比之航空和高速公路，高速铁路具有耗能低、占地少、运输量大、安全性能高的优势。
目前磁悬浮列车是高速列车的宠儿，被称为新世纪的“神行太保”。
轮船——海上交通工具
轮船发展史
考古学家考证，早在4万年前，太平洋中已经开始有船只往来航行。当今世界现存最古老的船只是科学家发现的3万年以前的独木舟，它长3.7米，木质为松木。这是现代轮船最早的雏形。在古代，有一种小艇是用树皮和兽皮搭在木架上制成的。在玻利维亚，曾发现有古老的芦苇小船。英国的约克郡曾发掘出公元前7500年的古代短桨，显示当时的人已经懂得划船。
公元前1200年，尼基人制成地中海圆船，用黎巴嫩盛产的杉木制成。船身粗短，通常长10至20米，宽度为长度的三分之一，航行平稳，这种船被沿用了1000多年。
罗马帝国的船身稍微增大，有只大船长28米，帆也较大，能载重4500吨。船身包铅皮，用以保护船身水下部分。
公元前3世纪，船身前后都挂上帆，或者挂三角帆。
公元700年，中国人已懂得使用当时三项最先进的航海技术：一是柱绞链舵，因为装在船的中线而不是一侧，所以比一般的橹效率更高；二是装上几根桅杆，以获得最大的帆面积，增加前进动力；三是用指南针导航。另外还在大帆船上采用小密封舱，即使船身若干部分漏水，也可以航行，航行时更为灵活。
14世纪时，船上装上龙骨，船的强度增大，也更能承受大炮的重量和后座力，于是商船、军舰及许多海盗船都装上大炮。
15世纪时，欧洲的大西洋沿岸国家在帆船设计方面有一项划时代的发展，就是发明三桅船。船上装有尾柱绞链舵，方帆和三角帆并用，帆面积增大，船速就加快了。到1300年，前后帆帆船盛极一时，大英帝国参与世界贸易，掀起了欧洲的船速竞赛。于是人们就尽量缩减货轮容积，帆的面积极大，最大到3036平方米，连最轻微的风也能推船前进。快速帆船的排水量约为700吨，船身长上百米，船速最高可达20海里。
16～18世纪，各国开始制造炮舰。船去掉了首尾的射箭平台，开始造双层船，外层木板厚度加大到10厘米以上，有许多窗口，每个窗口安置一门大炮。
轮船大事记
早期的帆船是要受风和潮汐制约的，而蒸汽机的发明则使船舶摆脱了大自然的束缚。
1772年，英国约克郡建造了一艘3.7米长的铁壳船。这是世界上第一艘使用金属造的船身。
1783年，达班斯在法国制成第一艘实用汽船。
1819年，第一艘客运铁壳船“火神”号下水，开始运送旅客，一直服务了50多年。
1821年建成下水的“亚轮·曼贝”号是第一艘用蒸汽为动力的铁壳商船。
1836年，英国农夫史密夫发明了螺旋桨，在英国申请了专利。装置了木制螺旋桨的10吨汽船，沿着肯特郡海岸航行，取得成功。
1886年到1930年，内燃机轮船开始登上历史舞台。
1886年，德国工程师戴姆勒首先把汽油发动初装在自制的船上，在德国纳卡河上航行成功。船舶汽油发动机由于速度很高，在第一次世界大战中首先使用于鱼雷艇、汽艇和海岸巡逻艇上。
1958年之后，名为“大和”号的超导电磁船重185吨，全长30米，试航速度为8节，动力来源于两个低温超导电磁体。
1758年，核动力船面世。核能发动机使用体积小、经久耐用的铀燃料，问世之后，轮船航程大大增加。
随着科技的进步，船只的速度及巡航范围越来越大，造船事业正步入一个新的时期。
潜水艇——水下的“杀手”
潜水艇的研制
