20世紀初科學革命的兩大成就。
20世紀的科學是在19世紀重大理論成果的基礎上發展起來的，如熱力學和電磁學、化學原子論、生物進化論、細胞理論等。19世紀的三大發現(X射線、放射性和電子)引發了20世紀前30年的物理學革命，誕生了相對論和量子力學，成為20世紀科學發展的先導和基礎。
1，相對論
1905年，20世紀最偉大的科學天才愛因斯坦在26歲時創立了狹義相對論，提出了全新的時空概念和質量(m)能量(e) e = mc2(這裏光速c = 3× 108m/s)的等價關系，為原子能在理論上的應用開辟了道路。
關於e = mc2，即物體儲存的能量等於物體的質量乘以光速的平方，這是不可想象的。比如我們不妨說，1克物質轉化的所有能量，相當於常規狀態下燃燒36000噸煤釋放的全部熱能；換句話說，1克的質量相當於2500萬千瓦時的電。
1915年，愛因斯坦創立了廣義相對論，深刻揭示了時間、空間、物質和運動的內在聯系——時空隨著物質的分布和運動的速度而變化。它已成為現代物理學的基本理論之壹。
從1923開始，愛因斯坦的後半生致力於統壹場論的探索，試圖建立壹個既包括引力場又包括電磁場的統壹場論。雖然失敗了，但和米爾斯在20世紀50年代創立了“楊-米爾斯場方程”，發展了所謂的“規範場”理論，使愛因斯坦夢想中的統壹場論在規範場的基礎上得以實現。
2.量子力學
普朗克在1900年創立了量子理論，提出了能量不是無限可分的，能量的變化是不連續的新概念。1905年，愛因斯坦提出光的量子理論，揭示了光的“波粒二象性”。2003年，玻爾將量子化概念引入原子結構理論。德布羅意提出物質波理論。1925年，海森堡和薛定諤分別建立了矩陣力學和波動力學。1928年，26歲的狄拉克提出了電子在電磁場中運動的相對論方程和量子場論的原始形式，使包括矩陣力和波動力學在內的量子力學取得了重大進展。
20世紀末量子力學的建立，是繼1905-1915相對論建立之後，經典物理學的又壹次革命性突破。它成功地揭示了微觀物質世界的基本規律，加速了原子物理學和固體物理學的發展，為核物理和粒子物理準備了理論基礎，促進了化學鍵理論和分子生物學的產生。因此，量子力學可以
20世紀中後期的五大科學成就
20世紀30年代以來，基本物質結構的建立，規範場，大爆炸，遺傳物質分子的雙螺旋結構，構造板塊理論，信息論，控制論，系統論等。，把人類的視野進壹步拓展到更全面、更宏觀、更微觀的領域，成為推動人類文明進步的巨大動力。
1，物質的基本結構
從古至今，人們壹直在討論物質是由什麽組成的，是否存在壹個共同的基本單位。直到19年底，人們都認為這個共同的基本單位是原子。1911年，盧瑟福發現原子內部有壹個原子核。1913年，玻爾指出原子核內部發生放射性變化，於是產生了研究原子核的組成、變化規律和內部結合力的核物理。
中子是查德威克在1932年發現的。此後，人們認識到各種原子都是由電子、質子和中子組成的，所以這三種粒子和光子被稱為基本粒子。
但是，基本粒子不是“基本的”。壹方面，正電子、中微子、介子等新的基本粒子相繼被發現。另壹方面，基本粒子有它們的內部結構。自20世紀60年代以來，基本粒子結構的誇克模型和層子模型相繼出現，使得基本粒子物理(又稱高能物理)這門誕生於20世紀40年代末的新興獨立學科依然方興未艾，碩果累累。
2.生活大爆炸理論
現代宇宙學的研究起源於愛因斯坦。他在1915年創立廣義相對論後，用它來研究宇宙的結構，並在1917年提出了有限和無限的宇宙模型。在2002年，Friedman提出了壹個非靜態的宇宙模型，認為宇宙可以膨脹。36860 . 68686888661
1948年，伽莫夫將核物理知識與宇宙膨脹理論相結合，發展了大爆炸理論，用於解釋化學元素的起源。這個大爆炸理論得到了1965年發現的宇宙背景輻射現象和1998年哈勃望遠鏡探測到的星系的有力支持，這些星系距離地球120億光年。
3.DNA分子雙螺旋模型
1953年4月25日，英國《自然》雜誌發表了——DNA雙螺旋結構的分子模型，這是25歲的沃森和37歲的克裏克合作研究的成果。這項成果後來被譽為20世紀生物學最偉大的發現，也被認為是分子生物學誕生的標誌。
DNA是脫氧核糖核酸的縮寫，是遺傳基因的物質載體。在1915到1928期間，摩爾根證明了位於細胞核內染色體上的基因決定了生物學特性，從而建立了基因學說。染色體由蛋白質和DNA組成。過去，生物學家壹直認為蛋白質是遺傳信息的載體。直到1944，艾弗裏等人才證明遺傳載體不是蛋白質，而是DNA。DNA分子結構DNA.1953雙螺旋模型的建立是解開遺傳之謎的關鍵。20世紀60年代，尼倫·伯傑等人破解了遺傳密碼，證明地球上所有生物的遺傳密碼都是壹樣的DNA的四個核苷酸堿基的序列代表了基因的遺傳信息。它決定了蛋白質中20種氨基酸的組成和排列順序。DNA作為基因載體，是生命的後臺指揮官，生命的所有性狀都是由DNA決定的蛋白質來表現的。
4.構造板塊理論。
1912年，魏格納提出大陸漂移學說，認為在地質史上的古生代，世界上只有壹個巨大的陸地，周圍是壹片海洋；從中生代開始，這片古老的陸地開始分裂漂移，逐漸變成了幾個大陸和數不清的島嶼，而原來的海洋又分成了幾個大洋和幾個小海。
