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美国历史十五讲 [:1706302165]
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高科技革命的起源
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当代的高科技革命是伴随着20世纪中叶的两大技术，即原子能的利用和电子计算机的问世而兴起的，而这两大高科技的迅速发展可以说都是由第二次世界大战带来的。
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（1）原子能的利用。原子能，又称核能，是由原子核结构在发生变化时释放出的能量。核能又分为两种：由重元素的原子核发生分裂反应（即裂变）所释放出的能量，称为裂变能；而由轻元素的原子核发生聚合反应（即聚变）所释放出的能量，称为聚变能。
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古今对微观世界的探索，都承认原子在物质中的存在。不过，从德谟克利特到道尔顿，都认为原子是不可分的。然而，19世纪末X射线电子和放射性的发现，给了这种“不可分论”以巨大的冲击，因为如果原子是不可分的，那么这些射线是从哪里来的呢？不仅如此，1905年9月，伟大的物理学家爱因斯坦根据相对论理论提出了著名的质能关系的公式E＝mc2，它说明即使是极小的一块物质，由于它的质量定然蕴藏着巨大的能量，从而揭开了原子能的奥秘。此后，科学家们为了获得这种能量，开始把寻找原子能存在的形式以及如何获得它的能量，作为自己研究的重点。
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1911年，卢瑟福通过α粒子在金箔上散射的试验结果的分析，认为原子是由原子核和电子构成的，原子的几乎全部质量集中在这个核里。1919年，他又用α粒子轰击氮，撞击了名为氢核的质子，进一步揭示了原子核的构成，这实际上已是一次人工核反应，从而找到了人类获得原子能的手段。此后，科学家的进一步研究表明，用不带电的中子轰击原子核，是打开原子核大门的钥匙；而由于铀的稳定性很低，铀核俘获一个中子就可分裂成两个原子核来；且每次铀核裂变均可释放出2—3个中子，从而引起一种链式核反应；铀有3种同位素，最容易吸收中子产生裂变的是铀235；但核裂变的利用有种种方式，或者在控制下让其均匀地释放，或者让其不加控制地释放，等等。
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由于这些成果公布不久，第二次世界大战就爆发了，无论是德国还是美国都想利用这一空前的威慑力作为战胜敌人之用。在1939年4月和10月，两国政府分别收到了物理学家哈特克和爱因斯坦的信，并且都采取了相应的行动。但由于物资和资金缺乏，德国的核计划最终被迫从军械局转到学术机构，其工作受到致命打击而夭折。而美国却专门成立了“铀顾问委员会”，在尼瓦尔·布什博士主持下，制订了代号为“曼哈顿工程”的详细规划，并最终取得了成功。为此，美国调集了15万科技人员和50多万劳动力，动用了全国1/3的电力，前后耗资在22亿美元以上。1942年12月2日，芝加哥大学在费米领导下建立的第一座电子反应堆首次实现了人工控制的链式核裂变，宣告了原子时代的到来。1945年7月16日，第一颗原子弹在美国本土爆炸成功。战后，美国将原子能的利用，从军事转为民用，又开辟了和平利用原子能的新途径。
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（2）电子计算机的发明。对计算技术的研究，随着工业革命和商品经济的发展，在19世纪取得了很大进展。在C．巴贝奇设想的分析机中，已有程序、存贮、运算和输出的概念和装置，和现代的计算机已十分接近，所不同的只是后者用的是电子元件，而前者用的是齿轮和杠杆。但是，计算机的真正革命还是电子技术与计算技术的结合，而这种结合是二次大战促成的。在二战之前，对未来的计算机革命有重大影响的是电子管的发明与改进。早在1884年，爱迪生在改进其碳棒照明灯时就发现了热电子放射现象，后来英国工程师弗莱根据这一发现发明了二极管，它的整流和检波作用可将交流电变成直流电。后来，美国的L．德弗雷斯特，又在二极管中加入一个单独联接电池的金属栅极，利用电压的变化来控制两极之间的电流，从而制成三极管。1919年，有人把一对电子三极管连接起来制成了第一个电子触发器，这样人们实际上已找到了后来制造电子计算机的最基本的技术，即电子线路。此后，不少学者和科学家，力图利用电子管来提高计算机械的速度，甚至有人还制订了设计方案，但由于经费和其他原因均遭流产。
