美国经济发展史专题15讲(3)

第四讲 美国的发展和科学技术革命

15世纪起始到19世纪末，是自由资本主义的产生、确立和发展时期，大体上经历了原始积累和手工工场时代、蒸汽时代和电气时代。即在欧美国家由农业文明向工业文明的过渡。蒸汽时代起始于18世纪后期的英国,19世纪前期波及法国、德国、俄国和美国，被称为第一次工业工业革命时期。

而整个19世纪是工业化的进程世纪，从19世纪70年代开始，在美国和德国发生了第二次工业革命，即电气化时代，其主要标志是电力革命、内燃机的应用和化学工业的兴起。整个20世纪是现代化进程的世纪，即第二次工业革命向新的工业革命转化的历史时期。

自20世纪40年代以来以美国为中心的发达国家进入了新科学技术革命阶段或称第三次科学技术革命阶段，即电子信息时代、原子时代、航天航空时代和生物工程时代。由此，工业文明开始向后工业文明转化，对于这种文明有人称后工业社会,信息社会或“知识经济”社会,开始了新一轮的历史大转折、大飞跃。

显然美国作为两次科技革命的发源地,无疑有利于美国工业化、现代化的进程和经济的迅速发展。

一．近代科学技术革命

美国经济的发展和近代工业化的顺利完成,有着多方面的原因,其中一个不可缺少的重要条件,在于科学技术的发展,特别是电力技术和内燃机技术为代表的新技术革命的兴起。

近代美国有着学习、引进世界各国先进技术成果,并在此基础上创新的传统，这一传统贯穿于近代美国经济发展的始终。1790年斯莱特仿制阿克莱棉纱机、1814年罗威尔建立水动力织布机，1793年惠特尼发明轧棉机，使美国得以在纺织工业方面和英国一争高低。

英国是蒸气机的故乡，但是1807年富尔敦发明了气船,1830年美国的火车机车查尔斯顿良友号,在世界上最长铁路上行驶，1850年美国的铁路线长度为世界之冠。最早设计实用电报的是苏格兰人，但电报的实用却是1844年的莫尔斯。美国的炼铁业起步晚于欧洲，但是不断改进炼铁和炼钢技术的是美国,1867年钢产量不足2万吨,1890年427万吨，居世界第一。

在学习、引进欧洲先进技术基础上进行独创的典型是电力技术革命，爱迪生是这方面的突出代表。1879年10月21日,世界上第一只白炽电灯泡的成功点亮和相关电气产品的问世。自1869-1910年间，仅正式以爱迪生的名义命名的登记发明就有1328种。在电力技术中另外两项重大影响的发明,是1875年贝尔制成世界上第一部电话机和1896年马科尼公开实验无线电通讯成功。

电力技术的应用和推广,对于美国经济的发展和社会生活的影响是革命性的，标志着第二次科技革命时代的到来，也意味着世界科学技术中心将由欧洲转向北美。19世纪末20世纪初汽车工业技术的兴起、航空工业技术的萌芽、其他新技术发明的涌现,都显示了新科学技术革命在美国的兴旺发达景象。

1893年亨利·福特制成了现代意义上的汽车，1909年T型汽车标准生产线推出，很快福特汽车为世界各国所不敌。1903年12月17日莱特兄弟试飞成功，这一天的最长飞行距离120英尺，时间59秒。

20世纪上半叶科学技术以物理学革命为主轴, 在物理、天文、数学、生物、化学等一系列自然科学领域里, 发生了巨大的变化。由于科学理论的进展和社会经济的发展, 出现了现代科学技术，并酝酿了一场新的科学技术革命。

现代科学技术的兴起和发展,表现为相对论、量子论的确立和物理学革命。相对论原理的确立, 开阔了无限小的微观世界和无限大的宏观世界的研究领域, 成为原子能、宇宙学和天体物理的理论基础。量子论学说的建立和发展,则是物理学革命的又一标志。与此同时，汽车、飞机和无线电通讯三大发明在美国广泛应用。

生物学也发生了巨大变革，分子生物学的兴起,1910年美国遗传学家摩尔根,以果蝇研究实验建立了遗传的染色体系, 解释了遗传因子和染色体系的关系, 从此生物学的研究中心由德转移到美国。1944年美籍加拿大人艾弗里领导的实验小组, 证实了DNA是遗传信息的真正载体。

塑料、橡胶和纤维三大人工合成材料的诞生,是这一时期的另一重要成就,1933年杜邦公司研制成功尼龙, 1938年大批投产正式面世,并成了50年代现代化的象征。

对新技术革命兴起具有重要影响的是,原子能技术、计算机技术和航天技术在第二次世界大战期间的突破。1941年底, 美国政府决定实行曼哈顿计划,1945年7月16日美国试爆第一颗原子弹的成功,标志着利用原子能时代的开始。二战期间,宾夕法尼亚大学莫尔学院电工系和阿伯丁弹道研究实验室,为陆军提供火力表而研制计算机,促进了电子技术和计算技术的结合,1946年2月14日,在宾夕法尼亚大学被称为埃尼阿克的美国电子数值积分和计算机(ENIAC)问世。埃尼阿克和1954年通用电子计算机(UNIVAC), 标志第一代电字计算机的正式诞生。

