历史上最重要的技术进步

技术是改善生活方式的关键。我们的远古祖先知道这一点，所以他们塑造了石器来制作、切割和收获。他们观察到大自然的破坏力，并学会了用火做饭。然后，我们用轮子移动，直到我们用翅膀飞翔。我们将电流引导到玻璃灯泡中，并将光照射到黑暗中。我们最伟大的科学家学会了分裂原子，但他们仍然试图融合它们。随着时间的流逝，这些进步中的每一个都使人类变得更加非凡，未来的概念和原型对于改善下一代的生活将是无价的。这些是发明家和天才留给世界的最重要的创造。

原始进步（公元前 3,300,000 - 公元前 5200 年）
大约 330 万年前，被称为“露西物种”的人类祖先“南方古猿”开始使用石器和食用肉类，其制造工具的证据至少可以追溯到 260 万年前。早期人类开发了一种用石片形成刀片的方法，并用植物纤维将这些刀片连接到木头或骨头上。然后，在 1.7 到 200 万年前，我们在观察自然发生的野火后，将我们使用工具（狩猎和建筑必不可少）的能力与火结合起来。掌握烹饪和熏制对于安全食用和保存肉类以及度过严冬是必要的。最后，我们的祖先在公元前 5200 年（七千多年前）开发了轮子，主要用于制作陶器。尽管如此，到公元前 3300 年，它已成为运输必不可少的，并且随着公元前 2200 年战车的出现而变得司空见惯。今天，人类仍在使用所有这些技术。

早期书写系统（公元前 6600 年 - 公元前 3200 年）
最早可追溯到古代书写系统的抽象形状的例子是公元前 6600 年左右刻在贾湖龟壳上的贾湖符号，可追溯到公元前 5300 年的 Tărtăria 石板上的 Vinča 符号，以及可追溯到公元前 3300 年的印度河文字。多亏了这些例子，我们可以肯定地说，早期的第一个书写系统青铜时代不是突然的发明。公元前3200年左右，苏美尔人很可能是第一个在美索不达米亚，他们将其刻在泥板上。专家们曾经假设埃及象形文字起源于苏美尔语，但他们现在认为该系统是独立发展起来的。

如果我们把注意力转回近代，很明显，书面语言在整个世界范围内已经有了很大的发展。随着印刷机的出现德国，大约在1440年，才华横溢的金匠约翰内斯·古腾堡（Johannes Gutenberg）开始了印刷革命。这项创新使发行商能够留下陈旧和古老的手稿，因为书籍和论文现在可以被大量复制，从而可以在公众中广泛传播信息。

冶金（公元前5500年）
控制火和熔化金属矿石的能力是人类历史上的一项惊人进步。这项技能使人们能够从矿石中提取金属，标志着向青铜和铁器时代的过渡。考古学家和地质学家在普洛奇尼克附近的贝洛沃德遗址发现了一把铜斧，这是铜冶炼的最早证据，属于文卡文化，可追溯到公元前 5500 年。合金是通过在金属加工过程中实施金属混合物制成的，将铜与锡、银和铁等其他矿石结合在一起。因此，第一个合金时代是青铜时代，大约在公元前 3300 年。将铁提取成可加工的金属要困难得多，铁器时代大约在公元前 1200 年才开始。随着添加碳的更具挑战性的实施，金属工人早在公元前 1800 年就获得了最重要的合金之一：钢。所有钢都含有 0.002% 到 2,14% 之间的碳，当铬混合且其含量超过 11% 时会变成不锈钢。与铁相比，偷窃的优点是重量轻，柔韧性好。最后，在钢铁时代，更经常地使用钢铁是显而易见的罗马帝国，由于生产它所需的基础设施。

蒸汽机 （1712）
蒸汽机是以煤为燃料，以蒸汽为工质的外燃机。像许多发动机一样，来自蒸汽的压力被转化为劳动力，可用于迫使火车的车轮通过活塞或滚动涡轮机等杆移动。有关于蒸汽机基本例子的记录，被称为“风力”，由一位著名的希腊语公元1世纪的数学家。1551 年，博学家 Taki al-Din 和 1629 年意大利工程师兼建筑师 Giovanni Branca 描述了更基本的蒸汽轮机设备。然而，在1712年，英国发明家托马斯·纽科门发明了一种蒸汽机，可以为19世纪的标志性火车提供动力，继任者在1764年改进了设计。这种重大的技术进步使半自动化工厂栩栩如生，以及远程和快速的货物交付，并引发了工业革命.

