火车的现在和未来
发展高速火车自20世纪60年代以来一直是世界各国实现铁路现代化的一个重要标志，同时也成为发达国家缓解公路、水运和空中交通运输的一个现实选择。可以说，高速铁道系统建设和发展把火车运输引进了一个新的黄金时代。
我们知道，国际上将火车时速为160千米的铁路称为准高速铁路，将200千米～300千米时速的铁路称为高速铁路，时速超过400千米的铁路叫做超高速铁路。以此标准来看，1964年，日本率先将火车时速提高到210千米，从而揭开了世界高速铁路的帷幕。在短短的30多年时间里，崭露头角的高速铁路在世界范围内获得了令人瞩目的进展，已有近10个国家的火车时速超过了200千米。其中法国GEC阿尔斯通公司从1967年～1981年正式投入运行的TGV高速列车堪称当今世界上跑得最快的火车，又叫“大公快车”。
这列火车经过五六年的研制，于1972～1978年间通过运行试验，1981年10月正式在巴黎—里昂干线上运营。这是一种经过精心设计和彻底改进的传统电力牵引列车，车上共有12台马达。和常规火车相比，它的运行阻力减小了1/3，它的大功率动力装置具有较强的爬坡能力，可以高速爬上35%的陡坡，也可以在坡路上起动，但是仍然使用普通的铁轨线路。在1981年2月的试行中，它的时速创当时380千米的最高纪录。据报道，TGV高速火车经过进一步完善，在大西洋干线上的平均时速为300千米，而最快时速则超过515.3千米，已经进入超高速火车的行列。
另外，德国的ICE（城市间特快）时速达250千米，瑞典的“X2000”达220千米，英国的HST、意大利的ETR450、ETR500等的时速也都在200～300千米之间。而资格最老的高速火车——日本的“子弹火车”从1964年起在东京—大坂的“新干线”上运行以来，它的时速由210千米提高到了270千米，这条总长达2045千米的铁路网，每年载送容量达2亿7500万人次。所有这些高速火车都采用了众多高新技术，如借鉴了航空技术和计算机技术等，高速火车流线型的车体和风驰电掣般的速度使人感到它们就像一架架地面飞机。欧洲最快的“蓝龙胆”号列车，当车速达150千米时，车上的电脑就自行实现机车控制。
在高速火车中，最引人注目的还有“磁悬浮”列车。它借助于磁力悬浮、导引和驱动列车。目前，日本和德国分别开发了排斥式电动系统和吸引式电磁系统这两种类型的磁悬浮列车。排斥式系统利用装在车上的超导磁铁来产生导轨中导电线圈内的电流，形成一种互斥作用，从而使可乘坐44人、重15吨的车辆悬浮15厘米高，使整个列车像一架以导轨为基础的、低飞的飞机，在试验中它曾达到517千米的时速。吸引式系统利用车辆上携带的非超导的铁芯电磁铁与位于导轨侧面的电磁铁相互吸引着向上悬浮，使100吨重的车辆和导轨之间产生1.5厘米的空隙，它在试验中达到400千米～450千米的时速。比较而言，前者在技术上更容易，经济上更便宜，而后者则适于城市交通，且行驶质量较高，感觉更加平稳舒适。为了保证旅客的生命安全，必须建立专用线路，而不能与其他道路交叉。
与此同时，人们对乘坐火车时的舒适度和娱乐服务也提出了更高的要求，不仅要使每节车厢豪华气派，布局宽敞新颖，而且卧铺车厢要呈包厢式格局，有经济包间、豪华包间、家庭包间、公务包间和沙龙包间等，还有完善的空调系统和通风装置及全新的集便器厕所等等。车内的广播电视系统（含HV音乐系统、闭路电视系统等）使旅客可以获得轻松愉快的享受。公用电话、传真机和电脑等现代化通信设施，使旅客可以继续处理各种公务等。信息显示装置为旅客提供各种旅行信息。带有酒吧、咖啡厅和卡拉OK厅的餐车可使旅客享受优质的饮食服务及交友叙情的愉悦等等。这些都是不久的将来即可实现的。
自上世纪70年代以来就着力开发的双层列车以其倍增的客运容量和望性及其舒适性吸引着大量的中长途观光度假旅游的人们。适宜于以210～250千米的时速在弯道上行驶的倾摆式列车也已被90年代以来的实践证明，不愧为“曲线冲刺能手”。瑞典的X2000倾摆式列车还起到了保护生态、节省30%旅行时间的理想效果。法国的气垫列车使人感到平稳安全的旅游也是一种轻松舒适的享受。
展望未来，在火车设计上出现了日本的短寿命一次性设计和奥地利的全模块结构设计的新概念。日本九州铁路公司推出的“充满欢乐气氛游乐场”的仙境快车，带动了客车装饰朝着个性化、多样化方向发展的新趋势。同时，受金融信用卡的启发，铁路磁卡已开始被用于购买车票或直接当车票用，或用于在火车站购物、住宿、就餐、存物、托运行李等，甚至用于铁路内部的非商业性管理事务。而在自动检票系统、存储卡式系统的，铁路磁卡更是方便快捷的工具。通过无线电通信手段实现其功能的非接触型磁卡，已使线一位旅客的旅行信息根本不用劳动旅客的一言一行，即可自动完成一切手续。
电话简史
从诞生之日起，电话便以不同的形态展现在世人面前。从各种手摇式电话和笨重的步话机、投币式电话、插卡式电话、按键式电话到拨盘式电话，移动电话或是有线的或是无线的。与之相关的，还有BP机或“寻/传呼机”等。人们将电话线接到电脑上，电脑就与因特网联上了。有些电话是通过海底电缆或光缆实现全球通话的，有些则是通过天空上的通信卫星将世界联成一体的……真有点不可思议，小小电话竟有如此威力！但细细想来，这不是人类自己智慧的威力吗？就让我们来回顾一下电话的历程吧。
一个意外的收获
说来奇怪，电话不是人们有意识地或专门为了满足某种生产或生活上的需要而发明出来的。甚至，它的发明也不是哪一个人的功劳，而是一大批电学家和电气工程师共同努力的结果。有人说，电话是电报的间接产物，是在电报的发明、改进和不断完善的过程中所得到的一个意外的收获。
其实，早在电话发明以前，已有不少科学家对这种通信方式做过理论上的探索。现在，为科学史家们所公认的是：世界上第一部电话机是1876年在美国诞生并投入使用的。而且，尽管同样的电话样机是由两个人几乎同时研制出来的，这两个人就是格雷厄姆贝尔和伊莱莎格雷。但是，人们通常把贝尔认定为电话的真正发明者。
事情原来是这样的。
在1876年2月14日这一天，贝尔和格雷分别带着自己发明的电话机，同时向纽约专利局申请了电话发明专利。遗憾的是，格雷比他的竞争对手晚来了两个小时。而正是这两个小时，成为数年之后一场旷日持久的发明权纠纷案中，法院裁决的依据。事实上，贝尔的专利也并不是没有争议的，因为，他对可变电阻装置的说明是在申请书的一页纸的边上空白处写出来的。而他自己解释说，这是他在送审的最后时刻突然发现专利说明书中漏掉了这个问题，而临时加上的补充说明。但格雷的辩护律师们却说，这是贝尔在知道了格雷的发明情况之后，对格雷专利说明书的简单抄袭。
但是，历史并没有在这件事上纠缠太久，法院最后还是判决贝尔胜诉。这个结局应该说是幸运的。之后不久，贝尔就建立了自己的公司即贝尔公司，也就是美国电话电报公司，它早已成为世界上最大的电话电报公司，后又演化成贝尔实验室。所幸的是，格雷也没有被打倒，他也建立了自己的公司即西方电气制造公司，它是西方电气公司的前身。可以说，在现代信息革命的孕育、形成和大规模展开的过程中，这两个公司在电脑、电话、传真、因特网等技术的发展上立下了汗马功劳。
那么，贝尔是怎样“无意”中发现了电话的呢？
贝尔的家庭可以说是很不幸的。他的母亲因患耳病而致耳聋，他和他的父亲及兄弟们都是聋哑学校的专职教师，他的妻子曾是他的学生，也是一个耳聋的姑娘。贝尔最初的工作就受到了他周围众多人们的密切关注。因为他是从事电报工作的，因此受到斯特恩斯双工电报的影响，想通过音频载波的方法来发展多工电报。这时，美国的电报公司都已有相当发展，其中的西联电报公司控制了整个电报市场。但是，有一个极大的技术难题即电报线路的饱和问题令人头疼。这个公司急切地寻求一种可以在一条电报线上同时进行多封电报传输的通信技术，就是今天人们所说的多路传输技术（当时叫音频电报）。1875年春天，公司的商务人员频频奔走于当时最负盛名的两位发明家，即格雷和贝尔之间。格雷当时是最著名的电学家之一，刚在芝加哥办了西部电气工厂。贝尔自1875年1月，一直在波士顿的一个小车间里工作，幸运的是，他得到了城里一些富裕人的资助。他还有一个助手叫沃森。在研究过程中，贝尔也因为无法设计出分频电路而转向了声——电——声的传递。这是一个创造发明的良好契机。
1875年6月2日，发生了一件偶然却具有决定意义的事情。贝尔和沃森分别在自己的房间里，联合实验他们的电报机。像往常一样，机器停止工作时，他们也守在那里。突然，沃森无意中做了一个错误的动作，把一个调整螺钉拧得过紧，造成接触不良，将直流电变成了一个断断续续的电流。在线路另一端的贝尔，清楚地听到了触点脱落发出的声音。这本来是一次事故，但对研制传声机已经入迷的贝尔来说，却是一个巨大的启发。一个灵感涌现在头脑里，他向沃森大喊：“什么也别动！”一个月后，这台机器还保持着这一天的状态，仍能发出一些模糊不清的声音。贝尔在整个秋天和冬天里，远离工作车间，动用自己头脑里的所有知识对那个灵感进行了反复的思考，终于将这个想法在机器上制出来了。如前所述，他于1876年2月14日，派他的有限责任股东哈伯德以他的名义，为一部传送声音的机器（当时还叫“音频电报”）申请了专利。
但是，这个已经是电话的“音频电报”机并没有真正开始工作。直到1876年3月6日，贝尔才得以向他的合作者传送了清晰的话语：“请到这儿来，沃森先生，我需要你。”——电话就这样诞生了！1876年6月25日，贝尔在美国独立百年纪念的费城博览会上展出了他的电话机，举世为之一震！1877年，第一份用电话发出的新闻电讯稿被送到美国波士顿的《世界报》，这标志着电话已为众人所采用。电话通讯就这样开始了。
其实，历史再往前追溯，电话可能还有更古老的祖先。比如，早在1664年，科学家胡克就做了在拉紧的线上传送声音的实验。现在还有不少小朋友都玩过这种游戏，觉得挺有趣，不知是否有小朋友从中悟出点什么。到1861年，德国的赖斯甚至还制成了可称为第一部电话机的儿童玩具。但真正实用的电话机，却是由贝尔和沃森合作研制出来的。
电话的飞速发展
电话一诞生，就以比其他技术更快的速度发展起来。和电报相比，由于电话不需要很费脑筋的“软件”——莫尔斯电码，所以就更容易进入家庭。对大多数人来说，不仅掌握那个电码不很容易，更重要的是，信息需要情感和支撑。不但发电报的人“惜字如金”，字句干巴巴毫无情感可言，收电报的人看后也难以直接体会情感，而电话则是声情并茂，喜怒哀乐、悲恐忧惧都能淋漓尽致地传送给对方。因此，电话受到了大众的空前欢迎。
为了使电话更趋完善和方便，贝尔和格雷从未停止继续探索前进的步伐。1878年，又是他俩同时分别设计出了第一台人工电话交换机，并立即投入使用。在第一批交换机的用户中，就有后来成为美国总统的加菲尔德和著名作家马克吐温。
这台电话交换机的原理其实非常简单。当用户想呼叫他的受话者时，交换台上一个记有他的电话号码的呼叫号牌落下来，接线员就询问受话者的电话号码，并找到受话者的线路接点，将软式连续两端的两个插头分别插入有关用户的插孔内，把两条线路连接在一起。同时，交换台上还有一条监听线路，接线员可随时了解电话是否已经打完，并及时拔出连接线。这样，通话双方的对话内容对电话小姐都是无法保密的。顺便说一句，在刚刚使用交换机的头几个月，负责接线的全部都是男士，“电话小姐”的出现是几个月之后的事情了。
随着电气技术的发展，更多的人们参与了电话的发展事业。1891年，美国堪萨斯城殡仪馆专门承办丧葬的阿尔蒙B斯特罗杰申请了第一个自动电话交换机专利。这个自动交换系统采用了贝尔公司的技术人员参与研究的两项新技术，一项是当时因不够完善而尚未正式投入使用的拨号盘装置，另一项是1884年发明的最早的自动交换机（只能接通15个用户）。
这个专利批下来以后，斯特罗杰创建了自动电气公司。但不久，贝尔公司就购买了他的专利，并改造了他的电话系统，首次将第一个商业自动电话系统投入使用。这个系统的优越性是，它可以同时接通99个用户。
至今，德国还保存着19世纪和20世纪之交为德国邮政事业做出过巨大贡献的最老式的电话机。
随着无线电技术的诞生，西方军事家们就预言，未来的战争将在海、陆、空和信号的“四军”协同作战基础上取得胜利。无线电话，特别是机载无线电话在第一次世界大战中的作用就证明了这个预言。
