20世紀21世紀的發明

1. 20世紀和21世紀的發明有什麼不同

假如一旦有一個國家的紙幣有能力取代美元，那時各國將會拋售美元而儲備另一種紙幣時，美國將付出沉重的代價，將進入經濟負反饋時期。這種現象在近二十年內還不會發生。在未來20年中美國仍然是世界的主宰。如果英國加入歐元區，會加速這種情況發生。

20世紀人類長足地進步了。20世紀是人類「現代文明」的開始。「現代文明」與「20世紀以前的文明」有很大的區別。我們可以將「20世紀以前的文明」簡稱為「人類文明」，已經有五千年至一萬年的歷史了。首先，「人類文明」發展緩慢，而「現代文明」發展飛速，一日千變。其次，「人類文明」時期人們使用的是簡單的低級工具，從石器，銅器，鐵器發展到機械等。而「現代文明」使用的是高級工具，從用電開始，發展到飛機，計算機，原子能，現代通信和生物工程等。第三，「現代文明」依靠科學的程度遠遠超過了「人類文明」。有一些東西雖然是十九世紀發明的，如汽車，但是真正的應用和發展是在二十世紀。人類的生產活動愈來愈離不開科學，因此「現代文明」也是「現代科學的文明」。今日科學研究的成就決定一個國家的興衰。不僅一個國家是如此，也決定一個公司或一個大學的存亡。科學和教學是分不開的，是「現代文明」的兩根柱子。

21世紀普普通通老百姓的享受遠遠超過了慈禧太後。她沒有電視機，冰箱，只能坐八人抬的大橋，更談不上飛機，互聯網和先進的醫療技術等等。不難發現20世紀的「現代文明」存在兩個階段。第二次世界大戰結束前和戰後。戰前有四大發明。（1），英國人馬克斯威（Maxwell）從數學上推導出電磁波的方程，預言電磁波的存在。1900年德國人赫茨（Hertz）在實驗上發現了電磁波。義大利人馬克尼（Maconi）發明無線電報，美國人貝爾（Bell）發明有線電話，開創了洲際通信。（2），1886年斯塔姆（Stem）那發明第一輛汽車，同年7月賓士（Benz）發明火花塞。1906年福特（Ford）用流水線生產汽車，降低了成本。開創了現代交通。（3）發動機，電動機和交流輸電的發明和應用，揭開了電氣化的序幕。由於當時還沒有電腦和機器人，所以列寧提出：「共產主義是蘇維埃加電氣化」。（4），1903年美國人萊特兄弟發明飛機，開始了航空飛翔。戰爭也促進了武器的研究。第一次世界大戰中德國人使用了毒氣彈和潛水艇，英國人使用了裝甲車。第二次世界大戰中德國人發明了導彈，英國人發明了雷達，美國人發明了噴氣式飛機和原子彈。

2. 21世紀有那些重大發明

1、中國高鐵——通車里程全球第一，並走向世界。

高鐵技術起源於日歐，如今中國卻一馬當先。穿越塞北風區，翻過嶺南山川，從重要城市之間的單線，到「八縱八橫」藍圖徐徐展開。進入21世紀的第二個十年，軌道交通開始由中國高鐵領跑。高鐵不僅成為很多人出行的首選，同時也有力地促進經濟社會發展。

從追趕到引領，從中國製造到中國標准，中國高鐵走過了高效而輝煌的引進、消化、吸收、再創新之路。「中國標准動車組『復興號』在研製過程中大量採用中國國家標准，在254項重要標准中，中國標准佔84％。」中國鐵路總公司總經理陸東福說。

截至去年底，中國累計投入運行的高鐵動車組達到2595組，超過全球總量的60％，通車高鐵里程長達2萬多公里。預計到2030年將超過4.5萬公里，比繞地球赤道一周還要長。從安卡拉到伊斯坦布爾，從莫斯科到喀山，從匈牙利到塞爾維亞，本土之外，中國高鐵加速走向世界。

2、網購——「動動指尖」，商店飯店搬回家。

1969年，美國啟用了國防部建設的軍用「阿帕網」。25年後，一條64K的國際專線從中科院計算機網路中心連入Internet，中國互聯網蹣跚起步。

一根網線改變中國。隨著移動互聯時代的到來，如今中國成為世界第一大網路零售市場，網民超過7億。「6·18」、雙「11」、春節、五一、國慶……國民網上購物的狂歡日越來越多。數據顯示，今年「6·18」開場僅7分鍾，天貓國際成交破億元；京東商城15個小時累計下單金額超千億元。

