20世纪是科学技术发展突飞猛进的世纪，人类所取得的科技成就和创造的物质财富超过了以往任何一个时代。20 世纪的科技成就是推动经济和社会持续发展的决定性因素，改变了并将继续改变世界的面貌。其中有一些为科技界公认的重大 成就，将在人类历史上永远闪耀着夺目的光辉———20世纪初科学革命两大成就

　　20世纪的科学是在19世纪的重大理论成果如热力学与电磁学理论、化学原子论、生物进化论与细胞学说等基础上 发展起来的。19世纪的三大发现（X射线、放射性、电子）导致了20世纪前30年的物理学革命，诞生了相对论和量子力 学，成为20世纪科学发展的先导和基础。

　　1、相对论

　　　1905年，20世纪最伟大的科学天才爱因斯坦在他26岁时创立了狭义相对论，在理论上为原子能的应用开辟 了道路。

　　1915年，爱因斯坦又创立了广义相对论，深刻揭示了时间、空间和物质、运动之间的内在联系。它成为现代物理 学的基础理论之一。

　　2、量子力学

　　　1900年，普朗克创立了量子论，提出能量并非无限可分、能量的变化是不连续的新观念。

　　20年代末量子力学的建立，是继1905年—1915年相对论建立后对经典物理学的又一次革命性突破，它成功 地揭示了微观物质世界的基本规律，加速了原子物理学和固态物理学的发展，为核物理学和粒子物理学准备了理论基础。因此 ，量子力学可以说是20世纪最多产的科学理论，迄今仍具有强大的生命力。20世纪中后期5大科学成就

　　30年代以来，物质基本结构、规范场、宇宙大爆炸、遗传物质分子双螺旋结构、大地构造板块学说以及信息论、控 制论、系统论等理论的创建，使人类的视野进一步拓展到更为宇观、宏观和微观的领域，成为人类文明进步的巨大推动力。

　　1、物质的基本结构

　　　从远古时代开始，人们就在探讨物质是由什么组成的。直到19世纪末，人们都认为物质的共同基元是原子。19 11年，卢瑟福发现原子内部有一个核；1913年，玻尔指出放射性变化发生在原子核内部，于是核物理学应运而生。

　　1932年，查德威克发现了中子。从此，人们认识到各种原子都是由电子、质子和中子组成的，于是把这三种粒子 和光子称为基本粒子。

　　但是，基本粒子并不“基本”。60年代以来，出现了基本粒子结构的“夸克模型”、“层子模型”等，使40年代 末诞生的一门新的独立学科————基本粒子物理学（又称高能物理学）至今方兴未艾，成果累累。

　　2、宇宙大爆炸理论

　　　现代宇宙学的研究发端于爱因斯坦，他在1917年提出了有限无边的宇宙模型。1922年，弗里德曼认为宇宙 是可能膨胀的。1929年，哈勃证实了宇宙膨胀理论。1932年，勒梅特提出了宇宙爆炸说。

　　1948年，伽莫夫把核物理学的知识同宇宙膨胀理论结合起来，发展了大爆炸理论，并用它来说明化学元素的起源 。

　　3、DNA分子双螺旋模型

　　　1953年4月25日，英国《自然》杂志刊登了25岁的沃森和37岁的克里克合作研究的成果————DNA 双螺旋结构的分子模型，这一成就后来被誉为20世纪生物学方面最伟大的发现，也被认为是分子生物学诞生的标志。

　　4、大地板块构造学说

　　　1912年，魏格纳提出大陆漂移说。大陆漂移说经过半个多世纪的发展，1968年，勒比雄等提出了全球大地 板块构造学说，建造了全球被分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南极六大板块和若干小板块的结构模型，得到了越来越 多的科学验证，特别是海洋地质学的有力支持。

