（公共基礎(chǔ)知識）前沿科技中的科技創(chuàng)新成就

（公共基礎(chǔ)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(dǎo)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(jìn)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(biāo)志著我國已經(jīng)掌握了核動力技術(shù)。

1998年“殲TO”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(biāo)志著國防和軍隊現(xiàn)代化建設(shè)取

得了顯著成就。

“FC-31”隱形戰(zhàn)斗機成功首飛，標(biāo)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(biāo)志著我國自主設(shè)計

建造航空母艦取得重大階段性成果。

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2019年，我國第一艘國產(chǎn)航母“山東艦”正式交付海軍，標(biāo)

志著我國正式進(jìn)入“雙航母時代”。

2020年，055型驅(qū)逐艦首艦“南昌艦”入列，標(biāo)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”止式交付

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(xì)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(yīng)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(jì)錄。

“海燕-X”水下滑翔機萬米深淵觀測科學(xué)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(jì)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(jì)錄。

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2021年4月，在南海超2000米深水中，我國自主研發(fā)的“海

牛H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(jì)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(dá)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T”計算機研制成功，這是我國第

一臺每秒運算達(dá)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，量子計算原型機一一“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一

-“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(yuǎn)傳輸距離新的

世界紀(jì)錄。

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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(xué)考察站。

2016年，500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）在貴州落成，這

是世界上最大單口徑的射電望遠(yuǎn)鏡。

2018年，港珠澳大橋止式開通。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(biāo)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(shè)計、自主制造的世界首臺高溫

超導(dǎo)高速磁浮工程化樣車及試驗線正式啟用，標(biāo)志著我國高溫超

導(dǎo)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(xué)院召開新聞發(fā)布會介紹，我國科學(xué)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:

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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)首次載人航天匕

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(wù)，這是我國

首個“星箭一體化”設(shè)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(wù)取得圓滿成

功，實現(xiàn)空間站階段飛行任務(wù)首戰(zhàn)告捷，拉開了我國載人航天工

程“第三步”任務(wù)序幕。

2020年7月，我國首次火星探測任務(wù)“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(wù)。

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2021年4月，中國空間站天和核心艙成功發(fā)射，標(biāo)志著我國

空間站建造進(jìn)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(wù)，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(biāo)志著中國空間站任務(wù)轉(zhuǎn)入建造階段后的首次載人飛行任務(wù)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(yīng)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(yīng)用問題。

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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(yīng)用問題。

二、空間科學(xué)類

中華人民共和國成立以來，我國在空間科學(xué)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(xué)

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(xué)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，“善和號”成功發(fā)射，這是我國首顆太陽探測科

學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星，標(biāo)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(chǔ)。

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一、能源分類

1、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(chǔ)）。

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(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物能、氫?/p>

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(jìn)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(fēng)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(fù)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。

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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)生氫氮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(fēng)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(yuǎn)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(xué)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(fù)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。

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③光化學(xué)轉(zhuǎn)換，就是因吸收光輻射導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)而轉(zhuǎn)換為化

學(xué)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(xué)變化

貯存太陽能的光化反應(yīng)。

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(yīng)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），如笊、僦、鋰等。

②重元素的裂變（重核裂變），如鈾的裂變一一人們所熟悉的

原子彈、核電站、核反應(yīng)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(dāng)?shù)?/p>

核具有動能實現(xiàn)聚合反應(yīng)。

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(xué)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。

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化石能源的概念：

化石能源是一種碳?xì)浠衔锘蚱溲苌?，由古代生物的化?/p>

沉積而來，是目前全球消耗的最主要能源。

化石能源所包含的天然資源有煤炭、石油和天然氣。

5^風(fēng)能：

風(fēng)能利用形式主要有風(fēng)力提水、風(fēng)力助航和風(fēng)力發(fā)電三種，

其中風(fēng)力發(fā)電是當(dāng)今社會風(fēng)能利用的主要形式。

6、地?zé)崮埽?/p>

是地球內(nèi)部的放射性元素不斷進(jìn)行熱核反應(yīng)，產(chǎn)生的巨大熱

能通過大地的熱傳導(dǎo)、火山噴發(fā)、地震等途徑向地表散發(fā)，產(chǎn)生

了地?zé)崮?。地?zé)崮苁强稍偕Y源。地?zé)崮芗蟹植荚跇?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(dǎo)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(xué)反應(yīng)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,

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可以由水制取。主要用于宇航推進(jìn)、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(dǎo)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(dāng)于世界平均水平的50缸

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(dá)地區(qū)一一

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?/p>

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5、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(fēng)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(jì)60年代至19世紀(jì)中期。

理論基礎(chǔ)：牛頓力學(xué)原理。

領(lǐng)先國家：英國。

產(chǎn)生標(biāo)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(jìn)入時代：蒸汽時代。

主要發(fā)明成果：

棉紡織技術(shù)：

哈格里夫斯一一珍妮機。

阿科萊特一一水力紡紗機。

蒸汽機：

瓦特一一蒸汽機。

交通運輸：

富爾頓——汽船。

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史蒂芬孫一一蒸汽機車。

第一次科技革命的過程：

18世紀(jì)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(biāo)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(jìn)行技術(shù)革新的連鎖反應(yīng)。

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(jìn)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。

資木主義戰(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(jìn)、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(jì)70年代至20世紀(jì)初。

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理論基礎(chǔ)：電磁感應(yīng)原理。

領(lǐng)先國家：美國、德國。

產(chǎn)生標(biāo)志：電力的廣泛使用。

起始部門：重工業(yè)。

發(fā)明者：科學(xué)家和工程帥。

進(jìn)入時代：電氣時代。

主要發(fā)明成果：

電力：

法拉第一一電磁感應(yīng)。

西門子一一發(fā)電機。

愛迪生一一發(fā)電站、電燈。

格拉姆——電動機。

化學(xué)工業(yè)：

諾貝爾一一無煙炸彈。

電訊事業(yè)：

貝爾——電話。

馬可尼一一無線電報。

第二次科技革命的過程：

以電器的廣泛應(yīng)用最為顯著：1866年，德國人西門子制成了

發(fā)電機；到19世紀(jì)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：

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①19世紀(jì)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(yuǎn)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(jì)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一一電燈、

電車、電影放映機相繼問世，人類進(jìn)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(yuǎn)的影響：資本主義生產(chǎn)的社會化大大加強，壟斷

組織應(yīng)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(jìn)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(jìn)了生產(chǎn)力的迅猛發(fā)展；資木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(jì)四五十年代開始。

理論基礎(chǔ)：愛因斯坦相對論原理。

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領(lǐng)先國家：美國

產(chǎn)生標(biāo)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(xué)家和工程師。

進(jìn)入時代：信息時代。

主要發(fā)明成果：

1.空間技術(shù)：

1957年一一蘇聯(lián)一一第一顆人造地球衛(wèi)星。

1961年——蘇聯(lián)——加加林——進(jìn)入太空。

1969年一一美國一一向姆斯特朗一一登月。

2.原子能：

1945年一一美國一一試制原子彈

1952年——美國——成功試制氫彈