中國網購為世界經濟輸出「互聯網商機」。從中國本土到越南、泰國等亞洲鄰國，到遠在地球另一端的阿根廷、巴西「剁手黨」全球網購嗨翻天。

3、支付寶——二維碼取代賣菜大媽的零錢筐。

鮮有人想過，有一天中國人可以玩一種「魔法」，跨越物物交換，取代各種貨幣，輕松「掃一掃」交易即完成。「魔法」無邊，支付寶的應用迅速擴散開來。截至2017年7月31日，移動支付活躍賬戶和日均支付交易筆數均超過6億。

騰訊和中國人民大學發布的智慧生活指數報告顯示，84％的被訪者表示「不帶錢、只帶手機出門」可以「很淡定」。今年8月的支付寶無現金日，將有1000萬線下商戶參與。

4、共享單車——綠色出行「說走就走」。

2017年6月，摩拜完成6億美元新一輪融資；7月初，ofo也宣布完成7億美元新一輪融資。短短兩年時間，多彩的共享單車迅速佔領了中國的大街小巷。目前摩拜單車在全球運營超過500萬輛，日訂單量最高超過2500萬輛，注冊用戶超過1億。

自行車生產企業，一度是被邊緣化的傳統行業，卻隨著中國共享單車的出海，一躍成為朝陽產業。今年ofo與鳳凰合作的海外共享單車產能將達到100萬輛。

席捲中國大江南北之後，共享單車的身影出現在了「英國單車之都」劍橋。街頭看到一片片共享單車，那是從中國飄來的橘紅色雲彩。

英國《金融時報》報道說，中國飛速發展的共享單車是中國引領世界創新的一個例子。從共享單車、共享汽車，到分享知識、技能、勞務……「分享經濟」的概念發端於上世紀70年代的美國，如今在中國土地上迅速生長，並帶來生活方式的巨變。

國家信息中心的報告顯示：2016年中國分享經濟交易額約為34520億元，比上年增長103％。未來幾年，中國共享經濟仍將保持年均40％左右的高速增長

5、SixthSense

來源於一項神奇的高科技，這項高科技被命名為「第六感通訊科技」。據說，這套裝置的費用僅僅350美元，它能讓你不改變平時生活習慣的情況下隨時隨地的享受各種服務。

比如，你到超市買東西，想搜一下關於你買物品的一些信息，那麼你可以用該科技裝置中的攝像頭來獲取物品包裝上的一些信息，用來進行聯網查詢。

如果你到外地旅遊，看到美麗的風景，想留作紀念，你可以用你的手指做照相的姿勢，然後你手指上的感應晶元會幫你解決這個問題。你可以通過攝像設備，將你拍攝的內容投放牆上，或一張紙上。

3. 20世紀到21世紀人們的一些偉大的發明和發現

1、青黴素

20世紀40年代以前，人類一直未能掌握一種能高效治療細菌性感染且副作用小的葯物。當時若某人患了肺結核，那麼就意味著此人不久就會離開人世。為了改變這種局面，科研人員進行了長期探索，然而在這方面所取得的突破性進展卻源自一個意外發現。

近代，1928年英國細菌學家弗萊明首先發現了世界上第一種抗生素—青黴素，亞歷山大·弗萊明由於一次幸運的過失而發現了青黴素。

1928年，英國科學家Fleming在實驗研究中最早發現了青黴素，但由於當時技術不夠先進，認識不夠深刻，Fleming並沒有把青黴素單獨分離出來。1929年，弗萊明發表了他的研究成果，遺憾的是，這篇論文發表後一直沒有受到科學界的重視。

2、DNA雙螺旋結構

1953年2月，沃森（Watson）、克里克（Crick）通過維爾金斯看到了富蘭克林（Rosalind Franklin）在1951年11月拍攝的一張十分漂亮的DNA晶體X射線衍射照片。

