护和巩固国内市场，打入和占领国际市场，谁就得运用最新科技成果，来降低产品成本，提高质量，加强竞争力。马克思恩格斯曾经指出：“资产阶级，由于一切生产工具的迅速改进，由于交通的极其便利，把一切民族，甚至最野蛮的民族都卷到文明中来了。它的商品的低廉价格，是它用来摧毁一切万里长城、征服野蛮人最顽强的仇外心理的重炮。”（《马克思恩格斯》第1卷，第255页。）前两次技术革命的结果是不发达国家成为发达国家的能源和原料供应地，发达国家的工业化生产以不发达国家为倾销产品的市场。这次技术革命期间，发展中国家的逐渐工业化以及发达国家的“适应措施”，正使这种不合理的分工发生变化，从而形成一种新的国际分工。这种新的国际分工的特点是：发展中国家成为西方过时技术和设备的市场，从事较低级的高消耗重污染工业生产。而发达国家则利用新技术、新设备从事较高级的知识密集型的无污染的工业生产，通过保持科技优势，对发展中国家进行控制和剥削。这就是当代资本主义国家在科学技术方面占据优势的重要社会政治原因。
现代技术革命主要包括信息技术、新材料技术、生物技术、新能源技术、空间技术和海洋技术领域里的革命。
（一） 信息技术——现代技术革命的前导
信息技术是现代技术革命中的关键技术，居于主导地位。这不仅因为它是科学技术现代水平的测量器，而且也是这场技术革命到来的主要标志。信息技术的发展，开创了类智力解放的新纪元。
所谓信息技术是应用信息科学的原理和方法研究信息产生、传递、处理的技术，具体包括有关信息的产生、收集、交换、存储、传输、显示、识别、提取、控制、加工和利用等技术。其中，最主要的是传感技术、通信技术、计算机技术和控制技术，它们相当于人的感觉器官、神经系统、思维器官和效应器官。
传感技术的任务是高精度、高效率、高可靠性地采集各种形式的信息。因此，需要发展遥感、遥测以及各种高性能的传感器、换能器和显示器，如地球资源卫星遥感技术、红外遥感技术、次声和超声检测技术、热敏、光敏、声敏、味敏、嗅敏传感器以及各种智能传感技术等；通信技术的任务，是要高速度、高质量、准确、及时、安全、可靠地传递和交换各种形式的信息。因此，应当大力发展光导纤维通信、卫星通信、程控交换、智能终端这样一些容量大、质量好、覆盖广、快速灵活、功能多样的通信技术，形成四通八达，结构合理、反应灵敏，安全可靠的通信网，提供具有高度智能水平的服务。如自动寻址电话、智能应答电话、智能翻译电话、电子信函、会议电视等等；计算机技术的任务是高速度、高智能、多功能、多品种的处理和加工各种形式的信息，它包括光计算机、智能计算机、软件系统、网格化等。控制技术，即信息的使用技术，对应于人的执行器官。信息技术最重要的特征就是将传感技术、通信技术、计算机技术结合成具有信息化、智能化和综合化的信息网和各种智能信息系统，有效地扩展人类的信息功能，特别是智力功能。
微电子技术是指在几平方毫米的半导体材料上，用微米及亚微米刻蚀加工技术，制造成10万以上晶体管构成的微缩单元电子电路，并应用这些电路装配成各种微电子设备的总称。通俗地讲，微电子技术就是一门使电子器件或电子设备微型化的技术。其基本构成是集成电路和计算机，其特点是精细或超精细的“微”加工技术。作为这门技术的杰出结晶是微型计算机。近年来把集成电路及其应用技术和生产的产品总称为广义的微电技术。微电子技术是节约材料、能源、空间和劳动的技术，其技术工艺新、产品换代快、品种产量多，应用涉及面广，集中体现了现代科学技术的精华，推动着以计算机技术为代表的信息技术的突飞猛进。
信息技术在现代革命中的主导作用主要表现在以下两个方面：
（1） 信息技术应用的广泛性。自从70年代微电子技术发明以来，信息技术的具体用已达5000多种。有人把它概括为“3C”革命，即通信（Commrnication）、计算机（Computerization）和自动控制（Control）领域的革命。三者互相联系而成为一个整体。“3C”革命的发展将使整个社会普遍实现自动化——工厂自动化（FA）、办公室自动化（OA）、家庭自动化（HA）合称“3A”革命。电子计算应用于工厂生产，从设计，加工、检验、包装到销售，全部实现自动化，不仅代替了人对生产过程的监视、操纵、调节和管理等劳动，而且提高了产品的数量和质量，节约材料和能源。电子计算机应用于企业管理的资料统计、数据分析 、计划编制、成本核算和产品分配，使计划、财务、工资、信贷、物资以及人事档案、文书处理等工作实现了自动化。应用电子技术完成烹饪、洗衣、清扫、购物、订票、付款以及照顾婴儿等家务劳动，乃至用来防盗、防火和报警，实现家务劳动的自动化。有人还把农业自动化加上，叫做4A革命。总之在新技术革命中，信息技术的发展将完全改变人类社会生活的面貌。信息技术的水平、规模和应用程度已成为衡量一个国家现代化程度的重要标志。所以新技术革命又被人们称为信息革命。
（2） 信息技术和其他技术的相关性，信息技术是在其它相关技术的支持下发展起来的，信息技术又推动了其它新兴技术的进展。如果没有电子计算机等信息技术应用于空间技术领域，就不可能有人造地球卫生和其它空间飞行器的发射成功。美国的阿波罗登月计划就启动了12000多台计算机参与工作。而人造地球卫星的真正重要性，按照约翰·奈斯比特的说法，“并不在于它带来了航天时代，而在于它开启了全球卫星通讯的时代。”“在我们的有生之年，航天飞机要做的有关全球信息经济的事情，要比有关空间探索的事情多得多。”（[美]约翰·奈斯比特。《大趋势——改变我们生活的十个新方向》，中国社会科学出版社，1984年，第11页。）海洋开发现在虽然还处在起步的阶段，但已应用空间遥感技术于海洋调查观测、捕鱼和导航等，应用电子计算机来进行资料整理、环境预报和模拟实验等。今后，用智能机器人来代替人的低温、高压、黑暗、缺氧和变化剧烈的复杂严酷条件下从事海底作业，海洋矿产资源开发将可能获得重大突破。在材料方面，半导体、敏感、信息贮存、光导纤维等材料都是由于信息技术的需要才发展起来的。在能源方面，对核聚变反应的控制，太阳能空间站的发射，也都要利用信息技术才能做到。由此可见，各种新兴技术都是以信息技术为基础或是为了住处技术的需要才得到发展的。
