（公共基础知识）前沿科技中的科技创新成就

（公共基础知识）前沿科技中的科技创新成就

一、武器装备中华人民共和国成立以来，我国在武器装备方面取得的成就如下1964年，第一颗原子弹爆炸成功1966年，第一枚导弹核武器试验成功1967年，第一枚氢弹爆炸成功这意味着我国打破了核垄断,核武器的发展进入新阶段，提高了国际地位1970-1971年，我国自行研制的第一艘核潜艇下水，试航成功，标志着我国已经掌握了核动力技术1998年“歼T0”战斗机首飞，这是我国第一架完全独立拥有自主知识产权的战斗机2011年“歼-20”隐形战斗机首飞，这是我国自主研制的第四代战机2012年，我国第一艘航空母舰“辽宁舰”正式交付海军这是我国军事史上重要的里程碑，标志着国防和军队现代化建设取得了显著成就“FC-31”隐形战斗机成功首飞，标志着我国成为世界上第二个同时试飞两种四代机原型机的国家2017年，我国首艘国产航空母舰下水，标志着我国自主设计建造航空母舰取得重大阶段性成果包含种类煤、石油和天然气等

二、新能源种类

1、太阳能性质是一次能源、可再生能源太阳能的概念太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氢聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量，主要表现为常说的太阳光线在现代一般用作发电或者为热水器提供能源广义的太阳能所包括的范围非常大

①地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能都来源于太阳

②地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换

①光热转换，是指通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射能集中起来，转换成足够高温度的过程，以有效地满足不同负载的要求

②光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流

③光化学转换，就是因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程，其基本形式有植物的光合作用和利用物质化学变化贮存太阳能的光化反应

2、核能性质非再生能源、一次能源核能的概念核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量，开发核能的途径有两条

①轻元素的聚变（轻核聚变），如笊、僦、锂等

②重元素的裂变（重核裂变），如铀的裂变一一人们所熟悉的原子弹、核电站、核反应堆等都利用了核裂变的原理核聚变要比核裂变释放出更多的能量，只是实现核聚变的条件要求较高，即氢核要处于6000摄氏度以上的高温才能使相当的核具有动能实现聚合反应

3、生物质能性质可再生能源（唯一一种可再生的碳源）生物质能的概念生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料

4、化石能源性质一次能源化石能源的概念化石能源是一种碳氢化合物或其衍生物，由古代生物的化石沉积而来，是目前全球消耗的最主要能源化石能源所包含的天然资源有煤炭、石油和天然气

5、风能风能利用形式主要有风力提水、风力助航和风力发电三种，其中风力发电是当今社会风能利用的主要形式

6、地热能是地球内部的放射性元素不断进行热核反应，产生的巨大热能通过大地的热传导、火山喷发、地震等途径向地表散发，产生了地热能地热能是可再生资源地热能集中分布在构造板块边缘一带，该区域也是火山和地震多发区

7、海洋能海洋能主要包括温度差能（能量最稳定、密度最高）、盐度梯度能、海流能、潮汐能、波浪能等，主要用于发电，蕴藏量巨大,可以再生不绝，但是利用率低注因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能海洋能开发中，已具有商业开发价值的是潮汐发电和波浪发电

8、氢能:氢能是氢气通过和氧气的化学反应所产生的能量优点燃烧热值高，燃烧产氢能物是水，是世界上最干净的能源;资源丰富,可以由水制取主要用于宇航推进、超亚音速飞机、车船动力、燃料电池

三、我国能源资源特点

1、能源资源总量比较丰富

①我国拥有较为丰富的化石能源资源煤炭占主导地位；已探明的石油、天然气资源储量相对不足；油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大

②我国拥有较为丰富的可再生能源资源

2、我国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平

①煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%

②石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右

③耕地资源不足世界人均水平的30%,制约了生物质能的开发

3、我国能源资源分布广泛但不均衡

①煤炭资源主要赋存在华北、西北地区

②水力资源主要分布在西南地区

③石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域

4、资源赋存与能源消费地域存在明显差别我国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区一一大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送，是我国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局

5、开源节流以实现可持续发展为了实现能源的可持续发展，我国一方面必须“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源，另一方面要“节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排科技概述中的三次科技革命

