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1.1 人类历史上的四次工业革命
到目前为止，人类社会历史上共经历过三次工业革命，当前正处在第四次工业革命的初期，这四次工业革命如图1-1 所示。
图1-1 人类历史上的四次工业革命
第一次工业革命的标志是蒸汽机。1765 年瓦特发明了蒸汽机，并于1769年取得专利，1776 年船舶采用蒸汽机作为推进动力。蒸汽机将人类带进“蒸汽时代”，在一定程度上解决了“人力效率低下和动能不足的问题”。
第二次工业革命的标志是发电机。1831 年法拉第制出了世界上第一台发电机，1866 年德国人西门子制成世界上第一台工业用发电机，标志着电力开始在工业生活中大规模应用。发电机将人类带进“电力时代”，在一定程度上解决了“规模化和生产成本之间的矛盾”。
第三次工业革命的标志是计算机。从1946 年第一台计算机问世，直到互联网时代来临，人类信息化一直在加快且未结束。计算机将人类带进“信息时代”，在一定程度上“解放了人的体力劳动并替代了部分脑力劳动”。
第四次工业革命的标志是CPS（Cyber-Physical Systems，信息物理系统，当前也被称为“数字孪生”）。2006 年，美国国家基金委员会提出了CPS 的概念：CPS 是计算、通信和控制技术的有机融合与深度协作。CPS 将把人类社会带进实虚结合的“数字时代”，将解决人类社会正面临的“信息不对称”的这个主要问题。
第四次工业革命刚刚开启。以2012年美国通用电气公司（General Electric Company，GE）发布“工业互联网”、2013 年德国的“工业4.0”、2015 年中国制造强国战略为标志。我们这一代人非常幸运，正生活在人类社会第四次工业革命的大潮中。第四次工业革命将会比以往的各次工业革命更猛烈，影响也更深刻，我们注定将见证这场历史上伟大的生产力变革。