這一下激發了他們的靈感 。他們不僅確認了DNA一定是螺旋結構，而且分析得出了螺旋參數。

他們採用了富蘭克琳和威爾金斯的判斷，並加以補充：磷酸根在螺旋的外側構成兩條多核苷酸鏈的骨架，方向相反；鹼基在螺旋內側，兩兩對應。

一連幾天，沃森、克里克在他們的辦公室里興高采烈地用鐵皮和鐵絲搭建著模型。1953年2月28日，第一個DNA雙螺旋結構的分子模型終於誕生了。

3、第一代電子計算機

世界上第一台通用計算機「ENIAC」於1946年2月14日在美國賓夕法尼亞大學誕生。發明人是美國人莫克利（JohnW.Mauchly）和艾克特（J.PresperEckert）。美國國防部用它來進行彈道計算。

它是一個龐然大物，用了18000個電子管，佔地170平方米，重達30噸，耗電功率約150千瓦，每秒鍾可進行5000次運算，這在現在看來微不足道，但在當時卻是破天荒的。

ENIAC以電子管作為元器件，所以又被稱為電子管計算機，是計算機的第一代。電子管計算機由於使用的電子管體積很大，耗電量大，易發熱，因而工作的時間不能太長。

4、電視

電視 (Television 、TV、 Video）指利用電子技術及設備傳送活動的圖像畫面和音頻信號，即電視接收機，也是重要的廣播和視頻通信工具，電視機最早由英國工程師約翰·洛吉·貝爾德在1925年發明。電視用電的方法即時傳送活動的視覺圖像。

同電影相似，電視利用人眼的視覺殘留效應顯現一幀幀漸變的靜止圖像，形成視覺上的活動圖像。電視系統發送端把景物的各個微細部分按亮度和色度轉換為電信號後，順序傳送。在接收端按相應幾何位置顯現各微細部分的亮度和色度來重現整幅原始圖像。

科學技術的進步，是電視迅速普及的一個重要原因。各國電視信號掃描制式與頻道寬頻不完全相同，按國際無線電咨詢委員會（CCIR）的建議用拉丁字母來區別。

5、無線電

麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學會的論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎。他的這些工作完成於1861年至1865年之間。

1864年，英國科學家麥克斯韋在總結前人研究電磁現象的基礎上，建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在，推導出電磁波與光具有同樣的傳播速度。

1887年德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在。之後，人們又進行了許多實驗，不僅證明光是一種電磁波，而且發現了更多形式的電磁波，它們的本質完全相同，只是波長和頻率有很大的差別。

海因里希·魯道夫·赫茲（Heinrich Rudolf Hertz）在1886年至1888年間首先通過試驗驗證了麥克斯韋的理論。他證明了無線電輻射具有波的所有特性，並發現電磁場方程可以用偏微分方程表達，通常稱為波動方程。

4. 21世紀的新發明

1、石墨烯新材料

石墨烯是一種只有一個碳原子厚的二維材料，其碳原子排列與石墨的單原子層相同。石墨烯雖然僅僅只有一個原子的厚度，但它的結構卻非常穩定，比鋼鐵強韌200倍，同時它又有很好的彈性，被認為是一種未來革命性的材料。

2018年3月31日，中國首條全自動量產石墨烯有機太陽能光電子器件生產線在山東菏澤啟動，該項目主要生產可在弱光下發電的石墨烯有機太陽能電池（下稱石墨烯OPV），破解了應用局限、對角度敏感、不易造型這三大太陽能發電難題。

2、共享單車

自行車生產企業，一度是被邊緣化的傳統行業，卻隨著中國共享單車的出海，一躍成為朝陽產業。今年ofo與鳳凰合作的海外共享單車產能將達到100萬輛。席捲中國大江南北之後，共享單車的身影出現在了「英國單車之都」劍橋。

3、中國高鐵

高鐵技術起源於日歐，如今中國卻一馬當先。穿越塞北風區，翻過嶺南山川，從重要城市之間的單線，到「八縱八橫」藍圖徐徐展開。進入21世紀的第二個十年，軌道交通開始由中國高鐵領跑。高鐵不僅成為很多人出行的首選，同時也有力地促進經濟社會發展。

4、區塊鏈

區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式，在2008年由日本中本聰第一次提出。

區塊鏈使混合一致性成為可能，使其適合記錄事件、標題、醫療記錄和其他需要收錄數據的活動、身份識別管理，交易流程管理和出處證明管理。區塊鏈對於金融脫媒有巨大的潛能，對於引導全球貿易有著巨大的影響。