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二次大战的爆发，给电子计算机的研制，提供了预料不到的机会，因为各种飞机和飞弹在此之前已是战争中主要的战略武器，解决弹道计算问题已成当务之急。位于马里兰州阿伯丁的“弹道研究实验室”，就是美国陆军军械部于1935年为此目的而建立的，在二战中这个实验室与宾州大学莫尔学院电工系，每天都要为陆军炮弹部队提供6张火力表，任务紧迫而繁重。为此，莫尔学院电工系教师莫克利，提出了一份关于《高速电子管计算装置的使用》的报告，被当时负责联系这两个单位的军方代表哥尔斯坦中尉得知，并立即向军械处作了汇报。不久，莫尔学院就在军械部要求下，为阿伯丁弹道实验室草拟一个制造电子计算机的发展计划。1943年4月4日，在阿伯丁实验室召开了有军方代表参加的联席会，在著名数学家O．威伯伦博士的同意下，决定投资10万美元研制新型电子计算机。经过两年努力，一架名为“电子数值积分和计算机ENIAC”的电子计算机终于诞生，并于1945年12月实际投入使用，1946年2月15日正式通过验收。（图15-35）
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15-351946年2月15日，世界上第一台通用电子数字积分计算器ENIAC在美国宣告研制成功。ENIAC在通用性、简单性和可编程方面取得的成功，使现代计算机成为现实。
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但这次由二战引发的高科技革命，绝不仅仅限于电子计算技术和原子能领域，还涉及生物材料、海洋和空间技术等领域。在生物学领域，早在1854年孟德尔就断定，在生物体内存在着一种遗传因子，它决定着儿子像父亲这样的现象。到1944年，美国科学家O．T．艾弗里等人又发现，生命遗传信息的真正载体，是一种被称为“脱氧核糖核酸”的分子，即DNA。之后，在1953年，人们又发现了DNA的双螺旋结构，进而揭示了基因控制蛋白质合成的过程，从而揭示了生命之谜，为当代基因工程的发展奠定了理论和技术基础。在材料学领域，过去一直占绝对优势的是金属，随着人类生活和工业的发展，对新型材料的种类和需求提高了。20世纪初，人们开始利用化学方法制造高分子合成材料，如各种塑料、化纤产品，并逐渐取代钢材、木材、棉花的使用。这之后各种无机非金属材料，如工业陶瓷、光导纤维和半导体材料不断涌现，并成功地将有机高分子、无机非金属和金属材料复合而开发出多种新型材料。1960年在第一台实际运行的红宝石激光器问世后，一种新兴的高技术产业，即激光电子工业也应运而生。空间技术的发展，是这次高科技革命的重要组成部分。早在19世纪，齐奥尔科夫斯基研究了火箭原理和航天理论，1926年3月16日，根据他的原理研制出的液体火箭也在美国发射成功。二战期间，德国秘密研制和发射了V-2导弹，大大促进了火箭技术的发展，战后美国和苏联分别获得了德国有关的专家和设备，瓜分了德国先进的火箭技术。在此基础上，这两个国家分别发展成航天大国，苏联首先在1957年10月成功发射了第一颗人造地球卫星，而美国却首先登上了月球。电子计算技术在战后也获得了迅速发展，英国和美国都根据冯·诺依曼在1945年提出的程序语言，在50年代先后研制出了第一代存贮程序型计算机。1956年晶体管取代电子管，成为第二代电子计算机的关键技术。1961年又诞生了集成电子计算机，并装载到了飞机和导弹上。而今，电子计算机已发展到5代，并进入了人工智能和网络时代。
