所谓科技革命，是指科学革命和技术革命的合称。这里的科学革命，是指人们在认识客观世界方面发生了质的飞跃，通常表现为新的科学理论体系如相对论、量子论、系统论、控制论等的诞生；这里的技术革命，是指人类在改造客观世界方面出现了质的飞跃，通常表现为革命性的生产工具和工艺过程的诞生。

之所以把科学革命和技术革命合在一起，是因为两者之间具有非常紧密的联系。具体地说是，科学革命是技术革命的基础和出发点，科学革命往往会引发技术革命，如系统科学与计算机技术、遗传学与基因工程技术、系统生物学与合成生物技术之间的关系等。而技术革命是科学革命的结晶，并且技术革命中出现的先进的生产工具和工艺过程，又能为科学研究创造条件、开拓思路，从而引发出新的科学革命来，如伦琴射线的发现导致后来的物理学革命、DNA双螺旋结构的发现导致分子生物学时代来临等。科学革命和技术革命相辅相成，共同推进着人类社会的进步。

那么，科技革命与产业革命（如工业革命）之间又是什么关系呢？这主要是，产业革命取决于技术革命要能够实现一系列产品在技术与设计等方面的升级换代，体现为新的发明、新的创造、新的行业不断涌现，如系统生物学与系统生物工程的兴起（技术革命）所导致的计算机、纳米、生物、医药等生物产业化（产业革命）等。产业革命既可能会带来科学革命，又可能会带来产业革命。所以可以简单地理解为，只有能使国民经济产业结构发生重大变化的技术革命才是产业革命；如果达不到这个层次，那还就只能称为单纯的技术革命。

至于产业革命与工业革命之间的区别，主要在于产业革命要能看到当时的社会主导产业形式发生了根本性的改变，而工业革命则主要体现在工业社会中生产领域内的科技进步。

换句话说就是，产业虽然是相对于工业而言的，可是其外延要比工业广泛得多。根据联合国颁布的《全部经济活动的国际标准产业分类》，所有经济活动产业可以分为17个部门、99个行业类别，除了工业（制造业）之外，还有农业狩猎业林业、渔业、建筑业、批发零售修理业、旅馆和餐馆业、公共管理和国防、教育产业等等。

※主要历史回顾※

本节所述的科技革命仅仅是指人类历史上三大科技革命中的第二次科技革命。为了便于叙述，这里以第二次科技革命相称。

第二次科技革命开始于1870年左右，结束于19世纪末20世纪初。大约从19世纪初开始，随着资本主义经济的发展，自然科学领域逐步取得重大进展，各种新技术、新发明层出不穷，并且迅速而广泛地应用在了工业生产领域，这就促进了经济的发展，慢慢酝酿出第二次科技革命来。

为什么把英国工业革命定为第一次科技革命

上面提到，人类历史上的三次科技革命中第一次科技革命就是指英国工业革命。为什么这样说呢？其实，进行这样的认定是有依据的。

我们知道，科学革命和技术革命之间有着紧密的联系。而最早“发现”这种联系并把它们有机结合在一起的，正是英国工业革命中发明万能蒸汽机的詹姆斯·瓦特。在当时，蒸汽机在工业革命中的重要性怎么形容都不过分，如果缺少了这一项，英国工业革命就会变得面目全非。

可是在詹姆斯·瓦特之前，利用蒸汽来带动其他物品的“游戏”其实在公元前2世纪就已经出现了，只不过一直没能真正用于工业动力。这又是为什么呢？原来，主要原因就在于，过去的人们总是把科学和技术割裂开来看待，把它们当作两张皮，是詹姆斯·瓦特率先打通了这两者之间的关隘。

例如，1612年法国机械师德戈就发明了蒸汽机，1698年汤姆斯·萨威利获得了用蒸汽机抽水的专利权。1712年，英国人汤姆斯·牛考门又获得了稍加改进的蒸汽机的专利权，只不过这种蒸汽机的用途并不广，只能用于煤矿排水。至此，研究蒸汽机并投入诸多心血的至少已有几十个人。

话说詹姆斯·瓦特1736年出生于英国的一个小镇，父亲是一位能工巧匠。体弱多病的他从小受父亲的影响，对各种实验就十分感兴趣。上学以后，他因为身体健康原因退学在家，所以经常有时间跟着父亲去厂里学习制作机械模型，从事化学和电学等各种他感兴趣的实验。

聪明好学的他，15岁就学完了《物理学原理》，并且具有丰富的木工、金属冶炼、加工等技术。17岁开始进钟表店学手艺，在一位有名的机械师身边当学徒，很快就能制造出难度较大的象限仪、罗盘、经纬仪等来。

20岁时，他的人生出现了一个重大的转折点。他在进入格拉斯哥大学担任仪器修理员后，既有条件接触到当时十分完备而先进的各种仪器设备，更有机会与英国著名的化学家、物理学家J.布莱克等一起讨论改进蒸汽机的理论和技术问题，因为他对蒸汽机实在太痴迷了。