　　5、信息论、控制论、系统论

　　　1948年，申农《通讯的数学理论》、维纳《控制论：关于动物和机器中控制和通信的科学》、贝塔朗菲《生命 问题》的出版，标志着交叉科学信息论、控制论、一般系统论的诞生；1957年，古德等《系统工程学》的出版为系统工程 论奠定了基础。60年代以来，又出现了新的交叉科学———突变论、协同论和耗散结构理论。

　　交叉科学不仅沟通了为数众多的自然科学学科，而且在方法论上也沟通了自然科学与社会科学。它向人们提供了定量 、精确和最优的认识世界的方法，对人类社会产生了深刻的影响。20世纪的5大尖端技术成果

　　在科学的先导和生产的促进下，20世纪发展起来五大尖端技术：核技术、航天技术、信息技术、激光技术和生物技 术，在能源、材料、自动化、海洋和环境等高新技术方面也有了长足进步。

　　1、核能与核技术

　　　原子核的裂变和聚变反应将产生和释放出远大于机械能、化学能等产生的能量。核能的和平利用，为人类提供了一 个既安全又清洁、取之不尽而用之不竭的能源宝库。

　　1942年，美国建成了世界上第一座原子反应堆。60年代以后，核电站进入实用阶段，发展至今已成为一种重要 能源，约占全球发电总量的1／5。

　　核技术还广泛应用于农业、医疗、材料、考古和环保等领域。

　　2、航天和空间技术

　　　1903—1914年，齐奥尔科夫斯基提出以火箭为动力的航行理论，奠定了航天学的基础。1926年，戈达 德成功发射了世界上第一枚液体燃料的火箭。

　　1957年，苏联用洲际导弹的火箭装置发射了世界上第一颗人造地球卫星，“空间时代”从此开始。1969年， 美国“阿波罗”11号飞船登月，人类在月球上留下了第一个脚印。1971年，苏联建造空间站，人类首次在太空中有了活 动基地。1981年，美国发射航天飞机成功，从此人类可以自由进出太空。

　　自50年代后期起，人类开始对月球和太阳系各大行星，以及遥远的行星际空间进行探测，至今已发射了100多颗 空间探测器。

　　3、信息技术

　　　信息技术是20世纪发展最快的技术领域。它对人类社会、经济、政治、文化等产生了全方位的巨大而深远的影响 。

　　1906年，三极电子管的发明使远程无线电通信成为可能。1947年，第一只晶体管的诞生为电子电路集成化和 数字化提供了重要的基础。1945年电子计算机问世。

　　随着大规模集成电路的出现，计算机向巨型化和微型化两极发展。如今，巨型机的运算速度已达每秒3·9万亿次， 而计算机互联网络则在2亿多网民的学习、研究、交流、贸易甚至娱乐等方面创造了崭新的工作和生活方式。

　　4、激光技术

　　　1917年，爱因斯坦在研究光辐射的过程中，提出了“受激辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。1958年 激光被发现。1960年美国制成了世界上第一台红宝石激光器。

　　1977年，原子激光器问世。

　　5、生物技术

　　　基因重组技术（又称基因工程）是20世纪下半叶蓬勃兴起和发展的现代生物技术的最前沿领域。DNA的重组能 创造性地利用生物资源，实现人类改造生物的遗传特征、产生人类所需要的生物类型的意愿。80年代以来，已获得上百种转 基因动植物，对农业发展具有重要意义。转基因药物的研制和生产则将为人类的健康带来新的福音。

　　除基因工程外，生物技术（即生物工程）还包括细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等领域。1978年首例 试管婴儿路易斯诞生、1996年克隆羊多莉的出现都是细胞工程的杰作；加酶洗衣粉和嫩肉粉等则是酶工程的产品；现代发 酵工业始于青霉素的生产，现已大规模利用发酵工程生产抗生素等。至于根据需要对天然蛋白质的基因进行改造，生产出新的 、自然界原本不存在的优质蛋白质，更是日益受到重视，被誉为第二代基因工程。

　　（本文作者系中科院理学博士、中科院自然科学史所研究员、中国科技史学会秘书长）

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