一天傍晚，布什内尔与几个士兵下岗后，一起到海边散步。他们爬到礁石上，一边聊天，一边欣赏落日余晖下的海景。
看够了远景，又观近景。水很清澈，水生物历历在目。他们见一群活泼的小鱼自由自在地在水中游着，像是在觅食，又像是在玩耍。突然，水下有一条大鱼悄悄潜游过来，游到小鱼的下方后，猛地朝上一跃，咬住了一条小鱼，别的小鱼吓得魂飞魄散，各奔东西。
士兵们见了这场“海战”，觉得十分有趣。但这使布什内尔大受启发：原来笨拙的大鱼就是这样逮住机灵而且游得飞快的小鱼的。能不能造个像大鱼那样的船，潜在水中，神不知鬼不觉地钻到英国战舰底下去放水雷，炸它个舰沉人飞呢？若能那样，该有多痛快呀！
有了这个想法之后，他马上开始实施起来，可是还有一个问题就是船如何才能沉入水中呢？
布什内尔突然想到鱼之所以能够一会儿浮到水面，一会儿潜到水底，靠的就是它肚子里那个“鳔”。所以马上开始尝试也给船仿造一个“鳔”，就这样解决了船下水的问题。
布什内尔带领同伴们真的制成了一艘可在水下潜行的船。本来是想仿照鱼的外形制造，但造成之后却像乌龟。因此，同伴们就为它取了个代号——“海龟”。
“海龟”底部有个类似鱼鳔的水舱。水舱内安有两个水泵。船在水面，若要下沉时，就往舱里灌水；船在水下，若要上浮时，就把舱里的水排出，把空气压进水舱。仿照鱼的鳍，“海龟”外部还安装了两台螺旋桨：一台管进退，一台管升降。此外，“海龟”尾部还有舵，可以控制航向。
一天夜晚，布什内尔带着几个士兵，驾着“海龟”悄悄驶近英国战舰，然后潜入水中，一直潜到英国战舰底下，他们想用“海龟”顶部的钻杆钻穿敌舰，然后放水雷，没想到英舰底部包了很厚的一层金属，钻了一个多小时也没有钻穿。
士兵们在下面憋不住了，只好上来换气。这时夜已深，天黑海黑，水天一色，根本辨不清方向。英军发现了“海龟”，便开动战舰追过来。“海龟”吓得后退，但速度怎么也快不起来，眼看就要被敌舰撞得粉身碎骨。
在这万分危急的时刻，布什内尔急中生智，解下备用的水雷，点着引线后，慌忙钻进“海龟”，“海龟”潜入了水中。英舰正在寻找怪物的去向，突然舰旁一声巨响，战舰顿时起火。英军一边救火一边掉转战舰逃跑，唯恐怪物再悄悄追来。从此，英舰再也不敢肆无忌惮地在美国沿海耀武扬威了。
后来，经过人们不断地改进，制成了新的神秘武器——潜水艇，在海战中潜水艇大显神威。在第二次世界大战中，德国的潜水艇击沉了英美大西洋舰队的782艘运输船，使对方的运输线遭到巨大破坏。
潜水艇的任务
潜水艇主要执行巡逻、警戒、封锁、反潜、侦察等任务。其主要攻击对象首选为敌方的运输船或商船，而航母、战列舰、巡洋舰等大型水面舰艇由于大多拥有护航舰艇和飞机保护，攻击风险较大。
潜水艇的特点
潜艇之所以能够发展到今天，是因为它具有以下特点：能利用水层掩护进行隐蔽活动和对敌方实施突然袭击；有较大的自给力、续航力和作战半径，可远离基地，在较长时间和较大海洋区域以至深入敌方海区独立作战，有较强的突击威力；能在水下发射导弹、鱼雷和布设水雷，攻击海上和陆上目标。
潜艇配套设备多样，技术要求高，全世界能够自行研制并生产潜艇的国家不多。潜艇自卫能力差，缺少有效的对空观测手段和对空防御武器；水下通信联络较困难，不易实现双向、及时、远距离的通信；探测设备作用距离较近，观察范围受限，容易受环境影响，掌握敌方情况比较困难；常规动力潜艇水下航速较低，水下高速航行时续航力极为有限；充电时须处于通气管航行状态，易于暴露。