此外,管理科学的诞生也引人瞩目。1911年泰勒出版了《科学管理理》一书,1943年维纳等人发表了《行为目的和目的论》的论文, 标志控制论学说的酝酿。

二． 第三次科学技术革命

1. 原子能技术的新发展

这是现代科技史上的重大成就，但是它首先被用于军事目的。1952年10月31日，美国在马绍尔群岛试爆氢弹成功,1953年装有核弹头的炮弹也发射成功。根据美国自己的披露, 从1945年至90年代初美国共进行了1051次核试验,其中有204次是从来没有宣布过的。

和平利用原子能的开始,标志人类改造自然的一个重要阶段。1947年美国发明同步回旋加速器,1958年美国建立了民用核电站。美国1989年已有110座核电反应堆,是世界核电站最多的国家, 发电总量远远超过水电和油电的总量。

2. 微电子与计算机技术的崛起

1951年美国雷明顿－兰德公司使用了第一台商业用的电子计算机。10年内电子计算机很快就在发达国家拥有了15000台以上的计算机。1956年美国制成了军用小型的晶体管计算机。

1958年出现了民用晶体管计算机,成为第二代计算机。

1964年8月，在克雷，西摩的领导下问世的计算机是第三代计算机, 可以集成100-1000个晶体管,成为1000个以上的晶体管集成电路,中规模集成电路(MSI),或称电脑。

70年代以来又演化为大规模集成电路(LSI)的第四代计算机。它可以集成20多万个元件的芯片。80年代的超大规模集成电路(VLSI)芯片上集中的元件已达100万个以上。

大体上计算机, 每隔5-8年运算速度提高10倍,体积缩小10倍,成本降低10倍。在超大型计算机发展的同时, 微型计算机和微处理机, 家庭和个人用电脑迅速发展。

70年代以来信息技术已成为新技术革命中最重要的领航技术。它突出反映在电子技术,微电子计算机和微电气的结合上面, 以及广泛推行工业自动化, 办公室自动化和家庭自动化上面。信息技术的发展包括遥感等接受技术, 光纤等通讯传递技术。电子计算机则巨型、微型、网型、智能型同步迅速发展。电子计算机的广泛应用在生产自动化、 管理现代化、科技手段现代化、国防技术现代化、家庭和社会生活现代化、情报和信息手段现代化等方面已经产生了极为深远的影响。

3. 航天和空间技术的发展

1958年1月31日,在布劳恩的主持下,美国发射了重量小于苏联但重量很高的探险者1号人造地球卫星。1962年2月20日,美国约翰·格伦乘水星6号宇宙飞船遨游太空绕地球3周后安全降落。从1961年5月--1972年12月, 美国成功地实施了规模巨大的阿波罗登月计划,1969年7月16日美国东部夏令时间上午9时32分,阿波罗11号升入天空,7月20日美国东部夏令时间下午4时17分41秒,登月舱平稳价格降落在月球表面。宇航员阿姆斯特朗称“这是人类的一小步，也是人类的一大步。”

70年代以来的空间技术,开始了由近地空间为主转向太阳、太阳系行星和宇宙空间的探测研究。1981年4月12日, 美国第一个可供连续使用的哥伦比亚航天飞机试飞成功, 于4月15日凌晨在加州爱德华空军基地安全降落, 历时2天6小时25分52秒, 它身兼火箭, 飞船和飞机三种特长, 是宇航事业的一项重要突破。这是美国第32次航天飞行。其后发现号、大西洋号、奋进号等航天飞机陆续升空。

80年代以来, 美国的‘空间实验室’接待了多飞行实验。美国宣布与俄罗斯共同开发第二代太空轨道站，在2001年建成第二代永久性的太空实验综合体。在航天领域美国还发射了大量的用于科研、通讯、社会生活和军事目的卫星。

4.生物技术的突破

它突出表现为细胞工程, 基因工程(遗传工程),酶学工程和发酵工程(微生物工程)的发展。生物工程广泛应用于医疗诊断, 制药工业, 食品加工, 化学工业, 能源, 农业, 采矿, 冶金, 石油, 环保等领域, 并正酝酿着新的技术突破。

