人類文明進步與材料革新

人類文明進步與材料革新核工程與核技術(shù)32班潘志吉學號2130302046摘要：材料文明是人類物質(zhì)文明的重要組成部分，而物質(zhì)文明是人類文明的基礎，每一次材料領(lǐng)域的革新都會引發(fā)人類文明的巨大進步，反過來，人類文明進步不斷積累又促進了材料領(lǐng)域的新一輪革新。通過分析材料革新在人類社會發(fā)展的各個歷史階段所起的作用，揭示了材料在人類文明發(fā)展中的重大意義，從而引起人們對材料領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)注，以及為未來材料革新提供借鑒。關(guān)鍵詞：材料時代；革新；人類文明；新材料引言材料是人類賴以生產(chǎn)和生活的堅實的物質(zhì)基礎。實際上，人類從誕生的那一天起，就沒有離開對材料的使用相依賴。因此.人們也習慣于以材料作為劃分時代的標志虹從人類誕生至今，材料革新領(lǐng)域經(jīng)歷了六個時代，即石器時代、青銅器時代、鐵器時代、鋼鐵/水泥時代、硅材料時代、新材料時代。根據(jù)具體實例，對人類材料發(fā)展史與人類文明進程之間關(guān)系的研究，可以使我們把握人類文明發(fā)展規(guī)律，在今天這個科技日新月異，新材料層出不窮的時代尋找人類文明進步的方向。材料時代的劃分時間及各個時代對應的人類文明進程如表1.表1開始時間材料時代人類文明進程公元前10萬年石器時代文明起源公元前3000年青銅器時代奴隸制國家時期公元前1000年鐵器時代封建社會時期公元1800年鋼和水泥時代第二次工業(yè)革命公元1950年硅材料時代第三次工業(yè)革命公元1990年新材料時代全球化一、材料時代及其劃分石器時代的人類從食物采集者成為食物生產(chǎn)者，石器時代按時間推進，分為舊石器時代和新石器時代［2。舊石器時代以打制石器的使用為標志，而新石器時代以更為精致的磨制石器的使用為顯著特征。在新石器時代，人類逐漸掌握了對火的使用，這就為青銅器的產(chǎn)生奠定了基礎。青銅是一種和其他元素的合金，常見的有銅和錫、鉛的合金，因顏色呈青灰色，所以稱為青銅⑶。青銅因其具有低熔點、高硬度的特點在早期人類社會得以被制造和使用，青銅器廣泛使用的時代被稱為青銅器時代。中國的商朝是青銅文明的鼎盛時期，這一時期最具代表性的作品是司母戊鼎。青銅器相比于它之后出現(xiàn)的鐵器，盡管具有易冶煉的特點，但更具有很多不足，一是硬度、強度不夠高；二是密度大，制作的工具較為笨重。此外，鐵使更大面積的農(nóng)田耕作，開墾廣闊的森林地區(qū)成為可能；它給手工業(yè)工人提供了一種其堅固和銳利非石頭或當時所知道的其他金屬所能抵擋的工具⑷。冶煉技術(shù)的不斷改進使鐵的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能，于是人類社會進入了鐵器時代。近代科學領(lǐng)域的繁榮掀起了新一輪材料“革命”，工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展對高強度材料的需求日益迫切，含碳量合適、性能優(yōu)于鐵的鋼應運而生，與此同時，人造水泥被發(fā)明并廣泛使用。二者的完美結(jié)合構(gòu)成了現(xiàn)代建筑的基礎結(jié)構(gòu)，成為衡量一個國家現(xiàn)代化的標志。硅將人們帶入了一個全新的世界，它是半導體的主要成分。硅的使用，使計算機的體積大大縮小，而性能大大提高，從而計算機得到普及，人類進入了信息時代。自上世紀90年代，人類進入了所謂新材料時代。