科学开始对工业没什么影响，我们迄今所提到的棉纺织工业、采矿工业、冶金工业和运输业方面的科技发明，极少是由科学家们作出的， 相反，它多半是由非凡的技工完成的。不过1870年以后，科学开始了更加重要的作用，渐渐地它成为所有大工业生产的一个组成部分。工业研究的实验室，装备 着昂贵的仪器，配备着对指定问题进行系统研究的训练有素的科学家，它们取代了孤独发明者的阁楼和作坊。

——《全球通史·1500年以后的世界》

请回答：

阅读下列材料，回答问题。
材料一 

材料二 到1825年英国的生铁已经超过法俄美德四国的产量总和，到1840年，英国商船吨位居世界第一；工业生产总值占世界总额的47%，商品出口总额占世界贸易总额的21%，英国半数以上的工业品销往国外，成为名副其实的“世界工厂”。
材料三 

材料四 主要工业国家工业生产总值的排名

（1）材料一中出现的机器是什么？是在哪一历史事件中出现的？它把人类带入什么时代？
（2）材料一中所反映的历史事件与材料二中的现象有什么内在联系？
（3）材料三中世界石油产量剧增的主要原因是什么？
（4）从材料四中可以看出，主要工业国家工业生产总值排名发生了变化，引起这种变化的原因是什么？
（5）科技创新给人类带来了极大的促进作用，面对我国建设创新型国家的新形势，作为当代的中学生，我们应该怎么做?

材料一

1763年，他受命修理格拉斯哥大学的一台纽可门蒸汽机，得以仔细研究纽可门机的结构。他发现纽可门机的热量损失太大，消耗能量多而产生的功效不足。1765年，他终于想出了在气缸之后再加一个冷凝器的主意，使蒸汽机的效率成倍提高。1781年，他改变了蒸汽机只能直线做功的状态，用一个齿轮装置将活塞的直线往复式运动转化为轮轴的旋转运动。1782年，他进一步设计出了双向气缸，使热效率又增加了一倍。经他进一步改进后的蒸汽机，成了效率显著、可用于一切动力机械的万能原动机。蒸汽机改变整个世界的时代正式到来。

材料二

蒸汽机有许多缺点。比如由于有锅炉，体积庞大而笨重；燃料的热能要传给蒸汽后再转化为机械能，效率很低。为了克服这些缺点，有人尝试把外燃改成内燃，不用蒸汽做工作媒介，直接利用燃烧形成的气体推动活塞运动，把锅炉和气缸合并成一体，这就是内燃机。

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