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这次高科技革命有几大特点：（1）它们所涉及的不是一般的科学领域，而是非常尖端的前沿的科学技术领域；（2）这次革命不仅限于科学革命而且涉及相关技术，很好地解决了由科学到生产转化的中间环节；（3）这次革命常常以尖端领域的突破为契机引发相关领域的突破，形成一系列高科技群落。因此，它可能是人类历史上一次最伟大、持续时间最长的科学技术革命。
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美国历史十五讲 [:1706302166]
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美国历史十五讲 发展高科技产业成为联邦基本国策
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高科技的兴起和发展，受到美国联邦政府的高度重视和有力推动，以至在二战后逐渐成为其国家的基本国策。这是因为，二战以后，美苏争霸形势日趋激烈，由“热战”演变成“冷战”，两国为了争夺和维护各自的霸权，均力求掌握经济、政治和军事上的领先地位，而高科技越来越成为这种争夺的主要手段。
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早在1945年9月6日，即日本正式签署投降书后的第4天，美国总统杜鲁门在向国会提出的21点战后复兴计划中，就注意到了发展科技与维护霸权的关系：“没有一个国家可以在当今世界上维持领袖地位，除非它充分开发其科学技术资源；没有一个政府可以充分地承担起各种责任，除非它慷慨大方地和明智地支持鼓励大学、工业界和它自己的实验室中的科学工作。”1947年9月，杜鲁门的总统助理兼总统科学研究委员会主席约翰·R．斯蒂曼，在题为《科学与公共政策》的政策报告中也认为：“如果我们要继续成为世界上的民主堡垒，就必须不懈地增强和扩大我们的国内经济和对外贸易。实现这一目标的一个重要手段就是科学知识的不断进步，和我们的技术得到相应的稳步改善。”这样，开发大学、工业界和联邦的科技资源，形成科技优势以争夺和维护美国在世界上的“领袖地位”，便成了美国的基本国策。
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为此，美国联邦政府采取了一系列措施，来落实科技开发计划。首先是在1946年8月1日设立原子能委员会，负责管理核材料的生产以及研究开发核武器工作。与此同时，为了维护未来的海上力量和“国家安全”，还在海军部成立了“海军研究署”，并且很快发展成为一个重要的科技机构。这年10月，根据杜鲁门总统的命令，成立了新的总统科学研究委员会，专门负责研究战后科技政策问题。1947年9月15日，根据新通过的《国家安全法》，成立了国防部以及国家安全委员会、国家安全资源局、研究开发局和弹药局。同年12月，根据约翰·R．斯蒂曼的报告，增设科学研究和开发部际委员会，以协调各部门的科技政策和工作。1950年5月10日，成立国家科学基金会，主要负责基础研究和年轻科学人才的培养，并制定相关的政策和措施。1951年4月20日，根据杜鲁门的总统令，在国防动员署下设立科学顾问委员会，专门就军事科技发展问题向总统提供咨询。艾森豪威尔任总统后，除了设立专门的总统科学特别助理外，还在1953年4月11日设立卫生、教育和福利部，它也是一个民用科技部门。这样，在战后大约10年间，便在美国建立了一个庞大的政府科技体系，其总的趋势和特点是由战时科技体制向常规科技体制转化，为高科技的发展提供科学决策、组织保证和经费保证。
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但是，在战后的最初10年，美国的高科技政策和研究的重点显然主要集中或者说过分集中于军事部门。有人估计，这个时期用于国防部的经费占了联邦研究和开发经费的4/5。因此，当1957年10月和11月，苏联两次成功发射人造卫星之后，曾触发了美国现代史上一次罕见的自我评估，人们发现美国不仅在科技上而且在整体上都存在着被苏联超越的问题，不得不对现有科技政策作重新调整。为此，在1957年11月，便首先把原来隶属于国防动员署的科学顾问委员会划归总统行政办公室而变为总统科学顾问委员会。