信息技术未来发展的主要趋势：
（1）研制超高速集成电路。信息技术发展非常迅速。50年代，信息技术的主要标志是
编程计算。60年代是数据处理，70年代是计算机网络，80年代是模式识别，到了90年代，专家系统和人工智能便成为突出的代表。目前计算机的计算速度还达不到控制无线电波的目的，高速集成电路在技术上的突破将推动计算机技术进入新阶段。人们已在探索实现三维集成电路的可能性，即设法使做在硅芯片上的集成电路向空间发展，成为立体结构，这样，集成度就会有新的突破。
（2）计算机发展的主潮流，以RISC、并行处理、多媒体技术为主，软件和网络相应发展。
RISC是精简指令系统计算机的英文缩写。计算机都有其自已的指令系统，一般讲，计算机的指令系统愈丰富，它的功能也愈强。RISC系统将指令系统精简，使系统简单，目的在于减少指令的执行时间，提高计算机的处理速度。据专家预测，1995年可能达到每秒钟执行10亿条指令（是目前最快的计算机的10～100倍）。
并行处理技术也是提高计算机处理速度的重要方向。传统的计算机，程序的执行是一条接一条地顺序进行，即串行执行指令。并行处理技术可在同一时间内在多个处理器中执行多个相关的或独立的程序。并行处理技术可以使计算机在运算速度达到每秒100亿次甚至10000亿次，这种技术在硬件上已处于成熟阶段，软件还有一定的差距，首先是操作系统和并行编译系统的研究。
多媒体技术是进一步拓宽计算机应用领域的新兴技术。是当今最引人注目的技术。人类将要迎接的是比印刷术、电话和电视更大的技术革命。多媒体技术包括多媒体计算机技术与多媒体通信技术两大领域，未来的发展趋势是这两种技术的密切结合。它是把文字、数据、图形、图像和声音等信息媒体作为一个集成体由计算机来处理，把计算机带入了一个声、文、图集成的应用领域。多媒体计算机必须要有显示屏、键盘、鼠标、操纵杆、视频录像带/盘、摄像机、输入/输出、电讯传送等多种外部设备。多媒体系统把计算机、家用电器、通信设备组成一个整体由计算机统一控制和管理。国际上有句口号叫“多媒体技术——下一代的浪潮！”预见了多媒体系统的发展将对人类社会产生巨大的影响。
当前的计算机系统多是连成网络的计算机系统。所谓网络，是指在地理上分散布置的多台独立计算机通过通信线路互连构成的系统。根据联网区域的大小，计算机网络可分成局域网和远程网。小至一个工厂的各车间和办公室，大到跨洲隔洋都可构成计算机网。计算机网大大提高了计算机软硬件及数据的使用效率，扩大了人类知识财富的共享。
1993年美国政府正式宣布了“国家信息基础设施计划”，即全美信息高速公路（Information Superhighway）计划，预计在10～20年内，总投资4000亿美元，建丐一个能够给用户提供大量信息，由通讯网、计算机、数据库以及各种日用电子设备组成的完备网络。运用数字化技术和光纤通讯技术，通过集电话、传真、电脑、电视、录像等为一身的信息处理、传输和显示的多媒体（mulitmedia），将文字、声音、图形和影像等高密度信息，高速度、大容量和高精度的传送到每一个家庭，办公室、教室和实验室。最近，美国副总统戈尔又提出了把各国的信息基础设施网络连接起来，构成全球信息高速成公路的方案，引起了各国政府的高度重视。这一方案的实施，标志着“第二次信息革命”浪潮的到来。它将是继本世纪中叶以计算机的发明为标志的第一次信息革命之后，以微电子技术、信息技术和现代通讯技术相结合为特征的一次意义深远的产业革命。
新型计算机研制方面，日、美、英等国均加强了光电子计算机、生物计算机（也叫分子计算机）、神经网络式电子计算机、“模糊”计算机的研制，并呈现出光电子与神经网络、“模糊”理论与神经网络理论融合的新技术动向。
（3）信息、经济一体化。利用计算机的一体化控制生产系统，使生产中从概念、设计到制造联成一体，做到直接面向市场进行生产，可以从事大小规模并举的多样化的生产；扩大信息系统能力，不受距离限制，廉价处理大量数据，使企业迅速掌握外界情报，及时对市场作出反应，更加灵活地组织生产，创造出更多、更适应市场需要的新产品；计算机技术和通信技术结合产生新技术和新产品，成为工业发展中不可缺少的关键因素。
目前，信息技术与经济建设呈现出一体化的发展趋势。信息高速公路的建设将对经济建、社会变革、国家安全与整个国家的发展，乃至人的发展前景带不深刻的影响，起到催化剂和倍增器的作用。
（二） 新材料技术——现代技术革命的基础
材料一直是人类进化的重要里程碑。如历史上的石器时代、青铜时代、铁器时代都是以材料做为时代的主要标志的。材料又是技术进步的物质基础。新材料是现代技术革命战争的重要基础，是开发新能源、发展空间技术和微电子技术的基本保证。新材料技术有可能使某些技术领域发生突破性进展，发生根本的变化。有人统计，制造一台彩色电视机要用到1618种材料。人们把材料技术、新能源技术和信息技术看作现代文明的三大支柱。
材料是指经过某种加工（包括开采和运输），具有一定组分、结构和性能，并适合于一定用途的物质。材料一般分为金属材料、有机高分子材料、无机非金属材料及复合材料。从用途来看，又可分为结构材料和功能材料。前者主要是利用其力学性质，要求在使用条件下能承受一定负荷，如建筑物中的钢筋水泥，飞行器中的高强度钢和钛合金等。功能材料是指通过电、光、声、磁场、化、生物化学等特性而完成特定功能的材料，如半导体材料、磁性材料、激光材料等。