常规潜艇的自持力一般在45天左右，核潜艇最高纪录可以达到90天。
航天最基本的工具——火箭
火箭的发展历史
也许很多人不知道，其实火箭是由中国人发明的，中国是古代火箭的故乡。由中国古代科学家最早运用火药燃气反作用力原理创制的火箭，在当代科学精英的手中发展成为运载飞船升空的大力神，这是我们每个炎黄子孙都引以为自豪的辉煌成就。
“火箭”这个词在公元3世纪的三国时代就已出现。在公元228年的三国时期，魏国第一次在射出的箭上装上火把；当时蜀国丞相诸葛亮率军进攻陈仓时，魏国守将郝昭就用火箭焚烧了蜀军攻城的云梯，守住了陈仓。“火箭”一词自此出现。不过当时的火箭只是在箭头后部绑缚浸满油脂的麻布等易燃物，点燃后用弓弩射向敌方，达到纵火目的的兵器。
火箭出现后，在中国被迅速地用于军事行动和民间娱乐中。在宋、金、元的战争中，已应用了火枪、飞火炮、震天雷炮等火药武器。那时的飞火炮和现代的火焰喷射器相似，是一种原始的火箭武器。北宋后期，在民间盛行的烟火戏中，人们利用火药燃气的反作用力，制成了能够高飞和升空的“流星”、“爆竹”，为节日增添了喜庆的气氛。从工作原理看，流星、爆竹已具有火箭的特点。
火箭的发动机
一说到发动机，大多数的人都会想到马达，并且认为它们与旋转有关。例如，汽车里的往复式汽油发动机会产生转动能量以驱动车轮。蒸汽发动机也用来完成同样的工作，蒸汽轮机和大多数燃气轮机也是如此。
但是火箭的发动机则与之有着根本的区别。它是一种反作用力式发动机。火箭发动机是以一条著名的牛顿定律作为基本驱动原理的，该定律认为“每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力”。火箭发动机向一个方向抛射物质，结果会获得另一个方向的反作用力。我们可能会觉得这和真实的情况不大一样。我们看到的火箭发动机似乎只会发出火焰和噪音，制造压力，而与“抛射物质”没什么关系。
如果我们见过粗大的消防水管喷水的场景，可能会注意到消防员要花很大的力气才能抓住它。水管发生的情况与火箭发动机类似。水管向一个方向喷水，消防员们则运用自身的力量和重量来克服反作用力。如果他们放开水管，那么水管会劲头十足地四处乱撞。如果消防员全都站在滑雪板上，水管将推动他们以极快的速度向后移动。
如果我们吹起一个气球，然后放开它，那么它会满屋子乱飞，直到里面的空气漏光为止，这就是我们制造的“火箭”发动机。在这种情况下，被抛射出去的是气球中的空气分子。与许多人的想法不同，空气分子其实是有质量的。如果您让空气从气球的喷口中喷出来，气球的其余部分则会向相反的方向运动。
现代火箭
火箭是目前唯一能使物体达到宇宙速度，克服或摆脱地球引力，进入宇宙空间的运载工具。火箭的速度是由火箭发动机工作获得的。火箭的速度与发动机的喷气速度成正比，同时随火箭的质量比增大而增大。即使使用性能最好的液氢液氧推进剂，发动机的喷气速度也只能达到4.3～4.4公里/秒。因此，单级火箭不可能把物体送入太空轨道，必须采用多级火箭，以接力的方式将航天器送入太空轨道。
航天运载火箭一般由动力系统、控制系统和结构系统组成，有的还加遥测、安全自毁和其他附加系统。
火箭技术是一项十分复杂的综合性技术，主要包括火箭推进技术、总体设计技术、火箭结构技术、控制和制导技术、计划管理技术、可靠性和质量控制技术、试验技术，对导弹来说还有弹头制导和控制、突防、再入防热、核加固和小型化等弹头技术。