艾森豪威尔上台后，又下令设立联邦科学技术委员会，以及国家航空和宇航局。为了从根本上改变美国科技在世界上的地位，美国联邦政府决定对教育实行重大改革，特地在1958年颁布《国防教育法》，强调数、理、化教学课程在人才培养中的重要性，并规定在1959—1962年间就要拨款8亿美元用于教育。这年2月，一专家小组提出的关于《国家支持行为科学》的报告，还提出必须使美国在社会科学方面保持对苏联的“明显领先优势”，以防止苏联社会科学超越美国而带来的“破坏性后果”，并进而要求制订一种“普遍的社会科学政策”。约翰·肯尼迪在1960年7月接受总统候选人提名时提出了“新边疆”的口号，其科技政策的视野显然比以往的历届总统更为开阔，目光所及包括了“探索星球，征服沙漠，消除疾病，开发海洋”。所以，在肯尼迪上台后，联邦的研究和开发经费，从1961年的93亿美元，增加到1964年的149亿美元，其中仅用于国家宇航局的费用，在1965年就超过50亿美元。宇航计划和阿波罗计划的实施，由于它涉及广泛而尖端的科学技术领域，带动了美国科技和工业的全面发展。当然，由于与苏联争霸的需要，也由于战后美国军事政策的惯性，肯尼迪并没能改变以往过于集中于国防部门的科技方针。特别是参议员马尔科姆·瓦罗普于1979年提出“天基防御”概念后，不久就诞生了比肯尼迪的“阿波罗计划”更庞大的“星球大战”计划，其科技政策军事化的倾向就更加明显了。因为这些计划正在把美国由一个二元帝国变为一个三元帝国：除了陆上帝国和海上帝国而外，还要打造一个太空帝国！此时提出的理由是：“空间不仅是国家安全的关键，而且是经济增长和能源供应的关键。”
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但随着20世纪60年代民权运动、学生运动和知识分子的造反，使美国政府感到了整个科技政策的严重偏颇，于是不得不做一些必要的调整。1965年9月，约翰逊总统在《关于加强全国科学能力的声明》中，表示除了要“继续确保美国科学的实力和领导地位”外，还“要使科学研究、知识信息应用于我们社会所面临的种种问题”。为此，在1965年9月颁布的国家技术服务法令中，要求通过联邦政府的全国性计划，加强地方政府、工业界和大学之间的技术交流和合作，向工商业提供有效的科技服务。在此期间，在立法和行政方面采取了一系列措施，来解决城市建筑、垃圾处理、交通运输、保护水质、控制噪音、减少污染、人体健康等问题，开辟了科学技术发展的新方向，使科技成为社会进步的有力工具。尼克松上任后，立即任命了一个总统特别小组，来检查当前美国的科技政策，在他于1970年4月提出的题为《科学技术：进步的工具》的报告中，特别强调了科学技术与国家目标的关系、基础研究与应用研究的关系以及联邦机构与私营机构的关系，后来，又加上了一个社会科学与自然科学的关系。
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20世纪六七十年代，美国在高科技领域取得了重大进展。继曼哈顿工程之后，成功地实施了阿波罗计划，以及其他一系列宇宙探索计划，美国人不仅登上了月球，还发射了水星、火星和金星探测器。（图15-36）在1971年发出了“向癌症开战”的口号，并为此投入了大批研究经费。甚至早在1969年，就初步实现了计算机联网化，在1975年就在该网上发送了第一份电子邮件，它成为后来的信息高速公路的先导。在新能源、新材料以及信息技术、生物技术和海洋技术等方面，也获得了一个又一个突破，但这些重要突破常常被一些更大的成就，如阿波罗计划、后来的“星球大战”计划等等所掩盖和减低。归纳起来，美国的高科技革命，在联邦政府的大力倡导和支持下，已形成为相当可观的6大群落：（1）电子信息技术；（2）新材料技术；（3）新能源技术；（4）生物技术；（5）海洋技术；（6）空间技术。其庞大的科技存量，不仅为这个国家展开国际竞争提供了空前的竞争力，也为这个国家的经济发展乃至社会转型，提供了新的动力。
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15-361969年7月20日，美国人登上了月球
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