电的发现 （1752）
像火一样，电是一种自然现象，不需要发明。美国博学者本杰明·富兰克林是 1752 年在雷雨期间将电线连接到风筝上来研究它的最受赞誉的科学家。然而，1600 年代的威廉·吉尔伯特和公元前 6 世纪的米利都泰勒斯等科学家已经研究了它。关于重要性，可以说，对电力的研究，并最终掌握是所有连续技术进步的基础。

多亏了电力，1837年出现了英国发明家威廉·福瑟吉尔·库克和英国科学家查尔斯·惠斯通发明的第一个电报的例子。由于古列尔莫·马可尼（Guglielmo Marconi）在1894年设计的新型无线电波传输，这种革命性的通信形式迅速演变为无线通信。然后摩尔斯电码塞缪尔·莫尔斯（Samuel Morse）于1838年发明后不久就采用了它，留下了第一台基于针的电报机。莫尔斯第一次从华盛顿传给巴尔的摩的阿尔弗雷德·韦尔（Alfred Vail）引用了圣经：“上帝所造的。

就像电的发现一样，灯泡的发明是一个花了将近一个世纪的过程，而且它只是部分地开始了爱迪生.他获得了一些前辈的专利，从他们的错误中吸取了教训，并于 1879 年发明了一种不完美的灯泡。意大利发明家亚历山德罗·克鲁托（Alessandro Cruto）花了两年时间才在1881年达到500小时，以接近现代白炽灯泡，后者持续了1000多个小时，现在通常被忽略，取而代之的是LED。

汽车 （1886）
汽车的发展始于 1672 年，第一款车型仍然依赖蒸汽动力。然后，艾萨克·德·里瓦兹（Isaac de Rivaz）于1804年创造了一种革命性的新型发动机，这是内燃机的首批例子之一。这种设计使工程师能够在 1807 年制造出第一辆原型汽车。卡尔·本茨 （Carl Benz） 将第一辆汽车投入批量生产，该车于 1886 年以极少量出现。后来的汽车生产集中在福特T型车上，在福特汽车公司的工厂组装。福特于 1908 年推出了这个版本，并首次成功地将私家车概念带给了广大观众。与第一辆奔驰汽车的最高时速 10 英里/小时相比，目前最快的汽车可以达到 330 英里/小时以上。今天，尽管电动汽车兴起，但内燃机驱动的汽车远未过时;因此，这项技术是活生生的。

飞机 （1903）
纵观历史，对飞行的追求是一段非凡的旅程。古代故事和希腊传说，如伊卡洛斯和代达罗斯的故事，激励了几代人。同样地列奥纳多·达·芬奇对鸟类翅膀设计的细致研究标志着对空气动力学的理解有了重大飞跃。这种探索通过让·玛丽·勒布里斯（Jean Marie Le Bris）等先驱者继续进行，他在1868年大胆尝试用滑翔机翱翔。然而，直到莱特兄弟奥维尔和威尔伯·赖特（Wilbur Wright）发现，载人飞行的梦想变成了现实。1903 年，他们发明并驾驶了第一架飞机——双翼飞机，取得了突破性的壮举。双翼飞机需要两对机翼来支撑机身并将其升空，这是“第一次持续和受控的重于空气的动力飞行”。

在接下来的几年里，莱特兄弟开发了他们的飞机，使其运行时间更长，空气动力学效率更高。使用他们建造的小型风洞，莱特夫妇收集了更准确的数据，使他们能够设计出更高效的机翼和螺旋桨来实现他们的目标。由于他们的努力和许多其他人的努力，商用客机现在可以以高达0.92马赫的速度在国家之间舒适地移动。

