（公共基礎知識）前沿科技中的科技創(chuàng)新成就

（公共基礎知識）前沿科技中的科技創(chuàng)新成就一、武器裝備中華人民共和國成立以來，我國在武器裝備方面取得的成就如下：1964年，第一顆原子彈爆炸成功。1966年，第一枚導彈核武器試驗成功。1967年，第一枚氫彈爆炸成功。這意味著我國打破了核壟斷，核武器的發(fā)展進入新階段，提高了國際地位。1970—1971年，我國自行研制的第一艘核潛艇下水，試航成功，標志著我國已經(jīng)掌握了核動力技術(shù)。1998年“殲-10”戰(zhàn)斗機首飛，這是我國第一架完全獨立擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的戰(zhàn)斗機。2011年“殲-20”隱形戰(zhàn)斗機首飛，這是我國自主研制的第四代戰(zhàn)機。2012年，我國第一艘航空母艦“遼寧艦”正式交付海軍。這是我國軍事史上重要的里程碑，標志著國防和軍隊現(xiàn)代化建設取得了顯著成就?！癋C-31”隱形戰(zhàn)斗機成功首飛，標志著我國成為世界上第二個同時試飛兩種四代機原型機的國家。2017年，我國首艘國產(chǎn)航空母艦下水，標志著我國自主設計建造航空母艦取得重大階段性成果。2019年，我國第一艘國產(chǎn)航母“山東艦”正式交付海軍，標志著我國正式進入“雙航母時代”。2020年，055型驅(qū)逐艦首艦“南昌艦”入列，標志著海軍驅(qū)逐艦實現(xiàn)由第三代向第四代的跨越。2021年，我國第一艘075型兩棲攻擊艦“海南艦”正式交付海軍，這是我國最新一代的兩棲作戰(zhàn)武器裝備。二、深海探測中華人民共和國成立以來，我國在深海探測方面取得的重大成就如下：2017年，“海斗號”自主遙控水下潛水器突破萬米級長距離微細光纖傳輸及控制的技術(shù)瓶頸，在我國首次實現(xiàn)了萬米海底的巡航遙控和實時視頻影像傳輸播放。2018年，“海龍三號”首次在中國大洋48航次中試驗應用成功，這是我國首臺6000米級通用作業(yè)型無人遙控潛水器。2020年，“海斗一號”全海深自主遙控潛水器在馬里亞納海溝實現(xiàn)4次萬米下潛，最大下潛深度為10907米，刷新了我國潛水器最大下潛深度紀錄。“海燕-X”水下滑翔機萬米深淵觀測科學考察團隊順利返航。在考察期間，其最大下潛深度為10619米，打破了水下滑翔機的潛深世界紀錄。我國全海深載人潛水器“奮斗者號”在馬里亞納海溝成功坐底，深度為10909米，創(chuàng)造了我國載人深潛的新紀錄。2021年4月，在南海超2000米深水中，我國自主研發(fā)的“海牛Ⅱ號”鉆機成功下鉆231米，填補了我國海底鉆深大于100米、具有保壓取芯功能的深海海底鉆機裝備的空白，刷新了世界深海海底鉆機的鉆深紀錄。12月，“探索一號”TS-21-2航次中，我國萬米級載人潛水器“奮斗者號”23次下潛采集深淵樣本，實現(xiàn)了人類首次抵達雅浦海溝8919米的深淵底部。三、信息技術(shù)中華人民共和國成立以來，我國在信息技術(shù)方面取得的重大成就如下：計算機，1983年，“銀河-I”計算機研制成功，這是我國第一臺每秒運算達1億次以上的計算機。2009年，“天河一號”研制成功，這是我國首臺千萬億次超級計算機。2020年，量子計算原型機——“九章”問世，這一突破使我國成為全球第二個實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。量子通信，2017年，世界首條千公里級量子保密通信干線——“京滬干線”正式開通。2020年，我國科研團隊實現(xiàn)了509千米真實環(huán)境光纖的雙場量子密鑰分發(fā)(TF-QKD)，創(chuàng)造了量子密鑰分發(fā)最遠傳輸距離新的世界紀錄。2021年，我國科研團隊成功實現(xiàn)了跨越4600千米的星地量子密鑰分發(fā)，標志著我國已構(gòu)建出天地一體化廣域量子通信網(wǎng)雛形。這是地球上最大、最先進的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡?；A通信，2019年，工信部正式向中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電發(fā)放5G商用牌照，我國正式進入5G商用元年。