能源前沿:从分布式能源到分布式智能网络

<正>"能源"是能量相互转化的物质基础,是人类文明可持续发展的"动力".从火的出现开始,人类一直探寻着能源转化的科学规律,人类文明的进步始终依靠能源技术及其伴随的信息技术的变革.第一次工业革命是能源革命,瓦特发明了蒸汽机的联协运动和自动控制装置,使得蒸汽机成为人类自动把宏观能源物质转化为能源的特征时代;第二次工业革命还是能源革命,德国西门子在法拉第电磁感应原理的驱动下,发明了把微观能源物质转化为能源的技术,这     

智能纺织崛起

正纺织业曾经引领了发生在英国的第一次工业革命。18世纪60年代,英国的棉纺织业是各种工厂手工业中最为发达的。1765年,织工哈格里夫斯发明"珍妮纺织机",这一真正近代意义上的机器拉开了工业革命的序幕。机器生产引发技术革新的连锁反应,动力、交通甚至生产管理都面临变革,水力纺纱机发明者阿克莱特就因创办机器纺纱厂并采用工厂雇佣式大机器集体分工合作管理模式被誉为"近代工厂之父"。1785年,瓦特的改良蒸汽机投入使用,工业革命突飞猛进。1840年前后,英国就基本完成了工业革命,成为世界上第一个工业国家。     

新经济下的数据科学——第四次工业革命的数据科学人才战争

<正>将信息数据称为全球经济的"新油"是一种普遍说法,数据科学家是能够在全球经济中提取、精炼和配置这种具有战略价值能源的人才。人类历史上三次工业革命催生了大量新技术,导致了经济、社会和产业各个领域的重大变革。蒸汽机的发明开始了人类从农业社会迈向工业化大生产的重要转变;化石燃料用于发动机及装配线等创新工业生产的模式迅速扩大了生产的规模;数字化革命更是显示了计算     

新技术革命与宏观热力学的近代发展——谈变质量系统热力学

恩格斯说:“科学的发生和发展一开始就是由生产决定的”。但是,作为生产力的主要因素之一的科学技术又总是工业革命的先导。特别是现代科学技术,它往往首先服务于军事和国防工业。与现代科学技术发展相适应的基础理论也必然会随着知识的不断更新,学科的相互渗透而产生新的学科分支。这些新学科不仅使经典学科的知识得到广泛应用,而且还在不断地开拓新领域。这些新学科不再深居于后院,而是挺进于前沿。变质量系统热力学就是宏观热力学近代发展的一支新秀。变质量系统热力学的缘起众所周知,1767年瓦特发明的分离冷凝器及蒸汽机促成了第一次产业革命,推进了资本主义生产。但是,必须指出的是,瓦特的发明是直接受惠于当时刚     

氢动力汽车盛宴狂欢还是财富冒险

有人曾预言,下次工业革命将从氢能源开始,更有人说。这将是一场能源领域的变革,是自蒸汽机、内燃机之后人类工业的又一次革命     

第二个机器时代来了

<正>18世纪末,伴随着蒸汽机的发明,人类开始步入工业革命时代,逐渐以机器取代人力,资本主义生产完成了从手工业作坊向机器大工业的过渡,历史学家也称这个时代为"机器时代"。而在过去的10年当中,大量由人类管理的任务和控制系统逐渐被自动化设备所替代,甚至在多数情况下,人工智能机器所做出的决定已优于人类。所以,此时人类和软件驱动的机器日益形成替代关系,而不再是互     

瓦特发明蒸汽机的艰辛之路（上）

人们都知道:英国人詹姆斯·瓦特发明了蒸汽机,并由此引发了工业革命。然而瓦特发明蒸汽机的时代和技术背景、以及瓦特成功的漫长而艰辛的道路,人们都知之甚少。本文对此作一个说明。工匠们的贡献有些人认为蒸汽机是科学和科学家奉献给人类的最好礼物,然而英国科学史的主流观点却认为:这一发明是实际工作的工匠完成的,仅仅由工匠来完成。而且,也是由他们改良和完善了蒸汽机。这里补充一点:除工匠之外,还有甘冒风险的投资人和坚韧不拔的企业家。纽可门的蒸汽抽水机早在1700年,普通水所具备的潜在热能还鲜为人知。蒸汽压力和真空发动机(英国人…     