粒子加速器 （1929）
人类的好奇心使我们越来越接近观察事物的内部，以找到分子、原子，然后是粒子。1927年，德国物理学家马克斯·斯滕贝克（Max Steenbeck）在基尔大学读书时首次提出了粒子加速器的理论。虽然 M. Steenbeck 当时气馁，但匈牙利物理学家 Leo Szilárd 在 1928 年底和 1929 年初为几种类型的粒子加速器提交了专利申请，1930 年，Ernest O. Lawrence 建造了一个。

在 1950 年代之前，回旋加速器是最强大和最有用的粒子加速器技术。它们迫使像中子一样的粒子穿过具有强大磁场的圆形斑块，达到接近光速的速度撞击另一个粒子，并使科学家能够观察到它们之间的新相互作用。从本质上讲，大型加速器用于探索粒子物理学中的未知数。

目前最大的加速器是日内瓦附近的大型强子对撞机（LHC），瑞士.欧洲核子研究组织（CERN）通过多项国际合作进行了大量实验。关于影响，这个重要的研究中心导致了2012年希格斯玻色子的发现，奇怪的是，1989年万维网的创建。

核裂变 （1938）
1938 年 12 月 19 日，德国化学家奥托·哈恩 （Otto Hahn） 和弗里茨·斯特拉斯曼 （Fritz Strassmann） 通过对原子核的实验发现了核裂变。随后，物理学家莉丝·迈特纳（Lise Meitner）和她的侄子奥托·罗伯特·弗里施（Otto Robert Frisch）在1939年1月从理论上解释了这个实验：像铀-235这样具有92个质子和143个中子的大原子被快速移动的中子击中。这种碰撞在短时间内将其变成铀-236，然后分解成两个较小的原子。这种连锁反应会产生大量的能量，这些能量可以为核反应堆中的涡轮机提供动力或产生毁灭性的爆炸。因此，虽然核反应堆是高效和富有成效的，但核武器对所有人都是一种威胁。

从本质上讲，核反应堆通过用控制棒和水降低反应堆室来精心控制链式反应，从而减慢或停止反应。然而，在武器装备方面，军方敦促这种连锁反应“放开”以实现大规模破坏。最后，尽管人为错误和自然灾害使核反应堆产生了危害，但许多人认为利大于弊，特别是与化石燃料的危害相比。

计算机革命 （1945）
计算机不仅仅用于电子邮件——从理论上讲，它们还可以计算，仅此一项功能就非常有价值。古代文明理解快速数学的价值，因为数学使他们能够构建、测量和导航。例如，算盘是在公元前 2400 年发明的，可以帮助人们进行简单的计算。然而，一群现代潜水员发现了一种古老的装置，Antykitera机制，在沉船中。它的历史可以追溯到 2,200 年前，是历史上第一台已知的齿轮模拟计算机。

关于1和0的现代二进制语言，克利福德·贝瑞（Clifford Berry）和约翰·文森特·阿塔纳索夫（John Vincent Atanasoff）于1939年发明了第一台数字计算机。1943 年，一台名为 Colossus 的新机器成为世界上第一台电子、数字、可编程计算机。它使用1,500个真空管作为阀门，具有纸带输入，并且可以执行多种操作 - 但它不是“图灵完备”（如果有足够的时间，能够进行任何计算）。第一台合适的计算机在我们1945 年，ENIAC.这台机器的怪物占据了一个大房间的所有空间，但它只有很小的记忆和计算能力。

1947年之后，晶体管取代了真空管，加快了计算速度。如今，数十亿个晶体管被封装在我们的智能手机中，帮助我们完成日常任务。

人工智能 （1956）
人工智能 （AI） 是指任何可以完成通常只有人类才能完成的任务的机器。区别在于细节：我们的有机智能基于活细胞（神经元），这些细胞在一个快速、自适应的信息网络中协同工作，使我们能够做出预测和选择。计算机主要是算法，通常不具备这些优势，但在记忆和计算等熟练程度方面很容易胜过人类。从历史上看，人工智能作为一个学术领域成立于1956年，英国数学家艾伦·图灵（Alan Turing）是研究工程师最终可能设计出真正“智能”计算机的可能性的早期人物。