新型材料则是指那些新近发展或正在发展中的具有优导性能的材料。它们是材料是最有生命力、最有发展潜力的一类材料。新型材料的主要特点：第一，多数是固体物理、固体化学、有机合成、冶金学和陶瓷学等学科的新成就。第二，它的发展与新工艺、新技术密切有关。在很多情况下，新型材料是在极端条件（如超高压、超高温、超高真空、极低温、超纯、高速冷却等）下制成的。第三，更新换代快，式样变化多，一般生产规模小，经营分散，不象传统材料那样靠大规模、连续生产来维持竞争能力，而是靠优异性能、高质量取胜。新型材料与传统材料之间并没有明显的界限，新型材料的发展往往以传统材料为基础，传统材料的进一步发展也可以成为新型材料。新材料技术一般包括三个方面的内容：新材料制备、新材料的性能或功能测定和新材料的开拓应用。新材料研制的关键，是不断地提高在分子层次上控制物质的能力。广义的新材料工程还包括阐明新材料的结构理论和化学组成、相关系和化学健等理论问题。材料科学与工程研究的核心问题，是正确处理合成和加工、组织结构和成份、性质及使用性能等四个组元的有机联系。新材料技术是紧紧依赖于理论的突破和分析检验手段的改进而获得发展的。
据1976年的统计，全世界经过注册的材料有25万种，而且每年以5%的速度增加。
人类的进步对材料不断提出新的要求：结构与功能相结合，即材料不仅能起结构上的作用，而且能具有特定的功能或多种功能；智能型，即材料本身具有感知、自我调节和反馈的能力，具有敏感和驱动的双重功能；少污染，要求材料在制作和废弃的过程中尽可能少地对环境造成污染；可再生，一方面是保护和充分利用自然的资源，另一方面又不为地球积存太多的废料；节约能源，要求制作时能耗少，能利用或开辟新的能源；长寿命，要求材料能维修或不需维修。当前，世界上材料发展的趋势主要表现为三个方面：一是天然材料的直接利用逐渐减少；二是合成材料和非金属材料已在部分取代传统的金属材料，钢铁将不再是占主宰地位的结构材料；三是在金属材料方面正在出现一些高性能的金属或合金材料，未来的时代是超级材料的时代，下面介绍几种新型材料。
信息材料。主要有：半导体材料（硅是关键的半导体材料，还有一类是化合物半导体如砷化镓等）；信息记录材料（磁粉涂布介质，溅射连续膜及垂直记录双层膜等）；传感器用的敏感材料（大部分是陶瓷材料，如湿敏材料、温敏材料、气敏材料等）；光导纤维（用于通信、传感、测量、数据处理、医疗、传像传能和照明等。光纤通信容量大、质量高，不受气候影响，正逐渐成为世界通信技术的主流，所用的光导纤维主要是石英型、塑料光纤和多组分玻璃型光纤）。
能源新材料。主要有：①非晶硅（光电转换材料）。1975年以来，非晶硅薄膜引起世界各国极大重视，因为其光吸收系数比单晶高一个数量级，用作电池材料需一微米厚，原材料消耗仅为单晶硅的1/200，并可大面积涂敷，因而成本低。②高温结构陶瓷。它具有高温强度好，抗氧化，耐腐蚀和比重小等优点。目前最有希望的是氮化硅、碳化硅、增韧氧化锆陶瓷和纤维补强无机复合材料等，可以代替高温合金用于制造火箭、导弹的喷管，航天飞机的外蒙皮和燃气轮机，内燃机等。③超导材料。超导体有两大宏观特征，零电阻和完全抗磁性。可通过大电流而不发热，是一种理想的输电材料和磁流体发电、高能加速器及受控热核反应装置所必不可少的材料。其研制方向是寻找300K即室温超导体。1987年以来，超导研究取得重大突破，美、中、日等国将转变温度提高到100K左右。1989年日本研制出世界上第一台超导电子计算机。这台计算机全部采用约瑟夫森超导器件，运算速度达每秒10亿次，功耗6.2毫瓦，仅为常规电子计算机功耗的千分之一。
特殊条件下使用的结构材料和新型功能材料。这类材料是指军工用材料和一些经济效益大（如分离膜）和社会效益显著的（如生物医用）材料，主要有：高性能结构复合材料，如工程塑料，其原料丰富，能耗低，加工容易，比重小。通过合金化、结晶化和其它各种增强方式，塑料的强度和模量与钢相近；生物材料，是一类具有特殊修复功能或用于人工器官、外科修补、诊断、治疗而对人体组织、血液不致产生不良影响的材料，它包括金属、无机非金属材料和有机高分子材料；分离膜及其它高分子功能材料，如用于气体分离、海水淡化、污水处理等许多分离工序的高效分离膜 ，比起传统流程来，成本低、耗能少、效率高。特别是有一类化学反应膜，把催化剂、微生物及促进反应的其它物质固定在膜里，可以简化反应工序，节约能源，并做到连续生产，这将是化工流程中的一项重大革新。
（三） 生物技术——现代技术革命的前景
生物技术是人类最古老的工程技术之一。我们的祖先大概从新石器时代晚期，阶级分化开始之后，就开始用谷类酿酒。传统的生物技术，包括酿造，酶的使用，抗菌素发酵，味精和氨基酸工业等，和新的生物技术之间，既有联系，又有质的差别。作为现代技术革命最新成就之一的生物技术，是20世纪70年代初在分子生物学、生物化学、生化工程、微生物、细胞生物学和电子计算机技术的基础上形成的综合性技术，包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等四个方面。
基因工程，又叫遗传工程。它是分子遗传学和工程技术相结合的产物，是生物技术中的核心技术。它采用类似工程设计的方法，按照人类的需要将具有遗传信息的基因，在离开生物体的情况下进行剪切、组合、拼装，然后把这种人工重组的基因转入宿主细胞内进行大量复制，使遗传信息在新的宿主细胞或个体中高速繁殖，以创造新的生物。这种生物分子水平的杂交技术，也有人称之为生物的人工组装技术。从理论上说，基因工程可以跨越生物边缘不能杂交的一切鸿沟，甚至在动物、植物、微生物之间互通有无，取长补短，渗透联系，为生物的未来创造新蓝图。这是人类认识能力从来未有的能动飞跃。从技术上说，是对常规技术的伟大变革，它对人类的生存有着极为深远的影响。1973年首次实现了遗传基因的人工剪接和重组。目前用这种技术已培育出多种“工程细菌”，可以用来生产诸如生长激素（1977年11月）、胰岛素（1978年6月）、干扰素（1980年1月）及多种疫苗和可食用的单细胞蛋白等。国外在80年代初用这种技术培育出“超级鼠”，说明产生高级动物的新物种已为期不远。基因工程还用于治疗基因缺陷而发生的不治之症——遗传病，因此，基因工程具有广阔的发展前景。
