（二）從農業時代、工業時代到知識經濟時代
我們回顧一下人類文明史就不難把握知識經濟興起的脈絡。在人類幾百萬年的曆史中，文明時代是十分短暫的。原始人類用了上百萬年的時間學會了用火、打磨石器、製造陶器，逐步在八九千年前出現了農業經濟的雛形。大約6000年前，人類學會了冶金術，埃及、西亞、印度都開始從礦石中提煉銅。冶金術的出現為人類製造和使用金屬工具開辟了道路。比起石器來，紅銅易於成形加工，但由於紅銅硬度小，因而不太適於製造生產工具。後來，人們發現在紅銅中加入適當比例的錫和少量的鉛，通過冶煉就可得到一種硬度大的合金青銅。這是大約5000年前的事情。由於當時青銅十分昂貴，多數情況下用於製造器具，而農業生產工具仍然以石器為主。銅器時代並沒有大幅度推動農業經濟的發展。
大約4000年前，人類發明了冶鐵術，之後又發現煉鋼術。由於鐵礦石比銅礦要豐富得多，而且冶鐵技術易掌握，因而鐵的應用大大推動了社會和經濟的發展，石器徹底退出曆史舞台，金屬時代真正開始。
如果說工具是人類肢體和大腦的延伸，那麼冶金術是為人類製造工具解決了材料來源。有了工具，沒有力量去推動，那麼工具的作用就小得多。學會利用能源是人類放大自己體力的必經之路。蒸汽機是人類第一次大規模利用能源產生動力的工具。280多年前的1712年英國鐵匠紐可門和鉛管匠卡利發明了世界第一台蒸汽機，用於排除煤礦中的積水。可惜這種蒸汽機能量利用效率太低，蒸汽中的熱能隻有1%得到應用。
1765年，英國發明家瓦特在紐可門蒸汽機的基礎上發明了瓦特式蒸汽機，使熱能利用效率提高了約10倍，這樣使得蒸汽機的大規模應用成為可能。蒸汽機的應用誘發了第一次產業革命。在蒸汽機的基礎上，人類發明了蒸汽動力紡紗機、織布機、車床、重型機器錘等。1803年，英國煤礦機械工程師設計製造出世界第一台蒸汽機車，可牽引5節車廂以每小時8公裏的速度在軌道上行駛。1814年，英國工程師斯蒂芬森製造出兩氣缸蒸汽機車，時速為6.5公裏。第二年他又造出第二台機車，速度比第一台快1倍，結構也更合理。在這台機車的基礎上，現代蒸氣機車誕生了。蒸汽機的發明導致了生產力的大飛躍，使得“在100年中創造的生產力比過去一切世代創造的全部生產力還要多”（馬克思、恩格斯語）。大量使用蒸汽機的英國、法國、德國和美國經濟獲得飛躍性發展。其中英國鋼產量1770—1780年增加了10倍，1870年又比1780年增加了350倍。到1850年，英國的鐵、煤產量和棉花加工量均占世界總量的一半以上。蒸汽機引發的產業革命使得英國成為擁有2250萬平方公裏殖民地的“日不落帝國”。
蒸汽機實際功能是把煤等燃料的化學能轉變成熱能，又經水和水蒸氣作為媒介將熱能轉換成動能供人類使用。由於人類熟悉用火，又熟悉用水，因而人類最先發明蒸汽機作為大規模動力裝置是順理成章的。
凡是燃料直接在汽缸外燃燒的是外燃機，蒸汽機就是外燃機，它的缺點是能量轉換效率低、體積龐大、結構笨重、操作不便，因此到19世紀下半葉，人類發明了內燃機。在前人基礎上，德國工程師奧托研製成功世界第一台衝程往複活塞式內燃機，因而他獲得內燃機之父的稱號。內燃機的燃料直接在汽缸內燃燒，體積小、能量利用效率高，它開始使用煤氣作為能源，19世紀末石油工業蓬勃發展，使用柴油和汽油的內燃機應運而生。直到今天，人類使用的汽車、飛機等使用的都是內燃機。