谷歌、亚马逊和 Netflix 等搜索引擎使用的复杂算法是人工智能技术的现代例子，它可以学习用户的偏好并试图为他们推荐最佳结果或产品。创意工具，如艺术DALL·Open AI 的 E 3 或 Chat GPT 是机器学习 AI 的最新发展。从本质上讲，机器学习允许高级人工智能模型通过输入大量信息来形成知识。这个过程通常模仿人脑中神经元的结构和效率，尽管要简单得多，这就是为什么专业人士将这些计算机系统描述为“神经网络”的原因。

许多专家担心人工智能可能会超越人类智能，并在社会中造成混乱。这样的超级智能可能很难控制和遏制。目前，人工智能科学家正在考虑实施故障保险以防止灾难的方法。希望人们能够使用人工智能，或者至少与人工智能共存;实现先进人工智能的好处可能看起来像是发现复杂疾病的治疗方法或自动化困难的劳动。自动驾驶汽车、人工智能医疗诊断和灾难预测可以挽救大量生命。然而，这些主要好处伴随着道德使用和社会稳定的问题。

太空探索 （1957）
人类的好奇心使我们质疑我们祖先认为不可能的事情的界限和局限性。然而，地球引力的力量是一个直到上个世纪才无法争论的边界。第一枚成功进入太空的火箭是V2导弹，该导弹由德国于1944年首次发射。然后，一场激烈的竞争爆发了美国和苏联.这场“太空竞赛”导致了第一颗人造卫星，人造卫星1号，于1957年进入地球轨道。仅仅四年后，苏联人还成功完成了第一次载人航天飞行，将一位名叫尤里·加加林的年轻俄罗斯宇航员带到了地球大气层之外。在大结局中，经过多次失败的尝试，阿波罗 11 号于 1969 年成功地将指挥官尼尔·阿姆斯特朗、巴兹·奥尔德林和迈克尔·柯林斯带到了月球，他们甚至在那里行走。N·阿姆斯特朗于1969年7月21日成为第一个踏上月球的人。从那时起，人类还庆祝了分别于 1990 年和 2022 年发布的轨道哈勃望远镜和詹姆斯韦伯望远镜的发现。

就人类在太空中的长期居住而言，目前有两个被占用的空间站绕地球一圈。除了2021年发射的天宫空间站外，国际空间站（ISS）是近地轨道上最大的模块化空间站。国际空间站是由美国NASA、俄罗斯Roscosmos、日本JAXA、欧洲ESA和加拿大CSA组成的合资企业。第一个国际空间站组件于1998年发射，此后一直在运行和维护。该站作为微重力空间环境和实验室，用于天体生物学、天文学、气象学、物理学和其他领域的研究。在逗留期间，宇航员轮流进行长达六个月的探险。截至撰写本文时，已经完成了 69 次长期探险，来自 20 个不同国家的 250 多名宇航员、宇航员和太空游客参观了空间站。

现代医学
1928 年，亚历山大·弗莱明 （Alexander Fleming） 不可思议地出现了青霉素，震撼了医学的核心，由于猖獗的技术革命，人类看到了巨大的医学进步。在1800年之前，预期寿命低于40岁，而今天则超过80岁。

促成这一惊人飞跃的因素包括对核磁共振的研究，这是由伊西多尔·拉比（Isidor Rabi）于1938年首次发现和描述的。这种物理现象包括用磁场刺激原子核，并导致了令人难以置信的医学应用，即磁共振成像 （MRI）。这一令人难以置信的突破于 1973 年发表，并允许在 1974 年在鼠标上制造和测试第一台工作 MRI 机器，并在 1980 年代达到全面生产。MRI 检测癌症、中风等相关问题的能力挽救了数以百万计的生命。