细胞工程，是以细胞为基本单位，在细胞水平上的杂交的生物技术。它包括细胞融合、细胞培养及细胞核移植等多种技术，而以细胞融合技术为主。它将不同物种或不同种类的生物细胞，通过某种方法形成杂交细胞或杂交瘤。最早由日本冈田善雄博士于1957年发现，1975年由英国科学家应用于免疫领域，近年来发展快，应用广。植物方面，国内外已育成番茄马铃蓍、番茄山芋、向日豆、大豆米、大豆豌豆、芹菜油菜、芹菜胡萝卜、大豆烟草等新品种；在动物方面，美国已培育出山绵羊，其头、脚、尾象山羊，身上长满绵羊毛。1975年英国的米尔斯垣和科勒合作创造了淋巴细胞杂交瘤技术，并由此发明了单克隆抗体技术。单克隆抗体的的发明被誉为免疫学上一次技术革命，开创了免疫学的新纪元。两位创造者因此荣获诺贝尔奖金。细胞培养技术是将优良品种的生物细胞（组织）或基因工程，细胞融合的新品种进行人工培养，改良其性状或快速繁殖。其操作简便，无病害，可通过工厂大批生产。它应用于植物的效果十分显著，被称为植物学中的“激光”技术。全世界已用它从试管中培育出数千种植物，给农业、林业、花木和药用植物的培养带来了巨大的经济效益。
酶工程，是利用酶（一种特殊的蛋白质）所具有的某些特殊催化功能，用生物反应器或工艺方法生产人类所需要的生物产品的方法和过程。酶工程包括各种酶的开发和生产、酶的分离和纯化技术、酶或细胞的固定化技术，固定化酶反应器的研制以及酶的应用等方面。酶工程目前引人注目的成就是微生物发电，即巧妙地运用生物催化剂进行能量转换。美、日研制的微生物电池和酶电池，引起人们极大关注。如果固定化酶的稳定性得到进一步改进，它将在生物催化、废物处理、医疗诊断、化学分析、食品及医药工业中起着更为重要的作用，并使化学化工的面貌迅速改观。
发酵工程，也叫微生物工程。这是一种利用微生物的某些特定功能，通过现代工程技术手段产生有用物质或直接把微生物应用于工业生产的方法与过程，包括培育优良菌种，发酵生产某些代谢产物，生产微生物菌体，改造某些天然物质等。
总之，生物技术的四个领域，它们既各自独立，又相互渗透，相互结合，相得益彰，构成生物工程技术的庞大体系。正当这些被称为第一代生物技术发展方兴未艾时，日本、美国等从1985年开始，又着物研究第二代生物技术——蛋白质工程。它不同于从工程学的角度利用天然蛋白质和有限度的生物机能，并由蛋白质控制的第一代生物技术，而是要弄清蛋白质的结构，利用电子图像，根据需要设计出具有一定机能的人工蛋白或仿蛋白物质。这项新技术将可用来开发多元疫苗、新抗癌药、激素、由生物分解的高性能塑料及超稳定的多机能酶等。生物技术是一项投资少、效益高的技术，它建立在生物资源的可再生性基础上，可以把高温高压下进行的生产过程，改变为在常温常压下进行的生物反应过程，在工农业生产和环境保护上存在着广阔的应用前景。迄今，世界上约有50多个国家拥有生物工程企业。据美国资料，到本世纪末，应用生物工程技术所获得的产品将不少于160种。生物工程技术对国民经济，军备发展以至家庭生活等方面都会发生巨大影响，而这在21世纪将充分展示出来。所以科技界几乎一致认为相对于统治了四百年之久的机械世纪来讲，下个世纪将是生物学世纪。
（四） 新能源技术——现代技术革命的支柱
能源是指可以产生能量的物质资源，是人类从事物质资料生产的原动力，是保障人民生活和发展国民经济的重要支柱。所谓能源技术，就是关于能源的开发、利用和节约的手段与方法的综合，有以下特点：一是复杂性，即涉及面广，周期性长；二是转换性，各种能源之间可以相互转换；三是广泛性，即能源是各种生活与生产的消费内容。目前广泛应用的能源是石油、天然气、煤炭等常规能源。新能源，一般包括太阳能、地热能、海洋能、核能和其它再能源。
现在世界各国利用和研究的各种新能源技术大体可分为三类。①煤炭的气化和液化。煤的液化和气化可以消除煤污染空气的微粒和硫氧化物。一旦试验成功，蕴藏量丰富的煤将会使世界范围内已知的矿物油的储藏量增加十倍。②核能技术，包括已经广泛应用于原子能电站的核裂变技术（1954年苏联建成第一座实验核电站）和正在开展基本研究的核聚变技术（即可控热核能）。人们可以制造人为控制裂变反应的装置。但是，可发生裂变反应的U235燃料资源十分贫乏。为此，美国科学家提出建造实用的增殖反应堆。可是它会产生大量长寿命的放射性废物，引起严重的环境污染。科学家们进而考虑运用原子核聚变产生能量的技术。1989年初，前苏联兴建了目前最先进的热核聚变实验装置“托卡马克—15”，其反应产生了约1亿度温度纯氢等离子体，所生能量按单位重量燃料计算是普通有机燃料的1000万倍。7月，日本大阪大学核聚变研究中心成功地获得相当于太阳中心密度4倍的等离子体，现用功率再增加10倍，即可实现激光核聚变。如果实用性核聚变反应堆研制成功，那么，世界上的海洋将是取之不尽、用之不竭的能量来源。③太阳能是最干净、最经济、最方便、用之不竭的能源，但目前在地面上直接利用太阳辐射能，由于太阳能具有密度低不稳定，昼夜交替的间断性等缺点，在技术上和经济性方面还存在许多问题。预计到下世纪在“空间太阳能站”和“非晶硅太阳能电池”的技术取得突破后，太阳能将大规模得到开发。除上述三种新能源技术外，其它如地热能、风能、生物能、潮汐能等的利用也正在研究。
（五） 空间技术——现代技术革命的外向延伸
空间技术又称航天技术，是一项研究和实现如何进入太空和利用太空的技术，空间技术的发展是现代科学技术高度发达的体现。自从1957年10月4日苏联发射第一颗人造卫星，开创了人类的空间时代，迄今，世界许多国家集中了巨大物力，花费了巨额资金，已将三千多个各种人造卫星与星际控测器送入太空。
1961年4月12日，苏联发射载入宇宙飞船成功，人类首次涉足太空。1969年7月16日，美国“阿波罗11号”飞船将两名宇航员送上了月球，是人类历史上第一次在月球上留下自己的脚印。1981年4月12日，美国“哥伦比亚”号航天飞机发射成功，标志着人类为了进行宇宙开发所必需的交通工具已经有了着落。从此，“常娥奔月”，“太空旅行”的神话开始变成现实。