5、SixthSense

SixthSense來源於一項神奇的高科技，這項高科技被命名為「第六感通訊科技」。據說，這套裝置的費用僅僅350美元，它能讓你不改變平時生活習慣的情況下隨時隨地的享受各種服務。

比如，你到超市買東西，想搜一下關於你買物品的一些信息，那麼你可以用該科技裝置中的攝像頭來獲取物品包裝上的一些信息，用來進行聯網查詢。

5. 20世紀發明了什麼21世紀發明了什麼

.纜發明了電腦，互聯網，光纜，21世紀發明了納米，3d，列印，智能手機

6. 20世紀和21世紀的發明有什麼變化

20世紀最耀眼的12組科技成果

王渝生

20世紀是科學技術發展突飛猛進的世紀，人類在本世紀所取得的科技成就和創造的物質財富超過了以往任何一個時代。它們是推動經濟和社會持續發展的決定性因素，改變了並將繼續改變世界的面貌。它們中有一些為科技界公認的重大成就，將在人類歷史上永遠閃耀著奪目的光輝。

20世紀初科學革命兩大成就

20世紀的科學是在19世紀的重大理論成果如熱力學與電磁學理論、化學原子論、生物進化論與細胞學說等基礎上發展起來的。19世紀的三大發現（X射線、放射性、電子）導致了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他26歲時創立了狹義相對論，提出了不同於經典物理學的嶄新的時空觀和質（m）能（E）相當關系式E＝mc2（此處光速C＝3×108米／秒），在理論上為原子能的應用開辟了道路。

關於E＝mc2，即物體貯藏的能量等於該物體的質量乘以光速的平方，這個數量大到令人難以想像的程度。我們不妨打個比方說，1克物質全部轉化成的能量，相當於常規狀態下燃燒36000噸煤所釋放的全部熱能；或者說，1克質量相當於2500萬度的電能。

1915年，愛因斯坦又創立了廣義相對論，深刻揭示了時間、空間和物質、運動之間的內在聯系——空間和時間是隨著物質分布和運動速度的變化而變化的。它成為了現代物理學的基礎理論之一。

從1923年開始，愛因斯坦用他的後半生致力於統一場論的探索，企圖建立一個既包括引力場又包括電磁場的統一場理論，雖然他沒有取得成功，但是楊振寧和米爾斯於50年代創立了「楊—米爾斯場方程」，發展了所謂「規范場」的理論，使愛因斯坦夢寐以求的統一場論可望在規范場的基礎上得以實現。

2、量子力學

1900年，普朗克創立了量子論，提出能量並非無限可分、能量的變化是不連續的新觀念。1905年，愛因斯坦提出了光量子論，揭示了光的「波粒二象性」。1913年，玻爾把量子化概念引進原子結構理論。1923年，德布羅意提出物質波理論。1925年，海森伯和薛定諤分別建立矩陣力學和波動力學。1928年，26歲的狄拉克提出電磁場中相對論性電子運動方程和最初形式的量子場論，使包括矩陣力和波動力學在內的量子力學取得了重大的進展。

20代末量子力學的建立，是繼1905-1915年相對論建立之後對經典物理學的又一次革命性的突破，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態物理學的發展，為核物理學和粒子物理學准備了理論基礎，同時也促進了化學鍵理論和分子生物學等的產生。因此，量子力學可以說是20世紀最多產的科學理論，迄今仍具有強大的生命力。

20世紀中後期5大科學成就

30年代以來，物質基本結構、規范場、宇宙大爆炸、遺傳物質分子雙螺旋結構、大地構造板塊學說以及資訊理論、控制論、系統論等理論的創建，使人類的視野進一步拓展到更為宇觀、宏觀和微觀的領域，成為人類文明進步的巨大推動力。

1、物質的基本結構

從遠古時代開始，人們就在探討物質是由什麼組成的，有沒有公共的基本單元。直到19世紀末，人們都認為這種共同的基元就是原子。1911年，盧瑟福發現原子內部有一個核；1913年，玻爾指出放射性變化發生在原子核內部，於是研究原子核的組成、變化規律以及內部結合力的核物理學應運而生。