美籍加拿大人费森登是最早发明无线电话的人。著名的无线电报机发明人马可尼于1901年在他的收报机中装上了费森登发明的电解质检波器。直到1912年，还有人把这种检波器装在收报机上，用气球将收报机放到高空进行无线电报实验。但在1902年，费森登已经创造了第一台无线电话，1906年，他就在麻省布兰特罗克建立了第一个无线电话站，他用麦克风调制亚里山德逊射频发电机产生的高频电流，在这年的圣诞节前夕发射了第一个无线电话信号，也是世界上第一套远距离音乐和口语节目，几个陆地接收站和一个海上接收站都同时收到了他的信号。
令人难忘的，还有无线电话的第二位开拓者德弗雷斯特。他首先是真空三极管的发明人。1907年在纽约市，1908年在巴黎艾菲尔铁塔上，他发射了无线电信号。但是，1906年发明的真空三极管此时并未派上用场，他的无线发话机类似于马可尼的发报机，只不过用麦克风代替了电报机的莫尔斯电码键盘。真空三极管只是在1912年才被用于无线电话机。这年弗雷斯特发明了再生电路，能够放大音频信号。1914年，美国通用电气公司实验室进行了大规模试验，正是在接收机中使用了真空管再生放大电路，他们监听到美国政府通过德国电台命令德国船只撤离美国的通知，从而最先得知第一次世界大战爆发的消息。1915年，在无线电报信号飞越北大西洋上空后的14年，无线电话信号也跨越了北大西洋。
电话技术的发展和它的便利，都使它在第一次世界大战中大显身手。单美国信号军团在法国战区就架设了1340千米的电报和电话线路，通信电缆和导线总长达3万千米。但是，这只能为陆军所享用，空军和海军必须寻找新的通信方式。机载无线电话就趁此机会应运而生。
在战斗飞机上安上无线电话，必然增强飞机的作战能力。这使得一位美国将军，也是一位在作战中使有线电信技术大显神通的工程师斯奎厄，下决心把无线电话机装到协约国的飞机上。1917年5月22日，他召集会议下达了从速研制机载无线电话机的命令，不到六个星期的时间，美国就生产出了样机，并在一次飞机联合作战演习中投入使用。接着，他们又用这种电话指挥炮兵演习，取得成功。1918年2月，美国生产出SCR-67和SCR-68型机载无线电话机。它在协约国战斗机上的普及，加速了德军的失败。
机载无线电话机的意义远远超出了纯技术的范围，因为它彻底改变了19世纪的经典战争理论。海、陆、空、信号“四军”协同作战的新概念是第一次世界大战的产物，而机载无线电话的作用则是这一新概念的核心和支柱。
历史推移到1923年。这年的5月18日，法国工程师安托万巴尔内为他的“电话用户间自动通联系统”申请了专利。这就是最初的电话拨号盘。此后，话筒和听筒装在一个弓型手柄上的电话机，大都采用了这种拨号盘。这种又被称为旋转式自动电话系统的装置最初试验时，曾在电话小姐中引起极大的惊慌，因为她们担心自己会失去心爱的职业。但是，因为它克服了人工电话交换系统的缓慢接转状况，从而被使用了很长的一段时间，直到60年代，电子式电话交换机才逐渐取代了它。
由于晶体管技术的进步，它的应用在收音机、助听器、电视摄像机以及电子计算机等方面广泛推广开来，随之出现了1953年3月将晶体管用于电话系统的卡片译码器。这个任务是由贝尔电话实验室完成的。
而电子式电话交换系统已经不是某一个或几个发明者所能设计出来的，而是由一些互相竞争的实验室研制成功的。
1956年，美国电话电报公司在年度报告中曾预言，第一台电子电话交换机可望于1959年投入使用，并估计研制预算为4500万美元。但直到1965年5月30日，美国第一台公共电子电话交换机才在新泽西州的苏卡苏纳启用，它只能联接城里4300个用户中的200台电话机。而就其实际研制开支来说，所需的不是3年时间和4500万美元，而是4000工作年/人（即1个人工作4000年，或4000人工作1年）和5亿美元！
英国的邮电局实验室原定1962年一个全电子电话交换中心在伦敦北部投入运营，但当时的工艺技术条件（如存储器和半导体的性能有限等）迫使英国电信局的研究人员改变了主意，不得已而改为半电子交换系统。直到70年代末期，英国才研制成功了“X系统”，从而进入了全电子电话交换系统的时代。
早在1957年，在法国国家电信研究中心的负责人约瑟夫利布瓦领导下，在已拥有关于编码脉冲调制系统的各种重要专利的条件下，同时进行两个方面的研究：半电子交换（或空间交换）和全电子交换（又叫时间交换）。利布瓦和安德烈皮内共同组织了“普拉东”工程，即“数字式自动交换机拉尼翁样机研制计划”。直到1970年1月，法国启动了世界上第一部连接市话用户的时间电子交换系统。到1977年，在美国亚特兰大举行的一次国际会议上，代表们一致认为，法国的时间交换系统比它的竞争伙伴们提前两年投放国际市场。这个系统实现了多路传输，也就是说，在一条线路上可进行多达无数路的通信，而使用数字信号传输，不仅可以传输声音，还可传送图像（如电视）。
电子电话系统的出现，是一个重要的转折点（实际是一个很长的历史时期，至少20年的时间），它使得电话系统具备了与其他各种电子设备发生关联的各种条件，这孕育了信息化时代的重要特征——网络化。这一点容后再说。这里需交代的是，电话系统的应用规模是巨大的。到1969年，由贝尔集团公司发展来的美国电话电报公司已拥有1亿部电话分机。到1976年，全世界已拥有3.796×108部电话机，超过50万台的国家达42个，其中美国已有1.49亿台，日本有45514709台，英国有21035602台，前苏联有16949000台。同时，电话技术的其他方面也得到了长足的进步。
促进电话事业发展的因素是很多的。有线电技术、无线电技术、真空管或电子管技术、晶体管技术、电脑、集成电路、信息数字化技术、电缆光缆技术等等，都为电话之所以成为今天五彩缤纷的景象做出了巨大贡献。电话，可以说既是一个大的信息技术花园中的一枝奇葩，同时又是这一系列信息技术群相互作用的一个产物。
但我们所关注的，仍是电话自身前进的足迹。
1942年前后，哈罗德T弗里斯在美国电话电报公司实验室里成功地实验了用无线电接力进行超短波传输。这项技术原是贝尔实验室应战争需要而研制的一种通信手段。弗里斯自20年代就开始进行超短波实验。在二战之前，他和他的合作者贝克就发明了一种无线电通信天线和一个能同时传输2400路通话的电话系统。这种天线至今还在各种无线电中继塔上广泛应用着。因被应用于军事而一直保密到1945年10月。我们大多都见到过各种装有抛物面天线的天线塔（又叫超短波或微波中继塔），常建在很高的地方，用于无线电话线路或电视发射的“接力”。每一个无线塔都是一个电磁波中继站。尽管德国物理学家亨利希赫兹早在19世纪就发现了微波，但只是在二战中各种新技术和电子元件出现以后，微波才被应用开来，成为大容量电话通信和远距离电视图像传送必不可少的手段。
1953年6月2日，“欧洲电视联播”使用微波中继进行第一次电视转播，人们看到的是英国女王伊丽莎白的加冕典礼。而在1951年，法国也曾建立了一条试验性的中继系统。
还在20世纪50年代初期，美国电话电报公司实验室经过10年努力，设计出了理想的电话增音器样机。它装有长寿命电子管，由海岸电话站供电，人们预计它可在水下工作20年。这是一种在远距离电话通信线路上，每隔数千米安装的信号放大和再生装置，以确保信号的逼真。
1956年9月26日，第一条横穿大西洋的电话电缆铺设成功，并同时传输了588路通话，比过去10天内的无线电话通信总量还要多。这项工程是由美国电话电报公司、英国邮电局和加拿大海外通信公司密切合作来完成的。1957年8月14日，第二条海缆铺设完毕，从而实现了穿越大西洋的双向电话通讯。
世界上第一颗人造地球卫星“斯普涅克1”号于1957年10月4日进入轨道。这是前苏联人的骄傲。美国国家航空和航天局直到1960年8月12日才发射了自己的第一颗通信卫星“回声-1”号。这实际只是一个直径30米的大气球，表面镀铝，只能反射地面电磁信号，而没有放大和指向作用。因受陨石撞击，“回声-1”号不久便爆毁。美国第一颗真正具有实用价值的民用通信卫星，是美国国家航空和航天局于1962年7月10日为美国电话电报公司发射的“电星”号。它造价100万美元，可在美国缅因州东部的安多佛地面站和设在英国贡希利镇及法国菲尼斯太尔省普勒默——博多的欧洲站之间，传送多路电话通信和电视图像。——所应注意的是，通信卫星的理论是英国工程师阿瑟C克拉克在1945年公诸于世的。
而从60年代，通信卫星技术一日千里，也就逐渐取代了微波中继站，有电视的家庭开始拆掉房顶上的线状天线，而换上“锅口”朝天的抛物面天线。我们现在的闭路电视信号就是这种“锅式”天线从卫星上接收下来的。同时，通过卫星还促进了电话自身的许多改进。以后的无线电话开始利用卫星来实现全球性通信联系，各式移动电话也借此而得到飞速发展。
从人们对电子和电信技术的消费上看，20世纪50年代时，人们对收音机情有独钟，六七十年代又青睐电视。但是这些音频和视频娱乐都是由电台和电视台安排的，用户没有太多的选择消费的自由。电视唱片、唱机和录像机的出现，虽给人们提供了较大的选择余地；视频玩具、电子象棋等也增加了人们不少乐趣。但人们还是不满足，还是要求获得更多的信息，要求分享更多更宝贵的信息资源，希望能与其他人进行可视的对话，——可视电话，或电视电话已成为人们的一种更高的需要。与此相应，90年代就出现了电话与电视联姻的产物，一种既可听到对方声音，又可看到对方形象、以至说话时的神态表情的多功能视听电话。如果这种电话普及开来，就果真是“天涯若比邻”了。不管你在地球的任何地方与自己的亲友、同事通话，都会像面对面地交谈一样，得到亲见亲谈的效果。
近些年来，美国电话电报公司还发明了一种要求人们必须忘记拨号、响铃、讲话和听话等概念的新型电话，并努力使它成为家庭通讯系统的基石。适应那些父母双方都上班、孩子上学、家里无人的家庭需要，一种具有应急和遥控特点的电话被生产出来。它装有防火报警装置或急救寻呼设备。自动探测电话可监视室内温度、音响和电器设备，甚至还可自动开关室内各种电器或电控阀门等。这种电话也在得到发展：它能甄别打入电话的声音，使人们从远处呼叫自己的电话以进行某种操作，如关闭电炉等，安装在门上的麦克风将声音送入电话机，经识别后，它就会启动一个机械装置将门打开。现在有些可视电话正在成为一种计算机终端，人们利用它能够显示银行结余和购物指南，能够与自己所要通话的对象自由地交谈。电话正在与电视、微机等通过通信电路或卫星与各种信息中心、数据库、商店银行及其他公共服务部门连接成一个信息网络，开展各种电信业务。
越来越小的“地球村”
的确，目前人们使用最多、最广的电信设备就是电话。单纯的传音电话确实拉近了人们的距离，将地球缩小成一个“村庄”，而同时既传音又传图像的电话就会使地球上的人们如同在一个屋子里面对面亲切谈话一样，将“地球村”变成一个“地球家”。
发展真是太令人惊叹了！电话系统在短短100多年时间里，经历了由最原始的磁石式、步进式、纵横式到程控电话交换、全数字电话交换以至当今综合业务数字网交换、异步传输模式的发展。
在综合业务数字通信网中，一条用户线，可以同时将电话、传真、图像、数据等综合地交换、传送。我国及世界各国都在积极开发这种通信网，它在现在电话网的基础上，充分利用先进的数字化通信技术，采用光纤通信、卫星通信及程控数字交换机等，建立起一个全数字化的综合业务网。
光纤通信技术正在成为远距离大容量通信的主角。我们知道，光实际是一种频率极高、波长极短的电磁波，只要适当调制，就可像一般的电磁波一样传送出去。光的频率在2×1014赫兹～5×1014赫兹之间，几乎可以把无限数量的通话调制到一根光纤的频带宽度内，从而极大地增加通信容量。光纤通信的许多优点，如信息最大、传送距离远、体积小、重量轻、保密性强等，吸引着人们利用光纤组成的光缆而不是电缆来建立综合业务数字网。
其实，贝尔在发明电话后，又于1880年发明了一种“光电话”。它用一束聚焦的光线落到一块平面镜上，声音使镜振动而偏转，使反射出的光线随之改变方向，再落到一块硒光电器件上，从而产生正比于声强的电流，推动音响装置将声音复制出来。但因为技术上的巨大困难，贝尔最终放弃了“光电话”。但类似的光电话至少在二战中的军舰或商船都普遍应用过。经过多年技术上的攻关，美国贝尔系统（贝尔电话实验室和西方电气公司）于1976年在亚特兰大进行了多次数字光纤电话通信试验。现在，美国、日本的海底和陆地光缆网络已经形成，并可实现声音、文字、数据和图像的综合处理，而且比起电缆通信来要经济实惠得多。光纤通信的巨大潜力正在通过综合业务数字网不断展示出来。