空间技术，就是指各种航天飞行器的设计，制造，发射和应用，是一门综合性很强的现代技术。主要涉及三个领域：航天器的研制和空间飞行制导，空间开发利用，空间科学研究。
目前已经制造的航空飞行器包括各种功能的人造地球卫星，载人飞船和航天飞机；专用的航天救助、拖运、供应船；供人类在太空长期使用的空间站和空间实验室，空间工厂、仓库和电站；还包括飞向月球和其它星球，甚至飞出太阳系的星际控测器。空间制导技术是各种航天飞行器安全、可靠地发射和收回的一项空间重要技术，它包括两个方面：一方面是使飞行按照预定的目标和轨道前进；另一方面是使航天器安全准确地返回预定地点。这对于提高各类航天器的使用价值和发展载人航天器有重大意义。制导技术要求极高的精度和可靠性，只有在高速计算机出现的基础上才能圆满完成。无线电电子技术是空间技术的重要一环。从空间气象参数的收集、分析、整理，到飞船或卫星的飞行轨迹的计算确定；从火箭的自动点燃发射，到各级火箭的自动脱落；从飞行轨道的自动校正，到飞船工作舱里的气温、气压、湿度、气体含量等参数的自动调节；从通信联络（包括数据图象，照片的发回地面）到各种遥感操作和遥感侦察……都无一不需要应用无线电电子技术。与其它各门类尖端技术相比，空间技术更加需要密切依赖于微电子技术才能获得发展。只有利用微电子设备系统，才有可能在受到严格限制的极其有限的载荷空间内塞进供探测、数据处理、自动控制、通信联络和侦察用的各种复杂电子设备系统。今天利用最先进的大规模集成技术，已经可以将过去由分立元、器件组成的，象一个歌剧院般大小的复杂电子计算——控制系统搬进小小的导弹头或飞船舱内。所以说，空间技术是当代信息技术、新材料技术、新能源技术及生物技术的综合成果。
当前，空间技术已进入实用阶级，并且随着空间技术的进一步发展，它在军事、通讯、科学研究、资源考察以及气象观测和研究等方面的应用越来越广。
国际间的军备竞赛是发展空间技术的重要推动力量。美国和前苏联为争夺太空优势，都不惜工本，发展空间军事技术，利用军事卫星，从事侦察、监视、窃取情报和通信联络，指挥导航等活动。
向空间索取能源。根据有关专家的预测，到2000年，世界总能源的需求量将是现需求量的四倍，电力需求量为8500亿千瓦小时，其中美国电力的需求量将超过目前美国电力的三倍。人们在努力挖掘地球上可以充分利用的能源的同时，积极开展利用太阳能。由于地球表面大气层的阻挡，致使地面上的太阳能利用率仅为6～10%（另一方面，也正是有赖于大气层的保护，使地面上的生物免遭太阳光的强烈烧灼）。在超越大气层的外层空间，太阳能的利用率可高达99%。为什么不在地球同步轨道上建立太阳能——电能转换站，然后再将电能设法输送到地面上呢？这正是目前人们利用空间技术所要达到的主要目标之一。美国太空总署不久前制定了一项“人造月亮”太空计划，准备在90年代中期利用太空穿梭机将由微片组成的一组巨型阳光反射器送上太空，然后将阳光反射回地面作为城市的照明之用。科学家预计将面积1005米长，约800米宽的反射镜送上环球轨道，可以为美国五个大城市在日落后提供照明，其亮度为月亮的65倍。“人造月亮”上天后将与地球同步运行，在地球上3600平方公里区域内大放光明，在“人造月亮”下，人们可以看书写字。
空间技术使人类有可能对付信息社会的挑战。现在人类正处于从工业社会向信息社会的过渡，当前作为社会主要财富的信息已呈急速膨胀或所谓“爆炸”之势。从50年代后半期开始，人们就一直在寻找更为有效的远距离、大容量、高速度和廉价的信息手段。卫星通信技术标志着通信时代的到来，将把地球变为所谓“全球村”。
开辟太空生产新领域，在高真空、强辐射、超低温、无污染、微重力的宇宙空间，可提供地球上难得甚至无法实现的工农业生产工艺条件，诸如不同成分物质可均匀混合；熔融物体无轻重沉浮之分；不产生对流；有很好的表面张力不使液内气体外溢；物体无自重；冶炼金属不用容器并可加热到相当高的温度等。据美国太空总署估计，能在太空条件下制成合金及其产品多达400种。前苏联专家指出，在太空中生产半导体材料，均质性可提高几十倍，晶体结构缺陷密度可降低1/6～1/2个数量级；生物医学制剂在太空中生产，纯度可提高5～9倍，生产效率可提高3个数量级。西欧许多专家估计，90年代末近地轨道空间工业生产可达到盈利300～700亿美元的水平。目前，还诞生了研究轨道上可实现的工艺过程的“宇宙工艺学”、“宇宙农艺学”。
应用科学卫星可以从整体上考察地球，观测地质、地理、海洋、日地空间的现象，还可探测行星、星际空间、宇宙天体乃至性系间的各种自然现象，开展各种形式的科学研究。
人类已经飞出了地球并建立了空间站，下一步目标，除建立太空电站外，将是建立永久性的航天站。研制新型航开飞机，建造空间自动工厂，建立月球基地及载人火星飞行。
（六） 海洋技术——现代技术革命的内向拓展
人类利用海洋已有几千年的历史，发展了海洋渔业和运输业等传统产业。从本世纪60年代起，海洋开发事业发生了一个战略性的转变，海洋工程技术用为一个新兴技术科学迅速发展，人类开发海洋的活动已从海底、海面和海空全面展开，进入了一个综合、立体开发的新时代。引起这一转变的主要原因，首先是，战后随着世界人口的增长和经济的迅速发展，自然资源的消耗量越来越大，陆地资源日渐短缺，急需寻找新的资源开发场所；其次，海洋研究不断深入，人们更加看到海洋资源的丰富，对开发海洋的热情更高；再次，海洋开发技术和电子技术，遗传工程技术，光导纤维技术的迅速发展，不断提高了海洋开发的能力，并推动了一大批新兴海洋产业的迅速形成。
所谓海洋工程是现代各项海洋开发基本技术和应用技术的总称。基本技术有海洋测量技术、水下工程技术、造船技术、潜水技术、钻探技术、海洋预报技术、信息传递与水下通信技术，导航定位技术、浮标与平台技术、防腐蚀防生物附着及耐高压技术，海洋环境保护技术、水中材料与元器件及各种海洋实验技术等；应用技术有石油和各种矿产资源的开采技术、海水中重要元素提取技术、海洋水产品捕捞养殖技术、海水淡化技术、海洋能利用技术等。