1932年，查德威克發現了中子。從此，人們認識到各種原子都是由電子、質子和中子組成的，於是把這三種粒子和光子稱為基本粒子。

但是，基本粒子並不「基本」。一方面，正電子、中微子、介子等新的基本粒子相繼發現；另一方面，基本粒子還有其內部結構。60年代以來，出現了基本粒子結構的「誇克模型」、「層子模型」等，使40年代末誕生的一門新的獨立學科——基本粒子物理學（又稱高能物理學）至今方興未艾，成果累累。

2、宇宙大爆炸理論

現代宇宙學的研究發端於愛因斯坦。他在1915年創立廣義相對論後，用它來考察宇宙的結構問題，於1917年提出有限無邊的宇宙模型。1922年，弗里德曼提出的非靜態宇宙模型，認為宇宙是可能膨脹的。1929年，哈勃確定了星系紅移（即退行速度）和距離之間的線性關系，證實了宇宙膨脹理論。1932年，勒梅特提出了宇宙爆炸說。

1948年，伽莫夫把核物理學的知識同宇宙膨脹理論結合起來，發展了大爆炸理論，並用它來說明化學元素的起源。這一宇宙大爆炸理論在1965年發現的宇宙背景輻射現象和1998年哈勃望遠鏡探測到距地球120億光年之遙的星系中得到了有力的支持。

3、DNA分子雙螺旋模型

1953年4月25日，英國《自然》雜志刊登了25歲的沃森和37歲的克里克合作研究的成果——DNA雙螺旋結構的分子模型，這一成就後來被譽為20世紀生物學方面最偉大的發現，也被認為是分子生物學誕生的標志。

DNA是遺傳基因的物質載體——脫氧核糖核酸的英文簡稱。1915至1928年間，摩爾根通過果蠅實驗，證明了坐落在細胞核內染色體上的基因決定著生物性狀，從而創立了基因理論。染色體是由蛋白質和DNA組成的。過去生物學界一直認為蛋白質是遺傳信息的載體，直到1944年埃弗里等人通過實驗才證明了遺傳載體不是蛋白質，而是DNA。1953年DNA分子結構雙螺旋模型的建立是打開遺傳之謎的關鍵。60年代尼倫柏格等人破譯了遺傳密碼，證明地球上所有生物的遺傳密碼都是相同的——DNA的4種核苷酸鹼基的序列代表了基因的遺傳信息，決定著蛋白質的20種氨基酸的組成和排列順序。作為基因載體的DNA是生命的後台指揮者，生命的一切性狀通過受DNA決定的蛋白質來表現。

4、大地板塊構造學說

1912年，魏格納提出大陸漂移說，認為在地質歷史上的古生代，全球只有一塊巨大陸地，周圍是一片大洋；中生代以來，這塊古陸開始分裂、漂移，逐漸成為現在的幾個大陸和無數島嶼，原來的大洋則分割成幾個大洋和若干小海。

大陸漂移說經半個多世紀的發展，由地幔對流說（1928年）、海底擴張說（1961年）等階段，到1968年勒比雄等提出了全球大地板塊構造學說，建造了全球被分為歐亞、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南極六大板塊和若干小板塊的結構模型，得到了越來越多的科學驗證，特別是海洋地質學的有力支持。

5、資訊理論、控制論、系統論

1948年，申農《通訊的數學理論》、維納《控制論：關於動物和機器中控制和通信的科學》、貝塔朗菲《生命問題》的出版，標志著交叉科學資訊理論、控制論、一般系統論的誕生；1957年，古德等《系統工程學》的出版為系統工程論奠定了基礎。60年代以來，又出現了新的交叉科學——突變論、協同論和耗散結構理論。

交叉科學不僅溝通了為數眾多的自然科學學科，而且在方法論上也溝通了自然科學與社會科學。它向人們提供了定量、精確和最優的認識世界的方法，對人類社會產生了深刻的影響。

20世紀的5大尖端技術成果

在科學的先導和生產的促進下，20世紀發展起來五大尖端技術：核技術、航天技術、信息技術、激光技術和生物技術，在能源、材料、自動化、海洋和環境等高新技術方面也有了長足的進步。