国际互联网（Internet）最初起源于冷战时期，美国国防部一级计划局的计算机网络即ARPANET，后来又出现了美国科学基金会的NSFNET、美国宇航局和能源部的NSINET。同时，日本、欧洲等也积极发展本地网络。中国在八九十年代之交也建立了自己的网络（叫CHINANET）。逐渐地在此基础上互联形成了一个全球性广域网络，即INTERNET（又叫因特网）。在因特网上，实现了全球信息资源的共享。到1998年，因特网的用户数量已超过1亿。在中国，因特网也正在成为继电话、电视之后的第三大公共系统，人们用它可以访问远程电脑、收发电子信件、进行电子购物、实行电子会议等，用它可以搜索到上万个世界大图书馆和资料库的巨大信息。既然它与电话网密不可分，那么在电脑终端具备电话功能之后，网上的可视电话的实现就不会是太远的事情了。
在因特网上的电视电话实现的基础上，如果能充分挖掘美国摩托罗拉公司1987年设想的“铱”卫星通信系统的潜力，并实现无线移动电话的可视功能，那时，你无论是在家里的网上可视电话前，还是随身携带着一只袖珍可视移动电话，你都可以自由自在地与世界上任何一个地点的人进行逼真的“促膝交谈”。在这个“地球家”里，这是一种多么令人神往的情景啊！
汽车简史
当人类历史进入20世纪，交通运输越来越成为一个国家极其重要的基础设施，成为一个国家赖以生存和发展的命脉。现代运输格局，使我们在感受到空中的飞机、海上的轮船、陆地的火车等交通运输工具的方便快捷之外，我们更经常地体会到汽车给人们的生活带来的诸多便利。其实，汽车的出现只是近100多年的事情。但人们的梦想和追求却已相当久远。
独领风骚的中国早期车辆技术
汽车曾经历了好几千年的孕育和形成的历史，中国古代的车辆制造史对人类发明汽车起了巨大作用。
早在殷商时代，中国人就能制造较高级的两轮车，车轮有辐条，结构精巧华美。周朝时还出现了车轮轴承的润滑油。春秋战国时期，高架车、巢车等新型车辆已广为应用。汉魏时流行一种经济耐用的独轮车。根据科技史家的研究考证，他们认为这不劳人力、不食粮草的“木牛流马”就是一种独轮车，而从其能上山下岭、昼夜运行的情况看，这种独轮车的内部结构和性能一定非常精巧、复杂。大致同时，我国出现了四轮车。南北朝时，出现了规模更大的车，如由12条牛拉的大型牛车、装有20个轮子的大车（类似现在的载重大卡车）及安装磨机的磨车，这些车都已经用石油作润滑材料了。五代时出现了三轮车。北宋时“独轮车”发展成各种各样的运输车，还出现了“手推车”、“二把车”、“鸡公车”等名称，有的独轮车上还安有风帆，以借助风力减轻人力，因其轻便灵活、适应性强，在我国农村应用非常广泛。明代时又有专门运输建筑材料的八轮车。清代出现了四轮铁甲车。
在中国古代的各种车辆中，设计严谨、结构精巧的指南车和计里鼓车最充分地体现了中国古代工匠在运输车辆制造方面的高度智慧和创造能力。它们的机械传动和控制原理都非常复杂，远远超出了同时代西方人的机械制造水平。我们可以粗略地看一下计里鼓车。
宋天圣五年（1027年）卢道隆制造和大观年间（1107年～1110年）吴德仁再造的计里鼓车，结构大致相同。它共有两个足轮，立轮、下平轮、旋风轮、中平轮、小平轮和上平轮等齿轮各一个，整个齿轮系统和车辆同行同止。车行一里，中平轮转一周，同时，在中平轮的轴上安装的一个起凸轮作用的拨子，拨动木人的手臂，击鼓一次。如再加上一个10齿的小平轮和一个100齿的上平轮，当车行10里时，上平轮转一周，上面的拨子拨动另一木人的手臂，使木人击鼓一次。这里面的各种齿轮的大小和齿数都非常精密。计里鼓车虽在汉魏时就已出现，但其因原理和制作方法史书所记不详，就延迟至宋朝才又被人制造成这个样子。
汽车的诞生
中国虽有十分发达的机械车辆制造技术，但现代意义的汽车并没有在中国诞生。荷兰17世纪初的风帆车算是西方汽车的祖先。到18世纪，在瓦特发明蒸汽机之后第二年，法国出现了古诺的第一辆蒸汽车。
法国工程师尼古拉约瑟夫居纽奉陆军大臣舒瓦瑟尔公爵之命，于1771年制造了一辆用来运送辎重和牵引火炮的蒸汽车，当时人们称它为“大板车”。这辆车以粗木作车架，装有三个轮子，前轮既是驱动轮，也是转向轮，司机通过一个双把曲柄控制车行方向。车上装有世界上第一台高压蒸汽机，活塞杆将蒸汽机活塞的运动传递给驱动轮，从而带动前轮运动，它的时速曾达3.5千米。它至今还保存在巴黎国立工艺博物馆，供人参观。
之后，英国著名的铁道蒸汽机车发明者特莱维西克于1801年制造了第一辆能乘坐的汽车。
但是，蒸汽机的动力还太小，带动机车尚显费劲，驱动汽车就更加困难。为汽车创造一种更充足的动力机成为汽车发展的关键。内燃机的出现为实现这一点提供了可能。1832年，布朗发明了最早的内燃机——煤气机。经过法国人卢诺瓦、德罗夏和德国人奥托戴姆勒等人的努力，四冲程煤气机出现了。戴姆勒原是一个军械所的学徒，他与设计师威廉迈巴赫在多伊茨工厂工作期间，就想用汽油代替煤气工作，用电火花代替奥托的火焰点火，把笨重的固定性发动机变成可以移动的轻便汽油机。1883年，这种汽油机问世，可达每分钟900转的高速。随后，他们又造出“座钟”发动机，将它用在两轮车上。1885年，一辆装有这种发动机的摩托车产生，它由一个木架和两个带铁箍的木轮组成，时速可达12千米，从而证明了“座钟”发动机可以用于车辆。
1873年，法国人阿梅代博莱制造出一台有12个座位的蒸汽汽车。能装12个乘客的容载量在当时已经是最大的了，说明它的动力确实很大。这辆汽车上装有两台V型双缸蒸汽机，每台发动机均有一根传动轴，通过齿轮和格尔式链与驱动轮相连。它是后轮驱动，前轮转向，操纵十分方便省力，车上所有的操作机构均装在司机手脚可以活动到的范围之内，而最主要的是装有一个控制发动机进气量的踏板和一个方向盘。这显然已是现代汽车的雏形。1875年，博莱汽车在18个小时之内走完了从勒芒到巴黎的230千米路程（包括沿途的休息和加水时的停留），在载重的4800千克的情况下，时速仍达20千米。因这种汽车易于操纵，所以就有了“温顺者”的美称。
1886年，戴姆勒和迈巴赫让车匠造出一个改了装的马车，把车辕变为操纵杆，以控制行驶方向，司机坐在原来马车夫坐的地方，采用后轮驱动，在平坦的道路上时速已接近20千米。这是世界上最早的内燃机驱动的四轮汽车。1889年，他们就在巴黎万国博览会上展出了世界上第一辆钢管车架的汽油发动机汽车，它的车轮是实心橡胶胎钢圈轮，有两台V型排列双缸汽油发动机，功率为2千瓦，时速分别为5千米到16千米，还有一台锥形摩擦离合器和一套后轮机械制动系统，前面的转向轮略小于后驱动轮。
戴姆勒—迈马赫汽油汽车一问世，法国人勒内庞阿尔和埃米尔勒瓦索就购买了它的专利，改进后组织批量生产。1891年，他们造出了第一台样车，把发动机从原车架的后部移到前脚，并呈卧式安装，节省了车内空间。巴黎国立工艺博物馆里还存有一辆M2E1896型汽车。庞阿尔和勒瓦索是法国最早的汽车制造商，也是世界上最早的成批生产汽车的企业家。他们和戴姆勒、迈巴赫一样被推崇为现代汽车的创始人。
另一位汽车先驱者是德国人卡尔本茨。他在1879年获得了两冲程发动机的发明专利。1887年，他曾造出一辆有点像马车的三轮汽车，用高压电火花为发动机点火，采用汽化器，以便使用液体燃料，前轮控制方向。他的夫人曾瞒着他，驾着这种车，做了一次100多千米的远游，尽管途中出过一些故障，但还是到达了目的地。不久，这辆车就卖给了巴黎的罗杰。他在法国独家经营和装配这种汽车。到了1888年，人们只要花140镑，就能买到一辆这样的“奔驰”车（本茨车）。1890年后，这种三轮车又被改装成四轮车，速度不高，但简单可靠，价格便宜。奔驰车也是当时世界上最先作为商品出售的汽车，1890年～1900年间，就销售了2000辆。
与汽车的速度和性能直接相关的还有轮胎。1887年，英格兰的一位名叫邓禄普的兽医做成了世界上第一条充气轮胎。而如何更好地固定轮胎的问题，是由韦尔奇解决的，他在外胎中埋入钢丝，并用盘形轮缘帮助固定轮胎。如果没有轮胎，不仅汽车不会跑得像现在这样快，而且公路的路面也无法得到很好的保护。
此后，汽车的制造和比赛就迅速发展起来。1894年，巴黎举行了第一次汽车大赛。1895年，车赛的优胜者时速曾达25千米。10年后，美国的赛车速度已达每小时150千米。到1914年，世界上已经有200万辆汽车。
汽车行业的发展与繁荣
汽车行业的空前迅速的发展是由美国人亨利福特推动的。他于1896年在底特律研制成一种福特T型汽车，并于1908年建立了批量生产汽车的流水线。这种生产线是按泰勒制建立起来的世界上第一条装备生产线。由于采用这种生产效率极高的科学劳动组织方法，福特汽车公司得以在1908～1927年间，生产出1800万辆T型汽车。
福特的汽车最初使用凯恩彭宁顿的汽缸四冲程发动机，具有高压点火系统和温差循环水冷却系统。车上还装有多片式离合器、行星齿轮式变速器、行星齿轮差速器、伞形齿轮式后桥和行星齿轮箱式转向器。它们已成为现代汽车最为传统的核心部件。
汽车行业的空前发展还离不开鲁道夫狄塞尔与克虏伯合作研制的柴油发动机的广泛应用。这种发动机比汽油机功率大、压缩比高，而且所用重油较为廉价。虽然狄塞尔因对自己的经济前景深感绝望而投海自尽，但他的柴油机却成了20世纪坦克、拖拉机、舰艇和大多数重型机动车辆包括汽车的动力心脏。
汽车行业的发展同时促动了其他经济部门的腾飞，如对石油的需要，使得石油的生产在整个经济中举足轻重；汽车轮胎对橡胶的需要，使得大国抢掠殖民地的天然橡胶成为重要的殖民掠夺活动之一，甚至于公路、桥梁的修建和维修、车库、加油站、停车场等已成为现代社会不可缺少的一部分。
在19～20世纪之交，法国还出现了两种引人注目的汽车。一种是21岁的青年路易雷诺设计并制造的一辆轻型汽车。它采用轻型管式车架，装有一台三档变速器和一套差速轴式传动系统，除了发动机采用德迪翁—布东式的以外，其他所有零件均是雷诺自己设计的。之后，他的弟弟马塞尔又鼓励他继续系统地组织生产，并于1899年建立了雷诺兄弟公司。经改进之后，从1899年3月起，雷诺汽车在各种汽车竞赛中崭露头角，连连夺魁。从此，这种汽车名声大振，赢得了大批用户。
另一种汽车是阿尔贝德迪翁侯爵与布东一道设计制造的，被称为“面对面”式德迪翁—布东汽车。“面对面”式是指它的两排座位相向排列。它的四冲程发动机转速达每分钟1880转，产生4.5马力的功率，这一转速在当时是绝无仅有的。它还采用了不少新技术和新设备，在水冷却系统、点火系统、转向控制系统及制动系统等方面都有诸多创新，大大推动了汽车零部件制造业的发展。
法国人的贡献还有很多。费尔南福雷于1888年设计的直列六缸发动机，作为一种大容量汽缸发动机，至今仍为一部分美国人所喜爱。他于1889年设计的直列四缸发动机，被莱特兄弟发明的飞机和福特T型汽车所使用。现在欧洲各汽车制造厂使用最多的仍是这种发动机。
进入20世纪，法国工程师皮埃尔费纳伊1926年发明了一种凸块式等速万向节，使汽车前轮驱动成为现实。法国雪铁龙汽车公司的创始人安德烈雪铁龙于1925年制造出B10型和B12型汽车，采用全钢车身，经受了跌落悬崖而受到较小损伤的考验，从而大大增强了小汽车的强度和安全程度。1934年，法国雪铁龙汽车公司采用前轮驱动方式成批生产7A小汽车，从而成为当时世界上最负盛名的汽车公司之一。现在，在全世界的小汽车中，后轮驱动的汽车数量锐减，而前轮驱动车已经成为主流。
轮胎当然是英格兰人邓禄普的发明，但是，橡胶轮胎在汽车上的应用及可拆卸轮胎的发明则要归功于法国的米许林兄弟。兄弟俩领导的米许林公司于1891年发明了这种轮胎，这项重大技术革新使爆胎事故很快就能挽回。这是一件震动世界的大事。1895年，兄弟俩破天荒第一次派出装有这种可拆卸轮胎的“闪电”号小汽车参加巴黎—波尔多—巴黎的汽车赛。从此，轮胎汽车迅速普及全世界。能有效增加重型汽车负荷的双式车轮、可拆式钢盘车轮及子午线轮胎也是这家公司分别于1908年、1914年和1937年研制出来的，极大地改善了载重大卡车、公共汽车及其他各型汽车的行驶性能。而现在被大量采用的轮胎则是英国邓禄普公司于1981年在米许林轮胎的基础上改进的“Denovo”轮胎，它除了拆装十分方便外，即使在瘪胎时也能以每小时80千米的速度继续行驶160千米，而它的安全寿命是10万千米至15万千米。
