一、蒸汽機(jī)“改變了世界”
工具革新在技術(shù)革命中占有主要地位，是產(chǎn)業(yè)革命的導(dǎo)火線。1733年，英國(guó)蘭開夏工人發(fā)明了飛梭，1764年，織布工人哈格里沃斯發(fā)明了珍妮紡車，效率提高八倍。1768年，阿克賴特發(fā)明了水力紡紗機(jī)，這是世界上第一臺(tái)“大機(jī)器”，世界第一個(gè)工廠誕生。
17世紀(jì)的科學(xué)革命已經(jīng)提出“用火提水的發(fā)動(dòng)機(jī)”原理，在專家和生產(chǎn)者大量研究和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，1776年，瓦特制成了高效能蒸汽機(jī)，1785年，蒸汽機(jī)開始生產(chǎn)。瓦特完成了從動(dòng)力機(jī)到工具機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)體系，他的巨大成功“改變了世界”。
蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用，大大加快了英國(guó)產(chǎn)業(yè)革命的步伐，帶動(dòng)了鐵路、航運(yùn)和工廠大規(guī)模生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，引起能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)從以生物能源為主過渡到以煤炭為主。1870年，英國(guó)的采煤量已經(jīng)占世界采煤總量的51.5%。德國(guó)利用煤化學(xué)的科學(xué)成就，迅速發(fā)展了合成化學(xué)工業(yè)。1873年，德國(guó)染料工業(yè)的產(chǎn)值、質(zhì)量都超過英國(guó)。合成染料工業(yè)帶動(dòng)了紡織工業(yè)(合成纖維)、制藥工業(yè)(阿司匹林等)、油漆工業(yè)和合成橡膠工業(yè)。很多天然制品被化學(xué)制品所替代，人類進(jìn)入“化學(xué)合成時(shí)代”、“人工制品的新世界”。
二、電力技術(shù)“開創(chuàng)一個(gè)新紀(jì)元”
電力技術(shù)革命起源于歐洲，完成在美國(guó)。1866年，德國(guó)維·西門子發(fā)明電機(jī)后曾給他在倫敦的弟弟寫信：“電力技術(shù)很有發(fā)展前途，它將會(huì)開創(chuàng)一個(gè)新紀(jì)元”。
1876年美國(guó)慶祝獨(dú)立100周年之際，在費(fèi)城舉辦了有37個(gè)國(guó)家參加的國(guó)際博展會(huì)上，美國(guó)展出了大功率發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。繼西門子之后，貝爾于1876年發(fā)明電話，愛迪生于1879年發(fā)明電燈，這三大發(fā)明“照亮了人類實(shí)現(xiàn)電氣化的道路”。在電力技術(shù)革命推動(dòng)下，美國(guó)、歐洲國(guó)家和日本紛紛把電力建設(shè)作為國(guó)家承建工程的重點(diǎn)，世界范圍內(nèi)興起的電氣化熱潮。
發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，導(dǎo)致一系列新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展。1886年，德國(guó)人戴姆勒在一輛四輪馬車上安裝了他研制的發(fā)動(dòng)機(jī)，世界誕生第一輛汽車。1927年，美國(guó)福特汽車公司的汽車銷售量達(dá)到1500萬輛，美國(guó)成為“汽車王國(guó)”。1903年，美國(guó)萊特兄弟，在滑翔機(jī)上安裝了12馬力的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，試飛成功，“標(biāo)志著人類進(jìn)入航空時(shí)代”。
公路和航空等交通運(yùn)輸業(yè)以及電力的普及，引起能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)從以煤炭為主逐步轉(zhuǎn)向以石油為主。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1862年，世界石油產(chǎn)量?jī)H300萬桶，在19世紀(jì)最后幾十年期間，石油業(yè)成為世界上規(guī)模最大、分布最廣的商業(yè)和工業(yè)。
三、計(jì)算機(jī)——人類大腦的延伸
1944年，美國(guó)在國(guó)防部領(lǐng)導(dǎo)下開始研制計(jì)算機(jī)，1946年制成世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC，開辟了一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)新紀(jì)元，拉開信息技術(shù)革命序幕。
計(jì)算機(jī)是信息加工工具。如果說人類制造的其他工具是人類雙手的延伸，那么計(jì)算機(jī)作為代替人腦進(jìn)行信息加工的工具，則可以說是人類大腦的延伸。1996年第一臺(tái)速度超過每秒一萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)問世以來，世界上最大的計(jì)算機(jī)制造商們一直在進(jìn)行著一場(chǎng)競(jìng)賽。2008年6月，美國(guó)國(guó)際商用機(jī)器公司(IBM)和美國(guó)能源部宣布，美國(guó)已研制出新一代全球最快的計(jì)算機(jī)，最大運(yùn)算速度每秒1000萬億次。2009年2月IBM宣布，該公司將建造一臺(tái)能夠進(jìn)行每秒20千萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，其運(yùn)算能力相當(dāng)于200多萬臺(tái)筆記本電腦。阿根廷的《21世紀(jì)趨勢(shì)周刊》網(wǎng)站援引美國(guó)微軟公司的一項(xiàng)報(bào)告稱，人與計(jì)算機(jī)之間的生理界限將在2020年消失。
三次生產(chǎn)工具變革，大大提高了生產(chǎn)力、勞動(dòng)效益和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。一些經(jīng)濟(jì)學(xué)家認(rèn)為，現(xiàn)在用“生產(chǎn)力=(勞動(dòng)者+勞動(dòng)工具+勞動(dòng)對(duì)象)×科技”的公式表示已經(jīng)不夠，新的公式應(yīng)該是“生產(chǎn)力=(勞動(dòng)者+勞動(dòng)工具+勞動(dòng)對(duì)象)的高科技次方”，即科技對(duì)生產(chǎn)力三要素所起的作用不只是用乘法按倍數(shù)計(jì)算，而是按冪級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。