2021年，我國累計建成并開通5G基站142.5萬個，5G基站總量占全球總量60%以上，建成全球最大5G網(wǎng)。注：深圳是全國首個5G獨立組網(wǎng)全覆蓋的城市。四，其他成就中華人民共和國成立以來，我國取得的其他重要科技成就如下：1965年，我國科學家人工合成結(jié)晶牛胰島素，這是世界上第一次人工合成的具有生物活力的結(jié)晶蛋白質(zhì)。1966年，陳景潤證明了哥德巴赫猜想中的“1+2”。1985年，我國南極長城站建立，這是我國在南極洲最早建立的科學考察站之一。1988年，北京正負電子對撞機首次對撞成功，這是我國第一臺高能加速器。2006年，青藏鐵路開通運營。這是世界上海拔最高、在凍土上路程最長、克服了世界級困難的高原鐵路，攻克了“多年凍土、高寒缺氧、生態(tài)脆弱”三大世界性難題。2009年，我國南極昆侖站建成。這是南極內(nèi)陸冰蓋最高點上的科學考察站。2016年，500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)在貴州落成，這是世界上最大單口徑的射電望遠鏡。2018年，港珠澳大橋正式開通。這是世界上最長的跨海大橋，擁有世界最長的海底沉管隧道，是世界最長的鋼結(jié)構(gòu)橋梁。2019年，福平鐵路平潭海峽公鐵兩用大橋全部貫通，這是我國首座公鐵兩用跨海大橋。2020年，我國新一代可控核聚變研究裝置“中國環(huán)流器二號M”(HL-2M)正式建成放電，標志著我國正式跨入全球可控核聚變研究前列。2021年1月，我國自主研發(fā)設計、自主制造的世界首臺高溫超導高速磁浮工程化樣車及試驗線正式啟用，標志著我國高溫超導高速磁浮工程化研究實現(xiàn)從無到有的突破。2021年9月，中國科學院召開新聞發(fā)布會介紹，我國科學家成功合成淀粉，在國際上首次實現(xiàn)了從二氧化碳到淀粉的全合成。

前沿科技中的航空航天成就一、空間技術(shù)類中華人民共和國成立以來，我國在空間技術(shù)方面取得的重大成就如下：1970年，我國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”發(fā)射成功，搭載的火箭“長征一號”成為我國首枚運載火箭。1999年，“神舟一號”成功發(fā)射，這是我國第一艘無人試驗飛船。2003年，“神舟五號”成功發(fā)射，我國實現(xiàn)首次載人航天飛行。2007年，“嫦娥一號”成功發(fā)射，這是我國首顆繞月人造衛(wèi)星，也是我國自主研發(fā)的第一個月球探測器。2013年，“嫦娥三號”搭載“玉兔號”月球車，第一次實現(xiàn)月球軟著陸。2018年，“嫦娥四號”成功發(fā)射，于2019年1月實現(xiàn)了人類首次月球背面軟著陸和巡視探測。2019年，“快舟一號”成功執(zhí)行第三次發(fā)射任務，這是我國首個“星箭一體化”設計的小型固體運載火箭。2020年5月，“長征五號”B運載火箭首飛任務取得圓滿成功，實現(xiàn)空間站階段飛行任務首戰(zhàn)告捷，拉開了我國載人航天工程“第三步”任務序幕。2020年7月，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器成功發(fā)射。2020年11月，探月工程“嫦娥五號”探測器成功發(fā)射，2020年12月，圓滿完成我國首次地外天體采樣返回任務。2021年4月，中國空間站天和核心艙成功發(fā)射，標志著我國空間站建造進入全面實施階段。2021年5月，“天問一號”探測器搭載的“祝融號”火星車成功著陸火星，這是我國首次實現(xiàn)地外行星著陸。2021年6月，“神舟十二號”成功發(fā)射，這是我國空間站建造階段的首次載人飛行。2021年10月，“神舟十三號”成功發(fā)射，執(zhí)行180天組合體長期駐留任務，這次駐留是我國航天員首次在太空跨年。2022年6月，“神舟十四號”載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，順利將陳冬、劉洋、蔡旭哲三名航天員送入太空。這標志著中國空間站任務轉(zhuǎn)入建造階段后的首次載人飛行任務正式開啟。