现在，小汽车里大量采用的集成电路电子点火系统也是法国汤姆逊C。S。F公司研制，雪铁龙汽车公司所最早大量采用的。实践证明，这种点火系统具有使发动机效率最佳化、油耗量最小化的优点，不仅大大增加火花塞的寿命，而且很容易实现冷起动。
其他欧洲国家也做出了各自的贡献。1917年，英国陆军少校威尔逊为刚产生的坦克设计了一种预选式变速器，后来就被广泛应用于各种大型商用汽车和公共汽车。1950年，英国汽车制造商罗弗设计出了世界上第一辆装有燃气轮机的汽车。1952年6月26日，它曾创造出每小时行驶242千米的世界纪录。它所设计的燃气轮机得到各种改进，效率和性质得到极大提高，通用汽车公司、克莱斯勒公司、波音公司、菲亚特公司、雷诺公司等先后采用了这一方法。其中，雷诺公司的“流星”号燃气涡轮汽车，曾在1956年的一次比赛中达到308.9千米的时速。
值得回味的，还有一辆公共汽车。早在1831年，英国人沃尔特汉考克为他的国家制造出了世界上第一辆装有发动机的公共汽车。这辆汽车以蒸汽机为动力装置，可载10名乘客，被命名为“婴儿号”，并立即被投入试验性运营。不久，又出现了汽油发动机为动力的公共汽车，是由德国奔驰汽车公司最早研制成功的。1895年3月18日，第一条15千米长的汽油公共汽车线路在德国北莱茵兰正式通车营业，除两名坐在车厢外开车的司机外，车厢里可乘坐6～8人。另外，巴黎运输公司还设计了一种“未来公共汽车”，外观奇特，各种性能都颇受欢迎。
20世纪后半期以来，汽车零部件也随着整个科学技术的进步而发生巨大变化。雷诺汽车公司于1960年推出了一种安全密封的水冷系，1971年，又发明了小汽车前保护装置——塑料护板。法国人让吉代蒂于1972年发明“迪内美”新式车轮（用于沙地行走大型车辆）。法国汤姆逊CSF公司研制的集成电路电子点火系统在1978年以后被广泛应用。英国CD销售有限公司的基思D雅各布1979年12月发明大视野后视镜。1980年，德国人库尔特哈克尔和赖因霍尔德魏格尔发明了“阿耳戈”专用后视镜。意大利维尼亚莱车身厂1966年首次推出纵向可调支座式座椅。1981年，法国卡尔贝尔松公司生产了“热内发”新式气体发生器，既有较高的技术性能，又能大幅度地节省能耗。这一切共同推进了20世纪汽车工业的发展和繁荣。到1980年，美国的汽车年产量已达1000多万辆，成为世界上第一个汽车大国。80年代以后，日本的汽车产量迅速上升，大有超越美国之势，至90年代前期，日本的汽车已占领了大约1/3以上的美国汽车市场。随之，各国的公路网在各大城市和乡村之间延伸开来，高速公路自30年代以来，已达到至少600万千米的长度。
中国的汽车
由于经济和技术落后，直到20世纪40年代，中国还不能自己设计生产汽车。在新中国成立的前几年里，汽车多是从前苏联进口或是从日本投降军和国民党军队手里缴获来的。1956年7月，在前苏联援助下，建成了新中国第一个汽车制造厂——长春第一汽车制造厂，它所生产的解放牌汽车至今仍是我国汽车市场的重要品牌。1958年，由汽车专家孟少农主持设计，“一汽”造出了中国第一批东风牌小轿车。
从1950～1979年的大约30年时间里，中国的公路从8万千米增至80万千米。其中，1954年通车的康藏公路、青藏公路把世界屋脊（青藏高原）同四川、青海联系起来，高原上开始出现了现代化的景象。这期间，中国的汽车增加到144万辆，其中大多数是一汽的产品。同时，北京的吉普车厂、上海的小轿车厂、南京的轻型载重车厂都生产了不少经久耐用的汽车，天津、武汉、郑州等城市也建立了不同型号的汽车制造厂。70年代，在湖北十堰建立了第二汽车制造厂，开始生产东风牌载重汽车。
进入80年代以来，党和政府在各行各业推行改革开放政策，这使我们的汽车行业出现了巨大的变化。从国外进口的汽车（包括高级小轿车）数量剧增，同时，许多汽车生产厂家迫于市场压力也开始开发新产品。汽车的各项技术性能有了显著提高，汽车的色彩和样式趋于明快和多样化。中国人自己的开发能力也逐渐展现出来，在汽车的局部技术革新上也获得了可喜的成绩。如辽宁省辽阳市燃料公司的白尚玉发明了一种汽油车的汽、柴油两用进、排气歧管，它使汽车既能使用汽油，又能使用柴油，具有结构简单、设计合理、使用性能好、节省汽油等优点，并可方便地安装到现在的各种汽油车上。青州市万家通用电器厂的郑传圣发明了一种会车变光自控装置，用于汽车及各种公路车辆在相会时的自动变光，具有识别车灯、路灯及抗路灯干扰的功能，还能钳制本车被控车灯反回光干扰。沈阳汽车制造厂的陈玉宝等还发明了一种叫做“三辊横轧轻型汽车半轴套管”的汽车零件加工工艺，不仅使生产效率和产品质量大大提高，而且提高了材料利用率，可节省能源40%，减轻了工人的体力劳动，操作安全，无环境污染。还有上海市李升阳发明的“汽车大灯全自动调光系统”，大大改善了汽车灯光在两车靠近、超车或拐弯时的灯光信号变化能力。
到1986年，我国的公路就延长到96.2万千米，国产和进口汽车达360万辆。此后，中国汽车工业中最明显的进步，就是一大批企业同外国合资或合作，引进先进技术，大大提高了汽车工业的技术水平和规模档次。我国现在比较有名的品牌，如上海的“桑塔纳”、长春的“奥迪”和“捷达”、北京的“切诺基”、天津的“夏利”、十堰的“富康”、广州的“标致”等轿车和吉普车，都是分别与德国、法国、美国、日本等国合作的产品，也是我们在90年代以来在公路和城市街道里最常见的汽车。与此同时，各省区内部或相互之间的高速公路建设在90年代尤其是90年代后期获得空前规模和速度的大发展。高速公路的建设极大地提高了汽车的交通运输速度和行车的安全程度，为国民经济的发展和人民生活水平的提高创造了更加优越的条件。
但是，从总体上看，相对于社会、经济发展的实际需要来说，我国的汽车行业和公路交通还很落后，一些经济学家甚至认为这正在成为制约我国经济发展的“瓶颈”。因此，我们必须奋发图强，在迈向新世纪的过程中，大力发展汽车和公路交通运输事业。为此，我们需要对走向21世纪的世界汽车工业的大趋势有所了解。
面向21世纪的新型汽车
目前的汽车尽管已给人们带来了各种便利，但人们也切实感到了它的许多不足。于是，不少汽车大国都在竞相研制21世纪初的全新汽车。据专家预测，这种未来的汽车将具有节省能源、减少污染、安全舒适及智能化的特点。
节约能源成为新型汽车研制所追求的最重要目标。我们知道，地球的能源尤其是化石能源（如煤、石油等）越来越濒临枯竭，而石油的很大一部分正是被汽车吞噬掉的。虽已在研制太阳能汽车和氢气动力汽车，但因技术难度过大，短期内无法大面积推广。于是，节省油耗就成为最实际的选择。改善发动机的功能、提高燃料利用率当然是重要的节油途径。但用气动技术改善车体外壳的流线型式，及用塑料、铝和其他轻质材料制造车体已成为人们实现节油的又一重要追求。纤巧轻便的内部系统和车体，可实现轿车每百千米油耗低于4.7千克的目标。1980年，德国还出现了一辆“节油冠军汽车”。美国通用汽车公司的塑料轿车技术正趋成熟，欧洲“尤里卡”计划中对“轻型汽车”提出了要求，德国奥迪公司还制成了全铝汽车。一种使用喷汽战斗机材料、采用超流线型设计的“超级汽车”可能很快就要面世，它消耗电和少量汽油，每100千米仅耗油1.6升（普通夏利车是6升）。它的车体大量采用由碳、玻璃或特别塑料等复合纤维材料制成，内燃机体积小、功率高、污染少，还可向驱动车轮的电动机供电，刹车时可储存电能，爬坡时可补充能量。日本的大发、三菱公司，欧洲的梅塞德斯，宝马公司和美国都在加紧研制之中。
我们知道，汽车排放的大量废气是城市环境污染的“罪魁祸首”。各国政府都采取了一定的措施，但大多未能根本解决问题。为此，天然气汽车作为最近可能的选择即成现实，它的废气排放量是柴油汽车的一半。而从清洁度来说，最理想的要属电动汽车了，它的噪音和振动都小，保修容易，没有尾气，但因为目前所能使用的各种蓄电池的性能达不到要求，电动汽车的速度远无法与汽油汽车相比。看来，燃氢汽车可能最有前途。因为它把水分解成氢和氧，几乎取之不竭，所放能量比汽油高，燃后排出的是水汽，毫无污染。但它有噪音和振动都较大等缺点，并存在着要常使液氢燃料保持-253℃的温度的技术难题，这使人们目前无法去成批地生产这种汽车。另外，还出现了以酒精为燃料的汽车。
近几年来，全世界每年死于车祸的人数都在40万人左右，居各种事故伤亡人数的首位。安全成为未来汽车工业的首要目标。有效地防止或抵抗撞击当然是提高汽车安全系数的重要手段，这要求未来汽车的座椅抵抗正面撞击的坚固性比现在高4倍。另外，一种形同橄榄球似的椭圆形汽车，拥有一个尖圆形的车头，将使两车相撞变为侧面擦身而过，从而大大减轻汽车相撞的后果。同时，能够保证在雪雨路面上安全行车的4轮导向、4轮传动的技术也在积极推广，它能提高刹车性能。专家研究表明，高速公路上26%的致命事故是由半睡眠状态引起的，于是，一种警报系统被雷诺公司和白菇汽车公司生产出来，它专门用来监视驾驶员在操纵方向盘时的微小的动作变化。日本的“丰田先进安全汽车”运用电子等先进技术，进一步提高了安全性能，如采用17项最新技术，包括打瞌睡驾驶警报系统。
智能汽车技术试图最终消除司机失误造成的事故。日本三菱公司的自动驾驶系统、萨巴鲁公司的100%的计算机辅助驾驶、梅塞德斯—奔驰SL双座敞篷车等都是当今智能技术的结晶。日本生产了一种新型车，司机在开车中，可通过电话联系工作，或收看电视、接受传真；同时，还能操纵家里的洗衣机，掌握厨房电炉炖鸡的火候，指挥机器人扫地……他的行车路线已编入电脑，汽车一直处于最佳路线上，因此绝不会有危险。有的智能汽车上装有探测前行车距离的雷达系统或某种类似船舶的“导航”系统；甚至可以根据卫星传来的路况信息来自动调整行速……电脑技术将使汽车的“智能”大为提高。
在智能交通运输系统中，与智能汽车搭配的是智能公路。在这种公路上，如果发生了撞车事故，撞车地点就被自动定位，同时发出呼叫信号，一方面指示救援，紧急抢救；一方面警告后面的车辆小心，防止后继撞车。将汽车和道路融合在一起的是交通管理系统，一方面利用各种高新技术手段自动调节交通信号，实施最佳的交通管理；一方面借助计算机分析处理车辆密度、速度等信息，实施交通监控，对车流实行疏导。这使整个公路网上的交通处于最佳状态。公路上的自动导航系统可使驾驶员利用车中的小型电脑处理各种信号，帮助选择最佳最短的行车路线，从而能够快速、安全、舒适地到达目的地。
科学家预计，智能交通系统将在21世纪大显神通，可使高速公路上的恶性事故减少8%，在大大加快速度的同时，也大大减少对环境的污染。世纪之交，大量采用超流线型、喷气战斗机材料的超级智能汽车，以电为能源的电动汽车、甚至真正无污染的燃氢汽车、磁悬浮汽车都可能成批地出现在公路上。
飞机简史
飞机已经成为现代文明不可缺少的交通工具。它通过许多条空中航线把世界各国连接了起来，从而为人们提供了既方便又迅速的运输和旅游途径。一些大型的农业和林业经营单位，经常使用飞机来喷洒杀虫剂，以便大面积控制病虫害，或者用飞机在一些较广阔的丘陵或山丘播撒下优良的林木或花草种子，以绿化大地。地理工作者还用飞机准确而迅速地对广大地区进行测绘，把那些从空中拍摄的照片一张一张地拼接起来，以便绘出极好的地形图来。甚至，气象工作者也利用飞机进行气象观测或人工降雨等。
但是，这偌大的金属飞机，怎么就在那么高的天空上飞起来了呢？还是让我们看看飞机的来龙去脉吧。
人类早期的飞行
自古以来，能够像鸟一样地在天空中飞行，一直是人们梦寐以求的事情。中国的神话故事里就充分表达了这种梦想，比如《封神演义》中的哪吒和那些仙女们、天兵天将们，《西游记》中的孙悟空等。在中国的广大人民中间，还广泛地流传着一个嫦娥奔月的美丽故事。
在古代希腊人的神话、传说中，有关于代达罗斯与伊卡洛斯的故事，也同样表现了人类像鸟儿一样翱翔天空的梦想。
