20世紀的新四大發(fā)明

20世紀的新四大發(fā)明指南針、造紙術(shù)、火藥、印刷術(shù)中國古代的“四大發(fā)明”，為世界科技的進步譜寫了光輝的篇章。世紀的“新四大發(fā)明”原子能、半導(dǎo)體、計算機、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動。年，英國物理學(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。年月，美國政府啟動了代號為“曼哈頓工程”的原子武器制造計劃。年月日，世界上第一顆原子彈在美國新墨西哥州的荒漠上試爆成功。此后，前蘇聯(lián)于年、英國年、法國于年、中國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，成為整個世界的呼聲。年，世界上第一座裂變反應(yīng)堆在美國建成；年，莫斯科附近的奧布寧斯克原子能發(fā)電站投入運行，標(biāo)志著人類和平利用原子能時代的到來。年，中國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，美國電報電話公司（）貝爾實驗室的三位科學(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，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100量級的放大器，這便是世界上第一個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，美國科學(xué)家達默提出“將電子設(shè)備制作在一個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嬎銠C的線路加以改進，把中央處理器的全部功能集成在一塊芯片上，另外再加上存儲器，制成世界上第一個微處理器。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，集成度達萬以上，電子技術(shù)進入微電子時代。年代末，芯片上集成的元件數(shù)突破萬的大關(guān)。計算機年，世界上第一臺電子數(shù)字積分計算機埃尼克（）在美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院誕生（圖一）。猶如一個龐然大物，重達噸、占地平方米、內(nèi)裝個電子管，但它運算速度卻比當(dāng)時最好的機電式計算機快倍。的問世，猶如石破天驚，開辟了信息新時代。年，第一臺存儲程序計算機在劍橋大學(xué)投入運行，和均屬于第一代計算機。年，美國貝爾實驗室制成第一臺晶體管計算機，使計算機體積大大縮小。年，美國公司制成全部使用晶體管的計算機，第二代計算機誕生了。第二代計算機的運算速度比第一代計算機提高了近百倍。年代中期，隨著集成電路的問世，第三代計算機誕生，其標(biāo)志產(chǎn)品是年由美國公司生產(chǎn)的系列機。第四代計算機以大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲器，使計算機向著微型化和巨型化方向發(fā)展。計算機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，第五代計算機智能計算機的研究正漸入佳境。智能計算機的主要特征是具備人工智能，能像人一樣思維，并且運算速度極快，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信息的軟件系統(tǒng)。世紀之交，計算機科技的前沿領(lǐng)域包括：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機。超導(dǎo)計算機、生物計算機和光計算機等。激光器1958年，貝爾實驗室的湯斯和肖洛發(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，美國人梅曼發(fā)明了世界上第一臺紅寶石激光器。1965年，第一臺可產(chǎn)生大功率激光的器件二氧化碳激光器誕生。1967年，第一臺射線激光器研制成功。2019年，美國麻省理工學(xué)院的研究人員研制出第一臺原子激光器。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，用于存儲信息的CDROM光盤，可存儲數(shù)百兆比特的信息；越洋光通信已進入1萬億比特8的開發(fā)階段；光計算機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)