一、第一次科技革命，又称产业革命开始时间18世纪60年代至19世纪中期理论基础牛顿力学原理领先国家英国产生标志纺织机的使用起始部门轻工业发明者劳动者（工匠）进入时代蒸汽时代主要发明成果棉纺织技术哈格里夫斯一一珍妮机阿科莱特一一水力纺纱机蒸汽机瓦特-----蒸汽机交通运输富尔顿------汽船史蒂芬孙一一蒸汽机车第一次科技革命的过程18世纪从英国发起，以工作机的诞生开始，以蒸汽机作为动力机被广泛使用为标志

①1765年，英国织工哈格里夫斯发明了名为“珍妮机”的手摇纺纱机珍妮纺织机的出现首先在棉纺织业中引发了发明机器、进行技术革新的连锁反应

②1785年，英国人瓦特制成的改良型蒸汽机投入使用，人类社会由此进入了“蒸汽时代”

③1814年，英国人史蒂芬孙发明了“蒸汽机车”第一次科技革命带来的影响

①使工厂代替了手工工场制，用机器代替了手工劳动

②使依附于落后生产方式的自耕农阶级逐渐消失，工业资产阶级和工业无产阶级形成、壮大起来

③密切加强了世界各地之间的联系，改变了世界的面貌，最终确立了资产阶级对世界的统治地位率先完成了工业革命的英国，很快成为世界霸主资本主义战胜了封建主义，确立了对世界的统治地位，世界形成了西方先进、东方落后的局面（资本主义世界市场初步形成）

二、第二次科技革命开始时间19世纪70年代至20世纪初理论基础电磁感应原理领先国家美国、德国产生标志电力的广泛使用起始部门重工业发明者科学家和工程师进入时代电气时代主要发明成果电力法拉第一一电磁感应西门子发电机爱迪生------发电站、电灯格拉姆电动机化学工业诺贝尔一一无烟炸弹电讯事业贝尔电话马可尼一一无线电报第二次科技革命的过程以电器的广泛应用最为显著1866年，德国人西门子制成了发电机；到19世纪70年代，实际可用的发电机问世内燃机的创新和使用

①19世纪七八十年代，以煤气和汽油为燃料的内燃机相继诞生，90年代柴油机创制成功

②80年代，德国的卡尔本茨等人成功制造出由内燃机驱动的汽车，内燃汽车、远洋轮船、飞机等也得到了迅速发展电信事业的发展

①19世纪70年代，美国人贝尔发明了电话

②90年代，意大利人马可尼试验无线电报取得了成功第二次科技革命带来的影响

①电开始代替机器，成为补充和取代煤炭的新能源一一电灯、电车、电影放映机相继问世，人类进入了“电气时代”

②内燃机的发明解决了交通工具的发动机问题，并推动了石油开采业的发展和石油化工工业的生产

③极大地推动了社会生产力的发展，对人类社会的经济、政治等产生了深远的影响资本主义生产的社会化大大加强，垄断组织应运而生；帝国主义争夺市场经济和世界霸权的斗争更加激烈，促进了世界殖民体系的形成，使得资本主义世界体系最终确立，世界逐渐成为一个整体促进了生产力的迅猛发展；资本主义开始向帝国主义过渡，且发展不平衡性加剧（资本主义世界市场最终形成）

三、第三次科技革命开始时间20世纪四五十年代开始理论基础爱因斯坦相对论原理领先国家美国产生标志原子能、电子计算机、空间技术和生物工程起始部门军事工业发明者科学家和工程师进入时代信息时代主要发明成果

1.空间技术1957年——苏联——第一颗人造地球卫星1961年-------苏联-----加加林-------进入太空1969年-------美国-----向姆斯特朗--------登月

2.原子能1945年-------美国-----试制原子弹1952年——美国——成功试制氢弹1954年一一苏联一一第一个原子能电站

3.电子计算机1946年一一美国一一第一台电子计算机“埃尼阿克”（eniac）电子管一一晶体管一一集成电路一一大规模集成电路第三次科技革命的过程空间技术的利用和发展