而最早记录人类飞行历史的是中国。《墨子鲁问》中就提到著名的发明家鲁班曾用竹子制作一个“木鹊”，可以在天空飞行，三天而不坠落。墨子本人也曾花三年时间制造了一只木鸟，在天上飞行了一天。这些应该是最早的飞机的雏形了。在《汉书王莽传》中，记载着这样一件事，约在公元9年～公元12年间，有人“取鸟翮为两翼，头与身皆着毛”，用环钮把两个翅膀绑在身上，飞行几百步远就坠落下来。这跟近代欧洲人最初的滑翔飞行非常相似，应该说是人类最早的飞行试验。
大约在公元3～4世纪，我国还出现了一种升空车。如晋代著名道人和炼丹家葛洪在《抱朴子杂应》中说：“用枣木心为飞车”，用牛皮绳环绕车柄，迅速抽出皮绳，使飞车旋转，能“上升四十里”。这与多年以前人们在市场上见到的直升飞机玩具，在升空和飞行原理上都是一样的。后人把这种升空车体积缩小，结构简化，就变成了一种用双手一搓就能飞起来的“竹蜻蜓”。只是到了西方的文艺复兴时期，应该不早于13世纪，竹蜻蜓才传到欧洲，那时众多的启蒙学者们几乎人手一只，玩弄起来觉得十分奇妙。
从历史上来看，对现在的飞行技术有重要影响的，应当是风筝。这也是最早由中国人发明的。大约在公元前1000年左右，还出现过能把人带起来的大型风筝。但史书对此记载不详。而在唐代李著的《独异志》中，记述了公元547～549年，南朝梁的首都金陵（今南京）被敌人围困，当时的萧纲（即梁朝简文帝）曾用“纸鸢”（即风筝）飞到城外传送警报。后来，人们在风筝上用竹片绷紧一根弦，风吹时能发出嗡嗡的响声，像古筝一样，人们才称它为“风筝”。
在欧洲，15世纪时，著名的意大利画家、学者达芬奇就对鸟类的飞行做过科学的考察，并绘制出人造鸟翼的图纸。之后，博雷里于1680年也进行过类似的研究。同时，不少人还设计了直升飞机和扑翼飞机的模型，直升飞机发展了竹蜻蜓的飞行技术，扑翼飞机则是对鸟类飞行的模仿。类似的设计和制造，在18世纪～19世纪，史书有记载的有数十人之多。但是，大多数试验是失败的，只有橡筋动力的直升飞机玩具还算比较成功。随后，研制飞行器的活动开始由活动翼转向固定翼，这方面最有特色的是英国著名的乔治凯利爵士。
凯利在1799年就写论文，论证了滑翔机是可能制成的，并在1804年制成了一架没有发动机的飞机，这是一台具有像风筝一样的单翼，并带有十字形尾翼的滑翔机模型，曾拿到一个较高的山冈上，做了一次成功的试飞。当凯利为飞机装上蒸汽机时，飞机因变得过于沉重而未能飞离地面。但在有多年的模型飞机放飞的经验后，年近八旬的凯利爵士终于在1852年～1853年间，制成了一架大型滑翔机，曾成功地载人飞行两次，一次是载着一位极不情愿的马车夫，飞过一个山谷。一次是载着一位少年。可惜的是，这个成功的试验未能留下完整的文字记录。
1856年，一位名叫让玛利勒布里的法国人第一次驾驶着滑翔机，进行了一次成功的飞行。
滑翔飞行直到19世纪末才有了重大进展。德国人利连塔尔制造出一系列悬挂式滑翔机，并进行过上千次滑翔试验。利连塔尔还在中学时代就试验过扑翼。但是他精心研究的结果是，只有掌握了滑翔飞行，才能进一步使用发动机，进行动力飞翔。于是，他从滑翔机模型开始，一步步地加大滑翔机的尺寸，并使它载着自己，在花园中飞行，后来又从小山坡上向下滑行，并能飞行350米远。这大概已经超过了中国古代的飞行前驱——万户。利连塔尔不仅善于实践，而且善于总结经验、积累大量数据，从而概括出了升力公式。1889年，他发表《鸟类飞行是飞行技术的基础》一书，指导了那个时代众多的飞行尝试者们的实践。在1896年8月9日，利连塔尔正在空中滑行，一阵狂风使他失去平衡，飞机载着他一起坠落下来，最终也没有逃脱万户的结局。第二天他就去世了，这时他才48岁。
人们在不断探索滑翔飞行的同时，动力飞行的尝试也在不断地进行着。英国的亨森和斯特林费洛在1847年就制造了一台动力模型飞机，它的翼展有6米，由蒸汽机驱动。但是，它不能在空中连续飞行。
第一架成功地离地升空的载人动力飞机是由法国人克莱蒙阿代尔制作的“风神”号，形状像蝙蝠，由15千瓦蒸汽机驱动。1890年10月9日，它飞离地面50多米。阿代尔在专利证书上第一次使用“飞机”一词，并称飞机就是“会飞的机器”。接着，在法国国防部的支持下，阿代尔又制造了由两台15千瓦蒸汽机驱动的飞机。这架飞机于1897年利用斜面跳板起飞，曾离地飞行了300米，突然遇到一阵风，将这架飞机摔得粉碎。
与此同时，法国人还有其他方面的贡献。如拉克鲁瓦兄弟曾在1857年制出了分别以发条和蒸汽机为动力的模型，实现了离地飞行。14年后，佩诺德发明了橡筋动力飞机模型，能飞55米高。
看来，人类早期的飞行是充满艰辛和鲜血的。人们为此付出的代价决定了人们终究能够实现真正的飞行。
莱特兄弟
到19世纪末，随着科学技术的发展和人们对飞机的孜孜以求，真正的由人来驾驶和操纵的飞机已经是呼之即出了。而在世纪之交，一项非常接近成功的动力飞行试验就显得格外引人注目。这项试验是在美国史密斯逊研究院的院长塞缪尔兰利的领导下进行的。
兰利在1890年前后开始进行飞行探索，而且他的方法与利连塔尔的滑翔飞行很不一样。他先是利用7350瓦的蒸汽机，带动一架直径为18米的水平螺旋桨产生人造风，来研究升力问题，然后又制造一些小的模型飞机，利用小型汽油发动机作动力，使小飞机绕着直径为12米的圈子飞翔。这为他之后的研究打下了良好的基础。
兰利又在1896年先后制出两架长达数米的大型飞机模型，在小蒸汽机的驱动下，分别飞行了800米和1200米。这是一个成功的创举。尽管有人说他跳过了载人滑行试验的阶段，但他成功的动力飞行在1898年初得到了美国国防部的5万美元资助，史密斯逊研究院也增拨2万美元，让他进行载人动力飞行试验。
终于在1903年，他花巨资将飞机造了出来。这架飞机长达17米，宽14.6米，使用了重量为100多千克的38千瓦汽油发动机。但奇怪的是，这年的10月7日，兰利的第一次试验安排在从波多马克河上的一艘船的前甲板上起飞。由于飞机前部被发射车卡住，结果连驾驶员带飞机都栽到了河里，几乎酿成惨祸。经过整修，飞机复原，同年的12月8日进行第二次试飞，遗憾的是，飞机刚一离开甲板，就又掉到河里，试验完全失败了。
多少年之后，人们才发现了兰利飞机失败的原因，而稍加修改和矫正，它也竟然飞了起来。但是，在19世纪末呼之即出的飞机，还是在几乎和兰利失败的同时被制造出来了。
1903年12月17日，莱特兄弟的载人动力飞机首次试飞，获得历史性的成功。这次成功发生在兰利第二次失败的9天之后及距他失事160千米的地方。
莱特兄弟生长在一个并不富裕的牧师家庭。当他们在分别只有7岁和11岁时的一天晚上，父亲突然把他们叫到起居室里，神神秘秘地对他们说：“我有件奇怪的东西给你们看。”说着，就把捂着的两手张开，只见一件小玩艺儿飞了起来，直上天花板，飞了约1分钟，最后落到了地板上。
兄弟俩被这神奇的东西惊呆了。他们平时只见过小鸟、蝙蝠和一些昆虫能够在天上飞。他们怎么也没想到，这无生命的小东西也会自己飞起来。这小玩艺儿原来是一件简单的橡筋动力直升飞机模型。他们于是模仿着做了好几架类似的东西，都飞得很好。从此，制造飞行器的理想就成了兄弟俩共同的人生目标。
他们虽上了高中，但没能拿到毕业证书，只得以修理自行车为生。经济的困境并没有阻碍他们对飞机的追求。他们收集和研究了许多有关飞行的书籍杂志，对那个时代的各种飞行试验非常了解。利连塔尔的不幸遇难使他们意识到，飞行的关键问题是左右侧向的平衡。
解决问题的思索是枯燥乏味的，没有非凡的意志和惊人的毅力，实在难以支撑下去。莱特兄弟在不断地尝试各种可能的设计。终于有一天，哥哥莱特在为顾客拿自行车内胎时，无意中发现扁平的包装盒是扭曲的，便突然想到：利用扭曲机翼的办法来控制平衡。为验证这一想法，他试制了一架1.5米的盒式风筝来模拟飞机，通过几根细线来控制风筝的飞行姿态，结果十分令人满意。一架载人滑翔机的构思已经完整地浮现于他们的脑际。
为避免利连塔尔的损失，兄弟俩用一种放风筝的方式来做试验。经过调查，他们决定到北加利福尼亚的吉蒂霍克，那里一片沙漠，没有树木，风速平均在每小时24千米左右。这架简单的滑翔机重量只有24千克，总共才花了15美元。他们把绳子的一端固定在地上，另一端系到飞机头部，一个人趴在上面操纵，随风力加大，飞机果然像风筝一样飞了起来。第二天，他们又制造了一架机翼面积更大的新飞机，曾迎风滑翔了120米远。后来，他们又花15美元，制造了一架由汽油发动机带动的高宽各0.4米的风洞，测试各种形状的机翼在不同迎角和流速下的升力表。到1902年，他们制造出的滑翔机已能迎着每小时560千米的风，滑翔180米了。
时间推移到1903年，他们自己动手制造了一台重约77千克的汽油发动机，并根据风洞升力表设计了螺旋桨，制成了一架载人动力飞机，于12月17日开始了人类历史上第一次真正的载人动力飞行。
其实，这次飞行没有太多的惊人之处。它仅升空12秒，飞了近100米。即使在同一天的第四次试飞，也仅升空59秒，飞行256米，第五次试飞，因遇风把飞机都吹坏了。但是，试飞毕竟成功了。从这一天起，人类的航空事业就飞快地发展起来了。
航空事业的飞速发展
莱特兄弟的试飞成功，标志着航空技术的重大突破，之后的发展便呈现群雄并起、势不可挡之势。总的来看，大致经历了由业余竞赛到军用，再到商用与军用并举这几个阶段。
实际上，莱特兄弟的成功并未引起美国人的足够兴趣，他们不得不到欧洲寻求发展。1908年，哥哥莱特在法国勒芒市一个赛马场驾驶他的“飞行者”3号进行了九次飞行表演，创造了一次留空2小时20分30秒及飞行高度110米的纪录，震动了欧洲。随后，他们又应邀到各国首都进行表演，受到各国首脑的接见。这激起了欧洲人发展航空事业的极大热情。而在此之前，1908年的1月，法国人亨利法曼曾驾驶加布里埃尔瓦赞制造的“瓦赞”号飞机，首次完成了1000米闭合航线飞行。1909年7月25日，法国人路易布莱里奥首次驾机从法国加莱飞到英国的多佛尔，飞越了英吉利海峡，创造了航空史上的奇迹。到1920年7月，法国人为纪念莱特兄弟对欧洲航空事业的贡献，而在勒芒市中心建起一座10米高的纪念碑。
任何事物在刚刚发展的时候，都有许多不足之处，这就为广泛的探索提供了机会。几年时间里，各种奇形怪状的飞机陆续出现，加上各种频繁的航空竞赛，更给飞机的发展“火上加油”。
法国在1909年8月举办为期一周的国际航空竞赛盛会，38架飞机参赛，有87架次飞行距离在48千米以上。莱特兄弟的飞机在这时已显不出它的特色来了。而法曼的飞机则创造了又一个崭新的纪录：连续飞行3小时4分56秒，航行180千米。美国柯蒂斯的37千瓦双翼机每小时飞行76千米，在速度上获得冠军。而莱姆森的飞机升到1384米的高空。每个项目的优胜者都获得了4万美元的奖励。在这个时期，也出现了其他各种飞机，通过竞赛，又淘汰了不少。
当世界历史发展到1914年，第一次世界大战的爆发使得航空工业被纳入各国政府的发展规划之中，并使飞机迅速被用到战争中了。
起初，飞机多用于侦察和通讯，或顺便投下一些手榴弹或炸弹。数月后，机枪就被装到飞机上了，还出现了专门的轰炸机。战争极大地刺激了飞机技术的发展。德国在一战中就制造了3800架飞机，俄国4000架，英国49000架，法国51000架。美国虽参战较晚，也在3个月里制造了5000架更加精良的飞机。同时，飞机的各种性能已在迅速提高，飞机功率由战前的几十千瓦到战争中的265千瓦，飞行高度由1914年的2000米，提升到1918年的9000米，最高时速也已超过200千米。甚至还出现了大型飞机，如“旱雷”轰炸机的翼展达30米，机长20米，可载120千克重的炸弹30枚，最长可连续航行7小时。
第一次世界大战结束之后，航空工业又在商业化方向上飞速推进。曾几何时，一些退役的飞行员装扮成江湖艺人，利用廉价的处理战斗机，到处进行“空中杂技”表演，如在机翼上行走、做杂技动作，或从一架飞机跳上另一架飞机等等，确实吸引了不少人。而另一些有商业头脑的人，则利用退役的轰炸机，从事商业飞行。
1919年6月25日，哈维特兰驾驶着由轰炸机改装的客机，首次将四名乘客从伦敦送到法国，开始了定期航班飞行，这就是民用航空事业的开端。之后不久，法美之间的定期客运飞行开通。从1921年开始，伦敦和巴黎之间开通了航空邮政业务，这项事业很快在各国铺开。