1.蓝色革命——海洋养殖业的兴起
继60年代陆地上的绿色革命之后，在70年海洋经济掀起了所谓蓝色革命，利用浅海水域和滩涂发展海水养殖和栽培业，以形成所谓“海洋牧场”，这是水产业发展史上的大变革。比如作为兴办海洋牧场的第一步，可以利用人工鱼礁养鱼。利用特殊的音响或气味将鱼群吸引到人工鱼噍，再利用气泡幕将牧场团团围隔起来，防止鱼群逃逸。还可以训练海豚作为警卫，防止外敌入侵。牧场可配备各种自动化电子设备系统。对于那些具有回游习性的鱼类，还可以放流养殖。当然，海洋养殖业并不限于鱼类，还可以人工养殖海洋植物，如海藻、海带、紫菜、马尾藻、裙带菜等有价值的海洋植物。整个地球的生物生产力每年约为1540亿吨有机碳，其中有1390亿吨产自海洋，占88%。海洋有两万多种植物，18万种动物，目前已开发利用的只有1500多种。每年海洋的鱼、虾、贝类提供的动物蛋白30亿吨左右，而目前人类获取的不到1亿吨。海洋生物不仅是提供蛋白质的资源，而且也可提供某些贵重药物的资源。近年来，海洋生物生产的基础科学——海洋生物学和海洋生态学有了很大进步，建立在现代海洋生物学基础上的现代海洋养殖业发展很快，而且有着巨大的潜力。
2.海洋采矿业的发展
海洋采矿大致分为大陆架采矿和深海底采矿两部分，前者在200米深的水中采矿，后者大约在4000米深的水中采矿。大陆架采矿基本上以开采石油，天然气为主。已探明的全世界海底石油储量约为1350亿吨，其中在大陆架的储量为1100亿吨。约占世界石油总储藏量的1/2以上。 目前世界石油产量的1/4来自海底油田，到本世纪末将占1/2。深海底采矿目前经济价值较大的主要有锰结核、金属软泥、热液矿床等。锰结核矿的储量为2～3万亿吨，为陆地锰资源的4000倍左右；该矿含有铁、锰、镍、铜、钴、钛等20多种金属元素，品位很高，被称为“21世纪的矿物”。目前各国都有在竞相研究开发。此外，还有含金、银、铂、铜、锡等的“多种金属硫化物矿床”和“海底多金属软泥”，储量都很丰富，可供开采。海水中含有约80种元素，除大量盐外，还有丰富的镁、钾、溴、碘等，海水中的铀估计有40余亿吨，是重要的核燃料来源。海水提镁技术已能用于生产，提铀技术目前许多国家都在实验研究，力图及早突破。
3.海洋能量的利用
海洋能实际上是太阳能的一种存在形式，以波浪、潮汐、温差、海流、盐度差等多种方式蕴藏着丰富的能源。海洋能蕴藏量大，可再生，无污染，日益受到各国的重视。目前，世界上利用海洋发电的技术有四种：①潮汐发电。利用涨潮和落潮所形成的潮差发电。据计算，世界海洋潮汐蕴有的能量约有十多亿千瓦，每年可发电一万多亿度。1966年，法国在布尔塔纽地区兰斯河口修筑了750米长的堤坝，每年可发电五亿四千四百万度电，这是目前世界上最大的潮汐发电站。②波浪发电。利用波浪的上下运动或横向运动产生和风能类似的一种速度缓慢的机械能。据估算，在一平方公里的海面上，波浪运动每秒钟蕴藏有20万千瓦的能量。人们正在试用两种波浪发电的新方法：一种是在海面上的浮标中安装涡轮发电机，利用波浪一上一下的起伏垂直运动，推动装有活塞的浮标，借助活塞与浮标的相对运动所产生的压缩空气，驱动涡轮发电机发电。另一种是在海岸上设置固定的空气涡轮机，利用海浪冲击的力量，通过导管鼓动空气，驱动空气涡轮机发电。③海水温差发电。利用海洋表层热水和深层冷水的温度差热能转换成电能。可以使做为热源的表层海水在低压或真空的锅炉内沸腾以产生蒸汽，推动涡轮机，并带动发电机发电。再将通过涡轮机后的蒸汽引入到深层低温海水构成的“冷凝器”中，重新凝结成水。④盐度差发电。利用江河海口处淡水与咸水之间所存在的盐度差进行发电。由于咸水与淡水的渗透压力不同，在咸水与淡水交汇处建立一个内部设置有渗透膜的水压塔，淡水通过渗透膜被压到咸水一侧去，使水压塔内咸水一侧的水位上升，于是就可利用所出现的水位差进行发电。
4.海洋空间的开发利用
海洋空间的开发利用包括填海造地，港口建设，航道疏浚，建设人工岛、海底隧道、水下牧场、海上桥梁、海底仓库和海中居住区等。科学家认为，海洋空间资源的利用，在未来可望能够建立“半下沉”或“全下沉”的“浮动工厂”和“海底村庄”、“海上城市”，可以消除陆地上的噪音和纷杂，也可以解决某些人口拥挤国家的居住问题，或者作为跨国公司的贸易活动站。
目前海洋开发技术的方向主要是提高深海技术，开发北冰洋和南极的资源，研究从海水中收回核燃料，把生物工程技术用于海洋生物，海洋能源的有效利用等。把海洋变成农场和牧场，变为城市和村庄，变为人类生活的第二故乡。
展望未来，当代的六大现代技术将在21世纪中加速发展，通过更广泛的应用和商品化，成为日益强大的新技术产品。一般地说，以基因工程细胞工程为标志的生物技术将成为21世纪技术的核心；以光电子技术、人工智能为标志的信息技术将成为21世纪技术的前导；以超导材料、人工定向设计材料为标志的新材料技术将成为21世纪技术的支柱；以空天飞机永久太空站为标志的空间技术将成为21世纪技术的外向延伸；以深海采掘、海水利用为标志的海洋技术将成为21世纪技术的内向拓展。
（一） 现代技术革命的实质
