1. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất
Bắt đầu vào khoảng năm 1784. Đặc trưng của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất này là việc sử dụng năng lượng nước, hơi nước và cơ giới hóa sản xuất. Cuộc cách mạng công nghiệp này được đánh dấu bởi dấu mốc quan trọng là việc James Watt phát minh ra động cơ hơi nước năm 1784. Phát minh vĩ đại này đã châm ngòi cho sự bùng nổ của công nghiệp thế kỷ 19 lan rộng từ Anh đến châu Âu và Hoa Kỳ.
Cuộc cách mạng công nghiệp đầu tiên đã mở ra một kỷ nguyên mới trong lịch sử nhân loại – kỷ nguyên sản xuất cơ khí, cơ giới hóa. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất đã thay thế hệ thống kỹ thuật cũ có tính truyền thống của thời đại nông nghiệp [kéo dài 17 thế kỷ], chủ yếu dựa vào gỗ, sức mạnh cơ bắp [lao động thủ công], sức nước, sức gió và sức kéo động vật bằng một hệ thống kỹ thuật mới với nguồn động lực là máy hơi nước và nguồn nguyên, nhiên vật liệu và năng lượng mới là sắt và than đá. Nó khiến lực lượng sản xuất được thúc đẩy phát triển mạnh mẽ, tạo nên tình thế phát triển vượt bậc của nền công nghiệp và nền kinh tế. Đây là giai đoạn quá độ từ nền sản xuất nông nghiệp sang nền sản xuất cơ giới trên cơ sở khoa học. Tiền đề kinh tế chính của bước quá độ này là sự chiến thắng của các quan hệ sản xuất tư bản chủ nghĩa, còn tiền đề khoa học là việc tạo ra nền khoa học mới, có tính thực nghiệm nhờ cuộc cách mạng trong khoa học vào thế kỷ XVII.
2. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2
Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 2 diễn ra từ khoảng năm 1870 đến khi Thế Chiến I nổ ra. Đặc trưng của cuộc cách mạng công nghiệp lần này là việc sử dụng năng lượng điện và sự ra đời của các dây chuyền sản xuất hàng loạt trên quy mô lớn. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai diễn ra khi có sự phát triển của ngành điện, vận tải, hóa học, sản xuất thép, và [đặc biệt] là sản xuất và tiêu dùng hàng loạt. Cuộc CMCN lần thứ 2 đã tạo nên những tiền đề mới và cơ sở vững chắc để phát triển nền công nghiệp ở mức cao hơn nữa.
Cuộc cách mạng này được chuẩn bị bằng quá trình phát triển 100 năm của các lực lượng sản xuất trên cơ sở của nền sản xuất đại cơ khí và bằng sự phát triển của khoa học trên cơ sở kỹ thuật. Yếu tố quyết định của cuộc cách mạng này là chuyển sang sản xuất trên cơ sở điện - cơ khí và sang giai đoạn tự động hóa cục bộ trong sản xuất, tạo ra các ngành mới trên cơ sở khoa học thuần túy, biến khoa học thành một ngành lao động đặc biệt. Cuộc cách này đã mở ra kỷ nguyên sản xuất hàng loạt, được thúc đẩy bởi sự ra đời của điện và dây chuyền lắp ráp. Công nghiệp hóa thậm chí còn lan rộng hơn tới Nhật Bản sau thời Minh Trị Duy Tân, và thâm nhập sâu vào nước Nga, nước đã phát triển bùng nổ vào đầu Thế Chiến I. Về tư tưởng kinh tế - xã hội, cuộc cách mạng này tạo ra những tiền đề thắng lợi của chủ nghĩa xã hội ở quy mô thế giới.
3. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3
Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 3 xuất hiện vào khoảng từ 1969, với sự ra đời và lan tỏa của công nghệ thông tin [CNTT], sử dụng điện tử và công nghệ thông tin để tự động hóa sản xuất. Cuộc cách mạng này thường được gọi là cuộc cách mạng máy tính hay cách mạng số bởi vì nó được xúc tác bởi sự phát triển của chất bán dẫn, siêu máy tính, máy tính cá nhân [thập niên 1970 và 1980] và Internet [thập niên 1990].
Cuộc cách mạng này đã tạo điều kiện tiết kiệm các tài nguyên thiên nhiên và các nguồn lực xã hội, cho phép chi phí tương đối ít hơn các phương tiện sản xuất để tạo ra cùng một khối lượng hàng hóa tiêu dùng. Kết quả, đã kéo theo sự thay đổi cơ cấu của nền sản xuất xã hội cũng như những mối tương quan giữa các khu vực I [nông - lâm - thủy sản], II [công nghiệp và xây dựng] và III [dịch vụ] của nền sản xuất xã hội. Làm thay đổi tận gốc các lực lượng sản xuất, cuộc Cách mạng KH&CN hiện đại đã tác động tới mọi lĩnh vực đời sống xã hội loài người, nhất là ở các nước tư bản chủ nghĩa phát triển vì đây chính là nơi phát sinh của cuộc cách mạng này.
4. Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ 4
Cách mạng Công nghiệp 4.0 [hay Cách mạng Công nghiệp lần thứ Tư] xuất phát từ khái niệm “Industrie 4.0” trong một báo cáo của chính phủ Đức năm 2013. “Industrie 4.0” kết nối các hệ thống nhúng và cơ sở sản xuất thông minh để tạo ra sự hội tụ kỹ thuật số giữa Công nghiệp, Kinh doanh, chức năng và quy trình bên trong.
Cuộc Cách mạng Công nghiệp Thứ tư đang nảy nở từ cuộc cách mạng lần ba, nó kết hợp các công nghệ lại với nhau, làm mờ ranh giới giữa vật lý, kỹ thuật số và sinh học. Khi so sánh với các cuộc cách mạng công nghiệp trước đây, 4.0 đang tiến triển theo một hàm số mũ chứ không phải là tốc độ tuyến tính. Hơn nữa, nó đang phá vỡ hầu hết ngành công nghiệp ở mọi quốc gia. Và chiều rộng và chiều sâu của những thay đổi này báo trước sự chuyển đổi của toàn bộ hệ thống sản xuất, quản lý và quản trị.
Những yếu tố cốt lõi của Kỹ thuật số trong CMCN 4.0 sẽ là: Trí tuệ nhân tạo [AI], Vạn vật kết nối - Internet of Things [IoT] và dữ liệu lớn [Big Data]. Trên lĩnh vực công nghệ sinh học, Cách mạng Công nghiệp 4.0 tập trung vào nghiên cứu để tạo ra những bước nhảy vọt trong Nông nghiệp, Thủy sản, Y dược, chế biến thực phẩm, bảo vệ môi trường, năng lượng tái tạo, hóa học và vật liệu. Cuối cùng là lĩnh vực Vật lý với robot thế hệ mới, máy in 3D, xe tự lái, các vật liệu mới [graphene, skyrmions…] và công nghệ nano.
Hiện Cách mạng Công nghiệp 4.0 đang diễn ra tại các nước phát triển như Mỹ, châu Âu, một phần châu Á. Bên cạnh những cơ hội mới, cách mạng công nghiệp 4.0 cũng đặt ra cho nhân loại nhiều thách thức phải đối mặt.
Mặt trái của Cách mạng Công nghiệp 4.0 là nó có thể gây ra sự bất bình đẳng. Đặc biệt là có thể phá vỡ thị trường lao động. Khi tự động hóa thay thế lao động chân tay trong nền kinh tế, khi robot thay thế con người trong nhiều lĩnh vực, hàng triệu lao động trên thế giới có thể rơi vào cảnh thất nghiệp, nhất là những người làm trong lĩnh vực bảo hiểm, môi giới bất động sản, tư vấn tài chính, vận tải.
Báo cáo của Diễn đàn Kinh tế thế giới đã đặt ra vấn đề này theo các giai đoạn khác nhau. Giai đoạn đầu tiên sẽ là thách thức với những lao động văn phòng, trí thức, lao động kỹ thuật. Giai đoạn tiếp theo sẽ là lao động giá rẻ, có thể sẽ chậm hơn. Với sự chuyển động của cuộc cách mạng này, trong khoảng 15 năm tới thế giới sẽ có diện mạo mới, đòi hỏi các doanh nghiệp thay đổi. Sau đó, những bất ổn về kinh tế nảy sinh từ Cách mạng Công nghiệp 4.0 sẽ dẫn đến những bất ổn về đời sống. Hệ lụy của nó sẽ là những bất ổn về chính trị. Nếu chính phủ các nước không hiểu rõ và chuẩn bị đầy đủ cho làn sóng công nghiệp 4.0, nguy cơ xảy ra bất ổn trên toàn cầu là hoàn toàn có thể. Bên cạnh đó, những thay đổi về cách thức giao tiếp trên Internet cũng đặt con người vào nhiều nguy hiểm về tài chính, sức khoẻ. Thông tin cá nhân nếu không được bảo vệ một cách an toàn sẽ dẫn đến những hệ lụy khôn lường.
Cách mạng công nghiệp lần 4 mang đến cơ hội, và cũng đầy thách thức với nhân loại.