在二三十年代，美国致力于发展大型客运飞机的制造技术。波音B247双发动客机于1933年2月投入飞行，可载着12名乘客，以240千米的时速飞行。当时最好的商用飞机是美国麦克唐纳道格拉斯飞机公司生产的DC-3飞机，它有两台各880千瓦的发动机，载客30名，而在一次救灾活动中曾装载74人。这种飞机在第二次世界大战的亚洲战场上，以“飞越驼峰”而闻名于世。
第二次世界大战的爆发，又一次为飞机的发展提供了契机，其中，美国波音公司的B-29轰炸机还因于1945年8月6日在日本投放了第一颗原子弹而将其威名永载史册。这次，飞机不再朝着大发动机、大重量、大机翼的方向发展，而是产生了喷气式发动技术的新突破。
英国人弗兰克惠特尔是涡轮喷气发动机的发明人。他在孩提时代就亲眼见过一战中的战斗机和轰炸机，1926年，成为英国皇家空军学院的飞行员。他学习刻苦，善于思考，在发现旧的活塞式发动机缺点的基础上，发现了喷气发动机的原理。1930年，他就此提出发明申请，却没有厂商尝试生产。直到1935年，一个银行家财团提供资金，惠特尔才得以设计出一台真正的喷气发动机。1937年4月12日，这台发动机运转起来。又到1938年3月，才得到空军部的订购合同（只要1台）。也许是战争的推动吧，1941年5月15日黄昏，英国空军中尉塞耶才在一片轰鸣声中，驾着英国的第一架喷气式飞机，冲上了天空。
但是，真正用于战争的喷气式战斗机是在法西斯德国制成的。虽然，奥海恩的喷气发动机比惠特尔晚五个月运转，但它至迟到1939年8月就被装到He178单翼机上，比英国提前升空了。世界上第一架喷气式战斗机是德国飞机设计师恩斯特亨克尔设计的He280.而大批量生产的喷气式战斗机是梅塞施米特设计的Me262，只因希特勒下令改成轰炸机，而未能发挥它的空战优势。同时，德国人还制造了多种规格的战斗机，比当时的英美等国都先进得多。
喷气式飞机的进一步发展，有赖于对一种叫做“音障”的飞行极限的突破，也就是要使飞行速度超过音速。1946年9月6日，英国飞行员哈维兰驾驶一架无尾单翼喷气飞机，从12000米高空向9000米俯冲，但就在突破音障的一刹那，轰的一声巨响，哈维兰便和飞机一起成为碎片。美国随后又为此损失了18名试飞员。直到1947年10月14日，24岁的耶格尔驾驶火箭动力的“贝尔X-I”研究机，在12800米的高空突破了音障。之后，他的速度曾达音速的1.6倍。1953年12月12日，他驾驶的“贝尔”X-IA飞机，时速竟达2640千米。
在抗美援朝战争中，中国人民志愿军的喷气战斗机曾与美国的喷气式战斗机遭遇。我们使用的是前苏联的速度为音速1倍多的米格歼击机。20世纪60年代，好几个国家的战斗机已超过音速2倍。这期间，超音速喷气技术又被广泛应用于客运、货运等商业领域。
多姿多彩的特种飞机
在航空史上，正统的飞机大都是典型的固定翼飞机。但人们为了不同的目的，还研制了一系列的特种飞机，显示出人类在飞行方面的高超智慧。
法国人亨利法布尔将普通飞机稍加改装，发明了水上动力飞机，这是1910年的3月28日。而在1907年，瓦赞就研制了水上滑翔机，并成功地使之从摩托艇上飞上塞纳河上空。同时，桑托斯迪蒙也操纵他的水上飞机升空。此后，水上飞机便纷纷问世，如法曼的双浮筒水上飞机，柯蒂斯的重达56吨的巨型“Do-10”水上飞机，多内勒韦克的船身式水上飞机等。水上飞机发展到30年代后期，就逐渐被航空母舰技术所取代。
旋翼机的发明人是西班牙一位年轻的工程师胡安德拉西埃瓦。他看到多次飞机失事，飞行员丧生，便决心解决这个问题。一天，西埃瓦看到两个枫树叶片飘落时，由于不断旋转而下降缓慢。他一下子就想到，如果飞机也有类似形状的旋翼，就可挽救飞机和飞行员。1923年，他制成一架“C-3”旋翼机，1925年曾在英国进行公开表演，大受欢迎。1928年，他的“C-8L”旋翼机时速已达177千米。不幸的是，他在1936年的一次普通航班中死于空难。
直升机的雏型产生于15世纪达芬奇的画室内，这是一种高速旋转时因切割空气而起飞的飞行螺旋。第一架升空的直升机是法国人拉努瓦和比安弗尼设计的玩具直升机。1796年，乔治考利爵士设计出一种直升机，却始终未能造出样机。到1863年，法国人蓬东达梅库尔研制出第一架由蒸汽机驱动的铝结构直升机，但未能飞起来。1877年4月15日，意大利人恩利克弗拉尼尼则使他的直升机第一次飞离地面，并在20秒内升到13米高度。1907年11月，法国人保尔科尔尼的直升机，载着飞行员离开地面2米。1908年3月，它还持续飞行了20分钟。
但公认为“直升机之父”的却是路易布雷盖，他和里歇教授一起在1907年制造了第一架旋翼直升机，这年9月29日，首次试飞成功。到1923年，直升机还只能在5米高度悬停10分钟，有的能够平飞736米远。使直升飞机有重大突破的是有前苏联血统的美国工程师伊戈西科尔斯基。他研制的第一架单旋翼直升机“VS-300”可以悬空停留15分钟，而到1944年，这种飞机便被投入英国海军使用。1955年，法国“云雀”直升机利用燃汽涡轮发动机，可载四名乘客和一名飞行员。1966年6月，“云雀”Ⅲ型直升机运载七人，时速达210千米。此后，世界各国还制造了许多类型的直升机，真是五彩纷呈。
世界上最大的直升机是前苏联的米-12“信鸽”直升机，它重105吨，翼展67米，机身长37米。1969年8月6日，它载着40.2吨货物，升到2255米高空，创下了世界纪录。
还有一种垂直起落飞机。最早在第一次世界大战期间，美国的艾伯特弗扎姆就设计了五层弯曲机翼的飞机，但因动力不足，无法升空。30年代，杰拉德赫里斯的工作也未达到预想目的。直到1954年6月，美国进行了第一次成功的垂直起落试验。1966年，英国工程师西德尼卡姆爵士设计的“鹞”式垂直起落机试飞成功，随后便投入使用。从这以后，这种飞机的制造技术和性能就不断地提高起来。
为了解决许多城市机场的拥塞问题，美国波音公司还研制出一种巨型飞机，与今天常见的飞机有很大不同。它是借助先进的计算机辅助设计技术进行设计的，它五短身材的机身内含驾驶舱，像树桩一样从厚厚的机翼中探出头来，类似一个三层影剧院，可容纳600～800名乘客的客舱位于机身和机翼内。它使用铝锂合金制成，重量较轻，它的喷气式发动机功效更高，寿命更长。飞机上还大量采用微型传感器和致动器，并且由电脑将内外信息联通起来，集中到驾驶舱内由电脑控制的仪表上。这种飞机于1988年投入使用，它虽然体积大，但因重量轻，性能好，飞行速度比通常的飞机要快，飞得也高，噪音小，所用燃料也少，并能连续飞行14小时，也更加安全、便利。
飞机的速度越来越成为人们追求的重要目标。80年代，人们还在幻想以5倍或7倍于音速的速度在天空飞翔。如今，美国、法国、英国、德国的一些大飞机公司正在联合研制25倍于音速的飞机发动机，这时，飞机的速度可达每小时27000千米。另外，将采用火箭发动机的空间飞机，集普通飞机与宇宙飞船的优势为一体，既可在两三个小时内将乘客和货物运送到世界上任何地方，也可取代火箭和航天飞机，以最理想的方法把卫星送入轨道，将人们送入空间站，这种飞机又叫“空天飞机”。这种空天飞机的一般飞行时速为5000千米或6000千米，约为音速的五六倍，但最高时速可达27000千米。这两种超高音速飞机便是最近即可实现的。
21世纪的欧洲战斗机EF2000已于1994年3月在德国试飞成功。这种飞机是由前西德、英国、意大利、西班牙四国于1984年～1985年间开始共同研制的。它的速度2倍于音速，完全用新材料制成，重量轻而强度增加，可同时携带五种武器如导弹等，利用阿帕奇远程导弹系统，可对150千米射程内的地面和海上目标进行攻击。EF2000的系统指标和试飞如果都达到预定目标，就将成为这四国21世纪的主力战斗机。
新中国的航空历程
旧中国几乎没有自己的航空工业。
最值得纪念的一个人，是美国华侨冯如。作为中国第一个飞机设计和制造者，他曾在1910年10月旧金山的一次飞行比赛中获得优异证书。他后来回国准备发展中国的航空事业，但因困难重重，终未能实现。不幸，他在一次飞行试验中殉职。在抗日战争初期，前苏联曾向中国派来1000多架飞机和12000多名航空志愿人员参加抗战。抗战胜利后，美国又以低价卖给国民党1000多架飞机，为其发动内战提供援助。这时，国内只有几所重点理工大学设有航空系，也仅有几个飞机工厂。
新中国的成立改变了我国航空事业发展的条件，基本上走过了一条仿制、改进、研制的道路。在1951～1986年间，中国建设了11个飞机制造厂。沈阳建立了我国最早的喷气式发动机厂和飞机工厂。1954年，江西南昌飞机厂制造出第一架“雅克”18型初级教练机。1956年，沈阳造出了当时还属先进的“歼五”型喷气发动机，随后又造出了“歼五”型飞机，在此基础上发展出的歼六、歼七两种型号，成为中国空军60年代至70年代的主战歼击机。南昌飞机厂1958年研制出我国最早的运输机“运五”。同年，哈尔滨飞机厂制出“直五”型直升机。1966年，哈尔滨厂又造出“轰五”轰炸机。由留学英国的飞机设计师陆孝彭设计的“强五”型强击机目前已形成一系列型号。由沈阳飞机设计所黄志千、顾诵芬、叶正大等1966年设计、1969年制成的“歼八”型歼击机是一种飞速2倍于音速的高空高速战斗机。80年代，在顾诵芬主持下，又推出了“歼八”Ⅰ型和Ⅱ型歼击机。截止1993年，中国研制和生产的轰炸机、强击机、歼击机、运输机、直升机、无人驾驶机、教练机共27种，有60个型号，共计14000余架。
改革开放以来，我国加强了航空领域的技术交流与合作，与英、法、德、美、俄等国的合作已取得了显著的成效。目前，从总体情况看，我国航空事业的生产、科研、教育体系已相当完备，其规模甚至超过了航天系统。
要想全面了解我国在飞机技术方面的现状，还是让我们看看中国空军在建国50周年庆典上接受检阅的情况吧，新闻界称这是“用50年浓缩而成的6分59秒”。
这个受阅梯队由132架战机组成，拉成73千米长的机群阵列。领队梯队是空军“八一”飞行表演队的8架战机，英姿飒爽，以刀裁斧切般的阵势，威武地护卫着一架巨大战机。紧接着，是6个“三角形”编队，共18架大型轰炸机组成的楔子形空中第二梯队。这些轰炸机被誉为“空中大力神”，是中国战斗机家族中体积最大、载弹量最多、航程最远的多功能机种，具有全天候、全方位的空中打击能力，它的第一代产生于我国第一颗原子弹爆炸7个月后的1965年5月14日。
由两架空中加油机和四架受油飞机编成的两个三机楔形，是第三梯队。中国是继当今世界英、美、俄、法之后第五个掌握这种飞机的研制技术的国家，标志着我国空军的远程作战能力已有了突破性进展。第四梯队是被誉为“民族之鹰”的“中国飞豹”海军航空兵组成的箭形梯队。紧接着，飞过天安门上空的是拥有“空中坦克”之称的空军强击机，这也是我国自行研制生产的，曾执行过空投原子弹的重任。素有空中“夜老虎”美誉的20架国产新型截击机组成的强大机群构成第六梯队。这种飞机曾在云底高不到1000米的夜空中，连续出动24架次，拦截敌轰炸机和巡航导弹20多架次，命中率达100%，两分钟内完成一次拦截攻击。
第七梯队由24架新型歼击机组成。这是由中国自己设计制造的高空高速歼击机，被官兵誉为“空中美男”，其现代化程度可与90年代世界最先进的战机同领风骚，当然也最有资格进入21世纪的空战领域。它所携带的空对空导弹和炸弹、空对地火箭等都有极高的命中率。由12架新型战斗机组成的空中“雄鹰”，它神勇的英姿标志着中国空军武器装备实现了历史性跨越。最后是两个直升机梯队，即武装直升机梯队和勤务、攻击直升机梯队，一共有20架。
中国的飞机在短时间内取得了举世瞩目的成绩。但是，前面的路还很长，需要一代代人为之献身和奋斗。
电脑简史
你一定经常听说“信息革命”、“信息社会”、“新技术革命”、“第三次浪潮”及“知识经济”等词，对“电子计算机”、“电脑”、“因特网”等说法也一定非常熟悉，你甚至是“电脑迷”或网上游戏、通信、了解国内外新鲜事物的高手。但是，你可能未必清楚正是电子计算机或电脑掀起了这些“革命”或“浪潮”，而且成为它的核心技术和发展水平的重要标志。