大陸漂移學說經過半個多世紀的發展，從地幔對流學說(1928)和海底擴張學說(191年)發展到1968年Rebichon等人提出的全球板塊構造學說，將世界分為歐洲、亞洲、美洲、非洲、太平洋、澳大利亞和南極洲。
5、信息論、控制論、系統論
1948年，神農的《交流的數學理論》、《維納的控制論:動物和機器中的控制與交流的科學》和貝塔朗菲的《生命問題》的出版，標誌著交叉學科科學信息論、控制論和壹般系統論的誕生。65438-0957年，古德等人的《系統工程》壹書的出版，奠定了系統工程理論的基礎。自20世紀60年代以來，出現了新的交叉學科——突變理論、協同理論和耗散結構理論。
交叉科學不僅連接了大量的自然科學學科，而且在方法論上連接了自然科學和社會科學。它為人們提供了壹種定量、準確、最優的認識世界的方式，對人類社會產生了深遠的影響。
20世紀五大前沿科技成果。
在科學的指導和生產的推動下，20世紀見證了核技術、航天技術、信息技術、激光技術和生物技術五大尖端技術的發展，在能源、材料、自動化、海洋和環境方面取得了巨大進步。
1，核能與核技術
核的裂變和聚變反應將產生和釋放比機械能和化學能多得多的能量。核能的和平利用為人類提供了壹個安全、清潔、取之不盡的能源寶庫。
1942年，美國建成世界上第壹座原子反應堆，首次實現鏈式核裂變反應。1945年，第壹顆原子彈爆炸成功。1952年，第壹顆輕核聚變氫彈爆炸成功。1954年，蘇聯建成了世界上第壹座原子能發電站。20世紀60年代後，核電站。
核技術還廣泛應用於農業、醫療、材料、考古和環保等領域。20世紀40年代，放射性同位素開始批量生產；1947年，比利發明了C14的年代測定法；1951中，用Co60等放射性元素治療癌癥；自20世紀70年代以來，計算機X射線斷層掃描(CT)已廣泛應用於臨床。
2.航空航天和空間技術
1903-1914年，齊奧爾科夫斯基提出了以火箭為動力的航海理論，奠定了航天學的基礎。1919年，戈達德提出了火箭飛行的數學原理，並於1926年成功發射了世界上第壹枚液體燃料火箭。
1957年，蘇聯用洲際導彈火箭裝置發射了世界上第壹顆人造地球衛星，“太空時代”開始了。1961年，蘇聯發射載人飛船，人類第壹次飛上太空。1969年，美國“阿波羅”165438+。人類在月球上留下了第壹個腳印。1971年，蘇聯建成空間站，人類第壹次在太空有了活動基地。191年，美國成功發射航天飛機，從此人類可以自由出入太空。
從20世紀50年代末開始，人類開始探索月球、太陽系內的行星和遙遠的行星際空間。到目前為止，已經發射了超過65，438+000個空間探測器，以揭示宇宙的形成和演化，探索生命的起源和空間環境對人類生存環境的影響。
3.信息技術
信息技術是20世紀發展最快的技術領域，對人類社會、經濟、政治和文化產生了重大而深遠的影響。
1906年，三極管電子管的發明放大了電信號，從而使遠距離無線電通信成為可能。1947年，第壹個晶體管的誕生為電子電路的集成化和數字化提供了重要基礎。1945出來的電子計算機，經歷了第壹代(電子管，從40年代中期到50年代後期)和第二代(晶體管)。50年代末至60年代中期)，第三代(集成電路，60年代中期至70年代初)和第四代(大規模和超大規模集成電路，70年代初開始)，80年代開始探索新壹代智能計算機、光學計算機和量子計算機，並取得初步成果。
隨著大規模集成電路的出現，計算機正朝著巨型化和小型化的極端發展。70年代中期，超級計算機的向量運算速度超過每秒1億次。如今，超級計算機的運算速度已經達到每秒3.9萬億次，計算機互聯網在兩億多網民的學習、研究、交流、貿易甚至娛樂中創造了壹種全新的工作和生活方式。
4.激光技術
1917年，愛因斯坦在研究光的輻射過程中提出了“受激輻射”的概念，奠定了激光的理論基礎。1958年，激光被發現。1960年，美國制造了世界上第壹臺激光器，采用紅寶石晶體作為發光材料，脈沖氙燈發光強度高。
繼紅寶石激光器之後，半導體激光器(1963)，氣體激光器(1964)，自由電子激光器(1977)，甚至原子激光器(1977)相繼問世。
5.生物技術
基因重組技術(又稱基因工程)是現代生物技術的前沿，在20世紀下半葉蓬勃發展。20世紀60年代末到70年代初，艾伯特和史密斯發現細胞中有兩種“工具酶”，可以“切割”和“連接”DNA。內森首次使用工具酶切割並結合DNA。DNA重組可以創造性地利用生物資源，實現人類改造生物遺傳特征的意願，產生人類需要的生物類型。自20世紀80年代以來，已獲得數百種轉基因動植物，這對農業發展具有重要意義。轉基因藥物的研究和生產將給人類健康帶來新的福音。
生物技術(生物工程)除基因工程外，還包括細胞工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程。1978年第壹個試管嬰兒路易的誕生，1996年克隆羊多莉的出現，都是細胞工程的傑作。酵素洗衣粉、嫩肉粉都是酶工程的產物；現代發酵工業是從生產青黴素開始的，現在已經利用發酵工程大規模生產抗生素。至於需要改造天然蛋白質的基因，生產出自然界沒有的新的優質蛋白質，越來越受到重視，被稱為第二代基因工程。