20世纪和21世纪

从1900年到1945年的技术

近代史是出了名的难写，因为材料太多了，而且在那些几乎具有重大影响的事件中，很难区分重要事件和无关紧要的事件当代体验。关于最近的历史技术然而，有一个事实非常明显:尽管到1900年技术已经取得了巨大的成就，但在随后的几十年里，在各种活动上所取得的进步超过了以前有记载的整个历史。飞机，火箭，星际探测器，电子设备，原子能例如，抗生素、杀虫剂和许多新材料的发明和发展，造成了一个空前的、充满可能性和危险的社会局面，这在本世纪以前几乎是不可想象的。

在冒险解释20世纪的事件时，将1945年之前的年份与1945年之后的年份分开是很方便的。1900年至1945年期间，两次世界大战占据了主导地位，而1945年之后的时间里，人们主要关注的是发展的需要避免另一场大战。分界点是一个具有突出的社会和技术意义的点:第一个爆炸原子弹在新墨西哥州阿拉莫戈多,新墨西哥1945年7月。

20世纪在技术能力和领导力方面发生了深刻的政治变革。把20世纪称为“美国世纪”可能有些夸张，但美国人的崛起美国作为一个超级国家的迅速和戏剧性足以原谅夸张．这种崛起是基于广泛的工业化对巨大自然资源的开发，以确保生产力的提高，而美国在实现这一目标方面的成功在两次世界大战中得到了检验和证明。在这些战争中，技术领先地位从英国和欧洲国家转移到了美国。这并不是说泉水创新在欧洲干涸。20世纪许多重要的发明都起源于那里。但美国有能力做到这一点同化创新当其他国家缺乏这样或那样的重要社会资源时，充分利用这些资源发明不能转化为商业上的成功。就像英国在工业革命美国在20世纪的技术活力与其说体现在任何具体的创新上，不如说是体现在它从任何来源接受新思想的能力上。

两次世界大战本身就是20世纪技术和政治变革的最重要工具。飞机的快速进化是这一过程的一个显著例证，而坦克在第一次冲突中的出现和原子弹在第二次冲突中的出现，都显示出对紧急军事刺激做出反应的相同迹象。有人说过一战这是一场化学家的战争，基于高能炸药和毒气的巨大重要性。在其他方面，两次战争扩大了鼓励国家和私人创新的制度机构，从而加速了技术的发展行业．这一过程在一些国家比另一些国家走得更远，但并不重要好战的国家可以完全抵制支持和协调其科学技术努力的需要。因此，战争加速了从“小科学”到“大科学”的转变，“小科学”的研究在很大程度上仍然局限于少数孤立的科学家的小规模努力，“大科学”的重点是由政府和公司赞助的大型研究团队，共同致力于新技术的开发和应用。虽然这种转变的程度不能被夸大，而且最近的研究倾向于强调至少在刺激创新方面继续需要独立发明人，但毫无疑问，技术企业规模的变化具有深远的影响后果．这是20世纪最重大的变革之一，因为它改变了工业和社会组织的质量。在这个过程中，它使技术在其漫长的历史上第一次获得了重要的地位，甚至在社会尊重中获得了荣誉。

燃料而且权力

在1945年的突破之前，燃料和动力方面没有根本性的创新，但在上个世纪产生的技术方面有了几项重大发展。这种类型的一个突出发展是内燃机，不断改进，以满足公路车辆和飞机的需要。燃烧重油燃料的高压缩发动机，由鲁道夫柴油在19世纪90年代，它被开发为第一次世界大战中的潜艇动力装置，随后被改装为重型公路运输任务和农用拖拉机。此外，这种发展已经改变了往复蒸汽机进入蒸汽轮机与内燃机一起出现，燃气轮机取代往复式发动机用于特殊用途，如航空发动机，其中高功率重量比是重要的。诚然,这适应到1945年还没有走多远，尽管第一架喷气式飞机在战争结束时投入使用。然而，燃气轮机的理论至少在20世纪20年代和1929年就已经被理解了弗兰克·惠特尔爵士随后，他在英国皇家空军(Royal Air Force)学习飞行教练课程，并将其与发动机中的喷气推进原理相结合，并于次年获得了该发动机的专利。但施工令人满意燃气轮机由于缺乏资源，特别是由于需要开发新金属而推迟了十年合金可以承受发动机产生的高温。镍铬合金的研制解决了这一问题，随着其他问题的逐渐解决，德国和英国都在努力通过应用镍铬合金来抢占军事优势喷气发动机与飞机作战。

