物理學與經濟發展

知識經濟時代，科學技術突飛猛進，新技術層出不窮。物理學的發展作為20世紀的領頭科學對世界經濟的發展起了至關重要的作用。

物理學作為一切自然科學的基礎已經滲透到了社會生活的各個領域，哪里有人類活動，哪里就有物理學文化氣息。百年來物理學的發展一次次的推動了世界經濟的發展。

一、經典物理學推動了第一次工業革命，帶給人類第一次經濟飛躍。

1687年牛頓“自然哲學的數學原理”的發表，標志著經典物理學的誕生，經典物理學一誕生便推動了第一次工業革命，使人類進入機械化時代，帶給人類第一次經濟的飛躍。第一次工業革命是剛取得統治地位的英國資產階級進行的一次生產方式的革命，17世紀，英國的資本主義發展遇到了三大難題：采礦、武器的研制、航海，但這三大問題都歸結為了一個動力機問題。當時的物理學家都踴躍的參與了相關的發明創造，有效的解決了上述難題，其中著名的有：牛頓、哈雷、惠更斯、胡克、雷恩、波義爾、馬略特等。

以機器取代手工工具，以蒸汽機、內燃機和電動機等動力機械取代人力、獸力、水力和風力，克服了人力獸力的局限性和自然力的不可遇見性及難以控制性，提高了人類利用自然和改造自然的能力，使生產力發生了巨大的飛躍。與過去時代的技術變革相比，工業革命中生產技術的變革具有全面、深刻、規模大等特點。它涉及國民經濟的各個部門，從紡織工業到動力工業，從采礦業到冶金業，從金屬加工到工作母機的制造，從農業到交通運輸業，沒有一個部門不被卷入技術革命的洪流。在許多工業部門，機械化涉及生產的全過程。

生產過程的機械化和組織管理的科學化，使勞動生產率成倍提高，工業生產量和貿易額以前所未有的速度增長，各項社會經濟指標都明顯改善。在1820年～1980年的160年間，16個較發達的資本主義國家的生產總量增至60倍，人口增至4倍，人均產值增至13倍，而一個勞動力的平均年工時卻從3000小時減至不到1700小時，勞動生產率提高約20倍，人均預期壽命從35歲增至70歲。

如果我們把目光轉向全世界，經濟增長的幅度同樣給人以深刻印象。1860年至1913年期間，世界工業生產量增長7倍，世界貿易額從1851年的6.41億英鎊增至1913年的78.4億英鎊，增長11.2倍。工業發達國家在世界工業和貿易增長中占了很大份額。

工業革命使歐美國家經濟結構和勞動力結構發生重大變化。以英國為例，英國（聯合王國）農業在國民生產總值中的比重從1770年的45％降到1841年的22％，1901年再降至6％，工業相應地從24％上升至34％和40％。大不列顛農業勞動力在總勞動力中的比重從1801年的35％下降至1901年的9％，工業勞動力則從29％上升到54％。

二、電磁理論的建立為人來帶來了第二次經濟飛躍

第二次工業革命介紹也叫電氣革命，以電力的廣泛應用為顯著特點。19世紀早期，人們發現了電磁感應現象，對電作了深入的研究。在進一步完善電學理論的同時，科學家們開始研制發電機。1866年，德國科學家西門子制成一部發電機，后來幾經改進，逐漸完善，到19世紀70年代，實際可用的發電機問世。電動機的發明，實現了電能和機械能的互換。隨后，電燈、電車、電鉆、電焊機等電氣產品如雨后春筍般地涌現出來。

第二次工業革命的又一重大成就是內燃機的創制和使用。十九世紀七八十年代，以煤氣和汽油為燃料的內燃機相繼誕生，90年代柴油機創制成功。內燃機的發明解決了交通工具的發動機問題。1885年，德國人卡爾.本茨成功地制造了第一輛由內燃機驅動的汽車。內燃機車、遠洋輪船、飛機等也得到迅速發展。內燃機的發明，還推動了石油開采業的發展和石油化工工業的產生。

第二次工業革命期間，電訊事業的發展尤為迅速。繼有線電報出現之后，電話、無線電報相繼問世，為快速地傳遞信息提供了方便。從此，世界各地的經濟、政治和文化聯系進一步加強。

三、原子能、電子計算機和空間技術的廣泛應用為人來帶來了第三次經濟飛躍

第三次工業科技革命是人類文明史上繼蒸汽技術革命和電力技術革命之后科技領域里的又一次重大飛躍。它以原子能、電子計算機和空間技術的廣泛應用為主要標志，涉及信息技術、新能源技術、新材料技術、生物技術、空間技術和海洋技術等諸多領域的一場信息控制技術革命。這次科技革命不僅極大地推動了人類社會經濟、政治、文化領域的變革，而且也影響了人類生活方式和思維方式，使人類社會生活和人的現代化向更高境界發展。如電子計算機的發明和廣泛使用，以及各種“人——機控制系統”的形成，使生產的自動化、辦公的自動化和家庭生活的自動化（即所謂的“三A”革命）有了實現的可能。預示著人類社會將從機械化、電氣化的時代進入到另一個更高級的自動化時代；空間技術和海洋技術的發展標志著人類社會已從被束縛于地球表面的“地球居民”時代進入一個遠為遼闊的陸海空立體新時期；基因重組技術、結構化學和分子工程學的進展使人類獲得了主動創造新生物和新生命的創造力，標志著人類正在由“必然王國”一步步走向“自由王國”。正是從這個意義上講，第三次科技革命是迄今為止人類歷史上規模最大、影響最為深遠的一次科技革命，是人類文明史上不容忽視的一個重大事件。

四、物理學的發展必將再次推動世界經濟的發展，迎來第四次工業革命的誕生

能源和環境危機導致新能源時代，尋找環保的可替代能源，生物質能源是實現循環能源經濟的最優方案，可以作為人類的主要能源，太陽能和風能作為輔助和補充能源。

材料、信息和能源是人類社會的三大支柱，綠色地球為綠色能源帶來了巨大的消費需求，傳統的能源企業的產業模式將會受到巨大的沖擊，要解決這些問題離不開物理學的支持和發展，也必將由物理學的發展去推動。所以我們要強化物理學的教育，推動物理學對世界經濟的影響。不少專家認為，第四次工業革命不僅會發生，而且將以令人吃驚的速度，引起人類社會生活的巨大變革。