①1957年，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，开创了空间技术发展的新纪元

②1959年，苏联发射的“月球2号”卫星成为最先把物体送上月球的卫星

③1961年，苏联宇航员加加林乘坐飞船率先进入太空

④1969年，美国宇航员阿姆斯特朗乘坐“阿波罗11号”飞船成功登月，实现了人类登月的梦想原子能技术的利用和发展

①1945年，美国成功试制原子弹

②1949年，苏联成功试爆原子弹

③1952年，美国又成功试制氢弹

④1953—1964年，英国、法国和中国相继成功试制核武器，原子能的技术首先被应用于军事领域，和平利用原子能工业也有一定发展

⑤1954年6月，苏联建成第一个原子能电站

⑥1957年，苏联第一艘核动力破冰船下电子计算机技术的利用和发展

①20世纪40年代后期的电子管计算机为第一代计算机

②1959年，出现晶体管计算机，运算速度每秒在100万次以上

③60年代中期，出现许多电子元件和电子线路集中在很小的面积或体积上的集成电路，每秒运算达千万次，它适应一般数据处理和工业控制的需要，使用方便2019年，我国第一艘国产航母“山东舰”正式交付海军，标志着我国正式进入“双航母时代”2020年，055型驱逐舰首舰“南昌舰”入列，标志着海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越2021年，我国第一艘075型两栖攻击舰“海南舰”正式交付海军，这是我国最新一代的两栖作战武器装备

二、深海探测中华人民共和国成立以来，我国在深海探测方面取得的重大成就如下2017年，“海斗号”自主遥控水下潜水器突破万米级长距离微细光纤传输及控制的技术瓶颈，在我国首次实现了万米海底的巡航遥控和实时视频影像传输播放2018年，“海龙三号”首次在中国大洋48航次中试验应用成功，这是我国首台6000米级通用作业型无人遥控潜水器2020年，“海斗一号”全海深自主遥控潜水器在马里亚纳海沟实现4次万米下潜，最大下潜深度为10907米，刷新了我国潜水器最大下潜深度纪录“海燕-X”水下滑翔机万米深渊观测科学考察团队顺利返航在考察期间，其最大下潜深度为10619米，打破了水下滑翔机的潜深世界纪录我国全海深载人潜水器“奋斗者号”在马里亚纳海沟成功坐底，深度为10909米，创造了我国载人深潜的新纪录@70年代发展为第四代大规模集成电路，1978年的计算机每秒可运算L5亿次

⑤1983年12月22日，中国第一台每秒运算达1亿次以上的计算机一一“银河”在长沙研制成功第三次科技革命的影响

①以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明与应用为主要标志

②涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域推动了生产力的空前发展，引起了世界经济结构的变化，世界各国都在大力发展高科技，推动了世界经济结构的多极化2021年4月，在南海超2000米深水中，我国自主研发的“海牛H号”钻机成功下钻231米，填补了我国海底钻深大于100米、具有保压取芯功能的深海海底钻机装备的空白，刷新了世界深海海底钻机的钻深纪录12月，“探索一号”TS-21-2航次中，我国万米级载人潜水器“奋斗者号”23次下潜采集深渊样本，实现了人类首次抵达雅浦海沟8919米的深渊底部

三、信息技术中华人民共和国成立以来，我国在信息技术方面取得的重大成就如下计算机，1983年，“银河-I”计算机研制成功，这是我国第一台每秒运算达1亿次以上的计算机2009年，“天河一号”研制成功，这是我国首台千万亿次超级计算机2020年，量子计算原型机一一“九章”问世，这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家量子通信，2017年，世界首条千公里级量子保密通信干线一-“京沪干线”正式开通2020年，我国科研团队实现了509千米真实环境光纤的双场量子密钥分发TF-QKD,创造了量子密钥分发最远传输距离新的世界纪录2021年，我国科研团队成功实现了跨越4600千米的星地量子密钥分发，标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网雏形这是地球上最大、最先进的量子密钥分发网络基础通信，2019年，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，我国正式进入5G商用元年2021年，我国累计建成并开通5G基站

142.5万个，5G基站总量占全球总量60%以上，建成全球最大5G网注深圳是全国首个5G独立组网全覆盖的城市四，其他成就中华人民共和国成立以来，我国取得的其他重要科技成就如下1965年，我国科学家人工合成结晶牛胰岛素，这是世界上第一次人工合成的具有生物活力的结晶蛋白质1966年，陈景润证明了哥德巴赫猜想中的“1+2”1985年，我国南极长城站建立，这是我国在南极洲最早建立的科学考察站之一1988年，北京正负电子对撞机首次对撞成功，这是我国第一台高能加速器2006年，青藏铁路开通运营这是世界上海拔最高、在冻土上路程最长、克服了世界级困难的高原铁路，攻克了“多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱”三大世界性难题2009年，我国南极昆仑站建成这是南极内陆冰盖最高点上的科学考察站2016年，500米口径球面射电望远镜（FAST）在贵州落成，这是世界上最大单口径的射电望远镜2018年，港珠澳大桥正式开通这是世界上最长的跨海大桥,拥有世界最长的海底沉管隧道，是世界最长的钢结构桥梁2019年，福平铁路平潭海峡公铁两用大桥全部贯通，这是我国首座公铁两用跨海大桥2020年，我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M（HL-2M）正式建成放电，标志着我国正式跨入全球可控核聚变研究前列2021年1月，我国自主研发设计、自主制造的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车及试验线正式启用，标志着我国高温超导高速磁浮工程化研究实现从无到有的突破2021年9月，中国科学院召开新闻发布会介绍，我国科学家成功合成淀粉，在国际上首次实现了从二氧化碳到淀粉的全合成前沿科技中的航空航天成就