人类的飞天梦——飞机
飞行的梦想
自古至今，人们总是在不断地对飞行进行尝试。很多人都尝试着去模仿鸟类，在自己的身体上插两个翅膀，然后从山顶和悬崖上向下跳，希望能够像鸟儿一样扇动翅膀飞到天空，但这些尝试均以失败而告终，莽撞的结果往往是摔断手脚甚至丧生。可能是受风筝及鸟儿的共同启发，渐渐的人们终于明白：物体在空中运动，虽然会受到来自空气的阻力，但当物体具有特定的形状和角度时，也可以产生把物体向上举的升力，运动的速度越高，产生的升力也就越大。
1810年，英国的凯利先生提出了利用机翼产生升力和利用不同翼面的控制来推动飞机的设计思想。而新型动力设备内燃机的出现，使飞机上天的梦想不再遥远。
飞机研制狂潮
有了理论基础和物质基础，19世纪末许多国家掀起了飞机研制热潮。1874年，法国发明家唐普尔制造了一架用蒸汽机推动的单翼机，它依靠从滑道滑下产生的动力加速起飞，离地时间不过一两秒钟。过了10年，俄国人莫柴斯基试飞了自己制造的一架装有蒸汽发动机的单翼机——“埃奥尔”，此次虽飞行了50米，但很难对其加以完全控制。又过了10年，美国人马克西姆的大型模型双翼机也从轨道上升起了几英尺。尽管这些试飞活动都曾离开过地面一段时间，但还不是现代意义上的“飞”，或者说它们只是靠一定动力推动的跳跃而已。
1896年8月12日，德国著名滑翔机专家利连撒尔在经过2000多次滑翔之后不幸失事身亡。就是这一不幸的消息传到了美国，引起了两位年轻的自行车修理工的关注，进而对飞机的发明起到了不小的影响。
美梦成真
1896年，美国人奥维尔·莱特和威尔伯·莱特两兄弟开始了关于飞行的研究。他们也十分重视观察和实验，仔细观察各种鸟在空中的动作，他们发现鸟在转弯时，往往要转动和扭动翼边和翼尖以保持平衡。他俩首先把这种现象与空气动力学原理相结合，并应用到飞机设计上。
从1900到1902年，莱特兄弟在两年多时间里试制了翼段卷曲、装有活动方向舵的滑翔机，先后进行了3次滑翔实验，测量了风向和气流，记录下详细的数据，揭开了包括空中急转、倾斜滑行和拐弯等一个个飞行奥秘，并一再改进机翼和方向舵的形状结构。这些试验为制造载人动力飞机奠定了理论和技术基础。
1903年，莱特兄弟呕心沥血设计的第一架飞机制造出来了。机翼第一次采用较合理的长条形，其横截面为前缘厚、后缘薄的弯曲型，所以具有较大的升力和升阻比。这架飞机被命名为“飞行者”。
1903年12月17日上午，“飞行者”号在美国北卡罗来纳州基蒂霍克沙丘上试飞，由弟弟奥维尔驾驶。这一天共试飞了4次，在第一次试飞中，飞机在两三米高的空中飞行了37米，时速48千米，时间12秒；最好的一次不过留空59秒，前进了260米。然而，就是这短暂的12秒，这区区37米，却标志着人类研制飞机的梦想终于成功了。
从古到今，人类翱翔蓝天的古老愿望终于实现了。
飞机的广泛应用
随着科技的进步，飞机已经开始越来越多的应用到各个领域之中，在军事领域，飞机的地位越来越突出。在现代化战争中，夺取制空权更为制约战局的重要因素之一。而且飞机在民用领域的作用也越来越显著。同时，随着现代高科技手段的应用，飞机的行驶已经越来越安全，也越来越规范。
飞机密如蛛网的航线将世界每个角落都紧密地联系在了一起，地球变得越来越小，“地球村”这个字眼也越来越多的出现在人们的生活中。
