指南针、造纸术、火药、印刷术——中国古代的“四大发明”,为世界科技的进步谱写了光辉的篇章。
20世纪的“新四大发明”——原子能、半导体、计算机、激光器,又彻底改写了世界科技发展的历史。
原子能
1911年,物理学家发现电子的中心是带正电的原子核。1913年,玻尔提出电子在不同轨道上绕原子核运动。1919年,英国物理学家卢瑟福用带正电的。粒子轰击氮和氢,发现了质。1932年,卢瑟福的学生和助手——查德威克发现中子,进而提出原子核由质子和中子组成。
1938年,物理学家发现重原子核裂变。核能的威力首先被用于战争。1942年6月,美国政府启动了代号为“曼哈顿工程”的原子武器制造计划。1945年7月16日,世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州的荒漠上试爆成功。此后,前苏联于1949年、英国1952年、法国于1960年、中国于1964年10月分别研制出并成功地爆炸了原子弹。和平利用原子能,成为整个世界的呼声。1942年,世界上第一座裂变反应堆在美国建成;1954年,莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行,标志着人类和平利用原子能时代的到来。
1991年,中国的第一座核电站——秦山核电站起用,继之大亚湾核电站投产。
半导体
1947年,美国电报电话公司(AT&T)贝尔实验室的三位科学家巴丁、布莱顿和肖克利在研究半导体材料——锗和硅的物理性质时,意外地发现了锗晶体具有放大作,经过反复研究,他们用半导体材料制成了放大倍数达100量级的放大器,这便是世界上第一个固体放大器——晶体三极管。
晶体管的出现,迅速替代电子管占领了世界电子领域。随后,晶体管电路不断向微型化方向发展。1957年,美国科学家达默提出“将电子设备制作在一个没有引线的固体半导体板块中”的大胆技术思想,这就是半导体集成电路的思想。1958年,美国德克萨斯州仪器公司的工程师基尔比在一块半导体硅晶片上电阻、电容等分立元件放入其中,制成第一批集成电路。1959年,美国仙童公司的诺伊斯用一种平面工艺制成半导体集成电路,“点石成金”,集成电路很快成了比黄金还诱人的产品1971年11月,英特尔(Intel)公司的霍夫将计算机的线路加以改进,把中央处理器的全部功能集成在一块芯片上,另外再加上存储器,制成世界上第一个微处理器。随着硅片上元件集成度的增加,集成电路的发展经历了小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路(VLSI)阶段。1978年,研制成的超大规模集成电路,集成度达10万以上,电子技术进入微电子时代。80年代末,芯片上集成的元件数突破1000万的大关。