一、空间技术类中华人民共和国成立以来，我国在空间技术方面取得的重大成就如下:1970年，我国第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功，搭载的火箭“长征一号”成为我国首枚运载火箭1999年，“神舟一号”成功发射，这是我国第一艘无人试验飞船2003年，“神舟五号”成功发射，我国实现首次载人航天飞行2007年，“嫦娥一号”成功发射，这是我国首颗绕月人造卫星，也是我国自主研发的第一个月球探测器2013年，“嫦娥三号”搭载“玉兔号”月球车，第一次实现月球软着陆2018年，“嫦娥四号”成功发射，于2019年1月实现了人类首次月球背面软着陆和巡视探测2019年，“快舟一号”成功执行第三次发射任务，这是我国首个“星箭一体化”设计的小型固体运载火箭2020年5月，“长征五号”B运载火箭首飞任务取得圆满成功，实现空间站阶段飞行任务首战告捷，拉开了我国载人航天工程“第三步”任务序幕2020年7月，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射2020年11月，探月工程“嫦娥五号”探测器成功发射，2020年12月，圆满完成我国首次地外天体采样返回任务2021年4月，中国空间站天和核心舱成功发射，标志着我国空间站建造进入全面实施阶段2021年5月，“天问一号”探测器搭载的“祝融号”火星车成功着陆火星，这是我国首次实现地外行星着陆2021年6月，“神舟十二号”成功发射，这是我国空间站建造阶段的首次载人飞行2021年10月，“神舟十三号”成功发射，执行180天组合体长期驻留任务，这次驻留是我国航天员首次在太空跨年2022年6月，“神舟十四号”载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，顺利将陈冬、刘洋、蔡旭哲三名航天员送入太空这标志着中国空间站任务转入建造阶段后的首次载人飞行任务正式开启知识拓展我国载人航天工程“三步走”发展战略1992年9月，我国决策实施载人航天工程，并确定了我国载人航天工程“三步走”的发展战略第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题

二、空间科学类中华人民共和国成立以来，我国在空间科学方面取得的重大成就2015年，“悟空号”成功发射，这是我国首颗暗物质粒子探测卫星2015年，“高分四号”成功发射，这是我国以及世界首颗地球同步轨道高分辨率遥2016年，“实践十号”成功发射，这是我国首颗微重力科学实验卫星2016年，“墨子号”成功发射，这是世界首颗量子科学实验卫星2017年，“实践十三号”成功发射，这是我国首颗高通量通信卫星2020年，行云工程首发星“行云二号”01星、02星成功发射行云工程又称“天基物联网，是我国首个卫星物联网工程2021年，“羲和号”成功发射，这是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星，标志着我国太空探测迎来“探日时代”前沿科技中的新能源技术能源是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任一形式能量的载能体资源能源是人类活动的物质基础

一、能源分类

1、一次能源和二次能源一次能源即天然能源，指在自然界中现成存在的能源包含种类煤炭、石油、天然气、水能等（煤炭、石油和天然气三种能源是一次能源的核心，它们成为全球能源的基础）二次能源指由一次能源直接或间接转换成的其他种类和形式的能量资源包含种类电力、煤气、汽油、柴油、焦炭、沼气等

2、常规能源和新型能源常规能源指利用技术上成熟，使用比较普遍的能源包含种类煤炭、石油、天然气等新型能源指新近利用或正在着手开发的能源包含种类太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等

3、可再生能源和非再生能源（对一次能源的进一步分类）可再生能源指可以不断得到补充或能在较短周期内再产生的能源包含种类风能、水能、海洋能、潮汐能、太阳能和生物质能等非再生能源指在自然界中经过亿万年形成，短期内无法恢复且随着大规模开发利用，储量越来越少，总有一天会枯竭的能源。