1、核能與核技術

原子核的裂變和聚變反應將產生和釋放出遠大於機械能、化學能等產生的能量。核能的和平利用，為人類提供了一個既安全又清潔、取之不盡而用之不竭的能源寶庫。

1942年，美國建成了世界上第一座原子反應堆，首次實現了人工控制的鏈式核裂變反應。1945年第一顆原子彈爆炸成功。1952年第一顆輕核聚變的氫彈爆炸成功。1954年，蘇聯建成世界上第一座原子能發電站。60年代以後，核電站進入實用階段，發展至今已成為一種重要能源，約佔全球發電總量的1／5。

核技術還廣泛應用於農業、醫療、材料、考古和環保等領域。40年代放射性同位素開始大量生產，1947年比利發明了C14測定年代的方法，1951年開始使用Co60等放射性元素治療癌症，70年代以來計算機x射線斷層掃描技術（CT）廣泛應用於臨床，80年代初發展到核磁共振掃描技術（MRI）。

2、航天和空間技術

1903-1914年，齊奧爾科夫斯基提出以火箭為動力的航行理論，奠定了航天學的基礎。1919年，戈達德提出火箭飛行的數學原理，並於1926年成功地發射了世界上第一枚液體燃料的火箭。1942年，布勞恩主持設計發射的液體軍用飛箭成為二戰後各國火箭發展的藍本。

1957年，蘇聯用洲際導彈的火箭裝置發射了世界上第一顆人造地球衛星，「空間時代」從此開始。1961年，蘇聯發射載人宇宙飛船，人類首次飛向太空。1969年，美國「阿波羅」11號飛船登月，人類在月球上留下了第一個腳印。1971年，蘇聯建造空間站，人類首次在太空中有了活動基地。1981年，美國發射太空梭成功，從此人類可以自由進出太空。

自50年代後期起，人類開始對月球和太陽系各大行星，以及遙遠的行星際空間進行探測，至今已發射了100多顆空間探測器，去揭示宇宙的形成與演化，探索生命的起源以及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。它對人類社會、經濟、政治、文化等產生了全方位的巨大而深遠的影響。

1906年，三極電子管的發明使電信號放大，從而使遠程無線電通信成為可能。1947年，第一隻晶體管的誕生為電子電路集成化和數字化提供了重要的基礎。1945年問世的電子計算機，已經歷了第一代（電子管，40年代中至50年代末）、第二代（晶體管，50年代末至60年代中）、第三代（集成電路，60年代中至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）等發展階段，80年代開始對新一代的智能計算機、光學計算機和量子計算機的探索已取得初步成果。

隨著大規模集成電路的出現，計算機向巨型化和微型化兩極發展。70年代中，巨型機的向量運算速度超過了每秒億次；微機則進入了千家萬戶，標志著個人電腦時代的來臨。當今，巨型機的運算速度已達每秒3．9萬億次，而計算機互聯網路則在2億多網民的學習、研究、交流、貿易甚至娛樂等方面創造了嶄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的過程中，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年美國製成了世界上第一台激光器，它用紅寶石晶體做發光材料，用發光強度很高的脈沖氙燈做激發光源，在這種受激輻射作用下產生的一種超強光束就是激光。

繼紅寶石激光器之後，半導體激光器（1963年）、氣體激光器（1964年）、自由電子激光器（1977年）乃至原子激光器（1977年）等相繼問世。

5、生物技術

基因重組技術（又稱基因工程）是20世紀下半葉蓬勃興起和發展的現代生物技術的最前沿領域。60年代末至70年代初，阿爾伯和史密斯發現細胞中有兩種「工具酶」，能對DNA進行「剪切」和「連接」；內森斯則使用工具酶首次實現了DNA切割和組合。DNA的重組能創造性地利用生物資源，實現人類改造生物的遺傳特徵、產生人類所需要的生物類型的意願。80年代以來，已獲得上百種轉基因動植物，對農業發展具有重要意義。轉基因葯物的研製和生產則將為人類的健康帶來新的福音。

除基因工程外，生物技術（即生物工程）還包括細胞工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程等領域。1978年首例試管嬰兒路易斯誕生、1996年克隆羊多莉的出現都是細胞工程的傑作；加酶洗衣粉和嫩肉粉等則是酶工程的產品；現代發酵工業始於青黴素的生產，現已大規模利用發酵工程生產抗生素等。至於根據需要對天然蛋白質的基因進行改造，生產出新的、自然界原本不存在的優質蛋白質，更是日益受到重視，被譽為第二代基因工程。