知識拓展：我國載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略1992年9月，我國決策實施載人航天工程，并確定了我國載人航天工程“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略。第一步，發(fā)射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應用實驗。第二步，突破航天員出艙活動技術(shù)、空間飛行器交會對接技術(shù)，發(fā)射空間實驗室，解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應用問題。第三步，建造空間站，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應用問題。二、空間科學類中華人民共和國成立以來，我國在空間科學方面取得的重大成就：2015年，“悟空號”成功發(fā)射，這是我國首顆暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星。2015年，“高分四號”成功發(fā)射，這是我國以及世界首顆地球同步軌道高分辨率遙。2016年，“實踐十號”成功發(fā)射，這是我國首顆微重力科學實驗衛(wèi)星。2016年，“墨子號”成功發(fā)射，這是世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星。2017年，“實踐十三號”成功發(fā)射，這是我國首顆高通量通信衛(wèi)星。2020年，行云工程首發(fā)星“行云二號”01星、02星成功發(fā)射。行云工程又稱“天基物聯(lián)網(wǎng)”，是我國首個衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)工程。2021年，“羲和號”成功發(fā)射，這是我國首顆太陽探測科學技術(shù)試驗衛(wèi)星，標志著我國太空探測迎來“探日時代”。前沿科技中的新能源技術(shù)能源是可以直接或經(jīng)轉(zhuǎn)換提供人類所需的光、熱、動力等任一形式能量的載能體資源。能源是人類活動的物質(zhì)基礎?！⒛茉捶诸?、一次能源和二次能源一次能源：即天然能源，指在自然界中現(xiàn)成存在的能源。包含種類：煤炭、石油、天然氣、水能等(煤炭、石油和天然氣三種能源是一次能源的核心，它們成為全球能源的基礎)。二次能源：指由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)換成的其他種類和形式的能量資源。包含種類：電力、煤氣、汽油、柴油、焦炭、沼氣等。2、常規(guī)能源和新型能源常規(guī)能源：指利用技術(shù)上成熟，使用比較普遍的能源。包含種類：煤炭、石油、天然氣等。新型能源：指新近利用或正在著手開發(fā)的能源。包含種類：太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物能、氫能以及用于核能發(fā)電的核燃料等。3、可再生能源和非再生能源(對一次能源的進一步分類)可再生能源：指可以不斷得到補充或能在較短周期內(nèi)再產(chǎn)生的能源。包含種類：風能、水能、海洋能、潮汐能、太陽能和生物質(zhì)能等。非再生能源：指在自然界中經(jīng)過億萬年形成，短期內(nèi)無法恢復且隨著大規(guī)模開發(fā)利用，儲量越來越少，總有一天會枯竭的能源。包含種類：煤、石油和天然氣等。二、新能源種類1、太陽能：性質(zhì)：是一次能源、可再生能源。太陽能的概念：太陽能是由太陽內(nèi)部氫原子發(fā)生氫氦聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的，來自太陽的輻射能量，主要表現(xiàn)為常說的太陽光線。在現(xiàn)代一般用作發(fā)電或者為熱水器提供能源。廣義的太陽能所包括的范圍非常大：①地球上的風能、水能、海洋溫差能、波浪能和生物質(zhì)能都來源于太陽。②地球上的化石燃料(如煤、石油、天然氣等)從根本上說也是遠古以來貯存下來的太陽能。狹義的太陽能則限于太陽輻射能的光熱、光電和光化學的直接轉(zhuǎn)換：①光熱轉(zhuǎn)換，是指通過反射、吸收或其他方式把太陽輻射能集中起來，轉(zhuǎn)換成足夠高溫度的過程，以有效地滿足不同負載的要求。