燃气轮机引擎

燃气轮机的原理是在燃烧室中压缩和燃烧空气和燃料，并利用这一过程中的排气喷射来提供推动发动机前进的反应。在它的涡轮螺旋桨形式，这是在二战期间，排气驱动轴携带一个正常的空气螺旋桨(螺旋桨)。在燃气涡轮发动机中，压缩是通过让空气通过涡轮转子来实现的。在所谓的冲压喷气发动机中，发动机的动量通过空气达到足够的压缩，旨在高速运行。燃气轮机一直是公路、铁路和海洋运输的实验对象，但除了航空运输外，它的优点迄今还没有使它成为一种实用的工具可行的传统往复式发动机的竞争对手。

石油

就燃料而言，燃气轮机主要燃烧成品油的中间馏分(煤油或石蜡)，但其广泛应用的总趋势是进一步增加工业化国家对石油生产商的依赖原油成为具有巨大经济价值和国际政治意义的原材料。这种材料的提炼本身经历了重要的技术发展。直到20世纪，它还包括一个相当简单的间歇过程，即油被加热至汽化，然后将各种馏分分别蒸馏。除了蒸馏器设计上的改进和连续流生产的引入，第一个重大的进步是1913年热技术的引入破解．这一过程将蒸馏后挥发性较低的馏分在压力下加热，从而将重分子裂解为轻分子，从而增加了最有价值的燃料——汽油的产量。这种能够使原油产品适应市场的能力的发现标志着石油工业的真正开始石化行业。1936年，随着催化裂化技术的引入，它得到了进一步的发展。由各种使用催化剂在这个过程中，还设计了进一步操纵碳氢化合物原料分子的方法。现代塑料的发展直接与此相关(见下文塑料)．利用过程变得如此高效，以至于到第二次世界大战结束时，石化工业实际上已经消除了所有的废料。

电

所有发电的原理在19世纪就已经制定出来了，但到19世纪末，这些原理才刚刚开始大规模发电。20世纪见证了电力生产和配电的巨大发展。总的模式是越来越大的生产单元，使用燃煤或燃油锅炉的蒸汽。经济规模和更大的物理效率达到较高的蒸汽温度和压力，两者都加强了这一趋势。在美国的经验表明这一趋势:在20世纪的第一个十年,一个发电机组发电能力25000千瓦的压力高达200 - 300磅每平方英寸400 - 500°F(约200 - 265°C)被认为是大的,但是到1930年最大的单位是208000千瓦和1200磅每平方英寸的压力在725°F的温度,而所需的燃料产生一千瓦时的电力和价格消费者大幅下降。随着电力市场的扩大，电力传输距离也在增加，而传输效率对电压的要求也越来越高。早期城市电力系统的小型直流发电机被抛弃了交流系统，可以更容易地适应高电压。1908年在加利福尼亚建立了一条155英里(250公里)的输电线路，电压为11万伏胡佛水坝在20世纪30年代，使用的线路为300英里(480公里)，电压为28.7万伏。后一种情况可能会提醒我们水力发电利用瀑布来驱动水轮机，被开发出来用于在气候不稳定的地方发电地形使生产与方便输送到市场相结合成为可能。现代工厂的效率达到了惊人的水平。不断扩大的一个重要后果消费工业化国家最重要的电力系统是将当地系统连接起来，以提供巨大的电网或电力池，在这些电网内，电力可以很容易地转移，以满足当地不断变化的电流需求。