1764年，詹姆斯·瓦特在修理该校的一台牛考门蒸汽机时对它产生了不小的兴趣。这时候的他虽然还只受过一年的机械制造训练，可是却已经能通过J.布莱克的潜热学说，找到牛考门蒸汽机煤耗量大、效率低的症结所在，随后便在1765年发明了分离式冷凝器，这为他最终成功地发明出万能蒸汽机来奠定了关键性的一步。

正是因为他后来把牛考门蒸汽机改进成了第一台有实用价值的蒸汽机，才被后人安上蒸汽机“发明者”的桂冠，并被称为“工业革命之父”。

这里容易看出，科学理论对蒸汽机的发明所做的贡献本身并不大，但科学方法尤其是实验方法和量化方法在詹姆斯·瓦特改进蒸汽机方面起到了至关重要的作用。而这恰好是科学和技术有机结合产生的结果，也是在他之前的数十名科学家无法成为“詹姆斯·瓦特”的根本原因。换句话说就是，如果詹姆斯·瓦特把科学和技术也割裂开来他就不是詹姆斯·瓦特了，也就不会有这样的蒸汽机诞生。

第二次科技革命是怎样产生的

英国工业革命后的19世纪70年代，资本主义制度已经在全球范围内确立了资本积累，对殖民地的肆意掠夺又积累起了大量的资金，从而进一步扩大了对商品的需求。尤其是各种新发明、新创造层出不穷，电力得到广泛应用，第二次科技革命就必然出现了。

以其中的电力发明和应用为例。1879年，托马斯·爱迪生发明了白炽灯，很快就成为一名世界著名的发明家和大企业家。但是要知道，这种白炽灯用的可是直流电，而直流电是无法远距离传输能量的，所以同一个住宅区里的照明灯如果距离发电站超过一公里就不行了，必须重新建造一座新的发电站，或者提高发电机的功效，或者将几个发电机连在一起产生更多的电流才行。

话说托马斯·爱迪生电灯公司巴黎分公司有一位28岁的职员尼古拉·特斯拉，他在经过严谨的数学分析后，认为有可能制造出交流电来解决这个问题，并且他已经在1883年制造出了第一台小型交流电电动机，只不过这时候遇到了资金上的阻碍。

于是，他手持该分公司负责人写的一封推荐信，在1884年秋天的一个早上，径直跨入美国纽约公司总部的办公大楼，来到爱迪生的面前，毫不谦虚地说：“我认识两位伟人，你只是其中之一，另一位就是站在你面前的年轻人。”

爱迪生并不反感这样的性格，相反在看了他的简历后，马上就派给了他一项新的工作。因为当时的爱迪生正投入大量资金在研发直流电设备，交给他的任务就是要进一步完善这些直流电系统的性能。

在爱迪生看来，他的这些直流电照明系统已经足够了，所以对特斯拉提出的交流电能根本就不感兴趣，态度也很冷漠。但特斯拉认为，自己总有一天能说服爱迪生去接受各方面明显占优势的交流电的，所以工作很卖力，同时也总有许多问题向爱迪生请教。

作为一位大科学家，爱迪生当然知道特斯拉的技术功底，所以特地拨出5万美元作为基金，让他去改进发电站中的发电机。特斯拉后来一共研制出了20多种新的直流电发电机，而当他向爱迪生索取更多的报酬时却遭到了拒绝，这让这位年轻人大为伤心，失望地离开了。

特斯拉明白，爱迪生已经把太多的资金投入到他的直流电上去了，看不到或不相信将来会有交流电取代直流电的可能。于是，他在1888年投奔到了另一位发明家和企业家乔治·威斯汀的门下，专门从事交流电研究。

1890年，特斯拉发明了线圈变压器，然后很快就有成熟的交流电源产品推向市场。这时候爱迪生再怎么向这位竞争对手进行中伤诋毁，宣扬交流电带来的触电后果是多么严重，也已经是马后炮了；唯一的成果是，在这一系列的启发下发明了“电椅”。而经过这么一宣传，反而让人明白一个道理，那就是当交流电如果不用于故意犯罪，反倒是非常安全的。

在1893年美国芝加哥举办的世界博览会上，9万多只用交流电点燃的电灯照亮整个会场，标志着交流电取得全面胜利，并正式投入实际应用。

1895年，交流电正式用于全球第一座水力发电站尼亚加拉大瀑布，电流一直可以传输到离发电站35公里之外的城市，这一下子就击垮了直流电。从此，交流电成为工业、商业、民用电的唯一选择。

第二次科技革命主要有那些成就

第二次科技革命的典型特征是自动化，这主要体现在四个方面：一是电力得到了广泛的应用，二是内燃机和新交通工具的创制，三是新通讯手段的发明，四是化学工业的建立。以下略加展开。

电力应用

19世纪六七十年代开始出现了一系列的电器发明，尤其是1866年德国人西门子在英国科学家法拉第发现电磁感应现象的基础上发明了发电机、1870年比利时人格拉姆发明了电动机之后，人类正式开始进入电气时代，电力成为补充和取代蒸汽动力的新能源，电力工业和电器制造业得到迅猛发展。