②光電轉(zhuǎn)換過程的原理是光子將能量傳遞給電子使其運動從而形成電流。③光化學轉(zhuǎn)換，就是因吸收光輻射導致化學反應而轉(zhuǎn)換為化學能的過程，其基本形式有植物的光合作用和利用物質(zhì)化學變化貯存太陽能的光化反應。2、核能：性質(zhì)：非再生能源、一次能源。核能的概念：核能(或稱原子能)是通過核反應從原子核釋放的能量，開發(fā)核能的途徑有兩條：①輕元素的聚變(輕核聚變),如氘、氚、鋰等。②重元素的裂變(重核裂變)，如鈾的裂變——人們所熟悉的原子彈、核電站、核反應堆等都利用了核裂變的原理。核聚變要比核裂變釋放出更多的能量，只是實現(xiàn)核聚變的條件要求較高，即氫核要處于6000攝氏度以上的高溫才能使相當?shù)暮司哂袆幽軐崿F(xiàn)聚合反應。3、生物質(zhì)能：性質(zhì)：可再生能源(唯一一種可再生的碳源)。生物質(zhì)能的概念：生物質(zhì)能是太陽能以化學能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料。4、化石能源：性質(zhì)：一次能源?；茉吹母拍睿夯茉词且环N碳氫化合物或其衍生物，由古代生物的化石沉積而來，是目前全球消耗的最主要能源?；茉此奶烊毁Y源有煤炭、石油和天然氣。5、風能：風能利用形式主要有風力提水、風力助航和風力發(fā)電三種，其中風力發(fā)電是當今社會風能利用的主要形式。6、地熱能：是地球內(nèi)部的放射性元素不斷進行熱核反應，產(chǎn)生的巨大熱能通過大地的熱傳導、火山噴發(fā)、地震等途徑向地表散發(fā)，產(chǎn)生了地熱能。地熱能是可再生資源。地熱能集中分布在構(gòu)造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。7、海洋能：海洋能主要包括溫度差能(能量最穩(wěn)定、密度最高)、鹽度梯度能、海流能、潮汐能、波浪能等，主要用于發(fā)電，蘊藏量巨大，可以再生不絕，但是利用率低。注：因月球引力的變化引起潮汐現(xiàn)象，潮汐導致海水平面周期性地升降，因海水漲落及潮水流動所產(chǎn)生的能量稱為潮汐能。海洋能開發(fā)中，已具有商業(yè)開發(fā)價值的是潮汐發(fā)電和波浪發(fā)電。8、氫能：氫能是氫氣通過和氧氣的化學反應所產(chǎn)生的能量。優(yōu)點：燃燒熱值高，燃燒產(chǎn)氫能物是水，是世界上最干凈的能源;資源豐富，可以由水制取。主要用于宇航推進、超亞音速飛機、車船動力、燃料電池。三、我國能源資源特點1、能源資源總量比較豐富①我國擁有較為豐富的化石能源資源：煤炭占主導地位;已探明的石油、天然氣資源儲量相對不足;油頁巖、煤層氣等非常規(guī)化石能源儲量潛力較大。②我國擁有較為豐富的可再生能源資源。2、我國人口眾多，人均能源資源擁有量在世界上處于較低水平①煤炭和水力資源人均擁有量相當于世界平均水平的50%。②石油、天然氣人均資源量僅為世界平均水平的1/15左右。③耕地資源不足世界人均水平的30%,制約了生物質(zhì)能的開發(fā)。3、我國能源資源分布廣泛但不均衡①煤炭資源主要賦存在華北、西北地區(qū)。②水力資源主要分布在西南地區(qū)。③石油、天然氣資源主要賦存在東、中、西部地區(qū)和海域。4、資源賦存與能源消費地域存在明顯差別我國主要的能源消費地區(qū)集中在東南沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)——大規(guī)模、長距離的北煤南運、北油南運、西氣東輸、西電東送，是我國能源流向的顯著特征和能源運輸?shù)幕靖窬帧?、開源節(jié)流以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為了實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展，我國一方面必須“開源”，即開發(fā)核電、風電等新能源和可再生能源，另一方面要“節(jié)流”，即調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力實施節(jié)能減排。?科技概述中的三次科技革命一、第一次科技革命，又稱產(chǎn)業(yè)革命開始時間：18世紀60年代至19世紀中期。