阅读下列材料，回答问题：
材料一  美国华裔能源部长朱棣文曾说：“第一次工业革命让人类摆脱劳力与使用牛马等动物帮忙的生活，但成本却带来让人类暴露在二氧化碳的污染下。下次工业革命将会使人类在享受便利能源之余，对于环境的污染也会相对减少。”
材料二  主要资本主义国家占世界工业生产总值的比重(％)

材料三 （美国）仅1865年至1900年，被正式批准登记的发明专利就达到了64万多种……为促进科学和实用技艺的普及，对作家和发明家的著作和发明，在一定期限内给予专利权的保障……美国人第一次把专利权写入了宪法，用国家的根本大法来保护发明创造。
——摘自《大国崛起》解说词
材料四 科技方面，英国工业界满足于第一次工业革命的成就，坐享其成的思想日趋严重……在新技术成果应用方面英国日趋落后。政府在科技投入方面也存在诸多问题，经费少，实验设备不足，管理混乱，科技人员地位低和待遇差成为普遍现象。
——《世界通史》
请回答：
（1）材料一中 “让人类摆脱劳力与使用牛马等动物帮忙的生活”的重大发明是什么？“让人类暴露在二氧化碳的污染下”的能源是什么？“下次工业革命”中的“便利能源”是指什么？
（2）根据材料二回答，1870年英国成为头号工业国家的主要原因是什么？1913年美国在世界工业生产总值中所占的比重超过英国，结合材料三及所学知识，分析发生这种变化的原因。
（3）根据材料四，概括导致英国经济地位衰落在科技方面的原因。
（4）从美英两国经济地位兴衰的对比中，你获得什么认识？