是的，我们正处在人类历史上一个非常重要的革命时代。这时，我们可用先进的技术手段观察到100亿光年（1028厘米）以外的宇宙天体，还可观察到比10-16厘米还小的微观粒子。这大小横跨44个数量级的科学认识能力，正是这个信息革命时代人类智慧的象征。而导致这一革命的技术手段主要是现代电信工程、微电子技术、计算机和机器人。其中计算机或电脑是最具有推动力的一项技术，它正在使我们由消费石油、煤炭等能源来维持生存的阶段，逐步过渡到使用信息来改善人类与环境之间关系的阶段。
人们一般把计算机当做一种进行数字计算或数据处理的机器，但是，既然又称之为“电脑”，就理所当然地应该具备“脑”的其他一些功能。正在研制中的最新电脑将使我们进入由它担负“知识处理”的时代，因为它不仅能够存储知识，而且还将具有与人类相似的联想、推理和判断的能力，甚至能与人直接对话，执行由人的声音下达的命令。那时，我们的社会生产方式、人们的日常生活方式等都会发生难以想象的变化。那么，这样神奇的电脑是怎样发展起来的呢？我们不妨追寻一下科学家或工程师们发明计算机的足迹，从中体悟这电脑的奥妙。
巴贝奇的子孙
在1946年第一代（台）电子计算机诞生之前，人们对类似这种机器的探寻大约已有300多年的历史了。但若从更早的古代算起，历史当然更长。
算盘，大家一定很熟悉，至今许多会计、商店或小商贩那里还在使用这种古老的计算工具，而这恰是古代人类的创造，古罗马人、埃及人和中国人都曾广泛地使用过它。
17世纪初，苏格兰人约翰纳皮尔发明了“纳皮尔筹”，它运用上面写有数字的骨棒，帮助进行除法和乘法运算。1642年，法国青年数学家布莱斯帕斯卡为帮助父亲算账，发明了第一台机械计算机器，它能够进行加、减法运算，但不能进行乘、除法运算，因此又被称为“加法机”。到1671年，德国数学家和自然哲学家莱布尼兹发明了可以进行四则运算的机械计算器，它的核心部分由“莱布尼兹轮”构成，这种结构长期被后人沿用，直到第二次世界大战。莱布尼兹同时汲取中国《易经》中“阴阳”思想的精髓，发明了二进位制，后来成为计算机运行逻辑中“1”、“0”或“开”、“关”机制的源头。一直到19世纪早期，法国人JM雅卡尔发明了一种衣布织机，使用了穿孔卡控制衣布花样，这一构思帮助其他人发明新的计算机。1820年，汤姆斯改进了莱布尼兹计算器，造出所谓算术机，还曾大量生产过。
但是，最有影响的还是英格兰人查尔斯巴贝奇发明的第一台机械数字通用计算机，又叫“机械式差分计算机”或“差分机”。1823年，巴贝奇得到英国政府的支持，专门研制用于编制各种航海表格的计算机，能够进行加、减、乘、除、对数、正弦、余弦等运算，并可用于进行物理观测。1833年，巴贝奇又发明了“分析机”，能够处理单元和存储单元，用穿孔卡片输入。100年后哈佛大学设计的机电式数字计算机Mark-1型机与它非常相似。现在，历史学家往往称巴贝奇为“计算机之父”，而把1946年第一代电子计算机诞生前的所谓“代前”计算机称为“巴贝奇的子孙”。美国明尼苏达大学还建立了“查尔斯巴贝奇研究所”，专门研究计算机的历史。
自巴贝奇的“分析机”之后，1835年，一位女数学家阿达拜伦建议巴贝奇利用雅卡尔发明的穿孔卡为他的计算机编制程序，并亲自编制了分析机的一些程序。这成为计算机程序的最初起源。1890年，美国人赫尔曼霍勒里思发明一种计算机，成功地利用穿孔带以电的方式计数美国第十次人口普查中收集的信息。而布鲁斯制造的“累加和登记机”，则统计出了美国1890年的准确人口数。
历史进入20世纪，计算机技术在头30年里居然没有显著进展，直到1936年，计算机设计理论才取得了重大突破。美国逻辑学家波斯特和英国数学家图林各自发表了一篇有影响的论文。第二年，现代信息论的创始人香农在他的硕士论文中最先证明，由19世纪英国数学逻辑学家布尔所建立的二进制数字逻辑理论，可用于简化二进制计算机的设计。同年，贝尔电话实验室的斯梯比兹制成第一台继电器式计算机。1939年，他又制造出机电式“复数计算机”，这就是贝尔1型继电器计算机的原型。安德鲁斯参与并相继研制出贝尔2型机和贝尔3型机。贝尔3型机于1944年诞生，拥有9000个继电器，占地1000平方英尺，重10吨，它的运算速度超过以往任何计算机，七位十进制加法只用300毫秒时间，一道乘法一秒钟，除法2.2秒钟，一个弹道计算平均用40分钟。与此同时，由霍勒里思创办的国际商业机器公司也生产出由哈佛大学毕业生艾肯构思出来的Mark-1计算机，这是一台自动定序计算机，占地面积2500平方英尺，内含80万个部件，有60个常数存储器，能进行对数、正弦函数等超越函数的计算，一道加法需0.3秒钟，乘法需3秒钟。
但是，这些都远不是现代意义上的“电脑”。尽管电子管早在二战前30多年就已经问世，但由于没能和计算技术联姻，便也不能孕育真正的电脑。只是由二战中迫在眉睫的弹道计算的需要，才迫使科学家们将二者结合起来，最终导致了——
电脑的诞生
在第二次世界大战中，如何击落法西斯侵略者的飞机和各种高速的飞弹成了军事科学的首要议题，弹道计算问题成了关键环节。1935年～1938年间，美国陆军军械部建立了“弹道研究实验室”，招聘了许多著名科学家，如空气动力学家德莱顿、卡曼，诺贝尔奖获得者拉比、尤里，电子管发明家哈尔，计算机理论奠基人冯诺伊曼等。这个实验室还派送100名大学毕业生到宾夕法尼亚大学学习差分计算机。这个当时世界上最大的计算中心，集中了各种先进的计算工具，但都无法解决空前复杂的弹道计算问题。比如，要求解一个描绘弹道曲线的二阶微分方程，就是分100组来计算，要描绘出它的全部曲线，至少要运算7850000道乘法和数目更多的加法和减法，使用当时最快的计算机也得花上半年时间。如此这般，法西斯的炮弹早已把人类毁灭了，一个炮弹轨迹还未计算出来。但是，在关键时刻，人类自己的智慧总是能够拯救自己。
1941年，美国人阿丹纳索夫构思了一种电子数学差分分析器，引起了莫尔电气工程学院莫利奇教授的极大兴趣。1943年4月，莫利奇和伊克特布赖勒一起写出了《电子差分分析器》的报告，递交弹道研究实验室。同年6月5日，美联邦政府与宾夕法尼亚大学签订了一个合同，并投入10万美元经费，莫利奇负责逻辑设计，伊克特负责电路设计。戈德斯坦协助，于1944年夏天，完成了电子计数器、累加器的设计和制造及基本逻辑电路的设计，到1945年底，世界上第一台电子计算机——“数字集成器和计算机”ENIAC（Electronic Number Integratorand Computer，译为埃尼阿克）就诞生了。这台电子计算机用了18000个电子管，占地1500平方英尺，重30吨，功率150千瓦，运算速度每秒5000次。现在看来，这第一个“电脑”真是笨重不堪，但在人类智力解放的道路上树立了一个崭新的里程碑，“电脑”从此开始了真正属于自己的历史。
这台ENIAC可谓第一代电子计算机中的长兄，不仅长得块头大，相貌也丑陋，而且有一个非常关键的缺陷，就是不能储存程序。要实现程度的转换，需要几天时间，因为它的程序编制仅仅是靠转动旋钮，插入或拔出电缆来进行的。看来，这个电“脑”真有点先天不足。
1945年3月，还在紧张安装ENIAC的时候，诺伊曼就与莫利奇和伊克特等人会谈了两天，初步拟定了存储程序电子计算机EDVAC（Electronic Decrete Variable Automatic Computer——电子分离变量自动计算机）的方案。于是，他们在1947年开始研制，到1951年初宣告制成。这台EDVAC包括一个快速存取存储器、一个中央算术单元、一个中央控制单元、输入和输出设备，总共使用了5900个电子管和1200个半导体二极管。20世纪50年代的存储程序计算机基本上都是在它的基础上发展起来的。
实际上，在1946年11月，莫尔电气工程学院开会讨论EDVAC施工方案时，英国剑桥大学的威尔克斯教授也参加了会议，并带回了EDVAC方案，很快研制出EDSAC机（Electronic Delay Storage Automative Computer，电子延时存储器自动计算机），这是另一台最早的存储程序计算机，并早于EDVAC机之前诞生。
但是，最引人注目的第一代电子计算机，还是麻省理工学院数字计算机实验室研制的“旋风”计算机。“布朗伺服机构实验室”的领导弗里斯特受ENIAC工程的影响，于1945年决定设计数字计算机。当莫尔电气工程学院的EDVAC机方案公开后，弗里斯特就进一步决定研究存储程序电子计算机。当1946年英国曼彻斯特大学教授威廉斯发明阴极射线存储管即“威廉斯管”的消息一传到美国，弗里斯特就用这一技术实现计算机的内存储。1947年初，完成了全套逻辑设计。1949年，对存储器进行实验。1950年初，“旋风”机宣告制成，共使用了5000个真空管和11000个半导体二极管。这台电脑一诞生，立即受到美国国防部的高度重视。到1953年，“旋风”机的存储器已改用磁芯材料，大大加快了运算速度，信息存储量也大为增加。
在1945年底～1950年间，冯诺伊曼在普林斯顿大学领导研制了IAS计算机，于1950年制成，并于1951年夏天创造了连续工作60天而不出故障的先例。
在同一时期，较为著名的第一代电子计算机还有很多。如，莱明顿—兰德公司（其前身是伊克特—莫利奇计算机公司）于1951年生产的万能自动计算机（UNIVAC），由于成功地预测了1952年美国总统选举，而使该公司获得了极大的声誉。又如，由美国国家标准局数字分析研究所研制的“国家标准局西方自动计算机”（SWAC），又称“西方机”，由于它成功地把数学中著名的麦森尼数中的P序列研究推进到一个崭新的水平，从而成为当时一条爆炸性新闻。
现在粗略地看看计算机软件的早期历史。“软件”概念和存储程序的概念是一对孪生兄弟。早在1946年，戈德斯坦和诺伊曼发明了“流程图”，也就是最早的程序语言。但在1950年以前，由0和1两种状态的特定组合而形成的程序语言还是非常难记、难写、难改，从而极大地限制了计算机的推广。1952年，有人提出一种叫“短码”的代数语言，用于UNIVAC机。1953年，国际商业机器公司提出了“快速编码系统”。1956年～1957年间又创造了FORTRAN计算机高级语言。1959年，美国计算机协会和德国应用数学协会又共同研制了ALGOL算法语言。1960年，美国海军中尉霍伯（女）发明了计算机商用语言COBOL。计算机因此而得到迅速推广，到60年代初，计算机也被应用到商业、制造业、材料工业、教育、医疗、通讯和交通等多个领域。直到1968年，才出现了“软件工程”这个名词。
总起来看，这第一代电脑以电子管为逻辑元件，体积大、消耗能量多、运算速度慢、存储容量小、可靠性差，而且价格昂贵。但它作为信息革命的前驱，所采用的二进制和程序存储等基本思想，奠定了现代电子计算机的技术基础。
计算机的飞速发展
由于信息革命中新技术群的突飞猛进，尤其是人造卫星工程、工业自动化等方面的迅速发展，推动着计算机沿着多功能和高速度的方向演进。这个时候集成电路的诞生为计算机工业开辟了广阔的前景。仅仅在10年之内，就完成了第二代向第三代的转换，实现了由分离半导体元件的时代向集成电路时代的飞跃。大型计算机和小型计算机的发展是这个时期计算机工业的显著特点。
数据设备公司于1956年研制出1605计算机，这是第一台晶体计算机。随后，万能机公司的LARC计算机和飞歌公司的TRANSAC计算机也相继面世。真正具有历史意义的第二代计算机，要数国际商业机器公司于60年代初制造的STRECTH计算机，它含有15万只晶体三极管，速度比第一代的IBM704快75倍。这台大型晶体管计算机自1961年被运到洛斯阿莫斯科学实验室之后，整整运行了10年。1971年6月21日，这个实验室还专门为它举行了“退休”仪式。
1963年，当小汤姆斯沃森带着国际商业机器公司（简称IBM）用半导体技术研制出的高档全晶体管7090型计算机时，在这以前的一切计算机都变得陈旧了。这个公司1964年推出的360系列的混合固体逻辑电路计算机，被沃森称为“公司历史上宣布的最重要的产品”，为它投资5亿美元（二战中研制原子弹的曼哈顿工程才投资20亿美元）。1996年，这种计算机正式投入商品生产，公司的资本积累迅速增加到45亿美元。同时，这家公司还发展了小型数据处理机IBM1400系统。1964年8月，美国数字设备公司还研制出了速度为每秒300万次的晶体管大型机CDC6600.