最近另一项重要的医学进步是CRISPR-Cas9基因组编辑技术。有趣的是，这一发现独立地发生在世界的三个地方。第一个是由研究员Yoshizumi Ishino和他的同事在1987年制作的。Ishino和他的团队不小心复制了DNA序列的一部分，这暗示了故意改变DNA的可能性。CRISPR-Cas9是该技术的最新演绎，进一步完善和简化了工艺和有效性。作为一种事实上的基因编辑工具，它已经被证明可以用来修复小鼠体内有缺陷的DNA，有效地治愈它们的遗传疾病。换句话说，如果这些疾病在每个人出生之前就被针对，那么困扰人类数千年的疾病可能会灭绝。然而，人们对它的使用存在合理的道德担忧，例如创造基因工程的“设计师儿童”。不负责任的应用可能会导致社会阶级分化、可怕的事故或更糟的情况。

未来技术
三十年前，很难想象在任何地方给世界各地的人打电话并享受视频通话。这种快速的进步提出了一个问题：“再过三十年，技术还会进步多少？线索和迹象为我们指明了正确的方向：

量子计算机： 计算机每年都变得越来越强大，芯片也越来越小，但很快，我们可能会碰壁，这可能会减慢速度。所涉及的最小部件，晶体管栅极，很难或不可能在不到一纳米长的情况下生产，而目前，它们的长度为三纳米。如今，晶体管可以看作是小于 3 纳米的简单开/关开关。幸运的是，一项新技术目前正在开发中：量子计算。这一新的突破源于对量子力学领域的研究。最简单的解释是，当前方法使用“位”，它携带存储为 0 或 1 的信息。新的信息单位是“量子比特”，它可以同时是 0 和 1！这可能会大大提高计算能力和数据存储，但我们目前还处于这项技术的早期阶段。

核聚变： 与核裂变相反，核聚变不会通过向原子发射粒子来分裂原子。相反，聚变将原子推向聚变。这个过程还产生了大量的能量，理论上比核裂变发电厂更有效和可持续。然而，这个装置并不像裂变那么简单。该设备的温度需要比太阳高七倍的温度。不幸的是，构建一个能够承受这些条件的环境是缓慢且极其昂贵的。到目前为止，聚变反应实验所消耗的能量比它们创造的能量还要多，开发一个能够持续有效地产生能量的原型需要时间。另一方面，功能齐全的聚变反应堆是新的“工业革命”的代名词，因为它等同于廉价、安全、无限的能源。

实验室培育食用肉： 培养肉是另一个期待已久的突破。杰森·马瑟尼 （Jason Matheny） 在 2000 年代初与人合著了一篇论文后，将这一概念引起了公众的注意。至少从1931年开始，温斯顿·丘吉尔（Winston Churchill）写道：“我们将避免种植整只鸡来吃鸡胸肉或翅膀的荒谬，方法是在合适的介质下分别种植这些部分。从根本上说，该过程涉及从捐赠牲畜中采集少量肉类样本，并在受控环境中无休止地种植。尽管这在 2013 年就已经成为可能，但优化生产的时间和成本并非易事。几年前，一个普通大小的合成汉堡包曾经花费 330,000 美元。目前，该成本已降至每个汉堡约 9.80 美元。虽然生产成本正在迅速下降，但仍有改进的余地。价格仍然比草饲汉堡高出 3 到 5 倍，并且增长到足以满足高需求需要时间。

人类是持续数十亿年的持续进化的结果，而且没有停止的迹象。然而，过去的十万年表明，人类现在在技术上而不是基因上取得了进步。我们塑造了我们的工具和衣服，我们用我们的语言和传统定义了我们的文化。当我们停止移动以跟随迁徙的食物时，我们决定建造和耕种。我们创建了稳定的社区，并在我们之间分配了专门的角色。我们探索了我们的世界，并超越了它。我们的进步使我们陷入了令人不安的边缘，强大的发现和发明既可以造福地球，也可以使地球伤痕累累。