Vũ Việt Hoàng
Cách mạng Khoa học – Kỹ thuật [KHKT] là một quá trình thay đổi căn bản của hệ thống kiến thức về KHKT diễn ra trong mối quan hệ khăng khít với quá trình phát triển của xã hội loài người. Cho đến nay, loài người đã trải qua hai cuộc Cách mạng KHKT. Cuộc Cách mạng KHKT gắn với cuộc Cách mạng Công nghiệp vào thế kỷ XVIII – XIX và cuộc Cách mạng KHKT hiện đại diễn ra từ năm 1940 đến nay. Hai cuộc Cách mạng KHKT đã đạt được nhiều thành tựu to lớn, tác động mạnh mẽ đến đời sống và kinh tế – xã hội của thế giới, đặc biệt là cuộc Cách mạng KHKT hiện đại. Cuộc Cách mạng KHKT hiện đại đã trải qua hai giai đoạn: giai đoạn I từ năm 1940 đến năm 1970 và giai đoạn II từ năm 1970 đến nay.
Cách mạng Khoa học – Kỹ thuật: Giai đoạn I
Cuộc Cách mạng Khoa học – Kỹ thuật diễn ra rất sôi động, phù hợp với thời kỳ phục hồi và phát triển kinh tế đã bị tàn phá và kiệt quệ sau chiến tranh của nhiều nước [trừ Hoa Kỳ]. Những thành tựu khoa học được nghiên cứu, phát minh trong thời gian chiến tranh đã được hoàn thiện và ứng dụng vào sản xuất cũng, như đời sống để sản xuất ra nhiều của cải vật chất, bù đắp những thiệt hại do chiến tranh gây ra. Điều đó đã làm cho nền kinh tế thế giới phát triển mạnh theo chiều rộng, tập trung vào các hướng chủ yếu:
- Tăng cường khai thác các nguồn năng lượng, mở rộng các cơ sở nguyên vật liệu;
- Tăng cường cơ khí hóa, nâng cao năng suất lao động;
- Chú trọng phát triển các ngành sản xuất truyền thống sử dụng nhiều nguyên liệu như: luyện kim, cơ khí chế tạo, hóa chất và dệt;
- Mở rộng phạm vi nghiên cứu ra các đại dương và khoảng không vũ trụ;
- Nghiên cứu ứng dụng di truyền học như kỹ thuật gen để nâng cao năng suất cây trồng và vật nuôi nhằm tăng sản lượng lương thực, thực phẩm.
Nhờ vậy, khối lượng các sản phẩm hàng hóa tăng nhanh, tốc độ tăng trưởng nền kinh tế thế giới trung bình năm khá cao [khoảng 5 – 6%]. Nguồn của cải vật chất dồi dào đã làm cho đời sống của nhân dân nhiều nước được cải thiện.
Nhưng sự phát triển với tốc độ nhanh của nền kinh tế theo chiều rộng trong giai đoạn này, đặc biệt là sản xuất công nghiệp với cường độ và quy mô lớn đòi hỏi khối lượng nguyên, nhiên liệu lớn, dẫn đến tình trạng suy kiệt các tài nguyên, ô nhiễm môi trường. Thập kỷ 70 đã xảy ra cuộc khủng hoảng năng lượng và nguyên liệu, giá các loại nguyên vật liệu cũng như nhân công tăng rất cao, sự cạnh tranh thị trường giữa các nước công nghiệp diễn ra khốc liệt.
Trước tình trạng đó, buộc các nước phải chuyển hướng sang phát triển bền vững, phát triển kinh tế tri thức, tăng cường sử dụng KHKT nhiều hơn vào việc đổi mới nền sản xuất, phát triển các ngành công nghệ mới nhằm giảm bớt sự tiêu hao các nguyên vật liệu và nhân công lao động, tạo được nhiều sản phẩm có năng suất cao, chất lượng tốt, giá thành hạ. Do vậy, cuộc Cách mạng Khoa học – Kỹ thuật hiện đại chuyển sang giai đoạn II.
Cách mạng Khoa học – Kỹ thuật: Giai đoạn II
Tiếp tục những kết quả nghiên cứu của giai đoạn trước, trong giai đoạn này cuộc Cách mạng Khoa học – Kỹ thuật nhằm vào các hướng nghiên cứu chính sau:
Thay thế và giảm bớt việc sử dụng các nguồn năng lượng, nguyên vật liệu truyền thống
Các nguồn năng lượng truyền thống vẫn được sử dụng trong sản xuất gồm: than đá, dầu mỏ, khí đốt… Các nguồn năng lượng này đều thuộc các loại tài nguyên có khả năng cạn kiệt. Việc khai thác chúng ngày càng trở nên khó khăn, tốn kém và các nguồn tài nguyên này đang bị suy kiệt. Thêm vào đó, việc sử dụng các loại năng lượng truyền thống lại gây ra tình trạng hiệu ứng nhà kính, làm cho Trái Đất nóng lên và ô nhiễm môi trường.
Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã và đang tăng cường phát triển các nhà máy điện chạy bằng năng lượng nguyên tử để thay thế cho các nhà máy nhiệt điện. Ở một số nước, nguồn điện mới này đã chiếm tới 50% tổng sản lượng điện [như ở Pháp]. Những năm gần đây, công nghệ nano được nghiên cứu và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt vào việc chế tạo, xây dựng các nhà máy điện năng lượng nguyên tử để nâng cao độ an toàn của các thiết bị, tạo ra nguồn năng lượng sạch [Pháp là nước đi đầu trong lĩnh vực này]. Kế hoạch của Việt Nam năm 2020 sẽ có nhà máy điện năng lượng nguyên tử đầu tiên đi vào vận hành.
Song song với việc phát triển điện nguyên tử, các nhà khoa học và các nước cũng đang tăng cường nghiên cứu, ứng dụng việc sử dụng các nguồn năng lượng của thủy triều, gió, năng lượng Mặt Trời, nhiệt trong lòng đất…
Việc giảm bớt mức tiêu thụ năng lượng, nguyên vật liệu còn có nhiều thành cồng trong việc chế tạo ra các loại phương tiện, thiết bị, máy móc sử dụng ít nguyên liệu truyền thống và giảm tiêu hao năng lượng, hoặc sử dạng năng lượng mới không gây ô nhiễm…
Ngoài ra cũng đạt được nhiều thành tựu trong nghiên cứu và sử dụng các loại nguyên vật liệu nhân tạo mới, có tính năng tốt hơn như: hợp kim, chất dẻo, sợi thủy tinh, các chất tổ hợp, các chất gốm sứ chịu áp lực cao, các chất bán dẫn, siêu dẫn… giúp cho việc giảm mức tiêu thụ các loại nguyên, nhiên vật liệu, giải quyết các vấn đề phức tạp trong công nghệ và kinh doanh.
Tăng cường tự động hóa trong sản xuất công nghiệp và nhiều ngành kinh tế
Để tăng cường tự động hóa đã có nhiều nghiên cứu, ứng dụng nhằm chế tạo ra các thiết bị hiện đại như máy tính điện tử, máy điều khiển số, người máy [rôbôt]… Nhờ đó mà có thể sản xuất ra nhiều loại sản phẩm ngày càng hoàn thiện hơn. Những kết quả này đã góp phần giảm bớt hoặc thay thế cho người lao động trong những công việc đơn giản, công việc nặng nhọc hoặc nguy hiểm để tăng cường nguồn lao động có kỹ thuật cao.
Phát triển nhanh và không ngừng hoàn thiện kỹ thuật điện tử và tin học viễn thông
Đây là những ngành mới, nhưng có vai trò quan trọng, chi phối toàn bộ phương tiện kỹ thuật hiện đại. Nhờ đó, có thể phát huy tốt nhất sức mạnh và trí tuệ của con người, rút ngắn được khoảng cách về thời gian và không gian trong thu thập, xử lý thông tin, liên lạc cũng như trong nhiều lĩnh vực khác.
Phát triển công nghệ sinh học để có những sản phẩm mới, năng suất cao, chất lượng tốt
Các ngành công nghệ sinh học được phát triển trên cơ sở những khám phá, phát minh trong lĩnh vực sinh vật học, di truyền học như kỹ thuật gen, kỹ thuật nuôi cấy tế bào, công nghệ vi sinh…
Sự phát triển các ngành công nghệ này đã mở ra những triển vọng to lớn cho ngành nông nghiệp và đối với sự sống của con người, như việc nhân bản tế bào, xây dựng sơ đồ gen, men vi sinh, nuôi cấy mô… Kết quả giúp cho con người tạo ra nhiều vật chất mới, giảm sự phụ thuộc của con người vào tự nhiên, tăng khả năng chữa được nhiều bệnh nan y…
Phát triển công nghệ môi trường
Loài người sử đụng ngày càng nhiều nguyên, nhiên liệu và xả vào môi trường ngày càng nhiều chất thải. Ô nhiễm môi trường do các chất thải trở thành vấn đề đối mặt của các quốc gia và toàn thế giới.
Vì vậy, những thập kỷ gần đây có nhiều nghiên cứu, ứng dụng vào việc xử lý, tái chế các chất thải. Nước thải được thu gom, sử dụng công nghệ hóa sinh để làm sạch. Rác thải được thu gom, phân loại rồi tái chế hoặc xử lý, tạo ra nguồn năng lượng sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện. Những nước công nghiệp phát triển đã tăng cường phát triển công nghệ này như: CHLB Đức, Hoa Kỳ, Nhật Bản, Thụy Sỹ…