20世紀科技發展帶給21世紀的遺產將包括科學的全球化、社會化，社會的科學化，科學的交叉性、復雜性和綜合性，科學、技術與社會的密切結合並相互作用，科學技術促進世界和平和人與自然的協調發展等等。有了這些基礎，人類可以滿懷信心地去迎接全球化知識經濟的新時代！

（本文作者系中國科學院理學博士、中科院自然科學史所研究員、中國科技史學會秘書長）

7. 二十一世紀最偉大的發明

21世紀影響人類生活的五大發明
1.修復手套
「修復手套」是一種植入了能模仿人手生物力學的特殊制動器和感測器的裝置。機械手研究實驗室設計「修復手套」的目的是為了製造一種具有人工肌肉的「外衣」。這種「外衣」能夠幫助人體重新運動。全世界的科學家、程序設計員、發明者都在開發替代人體結構或者幫助人體的創新技術。
2.仿生心臟
同位移植人工心臟是一種能全面模仿人類心臟的裝置，由血液室、心室、閥、瓣膜，以及能把血液吸入肺動脈和主動脈的特殊制動裝置組成。
科學家面臨的最大挑戰是要把包括電源在內的人工心臟裝置移植到心臟通常所處位置的有限空間內。科學家曾經拿母牛做實驗，並獲得巨大成功，這也為成功給同位移植人工心臟申請專利創造了有利條件。
3.神經轉換
一位澳大利亞程序設計員開發出一套系統。根據這套系統，遭受肌萎縮性側索硬化疾病折磨的人，今後可以不再受到自身殘疾的限制，只要通過神經信號的提示便能與別人溝通。另一位科學家開發出一種新型的人機連結界面:一個人可以利用皮膚表面電極接收神經信號，然後再經過人工智慧分析後，便能夠達到交流的目的。兩位科學家合作後，這套系統被稱為神經轉換技術。
4.耳朵看世界
萊斯利·凱博士設計出一種聲吶裝置，這種裝置能釋放出超聲波，還能發現其他物體和障礙物發出的反射。數據接著被轉化成一連串能夠聽到的聲音，這些聲音在頻率上與遠處物體發出的聲音相對應。經過少許的培訓，人類大腦似乎能下意識地將這些聲音轉化為空間想像。這項技術贏得了1998年度世界通信創新獎。全世界的盲人將利用這項技術自信地行走在他們不熟悉的區域。
5.人造肌肉
研究人造肌肉的工作始於20世紀40年代，但只是在最近的10年裡才取得了較大發展，因為世界范圍內的研究中心研製出了特種聚合體和智能材料。未來人類很有可能看到世界上最強壯的人和最強大的仿生胳膊進行較量。

8. 20世紀末～21世紀的科學發明

21世紀影響人類生活的五大發明:1、修復手套 2、仿生心臟 3、神經轉化 4、神經轉化 5、耳朵看世界 21世紀，許多令人驚訝的技術創新將對人類的日常生活產生重大影響。憑借「修復手套」獲得2004年度「尤利卡令人鼓舞科學獎」的科學家宣稱，科幻小說的預言距離變成現實已經不遠了。 ●修復手套 「修復手套」是一種植入了能模仿人手生物力學的特殊致動器和感測器的裝置。機械手研究實驗室設計「修復手套」的目的是為了製造一種具有人工肌肉的「外衣」。這種「外衣」能夠幫助人體重新運動。全世界的科學家、程序設計員、發明者都在開發復制、替代人體結構或者幫助人體的創新技術。 ●仿生心臟 同位移植人工心臟 CATO 是一種能全面模仿人類心臟的裝置，由血液室 心室 、閥 瓣膜 以及能把血液吸入肺動脈和主動脈的特殊致動裝置組成。 科學家面臨的最大挑戰是要把包括電源在內的人工心臟裝置移植到心臟通常所處位置的有限空間內。科學家曾經拿母牛做實驗，並獲得巨大成功，這也為他成功給同位移植人工心臟申請專利創造了有利條件。 ●神經轉化 一位澳大利亞程序設計員開發出一套系統。根據這套系統，遭受肌萎縮性側索硬化疾病折磨的人今後可以不再受到自身殘疾的限制，只要通過神經信號的提示便能與別人溝通。另一位科學家開發出一種新型的人機聯結界面：一個人可以利用皮膚表面電極接收神經信號，然後在經過人工智慧分析後，便能夠達到交流的目的。兩位科學家合作後，這套系統被稱為神經轉化技術。 ●耳朵看世界 萊斯利·凱博士設計出一種聲納裝置，這種裝置能釋放出超聲波，還能發現其他物體和障礙物發出的反射。數據接著被轉化成一連串能夠聽到的聲音，這些聲音在頻率上與遠處物體發出的聲音相對應。經過少許的培訓，人類大腦似乎能下意識地將這些聲音轉化為空間想像。 這項技術贏得了1998年度世界通信創新獎，如今全世界的盲人將利用這項技術自信地行走在他們不熟悉的區域。 ●人造肌肉 研究人造肌肉的工作始於上個世紀40年代，但只是在最近的10年裡才取得了較大發展，因為世界范圍內的研究中心研製出了特種聚合體和智能材料。未來人類很有可能看到世界上最強壯的人和最強大的仿生胳膊進行較量。