量子计算的魅力

<正>传统计算机好比两指弹琴,量子计算机则是千手观音弹琴……人类历史上的每一次科技革命,都是以物理学上的重大突破为基础的。第一次科技革命源自牛顿力学和热力学,瓦特等人以此为理论改进了蒸汽机等技术,将人类文明带入了工业时代。第二次科技革命源于法拉第和麦克斯韦在电磁学上的重大发现,以此为基础,科学家们陆续发明了发电     

奥托和内燃机的发明

人类的技术发明史告诉我们,任何一项成功的发明都不是一蹴而就,一成功就达到尽善尽美的.瓦特自1769年取得第一项关于制造蒸汽机的专利后,仍不断研究与改进.直到1781-1784年制成双作用蒸汽机,才算基本完成了蒸汽机的发明.瓦特之后,蒸汽机又经过多次较大的改进,历时100多年,才使其日臻完善.     

科学——爱你没商量

科学知识是人类实践经验的总结,是人类智慧的结晶,它既是人类社会发展的缩影,又是人类认识世界、改造世界的有力工具和行动指南。通过它,我们可以认识人类的过去、现在和将来,并由此推动人类社会不断地迈向一个又一个更新更高的境界。人类历史发展到近、现代,经济飞速发展,社会空前进步,这主要得归功于四次工业革命:第一、二次工业革命,主要是以蒸汽机、纺织和冶炼技术为突破口的工业进步;第三次工业革命是在20世纪初,主要是化学、电力和内燃机技术的发展;当代依靠新兴技术的发明兴起的又一次工业进步,则被称之为第四次工业革命。而这每一次…     

能源革命急先锋——太阳能

<正>18世纪60年代,英国人瓦特改良的蒸汽机,将人类带入了"蒸汽时代"。至此,人类开始了第一次工业革命。19世纪70年代,电力被人们广泛应用,科学技术的发展突飞猛进,各种新技术、新发明层出不穷,并被迅速应用于工业生产,大大促进了经济的发展。这就是第二次工业革命。如今,全球站在第二次工业革命的临终点,也准备向着第三次工业     

耳目一新的“懒人思维”

据说,100多年前,有个叫汉弗莱·波特的少年,被人家雇去看一台蒸汽机,任务是每当蒸汽机的操纵杆落下来的时候把蒸气放掉。少年是位懒汉,他觉得这活儿太累人,便盯着蒸汽机动脑筋。后来他在机器上装了几条铁丝和螺栓,这样,阀门就可以靠这些东西自动开关了。这么一来,他不但可以脱身走开,玩个痛快,而且蒸汽机的工效率立刻提高了一倍。他就这样“懒洋洋”地发现了经复式活塞的原理。 我们许多人都知道,发明常常来自于那些不知疲倦的科学家、发明家,但未必知道懒人常常奉献发明的硕果。“懒人”由于洋溢着摆不脱的“惰性”,如何少走几步路、少用几分力气、少流几滴汗水?往往左右着他们的思维走势。“懒人”为了节省力气,发明了劳动工具;为了免受行路之苦,“懒人”最早产生了车的创意。     

21世纪的十大科技

进入20世纪以来,科学技术的发展可谓是瞬息万变,日新月异。人类发明轮子花了200万年的时间,但学会用蒸汽机作动力来驱动轮子却只用了5000年。第一台计算机占据了整间屋子,35年后电脑则可以放在一张桌子上,又过了不到10年,电脑钻进了人的衣兜。在本世纪的大部分时间里,信件和电话依然是主要的通信手段,然而在不到10年的时间里,传真机直至     

