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改變世界的偉大發明 版權信息
- ISBN：9787030654120
- 條形碼：9787030654120 ; 978-7-03-065412-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：
改變世界的偉大發明 本書特色
本書由著名美籍華裔學者韋潛光撰寫，探討了發明者及其發明在激發創新和推動世界進步的過程中所起的作用，以及人類的需求和愿景是如何激勵發明的。
改變世界的偉大發明 內容簡介
一項偉大的發明能夠為人類歷史開辟新的紀元，就像200萬年前發明于東非的石斧，讓我們跨入了用發明鋪就人類發展之路的新時代。對火的使用既能夠讓我們烹飪食物，還能讓我們離開溫暖的非洲，向寒冷的北方探索。從石斧到計算機，再到互聯網，本書將帶領我們進行一場奇幻之旅，了解歷目前的重大發明，結識偉大的發明家。你會發現是誰創造了歷史，是什么樣劃時代的成就改變了世界。
改變世界的偉大發明 目錄
目錄
序1i
序2v
第1章引言1
1.1發明家和發明3
1.2創新、開發和傳播12
1.3改變世界17
參考文獻43
第2章工作發明49
2.1工具與方法50
2.2能量與功率62
2.3材料77
參考文獻86
第3章家庭生活：食物、衣服和住房89
3.1食物90
3.2衣服106
3.3住房113
參考文獻124
第４章健康與生殖127
4.1預防129
4.2診斷學136
4.3治療142
4.4生殖154
參考文獻163
第5章安全167
5.1自然威脅167
5.2經濟威脅171
5.3人類暴力：戰爭178
參考文獻212
第6章交通運輸215
6.1陸地交通217
6.2水上交通225
6.3航空和航天運輸237
參考文獻249
第7章信息251
7.1觀察251
7.2記錄261
7.3通信274
7.4信息工具284
參考文獻307
第8章美好生活311
8.1聚會與娛樂312
8.2奢侈品327
8.3藝術339
參考文獻353
第9章未來的挑戰355
9.1未來的需求和機遇355
9.2未來發明的發源地362
參考文獻368
序1i
序2v
第1章引言1
1.1發明家和發明3
1.2創新、開發和傳播12
1.3改變世界17
參考文獻43
第2章工作發明49
2.1工具與方法50
2.2能量與功率62
2.3材料77
參考文獻86
第3章家庭生活：食物、衣服和住房89
3.1食物90
3.2衣服106
3.3住房113
參考文獻124
第４章健康與生殖127
4.1預防129
4.2診斷學136
4.3治療142
4.4生殖154
參考文獻163
第5章安全167
5.1自然威脅167
5.2經濟威脅171
5.3人類暴力：戰爭178
參考文獻212
第6章交通運輸215
6.1陸地交通217
6.2水上交通225
6.3航空和航天運輸237
參考文獻249
第7章信息251
7.1觀察251
7.2記錄261
7.3通信274
7.4信息工具284
參考文獻307
第8章美好生活311
8.1聚會與娛樂312
8.2奢侈品327
8.3藝術339
參考文獻353
第9章未來的挑戰355
9.1未來的需求和機遇355
9.2未來發明的發源地362
參考文獻368
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改變世界的偉大發明 節選
第1章引言 發明通常被認為是一種能夠使生活變得更加美好的新設備或新方法。我們來看看“發明”一詞的一些正式定義。《牛津英語辭典》中稱：發明可以是一個發現、一種制造工藝、一種新儀器的使用、一種設計或方案、一個憑空想象或一首巴特譜寫的樂曲等。 美國專利局規定，申請專利的發明應當具有新穎性、創造性、實用性或具有工業應用條件。發明可以是一些全新的事物，不一定具有創新性，如一些科學發現可能并沒有直接的實際應用。美國專利局規定了四種常見發明：①過程或方法；②機器；③制品；④物質成分。一項重大改進可以取得專利，但是，一個想法或建議要申請專利則必須有實際應用的完整描述，需能付諸實施。一項發明獲得專利后，其所有人便擁有在若干年內使用該項發明的獨占權，如20年。