9. 20世紀和21世紀的發明有什麼變化

20世紀是物理學的世紀，計算機、電視、收音機、GPS和互聯網等相繼被創造出來。物理學已經可以被用來探測生命領域。所以21世紀將是物理學和生物學的世紀。因此，未來屬於納米技術、生物技術、人工智慧和量子物理學。

20世紀的科技突破：

時間旅行和量子隱形傳態現在仍然是不可能的事情。可能需要幾個世紀才能掌握這些技術。但在未來的幾十年中，將能夠理解暗物質，也許還能測試弦理論，發現存在生命的行星。或許還能創造第二大腦，這樣就可以將意識保存在磁碟上，以使它在死後繼續存在。」

在未來幾年裡，將發明腦起搏器，它能刺激老年痴呆症患者的大腦，喚起他們的一些記憶。這些患者將能記起他們是誰，他們住在什麼地方。也許，未來的互聯網將成為一個具有情感和回憶的大腦網路。

(9)20世紀21世紀的發明擴展閱讀：

20世紀重大發明-計算機。

20世紀40年代，第二次世界大戰的硝煙剛剛散去，一項對後世產生極為深遠影響的發明在美國賓夕法尼亞大學摩爾實驗室悄悄地誕生了。這就是被公認為世界上第一台數字式電子計算機的ENIAC。

在過去短短的50年裡，隨著電子元件的革命性進步，計算機經歷了電子管、晶體管、集成電路、大規模集成電路四個階段，計算能力不斷增強。使計算機的應用由單純的數值計算擴展到了事務處理等諸多領域。

與此同時，以操作系統、高級語言、軟體工程等為代表的軟體技術不斷發展，計算機越來越人性化，其應用范圍也不斷擴大。

20世紀80年代初，以PC機為代表的微型計算機的出現與風行，進一步促進了計算機的迅速普及與廣泛應用。90年代，結合了通訊技術和計算機技術精華的Internet風靡世界，在新千年到來前颳起了一場世界范圍的互聯網旋風。

到今天，計算機已經走入人們生產與生活的每一個角落，成為日常生活的一個重要組成部分。計算機誕生之初，主要是用於武器的研製與更新進行科學計算。今天，科學計算依然是計算機，尤其是超級計算機最主要的應用之一。

憑借著超級計算機的強大計算能力，可以模擬星系的形成與發展，可以預知明日的陰睛冷暖，可以預測新武器的性能，可以揭示核裂變的過程……可以解開許多一直難以解開的難題。

事務處理是計算機的重要功能之一。在現代社會中，無論是在銀行，在商場，還是在股票交易所，大量繁瑣的事務處理工作都交給具有巨大存儲與處理能力的計算機來完成，為日常工作與生活提供了很多便利。計算機的另一類應用是自動控制。

由於計算機具有反應速度快，不受環境影響，不易出錯等優點，被廣泛應用於各種自動控制領域。隨著中國各行業生產的自動化水平越來越高，用於自動控制的計算機的應用也將越來越普遍。

在21世紀里，計算機將以各種不同的形態走入並影響生活，使地球真正成為一個由電子信號聯系在一起的「地球村」。