近代以来的三次技术革命就是蒸汽动力技术、电力技术和电子计算机技术作为主导技术产生以及由此引起各个历史时期的相应的技术体系的形成过程。技术发展有其自身规律。在古代，技术的进步主要表现在材料上。人类和自然作斗争的工具由最先的木棒、石块发展到后来的青铜、铸铁。近代以来的第一次，第二次技术革命，主要表现在能源动力方面。进入20世纪以后，由于材料、动力的进步，生产规模增大，生产工艺以及产品的复杂化，第三次技术革命就主要体现在控制方面。微电子技术所引起的生产过程自动化和管理过程的自动化，是符合这一技术发展规律的。因此，第三次技术革命又可以称作信息控制技术革命。它所解决的中心技术课题是社会生产和管理的信息控制。人们已经注意到，信息技术是优化物流、节约能流、分解人流、降低财流的有效手段。前两次技术革命都与工业社会相关，或者说是工业社会本身的接生婆，或者是工业社会发展的支柱。现代技术革命与之相比具有更伟大的意义。这是继欧洲纺织工业革命，美国电气工业革命之后，造成第三次世界均势重新组合的原动力。先前的技术革命实质上是能源革命，是动力方面的大为革。它利用机械力、蒸汽、石油、电力来减轻人的体力劳动，提高劳动生产率。现代技术革命的实质与信息、知识密切联系着，力求使人脑得到延伸而减轻人的脑力劳动。如果说前两次技术革命的实质是人的体力的解放，那么这次技术革命的实质则是人类智力的解放，是一场智力革命。从体力解放到智力解放这一重点的转移是技术以至社会的一个巨大转变。工业化时期的经济，是以大规模地消耗原材料、能源和人的体力为基础的，而在现代技术革命的条件下，则是以愈来愈多的人的智力和物化在产品中的知识为基础的。知识越来越成为社会生产力、经济竞争和国家实力的关键因素。这一转变突出的表现在：以才能为量度的智力就业代替以人身标志的体力就业；以知识和智慧的积累代替体力创造财富，甚至富有的标准也由占有物质转变到拥有信息或知识方面去了。总之，向新技术过渡的大变革会导致社会全面的深刻变化，包括以全新的生活方式代替原有的生活方式。
（二） 现代技术革命的基本特征
与以往的技术革命相比，这次技术革命具有如下特征：
第一，技术科学化。近代以来，新技术发展中科学成分愈来愈高，而经验性技艺的因素却愈来愈少，这是技术成熟的表现。在第一次技术革命中涌现出来的新技术，虽然也有一定的科学因素、但并不是主要的。例如瓦特在完善蒸汽机技术时，科学理论因素起了一定的作用，但纺织机械的发明却是经验性的。所以，当时技术与科学是相互分离平行发展的，技术对科学的依赖并不强。当时从事发明的大多是工匠，因此技术的经验成分是主要的，对科学的运用大多是不自觉或零散的。但是第二次技术革命中的许多新技术却直接与当时的科学进展有关，科学与生产实际的结合，产生了用科学理论专门研究技术的科学，例如电力技术、无线电技术、热机技术（指19世纪出现的内燃机和汽轮机），无一不是在电磁学，电工学、无线电电子学、热力学的指导下形成发展起来的。从事技术发明、改革的一般都是具有较高科学、文化知识的人。现代技术革命的突出特征之一就是全面体现了科学对于技术的主导作用。科学革命成为技术革命的前导，科学成果渗透到技术的各个领域成为技术发展的关键，使技术越来越科学化了。在技术科学化的同时，科学技术的飞速发展。故而，现代技术革命又称为科学技术革命。
第二，技术群体化。如果说前面两次技术革命形成的技术体系中各项技术间的联系还较为松散的话，那么这次技术革命中的新技术除数量之多、门类之广是空前的，各种技术间出现了极强的群体性。它们几乎是在很短时间内同时出现的。发展中的横向关联性、综合性、交叉性极为突出。没有以电子计算机为核心的控制手段，核能、航天、海洋工程以及某些材料生产的自动化均是不能想象的。没有半导体材料、真空技术、光刻技术等的进步，微电子技术也是根本发展不起来的。现代科学技术纵深发展已促成了许多新的科学技术群的建立。遗传工程的发展，使量子生物学、量子遗传学、量子生理学和基因重组技术、生化技术、结构分析技术等等，成为一个科学技术的大群体；海洋开发的需要，使海洋水文学、海洋地质学、海洋气象学、海洋生物学和海洋探测技术、海洋电力技术、海洋采矿技术等等，成为一个庞大的科学技术体系；能源发展的需要，也使天体物理学、原子核物理学、硅电化学和太阳能技术、海洋能技术、生物能技术等，成为一个科学技术群，如此等等。这就是说，现代科学技术革命愈加深入，人们在深化对自然界的认识和变革的过程中所遇到的问题就愈带有综合性，而且范围广、难度大，绝不是单独一门科学、一项技术所能解决的，必须由多学科，多技术所形成的科学技术群体才能突破。所以，现代科学技术的重大课题往往需要有人才荟萃、高度知识化密集化的科技集体才能承担。科技人才必须是专才与通才相结合。
第三，技术智能化。三次技术革命中出现的新技术，逐渐从机械性向智能化发展。第一次技术革命中的许多新技术、还带有明显的“工具”痕迹，结构简单，精度不高、速度不快、控制容易，是对人手和体力的简单取代；第二次技术革命时期，由于电力的普及，机器复杂，功能增多、性能提高，速度快、精度大大提高，控制也较为复杂。初步的自动化以及较为复杂的机电控制系统已经可以完成简单的脑力劳动。第三次技术革命中出现的技术，特别是电子计算机以及微处理机与传统技术相结合，形成的机电一体化技术领域，智能化已十分明显，机器已不再仅仅是代替人手和人的体力的“工具”了，数控机床，加工中心，机器人和无人工厂既解放了人的体力劳动，也解放了人的脑力劳动。现代技术革命使机器系统在动力机、传动机和工具机之外，增加了一个控制机，电脑进入机器，通过信息控制调节机器以至整个车间或工厂的运转。这使得机器体系进入了一个智能化的新阶段，从而使它的功能大大提高。只要把编制好的程序存入电脑，它就可以按设计要求实现自动化操作，而且可以随时调整程序，实行柔性生产，使产品精度高、质量好、成本省、换代快、市场适应性和竞争性强。
第一，技术生态化。现代技术革命具有保护和改善生态环境和人类生活环境、防治污染和公害、使对自然界
的利用和再生走上良性循环的轨道、为人类的生存和发展带来良好效益的特性。研制与开发新技术必须坚持生态学观点，运用生态学方法进行设计，变革技术原理。既采用人工模拟自然物质的生产过程，用生态工艺代替非生态工艺又合理利用自然界自身的再生能力。
技术本身发展趋势表明，将沿着机械技术→机电一体化技术→机电生态一体化技术的路线发展。未来的中心生产技术应当是生态化的生物生产技术，其内涵是以现代生物技术为主构建起来的。既符合生态学原则，又能获得较高经济效益。未来的中心产业将是生态化的生物工业，而未来的产业体系，则是生态化的生物产业体系。