理論基礎：牛頓力學原理。領先國家：英國。產(chǎn)生標志：紡織機的使用。起始部門：輕工業(yè)。發(fā)明者：勞動者(工匠)。進入時代：蒸汽時代。主要發(fā)明成果：棉紡織技術(shù)：哈格里夫斯——珍妮機。阿科萊特——水力紡紗機。蒸汽機：瓦特——蒸汽機。交通運輸：富爾頓——汽船。史蒂芬孫——蒸汽機車。第一次科技革命的過程：18世紀從英國發(fā)起，以工作機的誕生開始，以蒸汽機作為動力機被廣泛使用為標志：①1765年，英國織工哈格里夫斯發(fā)明了名為“珍妮機”的手搖紡紗機。珍妮紡織機的出現(xiàn)首先在棉紡織業(yè)中引發(fā)了發(fā)明機器、進行技術(shù)革新的連鎖反應。②1785年，英國人瓦特制成的改良型蒸汽機投入使用，人類社會由此進入了“蒸汽時代”。③1814年，英國人史蒂芬孫發(fā)明了“蒸汽機車”。第一次科技革命帶來的影響：①使工廠代替了手工工場制，用機器代替了手工勞動。②使依附于落后生產(chǎn)方式的自耕農(nóng)階級逐漸消失，工業(yè)資產(chǎn)階級和工業(yè)無產(chǎn)階級形成、壯大起來。③密切加強了世界各地之間的聯(lián)系，改變了世界的面貌，最終確立了資產(chǎn)階級對世界的統(tǒng)治地位。率先完成了工業(yè)革命的英國，很快成為世界霸主。資本主義戰(zhàn)勝了封建主義，確立了對世界的統(tǒng)治地位，世界形成了西方先進、東方落后的局面。(資本主義世界市場初步形成)。二、第二次科技革命開始時間：19世紀70年代至20世紀初。理論基礎：電磁感應原理。領先國家：美國、德國。產(chǎn)生標志：電力的廣泛使用。起始部門：重工業(yè)。發(fā)明者：科學家和工程師。進入時代：電氣時代。主要發(fā)明成果：電力：法拉第——電磁感應。西門子——發(fā)電機。愛迪生——發(fā)電站、電燈。格拉姆——電動機?；瘜W工業(yè)：諾貝爾——無煙炸彈。電訊事業(yè)：貝爾——電話。馬可尼——無線電報。第二次科技革命的過程：以電器的廣泛應用最為顯著：1866年，德國人西門子制成了發(fā)電機;到19世紀70年代，實際可用的發(fā)電機問世。內(nèi)燃機的創(chuàng)新和使用：①19世紀七八十年代，以煤氣和汽油為燃料的內(nèi)燃機相繼誕生，90年代柴油機創(chuàng)制成功。②80年代，德國的卡爾本茨等人成功制造出由內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車，內(nèi)燃汽車、遠洋輪船、飛機等也得到了迅速發(fā)展。電信事業(yè)的發(fā)展：①19世紀70年代，美國人貝爾發(fā)明了電話。②90年代，意大利人馬可尼試驗無線電報取得了成功。第二次科技革命帶來的影響：①電開始代替機器，成為補充和取代煤炭的新能源——電燈、電車、電影放映機相繼問世，人類進入了“電氣時代”。②內(nèi)燃機的發(fā)明解決了交通工具的發(fā)動機問題，并推動了石油開采業(yè)的發(fā)展和石油化工工業(yè)的生產(chǎn)。③極大地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，對人類社會的經(jīng)濟、政治等產(chǎn)生了深遠的影響：資本主義生產(chǎn)的社會化大大加強，壟斷組織應運而生;帝國主義爭奪市場經(jīng)濟和世界霸權(quán)的斗爭更加激烈，促進了世界殖民體系的形成，使得資本主義世界體系最終確立，世界逐漸成為一個整體。促進了生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展;資本主義開始向帝國主義過渡，且發(fā)展不平衡性加劇。(資本主義世界市場最終形成)。三、第三次科技革命開始時間：20世紀四五十年代開始。理論基礎：愛因斯坦相對論原理。領先國家：美國產(chǎn)生標志：原子能、電子計算機、空間技術(shù)和生物工程。起始部門：軍事工業(yè)。發(fā)明者：科學家和工程師。進入時代：信息時代。主要發(fā)明成果：1.空間技術(shù):1957年——蘇聯(lián)——第一顆人造地球衛(wèi)星。1961年——蘇聯(lián)——加加林——進入太空。1969年——美國——向姆斯特朗——登月。2.原子能:1945年——美國——試制原子彈1952年——美國——