他也可以將此獨占權授予其他方獲取報酬。如果任何人未與專利所有權人簽約，或未向專利所有權人支付報酬便使用此專利，那么專利所有權人可以起訴該人侵害其專利權。在實踐中，市場上公開出售的某種專利產品是否受到侵權，是很容易被發現的；但是，某種制成品中是否包含某種專利物質，卻不那么容易被發現。如果一個工廠安裝了專利機器或設備，但拒絕對外開放，而你又沒有搜查證，這種侵權就很難被發現。 我們一般認為，發明會帶來一些滿足我們物質需求的方法和手段，如食物、衣服、居所等。為了這些目的，我們發明了農具、紡織工具、梁柱和屋頂等。我們的精神需求——知識、真理和正義等美好事物，也得到了發明和技術的支持，包括能夠記錄、印刷的文字和圖畫，使得我們能夠同萬里之外的人或我們的子孫后代交流溝通，等等。基于全新的技術，鮮有像青霉素和晶體管之類的革命性突破和發明。大部分發明是基于現有技術做出改進，使該技術更加有效或變得高效（如硫化橡膠），或是為舊材料找到新用途（如把乙醚用于無痛手術和分娩）。 然而，什么是偉大的發明呢？它應當能使技術得到豐富或發展，增強技術力量，為我們的工作、生活、社會和環境帶來好處。我們根據很多標準來評價一項發明，包括：①該技術之于現有技術的創新性；②憑借該技術，我們能夠完成以往視為不可能完成的任務，而且還可能有令人欣喜的新發現；③為很多人帶來長久的好處。 偉大的發明會帶來巨大的突破，開啟人類歷史的新紀元。讓我們想想大約400 萬年前居住在東非地區的早期人類，他們沒有獅子那樣鋒利的牙齒來撕裂生肉。石斧是**個偉大發明，它讓我們的祖先可以像獅子一樣食肉。我們不再僅僅依靠先天擁有的不夠強大的牙齒和手腳，因為我們能夠發明很多新的功能強大的工具。火的應用使人類發明了烹飪，可以把軟化的硬肉和谷物作為食物，令陶瓷技術和冶金技術得以誕生，并使得人類能夠在寒冷的北方定居。農業的出現增加了食物供應量，也使人類的食物供應更加穩定，這樣，人們便可以定居于村落和城市。蒸汽機為生產和交通源源不斷地供給能量，大大提高了生產能力，引發了工業革命。現代環境衛生和微生物理論降低了嬰兒死亡率，人們再也不需要生很多孩子以確保其中兩個能夠長大成人。人類每一代都繼承了前一代很多的技術和工具，同時在這些技術和工具的基礎上，又發明了更加先進的技術和工具，讓下一代受益。 根據杰里米 邊沁的“多數人之*大幸福”原則，用于治療肺癌的藥品可以讓幾百萬人受益，比治愈幾千人所患的罕見疾病的藥品更加重要。另外，邊沁還認為，幸福應按強度、持續時間和確定性劃分等級。能夠讓我們活下來的發明要比滿足虛榮心的發明更加有用；可以持續使用多年的發明要比很快被替代的發明更加有用；長期使用的藥品要比只使用一段時間的藥品更加有意義。 發明的直接效益是很明顯的，如生火可以取暖和照明。然而，其非預期的間接效益（或傷害）常常出現得比較慢，卻更加重要。例如，火可以用于烹飪、軟化粗硬的谷類，制作陶器，冶煉青銅和鐵等。1856 年，威廉 珀金（WilliamPerkin）發明合成苯胺紫a 染料，沒過多久就被更新更好的染料所替代，但很多化學家和企業家從該發明中得到靈感，后來出現了很多新的合成染料和合成藥品，如磺胺藥物等。這些新藥品成為現代醫學產業的基礎，拯救了數百萬的生命。1920 年發明的制冷劑氟利昂可以使家用電冰箱更加安全，避免失火和釋放有毒物質，但由于其在大氣中經年累積，會導致臭氧空洞和全球變暖，使得它不再適用。 1.1 發明家和發明 想想偉大的發明出現于何地、何時，由何人發明？發明家受到何物激發？他們使用何種方法？他們的發明又有哪些革命性影響？ 1.1.1 發明的搖籃 在過去的幾百年里，地球上出現*多發明的地方是歐洲西部，其次是北美洲。氣候與發明之間是否有關聯？我們可以使用基于一年中每月溫度和降水量分布的“柯本氣候分類法”來分析一下。梅林杰（Mellinger）、薩克斯（Sachs）和蓋洛普（Gallup）發現：海洋或海洋通航水道100 千米范圍內的溫帶地區只占全球陸地面積的8%，卻居住著全球23% 的人口，GDP（國內生產總值）占全球總量的53%，這也是現代社會發明*多、生活水平*高的地方。 在遠古時代，出現*多發明的地方是在氣候干燥的地區（如美索不達米亞和埃及）和大河兩岸地區。