内燃机的发明和使用

内燃机的发明和使用是一件了不起的大事。1876年德国人奥托制造出了第一台以煤气为燃料的四冲程内燃机，1883年德国人戴姆勒又制造出了第一台以汽油为燃料的内燃机，已经能运用于交通工具上作为发动机了。

1885年，德国机械工程师卡尔·本茨制造出了第一辆汽车，他也因此被誉为“汽车之父”。当然，当时的这辆汽车只有三个轮子，但发动起来已经很方便了，并且速度能达到每小时15公里。

紧接着，德国工程师狄塞尔在1897年发明了柴油机内燃机，它特别适合于重型运输工具如船舶、汽车甚至火车机车等。

新通讯工具的发明

这里的新通讯工具代表主要有三种：一是有线电报，二是电话，三是无线电报。

有线电报机作为一种新的通讯工具，早在第二次科技革命之前就已经出现了，不用说，当时使用的是有线电报。这就是1837年美国人莫尔斯发明的电磁式电报机，1844年正式完成了电报传讯的重大实验。

1876年时，贝尔发明的电话引起巨大轰动。当时的自动电话称为“远听器”，顾名思义，就是在相距很远的地方依然能听到对方在说话，这就要比利用长短脉冲通过英文字母电码来进行通讯要方便、快捷得多了。1880年贝尔电报公司成立，它就是今天美国电话电报公司的前身。

无线电报的出现要稍晚一些，它因为不需要用到线路，所以通讯距离更远。那是1894年，意大利人马可尼在19世纪80年代德国物理学家赫兹的电磁波理论基础上发明的。当然，当时的这种装置还很简陋，但已经可以进行短距离的无线电报通讯了。1899年时他在英法之间发报成功，两年后就已经能横跨大西洋了。

化学工业的建立

内燃机的发明和使用，极大地带动了石油开采业的发展，加速推动了石油化工行业的产生。因为从此以后，石油就再也不是仅仅只能用于照明的了，而是在动力需求方面有着巨大的前途；并且，石油提炼技术也大大提高，最终导致各国争相掠夺石油资源。具体数据是，1870年全球生产的石油大约还只有80万吨，可是1890年时已经迅速增长到2000万吨。

与此同时，1867年诺贝尔研制出了炸药，80年代又改进成了无烟炸药，也大大促进了军事工业的发展，带动了化学工业的建立。与此同时，这时候科学家又从中提炼出氨和苯等化学产品，拓展了其在生活中的用途，反过来也拉动了化学工业的发展。

第二次科技革命在部分国家交叉进行

人类三次科技革命的划分是从全球角度而言的，每一次科技革命之间的界限并不一定十分清晰，尤其是在第二次科技革命中，有些国家完全是交叉进行的，这其中最典型的是俄国、德国和日本。

究其原因在于，这三个国家的第一次科技革命开始得比较晚。所以当其它国家已经在进行第二次科技革命时，这三个国家竟然连第一次科技革命还没有完成，就直接迎来了第二次科技革命，所以这时候就只好自觉不自觉地把两次科技革命合并在一起进行了。这有点像周末早上睡懒觉的人早饭还没来得及吃就已到中午时分，只好中饭和早饭合在一起吃一样。

但这样做也有好处，那就是这些国家能够直接吸收和利用第一次科技革命的成果，两步并作一步走，最终在19世纪末取得了快速发展。不但如此，有的干脆还后来者居上，超过了英国等老牌殖民帝国。

这又是为什么呢？原来，英国作为第一次科技革命的领袖和功臣，过于迷信殖民地市场，在设备更新上缺乏紧迫感，结果在第二次科技革命中慢慢衰落了，被美国、德国等超了过去。相反，俄国、德国、日本等就没有这种顾虑，它们两次科技革命同时进行，一步到位地采用最新设备和技术，综合国力得到快速提升。

不用说，这三个国家两次科技革命并在一起也并非故意的，实在是无奈之举。提到这一点，就要看它们各自的背景了。

以德国为例。第一次科技革命即18世纪中后期到19世纪初时，这时候的德国还处于四分五裂的邦联小国状态，政治上相互割据、经济上相互封锁，根本无法捏成同一个拳头顺应世界潮流。直到1833年德国的邦联国布鲁士颁布消除经济贸易壁垒的法案后，各邦联国家之间能够自由进行贸易了，才为发展资本主义经济创造了良好的条件，于是在1871年德意志完成统一后开始第二次科技革命。容易看出，是德意志统一的过程衔接了这两次科技革命。

再看日本。日本在1867至1868年明治维新之前，政治上处于殖民地状态，国内不断掀起反封建运动，与当时的中国有些相象，所以资本主义无法得到有效发展，因而也无法开展第一次科技革命。所以当后来迎来第二次科技革命时，日本是两次科技革命一起进行的，或者说是直接用第一次科技革命的成果来进行第二次科技革命，这与德国的情形又有不同。

还是这句话，不同国家如何发动或加入科技革命，既受国际大环境的影响，又是由这个国家的国情所决定的。当然，科技革命对这个国家经济、政治、体制的促进和改变就因此大不相同，这也是很好理解的。