美国Burroughs公司最早提出了“虚拟存储”的概念，并在1963年制造的B5000型计算机配备了“虚拟存储器”。1966年，这个公司宣布制造出第三代电子计算机B2500和B3500.实际上，360系列计算机才是第三代计算机的著名代表，因为它有完善的软件系统，具有通用化、系列化和标准化的特点，对60年代后期的计算机技术的发展产生了很大影响。而在1967年，Burroughs公司开始研制伊利诺斯大学设计的ILLIAC-4计算机，这一大型科研用计算机具有64个并行处理单元，主存储器容量达1兆位，每秒钟可操作两亿个指令。
与此同时，计算机时分服务也于60年代初产生，并由美国通用电气公司在1965年正式开放。1966年，国际商业机器公司用360系列的125型计算机为80个用户提供时分服务。之后，这项服务工作得到了广泛的发展。
大型机固然具备许多优点，但小型机也不甘示弱。自1965年美国数字设备公司制成了12位的小型计算机PDP-8以后，小型机便如雨后春笋般研制出来。1969年，这个公司生产出字长36位的PDP-10计算机。1970年，又造出更新的PDP-11型处理机。由于这种机器适应一般数据处理和工业控制的需要，使用方便可靠，价格又较低廉，推广速度每年约递增20%。
美国计算机行业的后起之秀——人称“超新星”的通用数据公司，成立于1968年4月，不到半年时间就推出“新星”计算机，它突破传统小型机的框架，存储器可容32000个字。27个月后，又推出“超新星”计算机，运算速度超过“新星”15倍。其中的超新星SC计算机是最早使用半导体存储器的小型机。
在这期间，计算机的标准程序语言也得到较快发展。国际商业机器公司在1962年提出APL语言，1965年又编制出通用性更强的PL/1语言。1964年，达特茅茨学院的凯梅尼和克兹创制了BASIC语言，即我们都较熟悉的“初学者通用符号指令码”。
非常值得一提的是，在计算机由小型化向微型化过渡中起到决定性作用的一项重大技术发明——集成电路的产生及其向大规模和超大规模的演进。早在1952年5月，英国皇家雷达公司的工程师杜麦就提出了集成电路的概念，但直到1957年才实施这一方案，同年9月展出了集成电路的金属模型。而集成电路的真正发明人则是美国得克萨斯仪器公司的基尔比和仙童公司的诺伊斯。作为一个电厂经理的儿子，基尔比从小酷爱无线电，高考时因三分之差未能进入梦寐以求的麻省理工学院，只得“屈就”伊利诺斯大学。1952年，他开始参与美国防部的小型化计划，1958年，进入得克萨斯仪器公司。这年7月，他趁该公司职员休假时，在空空荡荡的厂房里尽情地动用一切设备，反复试验，寻找元件微型化的突破口，终于想出了一种方案，于1959年初做出了第一块集成电路。
但是，通过集成电路技术的捷径，是扩散技术、外延技术、半导体平面技术及氧化、光刻蚀和金属蒸发沉淀技术等，而当时只有仙童公司最先创造了这套技术。几乎与基尔比同时，仙童公司的诺伊斯也构思了相似的制造方案。这位麻省理工学院的电子物理学博士在肖克莱晶体管厂刻苦钻研18个月后，自己独立创办了“仙童公司”（1957年），并将平面技术集大成者霍厄尼吸引到自己的麾下。基尔比的成功促使他们愈益紧张地进行试制，终于在1959年7月30日，向美国专利局申请了专利，并于1961年4月赶在基尔比之前三年获得专利。得克萨斯仪器公司和仙童公司虽进行了专利权的争讼，但最终还是被认为是一项“同时发明”，基尔比和诺伊斯同时获得富兰克林学会巴兰丁奖章。
集成电路的产生开辟了电子计算机微型化发展的广阔前景。到20世纪60年代末，由双极集成电路到单极集成电路的演化，为20世纪70年代初电子表、计算器、半导体存储器和微处理机的发展奠定了最重要的基础。1964年，仙童公司的莫尔曾预言，集成电路上的晶体管数目将逐年翻番。到1971年，集成电路的实际集成度证明了这一预言。到1978年，在64K动态存储器上，每个硅片可有135000个元件，虽然出现了不符合莫尔预言的情况，但事实仍表明，集成电路的最小体积可以用物理学能够探测到的最小空间作为它的极限。尽管微小硅片的集成电路确有一个最终极限，但是人们还是从遗传工程学中找到了“分子集成电路”，也就是说，在一个生物大分子上，可以造成目前还难以想象的集成度极高的集成电路。
之后，集成电路的规模由“大”到“超大”，电脑的体积由“小”到“超小”（“微”），便成为电脑更新换代的关键和标志。
计算机的广泛应用
1970年，美国英特尔公司的青年工程师霍夫等人在0.6×0.8英寸的硅片上摆下了2250个晶体管，并在1971年11月15日制出世界上第一台单片式微处理机——Intel4004，它将四个加法器、16个四位存储器、一个累加器全部集中到一块硅片上。这台微机和得克萨斯仪器公司同年造出的超级计算机“高级科学计算机”，标志着电脑已进入第四代。
微机的出现大大扩展了计算机的服务范围，其通用性和灵活性极大地促进了加工业和制造业的自动化。到70年代中期，世界上用于工业自动化的电脑已超过20万台。同时，服务业、金融业的自动化、信息化便也很快发展起来。奇妙的是，这些行业的自动化又成了电脑加速发展的重大动力。1972年4月，英特尔公司造出8位微处理机8008.1974年，美国又有好几家公司生产出16位微机。这时集成电路便发展到超大规模阶段，已造出具有10万只晶体管的硅芯片。这样，摩托罗拉公司就生产出一种准32位微机——MC68000，这是向32位微机的过渡产品，真正的32位微机则是80年代的事情了。
与之相关的是微机信息存储量的问题，这由半导体存储器的发展来解决。最早的1K位（=1024位）动态随机存储器出现于1970年。1973年出现了4K位。1980年～1981年出现了64K位。1982年，美国西方电气公司和摩托罗拉公司几乎同时生产出256K位动态存储器，其元件线宽已达2微米（1微米=10-6米）的水平。日本电气公司则后来居上，到1984年，它已制造出512K位的存储器。在1982年推出的UPD731000G/C的CMOS只读存储器已含有110万只元件，其存储容量已超过1兆位，线宽则微细到1.8微米的水平。
集成电路的大规模和超大规模发展可以说是一场更深刻的技术革命兴起的标志。人们可以借助小型机设计编程计算机芯片，而借助于计算机辅助设计，成十倍、百倍地降低设计工作量，从而也成十倍、百倍地降低了程序芯片的价格。而1977年美国加州理工学院米德教授提出了一种制造超大规模集成电路的工艺，更使集成电路的生产厂获得了“硅翻沙厂”或“硅铸造厂”的形象说法。同时微机的价格和功能几乎成反比地变化。70年代的微机价格平均为100美元，而其速度和可靠性分别超出第一代电脑ENIAC的20倍和一万倍，其能耗和所占空间仅是后者的1/56000和1/30000.集成电路越来越成为最有效的信息载体。这使人们能够想象，书报、纸钞、支票、证券及一切以纸为载体的信息，都可被“印刷”在超大规模集成电路上，这种灵活可变的载体，呼之即来，挥之即去，安全可靠，只要周期性地不断更新，就能永远保存。人们预测，21世纪将是集成电路普遍取代纸张和印刷术的世纪。
超大规模集成电路对无限小空间的追求造成了微机速度的空前提高，微机的功能似乎随着体积的缩小而发生飞跃性进步，它所推动的信息产业深刻地改变着人们的观念和行为方式，也引起社会和产业结构的巨大变革。我们现在已经看到，电子通信已在一定程度上取代了交通，以信息传递和处理为基础的家庭电子化，也就是家里配有联上因特网的多媒体电脑，极大地改变了人们的娱乐方式。作为高容量的信息载体，大规模集成电路引起了“信息爆炸”。真正的“信息革命”正是在这个意义上表现出了它最深刻的革命性。
我们知道，计算机的大型化和小型化发展是60年代的特点，而自七八十年代以来，现代计算机工业则向超大型机和微型机的两个极端发展。从电脑的造型看，每秒数百万甚至数亿次以上的运算能力的大型和超大型机，仍是各种复杂的科学研究所必需的。而微型机则由于小巧玲珑，内存容量不断增加，也在80年代得到了空前迅速的发展，它体积小、价格低、操作简便、能源消耗也低，因而，国民经济、科学研究、国防军事和文教卫生事业等都与电脑结下了不解之缘。各种办公室工作甚至家庭生活都多方面地应用了电脑。人们正在使电脑成为日常生活须臾不能离开的东西。
在通讯方面，多媒体技术使个人电脑成为通信终端，电脑装上电话器件或传真卡连到网上，就可代替电话和传真机，电子邮件更是方便快捷的国内外通信手段。医疗方面，电脑中医、电脑牙医、电脑针灸、电脑按摩师等已开始为患者诊治疾病，视频会议系统实现了医学专家远距离会诊和其他医疗服务，这使相隔千里的医生和病人，能够像面对面促膝交谈一样，获得对方的信息，最终使病人从多媒体电脑中得到处方。多媒体医疗软件可满足工作繁忙的人们询医问药的要求。公安方面，电脑已成为公安警察的聪慧耳目和得力助手。电脑交警可根据行人、车辆的密度和速度，自动开关红绿灯，保证交通安全。电脑机器人刑警可参与侦察、格斗等。我国研制成功的长城警用GPS指挥系统，首次用于海上缉私，便大获全胜。电脑指纹识别系统为破案提供更准确的信息。文化教育方面，大量的电子出版物正在改变着传统的教育观念和教学方式，不久的将来，人人都可拥有自己的电脑“图书馆”，坐在多媒体机前，只要按几个键就能开始学习、研究和其他工作。
实际上，第五代电脑是日本于1981年首先宣布开始研制的。它以超大规模集成电路为主要元器件，奔腾系列机是它的主要机型，为多媒体技术和网络技术的发展准备了条件。目前，它有电子数字计算机和电子模拟计算机两大类，具有记忆能力、程序操作、逻辑判断、数字化、超高速等功能。电脑的硬件主要有内部设备和外部设备，前者如主板、CDV芯片、硬盘等，后者如键盘、鼠标、显示器等。软件主要是程序设计语言（如FORTRAN语言、ALGOL语言、BASIC语言等），及以此为工具而开发出的系统软件和应用软件。系统软件实现系统管理，如DOS、UCDOS、Windows95、中文之星2.0等，应用软件用来解决计算机应用问题，如办公自动化软件WPS、Office、各种汉字输入方法等，“CSC电脑家庭教师”等教育软件，及警用软件、医疗软件等。如果说前几代电脑都是“诺伊曼型计算机”的话，那么这第五代肯定是“非诺伊曼型”，也就是说，在相当大的程度上，它将模拟人脑的许多功能，尤其具有极大的信息容量和相应的类似人的识别能力。科学家已经发现，人的模拟记忆的存储量已达到1京（1016位），这是短期记忆，而人脑记忆数字信息的存储量的上限则有1010位～1012位，这种容量也在计算机的外存储器中实现了。第五代电脑正是有这种与外界接口的能力。
自动化时代的到来
为迎接21世纪的挑战，世界各国争先恐后地研制新型计算机。美国Oracle公司的互联网络计算机、微电子和计算机公司的全息存储计算机、克雷研究公司的并行计算机，德国克劳斯萨特勒公司的水下计算机、澳大利亚自动化设备公司的盲人计算机等都已投入使用，最新型的无线计算机、量子计算机、光计算机等尚在紧张地研制之中。这些电脑都是朝着网络化和智能化的方向发展的。随着集成电路在超大规模方向上的不断进步，电脑元器件就不断小型化、轻量化和节能化，如硬盘容量已达70G，外存储器已由磁盘发展到光盘等，电脑的可靠性和速度也都大幅提高。现在出现的MMX芯片大大提高了CPU处理多媒体语言资料的能力。电脑的多媒体技术能够同时采集、处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型的信息载体，如方案、图形、图像、音乐、动画等。目前，因特网上传播的信息大多是多媒体的，这使电脑的智能化程度空前提高。
其中，以下几种新一代计算机的研制成功及其普及对21世纪的人类命运有着决定性的影响。一种是美国国际商业机器公司研制出的约瑟夫森超导计算机，它在绝对温度4K以下的液态氦中进行转换速度为几皮秒（1皮秒=1/1千亿秒）的运算，实现人们对电脑超高速低能耗的理想。但是人们还在精心寻找使这种电脑常年处于4K以下温度的简易技术（如研制常温超导材料等），以便广泛推广。另一类是与生物学的最新进展相结合而出现的分子计算机（也叫“生物计算机”）。美国、日本和前苏联都进行过深入研究，主要力量集中在研究生物分子或有机分子“开关”机制，及研制具有图形识别能力的蛋白质传感器等几个方面。甚至遗传工程的方法也都用于研制生物“电脑”了，这样，超大规模的集成电路就不是在硅片上，而是在生物大分子或一些蛋白质、细胞乃至细菌上了，其功能将大大地接近于人脑，并具有其他计算机的一切优点。第三种是光子计算机，它以集成光路为基础元件，存储容量可达目前电子计算机的100亿倍，运算速度比25亿次的巨型电脑快1000倍，达1万亿次以上。这种可称为“光脑”的计算机，已被纳入我国“863计划”之中。第四种是人工神经网络计算机，它依靠人工神经元的动态互联，模拟人脑的构造机制，使神经元之间相互激活、积累和应用知识，以更接近人的右脑“形象思维”的方式进行工作，它已被确定为今后计算机发展的主要方向。但人工神经元的光子式、化学式、生物式、分子式、量子式等技术道路尚未成熟，期望21世纪初取得重大突破。这些新型“电脑”比起目前应用最为广泛的第五代电脑（虽然还未达到它的巅峰——真正的人工智能计算机），具有更多的优点和更广阔的应用前景。它们的成功，在信息高速公路日益完备的情况下，真不知要对21世纪的人类生产和生活产生怎样巨大的影响。
显然，21世纪将是一个全新的信息化、智能化、网络化和自动化的时代，电脑成为人们基本的工作、交往和生活工具。中国的电脑行业虽然起步较晚，但现在已经在多个领域走到了世界前列，电脑教育已经从儿童开始普及。