在美国出现了高度技术密集的农业工厂化进程。这是一项综合运用现代高技术、新设备、以及现代管理方法进行的全面机械化、自动化、以至电子化和技术资金高度密集型的生产进程。医药新技术在美国的发展同样是革命性的，表现为人工设计与合成新的药物，一大批新要研制成功并相继投入市场。医学诊断技术取得新进展。60年代以来由于微电子技术渗透到医学领域，为现代化诊断手段提供了新的天地。生物药物也开拓了新领域。

5. 新材料技术

80年代以来大量高新材料纷纷涌现。从使用的类型角度说有传递, 记录或存储的信息材料;新高温结构陶瓷, 非晶态材料和超导材料的新能源材料, 特别是超导材料80年代中期以来有突破性进展。一些新兴金属材料在科技革命的大潮中应运而生。传统铁、铅、锌、铝等金属进一步更新品种，与宇航、电子、原子能等高新技术联系密切的金属材料越来越受到重视。电子和光电子材料在战后的发展也是突飞猛进的。

此外，海洋工程和其他领域的科学技术，自然科学领域的研究也取得了突破。

三 战后美国政府发展科学技术对策

美国一直是当代世界的头号科技大国。美国半个世纪以来保持超级科技大国的地位，

有着第二次世界大战的后果为美国带来的有利条件的推动；

有超级经济大国的实力地位，提供了为发展科技提供了强有力的物质手段；

有为了保持超级经济大国和军事大国而加剧军备和科技竞赛的需要，以及追逐垄断利润的刺激；

还有美国对科技的强有力的干预和调整政策,重视对科技的组织管理。

1.联邦政府强化对科技的科学管理

有人将联邦政府强化对科技的科学管理，概括为四Ｍ系统工程(人才, 机器, 材料和资金, 英文字母均为Ｍ)，它包括协调基础科学研究和应用科学研究, 建立专门机构领导或指导科

研的规划,研制和开发,采取了推动科技发展的一系列政策和法令。1950年杜鲁们门签署成立了国家科学基金委员会，此后科学技术成为政府的重要议事内容。

1957年11月，美国白宫成立了总统科学技术特别助理一职，人们称它是“科学进白宫”。1958年美国国家科学基金会向总统提交了题为《基础研究----国家的资源》调查报告, 把基础研究看作国家的资源。1958年国家航空宇宙航行局成立,揭开了美国探索外层空间科研活动的新页。美国政府是重大科技项目的主要组织者和投资者,由于这些项目大都周期长、耗资大、利润低、风险大，一般私人企业无力或不愿进行，政府的举措保证了这些项目的顺利实施。

2.美国科研资金和组织的多渠道政策

美国有推动科技发展的较全面的配套政策,首先集中体现在多渠道地投入和分配科研资金,以及科研组织的多轨并举方面。政府科研经费的投入和分配,关系到国家科研发展的主攻方向。美国曼哈顿计划的实施、阿波罗计划的成功、新一代航天飞机的升空、星球大战计划的推行都说明了它对发展科技的重要性。

战前美国政府的拨款只占全部科研经费的20％, 战后增加到50-60％。1945-1971年间, 美国政府的科研拨款，主要用于国防部、原子能委员会和国家宇航局三个部门, 其它部门只占总数的7.4％到15％。它对美国实施全球战略起了重要作用。1955-1974年在美国的3920亿科研经费中，有60％是由政府提供的。

在政府集中力量组织重点研制发展与现代化武器系统,以及有关国计民生的重大尖端课题的同时，政府自50年代末起也注意应用科学和基础科学的资金投入,1992年美国研究与发展的总投资为1570亿美元。资金来源51％来自工业界，43％来自政府，6％来自大学或非盈利机构。从资金的用途看，61％用于开发，23％用于应用研究，16％用于基础科学。1985-1992年间，研究与发展总开支,在GDP中的比例在2.8％-2.6％之间。

由于冷战结束后的新形势, 克林顿总统强调要把政府的研究和开发的投资重点由军事工业转向民用工业。就全世界的科研研制经费投入而言，美国占世界第一。推动科研组织的多轨并举,是美国科研体制的特色。美国有三种独立的科学研究体系，即政府所属的研究机构、大学研究所、大中小企业和个类基金会的研究机构。三类研究机构相互协调,相得益彰,有利于几方面积极性的调动和高技术研究、理论研究、基础研究和应用研究的结合,也有利于科研和生产的相互促进。有人认为研究开发能力等于科技人员加科研经费。根据90年代以来各年美国500家大企业的研制投入的统计一般都超过企业年资金的10％以上。

3.美国科教兴国和强国人材战略

美国科教兴国和强国战略在人材领域方面的突出表现在重视全方位教育和人才的选用及引进上。战后美国科技队伍的发展速度,超过了其他领域的人才增长速度,根据联合国教科文组织提供的材料,1990年世界各地区,每百万人口中从事研究与发展的科学家和工程师人数,北美为3360人(其中美国占90％左右),为其他地区总和的1.23倍。

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