一、蒸汽機“改變了世界”
工具革新在技術革命中占有主要地位，是產(chǎn)業(yè)革命的導火線。1733年，英國蘭開夏工人發(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，這是世界上第一臺“大機器”，世界第一個工廠誕生。
17世紀的科學革命已經(jīng)提出“用火提水的發(fā)動機”原理，在專家和生產(chǎn)者大量研究和實驗的基礎上，1776年，瓦特制成了高效能蒸汽機，1785年，蒸汽機開始生產(chǎn)。瓦特完成了從動力機到工具機的生產(chǎn)技術體系，他的巨大成功“改變了世界”。
蒸汽機的廣泛應用，大大加快了英國產(chǎn)業(yè)革命的步伐，帶動了鐵路、航運和工廠大規(guī)模生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，引起能源消費結構從以生物能源為主過渡到以煤炭為主。1870年，英國的采煤量已經(jīng)占世界采煤總量的51.5%。德國利用煤化學的科學成就，迅速發(fā)展了合成化學工業(yè)。1873年，德國染料工業(yè)的產(chǎn)值、質量都超過英國。合成染料工業(yè)帶動了紡織工業(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制品所替代，人類進入“化學合成時代”、“人工制品的新世界”。
二、電力技術“開創(chuàng)一個新紀元”
電力技術革命起源于歐洲，完成在美國。1866年，德國維·西門子發(fā)明電機后曾給他在倫敦的弟弟寫信：“電力技術很有發(fā)展前途，它將會開創(chuàng)一個新紀元”。
1876年美國慶祝獨立100周年之際，在費城舉辦了有37個國家參加的國際博展會上，美國展出了大功率發(fā)動機和電動機。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“照亮了人類實現(xiàn)電氣化的道路”。在電力技術革命推動下，美國、歐洲國家和日本紛紛把電力建設作為國家承建工程的重點，世界范圍內興起的電氣化熱潮。
發(fā)動機和電動機的應用，導致一系列新興產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展。1886年，德國人戴姆勒在一輛四輪馬車上安裝了他研制的發(fā)動機，世界誕生第一輛汽車。1927年，美國福特汽車公司的汽車銷售量達到1500萬輛，美國成為“汽車王國”。1903年，美國萊特兄弟，在滑翔機上安裝了12馬力的汽油發(fā)動機，試飛成功，“標志著人類進入航空時代”。
公路和航空等交通運輸業(yè)以及電力的普及，引起能源消費結構從以煤炭為主逐步轉向以石油為主。據(jù)統(tǒng)計，到1862年，世界石油產(chǎn)量僅300萬桶，在19世紀最后幾十年期間，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、計算機——人類大腦的延伸
1944年，美國在國防部領導下開始研制計算機，1946年制成世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC，開辟了一個計算機科學技術新紀元，拉開信息技術革命序幕。
計算機是信息加工工具。如果說人類制造的其他工具是人類雙手的延伸，那么計算機作為代替人腦進行信息加工的工具，則可以說是人類大腦的延伸。1996年第一臺速度超過每秒一萬億次浮點運算的超級計算機問世以來，世界上最大的計算機制造商們一直在進行著一場競賽。2008年6月，美國國際商用機器公司(IBM)和美國能源部宣布，美國已研制出新一代全球最快的計算機，最大運算速度每秒1000萬億次。2009年2月IBM宣布，該公司將建造一臺能夠進行每秒20千萬億次浮點運算的計算機，其運算能力相當于200多萬臺筆記本電腦。阿根廷的《21世紀趨勢周刊》網(wǎng)站援引美國微軟公司的一項報告稱，人與計算機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、勞動效益和經(jīng)濟發(fā)展。一些經(jīng)濟學家認為，現(xiàn)在用“生產(chǎn)力=(勞動者+勞動工具+勞動對象)×科技”的公式表示已經(jīng)不夠，新的公式應該是“生產(chǎn)力=(勞動者+勞動工具+勞動對象)的高科技次方”，即科技對生產(chǎn)力三要素所起的作用不只是用乘法按倍數(shù)計算，而是按冪級數(shù)增長。