第五，高技术及其产业化。80年代，高技术受到世界各国的普遍重视。90年代，世界高技术及其产业的发展势头将有增无减，可能取得新的重大突破，并很快向全球渗透。人类将走向高技术时代。高技术一词起源于美国，人们对它有多种不同的理解。近年来，多数人开始倾向于认为：高技术是指那些对一个国家军事、经济有重大影响，具有较大的社会意义，能形成产业的新技术或尖端技术。这一定义是比较全面的，对“高”赋予双重解释，即技术上是高的，社会、经济意义是重大的。高技术具有六大特征：一是高增值。高技术是经济效益和社会效益的倍增器。由高技术竞争和突破所带来的效益，正在创造着新一代的生产方式和经济秩序。二是高智力。高技术是知识密集，技术密集的新兴技术，其发展主要依赖智力，其次才是资金。三是高驱动。高技术在相当大程度上是经济发展的驱动力，它能广泛渗透到传统产业中，带动社会各业的技术进步。四是高战略。高技术是以科学技术表现的战略实力，直接关系国家经济和军事地位。五是高风险。高技术的探索处在科学技术的前沿，任何一项开创性构思，设计和实施都具有风险，要么获得巨大成功，要么造成严重失利。六是高时效。高技术的市场竞争十分激烈，时间效益特性突出，只有适时地向市场投放最新成果才能取得最佳效益，否则就意味着失败。
高技术发展的特点：一是发展的不连续性。传统技术发展的一般规律是渐变→突变。而高技术由于现代科技突飞猛进，越来越呈现出技术上的跳跃。如1974年电子表问世，不到6年就占领了60%以上的世界钟表市场。这种跳跃式产生的新技术有的不是在原有的技术基础上演变出来的，而是建立在完全新的技术原理之上。二是技术成果加速综合及商品化。日本之所以能成为国际市场竞争的佼佼者，靠的是综合创新。而综合创新加快了技术成果商品化的速度。连日本自己也都承认，他们的技术综合了七分美技术和三分欧洲技术，结果便形成了独具特色的日本技术。据有关学者统计，解决一个专业问题，本专业知识所占比率有时低于25%，更多的需要借助其它专业的知识，产生了所谓“风马牛效应”，真可谓“杂交出良种，综合变新质”。三是软资源占优势。软资源主要是指智力资源、地理位置和原有的技术基础。象日本这样的岛国，资源十分贫乏，但却成了重型工业的强国；香港物质资源并不丰富，然而制造业十分发达。事实说明，靠软资源优势才能把低技术结构转变为高技术经济结构，推动经济高速度发展。
高技术的发展趋势。一是向高速度、高性能、微型化方向和在各种极限条件下的发展；二是高技术正和我们日常生活各方面的关系更为密切，即所谓转向追求生活质量；三是高技术将向传统产业强制渗透，促进新产业革命战争的到来。技术革新产业化是一个过程。一项新技术要通过生产实验、技术定型、试产，最后批量产生，实现商业化，完成向产业的转换。这里的每一步都要受各种因素的制约，不与工艺法则、市场法则、社会性法则相违背。工艺法则：新技术在生产工艺上是否还有未曾突破的难点，否则是不能够付诸生产的。市场法则：产品是新技术的物化，它要接受市场的检验。一件商品在市场上的竞争力受商品质量、性能和用户的需要以及产品的成本等因素制约，产品应该实用、优质、廉价、新颖、美观。社会性法则：不同的社会制度、政治形势、战争和政府的指导思想等都会对技术向产业的转移产生重大的影响。
从技术革命到产业革命，需要有一个传递转化过程。任何一项重大技术发明，从发明成功到投入实际工业应用，总是需要一段时间的；而从工业应用取得明显效果到带动一批新技术（技术群）的兴起，又需要一定时间；最后导致生产体系的全面、大范围变革更需要时间。比如1831年法拉第发现电磁感应现象后，经过30多年，到1866年德国西门子才创造成功可供实用的发电机，1881年才开始兴建大型火力发电厂，开创了电能的大规模应用历史；而带动工业全面发展，建立钢铁、化工、石油等规模庞大的工业体系一直延续到第二次世界大战前夕，前后经历了长达百年左右的时间。由此看出，虽说技术革命是产业革命的先导，但技术革命并不等于产业革命。
产业革命是指由于科学技术的飞跃而在整个经济领域和社会领域中引起重大变革。恩格劳斯曾经指出，产业革命不是局部的，某一方向的变化，而是全局性的，整个生产体系的变化和飞跃。这是产业革命最本质的特征。第一次产业革命战争的结果 ，一是由于生产技术的巨大变革，资本主义生产从工场手工业向机器大工业过渡，为资本主义生产奠定了物质技术基础；二是引起了生产关系的剧烈变化，即创造了资本家阶级和工人阶级。由此可见，产业革命不仅具有生产技术的性质和内容，而且具有社会经济的性质和内容；不仅包括社会生产力的重大飞跃，同时也包括生产关系的深刻革命。
70年代以来，围绕信息技术的形成和发展，正在形成一个不同于传统产业的信息产业。诸如：半导体微电子工业已形成了优质低成本的工业化大生产，推动国民经济向高效益增长机制转换。据统计，世界半导体微电子工业产值已近500亿美元，其增长速度一直高于所有制造业，是国民生产总值增长率的3～5倍。半导体生产的广泛应用，使美、日及西欧的一些国家在经济增长中的技术进步贡献高达5%以上。
总之，现代技术革命大大加速了技术产业化进程。六大现代技术中的1项标志性技术（基因工程、蛋白质工程；智能计算机，智能机器人；超导材料、定向材料；核聚变能、太阳能；航天飞机、永久太空站；深海采掘、海水利用等），虽说是本世纪萌发的远未成熟的前沿技术，但其相应的高技术产业目前却已经初露端倪。这些产业包括：生物工程产业，光电子信息产业、软件产业，智能机械产业，生物医学产业，超导体产业，太阳能产业，空间产业、海洋产业等。这些高技术产业，通过下一个世纪的纵深开拓，将把人类的生产能力提高到前所未有的新水平。而本世纪的传统产业，诸如钢铁，煤炭、化工、石油、纺织、建材等基本产业部门，在21世纪的国民经济中比重将缩小，但绝对产量和产值不会萎缩。同时，高技术将向这些传统产业强制渗透，从而改造和革新这些产业部门，在更高的层次上为人类的生存和发展提供丰富多样的生产资料和生活资料。人类将迎接新的产业革命的高潮。
