核能与核技术
原子核的裂变和聚变反应将产生和释放出远大于机械能、化学能等产生的能量。核能的和平利用，为人类提供了一个既安全又清洁、取之不尽而用之不竭的能源宝库。
1942年，美国建成了世界上第一座原子反应堆，首次实现了人工控制的链式核裂变反应。1945年第一颗原子弹爆炸成功。1952年第一颗轻核聚变的氢弹爆炸成功。1954年，苏联建成世界上第一座原子能发电站。60年代以后，核电站进入实用阶段，发展至今已成为一种重要能源，约占全球发电总量的五分之一。
核技术还广泛应用于农业、医疗、材料、考古和环保等领域。40年代放射性同位素开始大量生产，1947年比利发明了C14测定年代的方法，1951年开始使用放射性元素治疗癌症，70年代以来计算机X射线断层扫描技术(CT)广泛应用于临床，80年代初发展到核磁共振扫描技术(MRI)。
航天和空间技术
1903～1914年，齐奥尔科夫斯基提出以火箭为动力的航行理论，奠定了航天学的基础。1919年，戈达德提出火箭飞行的数学原理，并于1926年成功地发射了世界上第一枚液体燃料的火箭。1942年，布劳恩主持设计发射的液体军用飞箭成为二战后各国火箭发展的蓝本。
1957年，苏联用洲际导弹的火箭装置发射了世界上第一颗人造地球卫星，“空间时代”从此开始。1961年，苏联发射载人宇宙飞船，人类首次飞向太空。1969年，美国“阿波罗”11号飞船登月，人类在月球上留下了第一个脚印。1971年，苏联建造空间站，人类首次在太空中有了活动基地。1981年，美国发射航天飞机成功，从此人类可以自由进出太空。
自50年代后期起，人类开始对月球和太阳系各大行星，以及遥远的行星际空间进行探测，去揭示宇宙的形成与演化，探索生命的起源以及空间环境对人类生存环境的影响。
信息技术
这是20世纪发展最快的技术领域。它对人类社会、经济、政治、文化等产生了全方位的巨大而深远的影响。
1906年，三极电子管的发明使电信号放大，从而使远程无线电通信成为可能。1947年，第一只晶体管的诞生为电子电路集成化和数字化提供了重要的基础。1945年问世的电子计算机，已经历了第一代(电子管，40年代中至50年代末)、第二代(晶体管，50年代末至60年代中)、第三代(集成电路，60年代中至70年代初)和第四代(大规模和超大规模集成电路，70年代初开始)等发展阶段，80年代开始对新一代的智能计算机、光学计算机和量子计算机的探索已取得初步成果。随着大规模集成电路的出现，计算机向巨型化和微型化两极发展。70年代中，巨型机的向量运算速度超过了每秒亿次;微机则进入了千家万户，标志着个人电脑时代的来临。当今，巨型机的运算速度已达每秒3.9万亿次，而计算机互联网络则在2亿多网民的学习、研究、交流、贸易甚至娱乐等方面创造了崭新的工作和生活方式。
激光技术
1917年，爱因斯坦在研究光的辐射的过程中，提出了“受激辐射”的概念，奠定了激光的理论基础。1958年激光被发现。1960年美国制成了世界上第一台激光器，它用红宝石晶体作发光材料，用发光强度很高的脉冲氙灯作激发光源，在这种受激辐射作用下产生的一种超强光速就是激光。
继红宝石激光器之后，半导体激光器(1963年)、气体激光器(1964年)、自由电子激光器(1977年)乃至原子激光器(1977年)等相继问世。
生物技术
基因重组技术(又称基因工程)是20世纪下半叶兴起和发展的现代生物技术的最前沿领域。60年代末至70年代初，阿尔伯和史密斯发现细胞中有两种“工具酶”，能对DNA进行“剪切”和“连接”;内森斯则使用工具酶首次实现了DNA切割和组合。DNA的重组能创造性地利用生物资源，实现人类改造生物的遗传特征、产生人类所需要的生物类型的意愿。80年代以来，已获得上百种转基因动植物，对农业发展具有重要意义。转基因药物的研制和生产则将为人类的健康带来新的福音。
除基因工程外，生物技术(即生物工程)还包括细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等领域。1978年首例试管婴儿路易斯诞生，1996年克隆羊多莉的出现都是细胞工程的杰作;加酶洗衣粉和嫩肉粉等则是酶工程的产品;现代发酵工业始于青霉素的生产，现已大规模利用发酵工程生产抗生素等。至于根据需要对天然蛋白质的基因进行改造，生产出新的、自然界原本不存在的优质蛋白质，更是日益受到重视，被誉为第二代基因工程。
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