汽车发明轶事

回顾汽车的诞生，在发明创造、改进完善的漫长历程中，记载着人类智慧之光和科技进步的足迹，谱写出一部工业文明结晶的汽车发展史。世界上第一辆依靠动力驱动行走的汽车出现在欧洲工业革命之后，于18世纪70年代在法国问世。炮兵大尉尼古拉斯·居纽奉陆军大臣舒瓦瑟尔公爵之命，制造牵引火炮的车辆，身为工程师的炮兵大尉居纽潜心研究，别出心裁地将蒸汽发动机装配在车辆上，在1771年制造成功木制的蒸汽机汽车。该车设计了3个车轮，前轮既是驱动轮又是掌握方向的转向轮，发动机有两个气缸，将蒸汽的热能转换成为机械能，蒸汽机活塞的动力直…     

蒸汽机是瓦特发明的吗

很多学生可能都知道瓦特发明蒸汽机的故事:一天晚上,少年瓦特和外祖母坐在客厅里的火炉旁边,火炉上有一水壶,当壶水被烧开时,顽皮的瓦特把壶嘴用东西堵住不让蒸汽从壶嘴跑出来,这时他发现蒸汽把壶盖顶了起来。瓦特沉思,为什么壶盖会被顶起来呢?是否可用蒸汽作为动力呢?瓦特对这个问题产生了兴趣,经过多年的研究,终于发     

电动工具的历程

人类使用手持工具可回溯到古代，祖先使用木棒、骨针、石斧、石刀等创造了人类历史文明，记录了钻木取火的传说、鲁班师傅发明锯的故事……工具是人手的延伸，从古代到近代，能工巧匠们不仅能使用工具，并不断地改造工具，在实践中创造出无数简易机械结构形式的手用工具。随着电的发明，标志着人类历史的又一大革命和进步，也为电动工具的问世奠定了基础。电动工具———以电动机或电磁铁为动力，通过传动机构驱动工作头的一种机械化手持工具。1895年德国Fein厂发明了世界上第一台电动工具，它是一台外壳用铸铁浇铸，以直流电机为动力的电…     

第三次工业革命

4月21日出版的英国《经济学人》(The Economist)杂志推出了题为"第三次工业革命"的专题,论述了当今工业领域正在经历第三次工业革命,文章重点描述了3D打印技术等一系列新技术的发明和应用     

断“气”的轮胎

<正>1946年,法国人米其林发明了子午线轮胎,第一次轮胎革命从此开始;1988年,英国人邓洛普发明了充气轮胎,第二次轮胎革命从此开始;1999年,中国人王明江发明了免充气空心轮胎,第三次轮胎革命从此开始。作为现代工业和交通革命重要成果之一的橡胶轮胎,生产、生活中随处可见。它价廉物美、轻便耐磨、充气承载、高弹减震,为交通运输现代化装上了助推器。然而,它与生俱来的怕扎易漏、易爆易燃等特性,小则给人们的生产、生活带     

迎接e—科学和网格研究的时代潮流

自 1 8世纪后期工业革命尤其是 1 9世纪下半叶出现的第二次工业革命即电气化时代以来 ,科学技术的发展取得了长足的进步 ,并对生产力的发展起到了巨大的推动作用。 2 0世纪后 ,科学、技术同生产的关系进一步发生了前所未有的巨变 ,从科学发现到技术发明 ,再到生产之间的间隔周期日益缩短 ,甚至融为一体。进入 2 1世纪以来 ,人类社会正面临由“后工业经济”向以信息技术为先导的“知识经济”发展的时代变革。而今 ,在许多重大的科学研究领域 ,科研设备的价值与它们的运转和维修所需的费用十分巨大 ,以超导超级对撞机和人的染色体组研究项目为…     

传感器与智能时代

正机械化、电气化和信息化分别引领了前三次工业革命。当前的信息技术还在进一步深化发展,信息技术与各个领域的各种技术深度交叉融合,科学发现到技术发明、再到产业应用的转化周期愈益缩短,科学规律、技术发明、产业发展三者密切结合、相互促进,科学技术也对生产方式、生活方式和思维方式等产生新影响。那么第四次工业革命会是什么?大家都在探讨能否用一个"什么化"来描述它。也许新工业革命的核心就是"智能化"。