新材料是新近發(fā)展或正在發(fā)展的具有優(yōu)異性能的結(jié)構(gòu)材料和有特殊性質(zhì)的功能材料丘。按照應用領(lǐng)域來分，一般把新材料歸為以下13類：信息材料、能源材料、生物材料、汽車材料、納米材料、超導材料、稀土材料、新型鋼鐵材料、新型有色金屬合金材料、新型建筑材料、新型化工材料、生態(tài)環(huán)境材料、軍工材料⑹。二、材料時代與文明進程石器時代是人類文明的開端，它開啟了人類制造工具、使用工具的歷史進程，工具的使用使人類在原始社會惡劣的生存環(huán)境中延續(xù)和進化。石器時代過渡到青銅時代的同時，人類早期社會組織形式基本形成，精神文明開始萌發(fā)，以中國為例，夏商西周是青銅文明最輝煌的時期，夏是中國第一個國家政權(quán)，商朝時較為成熟的象形文字一甲骨文出現(xiàn)，西周的禮樂文化推動華夏文明更上一個臺階。中國的戰(zhàn)國時期鐵器漸漸普及，社會生產(chǎn)力大大提高，分裂的局面促進了文明的碰撞融合，思想空前自由，社會上出現(xiàn)了百家爭鳴的景象，知識分子階層的活躍在這一時期創(chuàng)造了繁榮的中國早期文明。伴隨著西方工業(yè)化的來臨，用鑄鐵制作的蒸汽機，促進了煉鋼業(yè)的現(xiàn)代化。從此，大量的廉價鋼鐵出現(xiàn)了.更加帶動了各種生產(chǎn)，促進了機械制造、鐵路交通、航海等事業(yè)的發(fā)展，使人類步入鋼鐵時代口。鋼鐵水泥的使用為人類的現(xiàn)代化建設奠定了堅實的基礎，提高了生產(chǎn)效率，進一步深化了工業(yè)革命。半導體的材料問世，使我們進入了一個嶄新的時代。從1946年第一臺計算機出現(xiàn)，人們的生產(chǎn)、生活與電子產(chǎn)品的關(guān)系日益密切，人類勞動的方式由于計算機的使用而得到革新，信息交流空前便捷，出現(xiàn)了所謂“地球村”的說法，開啟了第三次工業(yè)革命。歷經(jīng)半個多世紀，信息革命日趨成熟，科技得到長足發(fā)展，人們對具有特殊性質(zhì)的新材料的需求不斷提升，因此可以說我們進入了新材料時代。三、新材料時代的展望新材料涉及到信息、能源、交通、軍事等多個領(lǐng)域，因而發(fā)展?jié)摿薮笄覍ξ覀兩畹姆椒矫婷娑加杏绊?。但是每個時代都有其自身特征，只有順應時代才能良好發(fā)展。其一，新材料的發(fā)展離不開創(chuàng)新，通過技術(shù)上的創(chuàng)新不斷革新材料性能以滿足人們的需要。其二，新材料的使用應減少資源消耗，以人類目前的發(fā)展水平，許多不可再生資源幾十年后瀕臨枯竭，故資源節(jié)約型的新材料更具發(fā)展?jié)摿?。其三，工業(yè)化的發(fā)展已使環(huán)境污染嚴重，目前人類的生存發(fā)展已經(jīng)受到環(huán)境污染的阻礙，新材料的發(fā)展必須考慮對環(huán)境的影響，環(huán)境友好型的新材料才能大規(guī)模生產(chǎn)使用。在全球化的時代，任何產(chǎn)業(yè)都不是獨立發(fā)展的，某一領(lǐng)域的一個變革就會產(chǎn)生牽一發(fā)而動全身的后果，新材料的生產(chǎn)、使用、革新都要聯(lián)系能源、環(huán)境進行通盤考慮?；仡櫲祟悮v史上的每一次材料革新，我們可以從中看出，每個時代都有其鮮明的時代特征，每一次革新人類的文明必然跨越一大步，新材料的革新必將為人類文明注入新的活力。參考文獻文明大廈的基石:材料科學與社會[M].濟南：山東科學技術(shù)出版社，1999淺析材料發(fā)展與人類文明，童念慈[J].企業(yè)導報，2013（3）項隆元，中國物質(zhì)文明史[M].杭州：浙江大學出版社，2008馬