19世紀最主要的科學成就是熱力學、電磁場理論、化學原子論和生物進化論，它們的創立者分別是邁爾·焦耳、法拉弟、麥克斯韋、阿佛加德羅和達爾文。熱力學是關於熱的能量守恒和耗散的理論。其推廣形式即能量守恒與轉化定律是繼牛頓力學之後物理科學的第二次理論大綜合。電磁場理論則是在電磁學實驗基礎上數學化而發展起來的，它把光、電、磁這三種不同的物理現象聯係了起來，實現了物理科學的第三次理論大綜合，導致了繼蒸汽機之後以電力應用為標誌的近代第二次技術革命。第二次技術革命即電力革命開始於19世紀70年代。當時，有實用價值的發電機和電動機已經製成，直流電機供電已經取代了蒸汽動力而占有統治地位。電力不僅可以代替蒸汽作為工業動力，而且可以用於通訊和照明。人類曆史上開始了電氣化的現代文明生活，人類社會由蒸汽時代進人了電氣時代。第三次技術革命出現在20世紀40年代以後，是以原子能工業（1942年）、電子計算機（1945年）、空間技術（1957年）、激光（1960年）和基因工程（1973年）等新興技術群為標誌，而以電子計算機技術、通訊技術和信息資源處理技術組成的信息技術為核心，所以又叫做“信息革命”。值得注意的是，信息技術是20世紀技術革命進展最快的領域。1906年，三極電子管的發明使電信號放大，從而使遠程無線電通信成為可能。1947年，第一隻晶體管的誕生為電子電路集成化和數字化提供了重要的基礎，1945年問世的電子計算機，已經曆了第一代（電子管。40年代中至50年代末）、第二代（晶體管，50年代末至60年代中）、第三代（集成電路，60年代中至70年代初）和第四代（大規模和超大規模集成電路，70年代初開始）等發展階段，每一階段的技術新範式都是對前一階段技術範式的徹底改變。第四代技術範式內常規創新的速度是十分驚人的。摩爾定律表明，芯片傳輸速度每18個月增長l倍，光纖的容量每12個月增長l倍，無繩電話的通話（信）量每9～12個月增長l倍，計算機硬盤存儲的能力每13個月增長l倍。20世紀80年代已開始對新一代的智能計算機、光學計算機和量子計算機的探索，並已取得初步成果。可以預言，2020年我們所使用的一定不是超大規模集成電路的技術範式。
由於革命性創新往往來自科學中那些無法預見的革命，因而在技術革命出現的時間和方式方麵，也就有了很高的不確定性。革命性技術與現行技術範式之間的完全不一致性是一個重要的不確定性來源。例如，蒸汽機是詹姆斯·瓦特在1765年發明的。可是，相當一段時間裏，瓦特無法找到必須的支持以開發他的發明。直到馬修·博爾頓提供資金以及開發所需要的企業媒介後，這項發明才變成商業實踐。由此，蒸汽機在發明出來11年以後，於1776年才終於得到真正的創新。瓦特發明蒸汽機以後，首先在開礦中得到應用，單在英國的推廣應用就花了很長的時間，直到1815年，蒸汽機才被應用到其他行業，但是，除了開礦以外，其他行業使用蒸汽機的數量不大。在歐洲大陸的反應更加冷淡，據說還遭到了拿破侖的譏笑。盡管如此，今天稍有曆史常識的人都知道，瓦特的偉大發明開創了一個輝煌的工業經濟時代。正是因為蒸汽機是革命性技術創新，它難以在短期內超越人們對原有技術範式的知識和體製性枷鎖。
在20世紀40年代末50年代初，計算機這門新興行業的IBM公司總裁曾預見說，隻要有六七台計算機就能滿足美國來來的需要了，再多幾台就能滿足整個歐洲的需要了。盡管當時的計算機十分龐大，但最終表明，這個數字還是太小了。這位著名的預見者難以預測到，在未來，一係列的革命（如固體物理學中的革命那樣）竟然能完全改變計算機的大小、性質和功能。那位專家與實際相差千裏的預言正說明革命性技術創新是帶有高不確定性的。20世紀60年代激光被美國貝爾試驗室發明時，該試驗室的律師們很不情願地花錢為激光注冊專利，因為他們根本想像不出激光能有什麼應用價值。誰想到，激光竟應用於光纖通訊領域和其他廣泛的領域。
七、技術危機和技術革命