20世紀(jì)的新四大發(fā)明

20世紀(jì)的新四大發(fā)明指南針、造紙術(shù)、火藥、印刷術(shù)中國(guó)古代的“四大發(fā)明”，為世界科技的進(jìn)步譜寫了光輝的篇章。世紀(jì)的“新四大發(fā)明”原子能、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)、激光器，又徹底改寫了世界科技發(fā)展的歷史。原子能年，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)電子的中心是帶正電的原子核。年，玻爾提出電子在不同軌道上繞原子核運(yùn)動(dòng)。年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福用帶正電的。粒子轟擊氮和氫，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)。年，盧瑟福的學(xué)生和助手查德威克發(fā)現(xiàn)中子，進(jìn)而提出原子核由質(zhì)子和中子組成年，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)重原子核裂變。核能的威力首先被用于戰(zhàn)爭(zhēng)。年月，美國(guó)政府啟動(dòng)了代號(hào)為“曼哈頓工程”的原子武器制造計(jì)劃。年月日，世界上第一顆原子彈在美國(guó)新墨西哥州的荒漠上試爆成功。此后，前蘇聯(lián)于年、英國(guó)年、法國(guó)于年、中國(guó)于年月分別研制出并成功地爆炸了原子彈。和平利用原子能，成為整個(gè)世界的呼聲。年，世界上第一座裂變反應(yīng)堆在美國(guó)建成；年，莫斯科附近的奧布寧斯克原子能發(fā)電站投入運(yùn)行，標(biāo)志著人類和平利用原子能時(shí)代的到來(lái)。年，中國(guó)的第一座核電站秦山核電站起用，繼之大亞灣核電站投產(chǎn)。半導(dǎo)體年，美國(guó)電報(bào)電話公司（）貝爾實(shí)驗(yàn)室的三位科學(xué)家巴丁、布萊頓和肖克利在研究半導(dǎo)體材料鍺和硅的物理性質(zhì)時(shí)，意外地發(fā)現(xiàn)了鍺晶體具有放大作，經(jīng)過反復(fù)研究，他們用半導(dǎo)體材料制成了放大倍數(shù)達(dá)100量級(jí)的放大器，這便是世界上第一個(gè)固體放大器晶體三極管。晶體管的出現(xiàn)，迅速替代電子管占領(lǐng)了世界電子領(lǐng)域。隨后，晶體管電路不斷向微型化方向發(fā)展。年，美國(guó)科學(xué)家達(dá)默提出“將電子設(shè)備制作在一個(gè)沒有引線的固體半導(dǎo)體板塊中”的大膽技術(shù)思想，這就是半導(dǎo)體集成電路的思想。年，美國(guó)德克薩斯州儀器公司的工程師基爾比在一塊半導(dǎo)體硅晶片上電阻、電容等分立元件放入其中，制成第一批集成電路。年，美國(guó)仙童公司的諾伊斯用一種平面工藝制成半導(dǎo)體集成電路，“點(diǎn)石成金”，集成電路很快成了比黃金還誘人的產(chǎn)品年月，英特爾（Intel）公司的霍夫?qū)⒂?jì)算機(jī)的線路加以改進(jìn)，把中央處理器的全部功能集成在一塊芯片上，另外再加上存儲(chǔ)器，制成世界上第一個(gè)微處理器。隨著硅片上元件集成度的增加，集成電路的發(fā)展經(jīng)歷了小規(guī)模集成電路、中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路（）階段。年，研制成的超大規(guī)模集成電路，集成度達(dá)萬(wàn)以上，電子技術(shù)進(jìn)入微電子時(shí)代。年代末，芯片上集成的元件數(shù)突破萬(wàn)的大關(guān)。計(jì)算機(jī)年，世界上第一臺(tái)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)埃尼克（）在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院誕生（圖一）。猶如一個(gè)龐然大物，重達(dá)噸、占地平方米、內(nèi)裝個(gè)電子管，但它運(yùn)算速度卻比當(dāng)時(shí)最好的機(jī)電式計(jì)算機(jī)快倍。的問世，猶如石破天驚，開辟了信息新時(shí)代。年，第一臺(tái)存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)在劍橋大學(xué)投入運(yùn)行，和均屬于第一代計(jì)算機(jī)。年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室制成第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)體積大大縮小。年，美國(guó)公司制成全部使用晶體管的計(jì)算機(jī)，第二代計(jì)算機(jī)誕生了。第二代計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比第一代計(jì)算機(jī)提高了近百倍。年代中期，隨著集成電路的問世，第三代計(jì)算機(jī)誕生，其標(biāo)志產(chǎn)品是年由美國(guó)公司生產(chǎn)的系列機(jī)。第四代計(jì)算機(jī)以大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲(chǔ)器，使計(jì)算機(jī)向著微型化和巨型化方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)的微處理器從早期的，發(fā)展到奔騰（）、奔騰二代（）和奔騰三代（）。當(dāng)前，第五代計(jì)算機(jī)智能計(jì)算機(jī)的研究正漸入佳境。智能計(jì)算機(jī)的主要特征是具備人工智能，能像人一樣思維，并且運(yùn)算速度極快，它不僅具有一種能夠支持高度并行和推理的硬件系統(tǒng)，還具有能夠處理知識(shí)信息的軟件系統(tǒng)。世紀(jì)之交，計(jì)算機(jī)科技的前沿領(lǐng)域包括：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。超導(dǎo)計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)和光計(jì)算機(jī)等。激光器1958年，貝爾實(shí)驗(yàn)室的湯斯和肖洛發(fā)表了關(guān)于激光器的經(jīng)典論文，奠定了激光發(fā)展的基礎(chǔ)。1960年，美國(guó)人梅曼發(fā)明了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器。1965年，第一臺(tái)可產(chǎn)生大功率激光的器件二氧化碳激光器誕生。1967年，第一臺(tái)射線激光器研制成功。2019年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員研制出第一臺(tái)原子激光器。激光器的出現(xiàn)，大大改變了人類的生產(chǎn)與生活：在通信技術(shù)領(lǐng)域，光通信依賴的基礎(chǔ)器件便是激光器，用于存儲(chǔ)信息的CDROM光盤，可存儲(chǔ)數(shù)百兆比特的信息；越洋光通信已進(jìn)入1萬(wàn)億比特8的開發(fā)階段；光計(jì)算機(jī)的研究也正日益深入。在能源領(lǐng)域，激光可用于工業(yè)、軍事上的能量源，大功率激光器被用于受控核聚變研究。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，激光治療已在外科、內(nèi)科、婦科、牙科、五官科、腫瘤科得到應(yīng)