在近古社會，發明*多且經濟發達的地方往往是在濕潤溫和的地帶（如雅典、羅馬、倫敦、西安和費城等），而濕潤涼爽地帶的發明相對不多（如波士頓和柏林）。亞馬孫河和剛果盆地地區屬于熱帶濕潤的赤道氣候，人口密集，但沒有很多發明；寒冷的北極和高地氣候地區，人口不多，發明也不多。 古代*重要的發明出現在熱帶地區，并逐漸地遷移到溫暖的亞熱帶地區，后來又遷移到涼爽溫和的地區。讓我們從6 種偉大發明來看一下這種遷移：石斧*早出現于200 萬年前的坦桑尼亞奧杜威峽谷（南緯5 度）；火的使用*早出現于50 萬年前的中國周口店（北緯40 度）；農業*早出現于1 萬年前的新月沃地a（北緯33 度）；書寫*早出現于3500 年前的美索不達米亞（北緯33 度）；蒸汽機*早出現于1750 年的蘇格蘭（北緯56 度）；電子數字計算機*早出現于20 世紀的英國（北緯51 度）和美國（北緯41 度）。這些偉大的發明隨著時間的推移不斷向北遷移。 在人類歷史上，歐亞大陸和北美洲的氣候不是一直不變的。200 多萬年前，上新世時期的全球氣溫明顯比其后的更新世寒冷，可能比1950 年低2～6℃，歐洲北部和北美洲大部分地區都被冰層覆蓋。從1 萬多年前全新世開始，冰期結束，全球氣溫明顯上升。 為何大部分偉大發明會出現在氣候溫和的地方，又為何恰巧出現于當時？談到發明所需的條件，我們時常會列舉以下幾種條件。 （1）環境。狩獵人和采集人需要健康、適宜的氣候，以及適合動植物生長的氣溫、降水量和土壤，這樣才能獲取足夠的食物。農夫需要找到能夠馴養的動植物、用于建造房屋的石頭和黏土、用作燃料的樹木，以及冶金礦石等。溫帶氣候容易產生季節更替和狂風暴雨，居民不得不勇敢面對自然災難，努力解決生存問題。阿諾德 約瑟夫 湯因比提出文明起源的黃金分割點理論：一群人舒適安逸地生活了很長一段時間后，需要接受刺激或挑戰，對外界變化做出反應，進入一種積極創造的狀態。刺激有很多種，如生活在艱苦的鄉村環境中、遷移至新住所、敵人帶來的外部打擊、內部社會壓力和懲罰等。如果需要予以刺激喚醒在安逸中度日的人們，那么是否刺激越多就越好呢？湯因比認為，挑戰要足以產生刺激，但不能過大，不能超出人們承受的能力范圍。他因此給出以下幾個例子進行說明： 維京時代，生活在斯堪的納維亞的維京人享受著溫和的氣候，他們的生活舒適安逸，沒有創作出多少文化；冰島氣候寒冷，土壤貧瘠，生活在那里的維京人創造了很多文化；而生活在格陵蘭島的維京人，他們的生活環境更加寒冷、更加貧瘠，需要時時為生存而努力，幾乎沒有創造文化的時間。 曾生活在美國弗吉尼亞州和卡羅萊納州的歐洲人，他們的生活舒適安樂，沒有做出多少文化貢獻；生活在美國馬薩諸塞州的歐洲人，由于當地氣候惡劣、土壤多石，創造出燦爛的文化和發達的商業；但生活在美國緬因州和加拿大新斯科舍省的歐洲人，他們謀生困難，幾乎沒有時間創造文化。 如果我們按挑戰難度為氣候帶分等級，從難度*小的挑戰到難度*大的挑戰，*佳的氣候帶大概是位于中間。按照難度從小到大排列，我們可能獲得以下結果：潮濕的赤道地區＜濕潤溫和地區＜濕潤寒冷地區＜干燥地區＜高原地區＜南北極地區。但為什么北美洲在哥倫布到來以前一直處于“休眠狀態”，1950 年以后卻一躍成為全世界*強大的地區？只靠環境因素不足以解釋這個問題。 （2）聯系和繼承。發明家需要受到他們從祖先那里繼承來的技術的刺激。另外，他們還需要向遇見的“鄰居”和“游客”學習。他們需要依靠交通運輸與其他人進行交易和溝通，學習新的觀念和技術。杰拉德 戴蒙德（JaredDiamond）認為，歐亞大陸氣候溫和，變化不大，西歐國家的人們可能會旅行1.3 萬千米到東亞國家，學習和吸收其他國家人們的發明和觀念。從另一方面來說，北美洲和南美洲的民族是相對孤立的部落，如果要從白令海峽旅行1.3 萬公里到火地島，就要橫越很多氣候帶，他們需要適應新的食物來源和有害物，適時取暖和降溫。同樣地，大洋洲民族與歐亞地區善于發明的部落也是隔絕的。這個“聯系和繼承”的要求不能解釋為何非洲于一時輝煌之后沒有再繼續輝煌下去，為何羅馬在東羅馬帝國時期與文藝復興時期之間處于長期“休眠狀態”，為何穆罕默德出世后伊斯蘭文明突然誕生，為何成吉思汗和忽必烈之后的蒙古長期靜默，等等。 （3）靈魂和領袖。一種文明的創造力和推動力，以及后來的停滯和衰落，有很多難以分析與解釋的原因。我們可以列出一系列影響因素：內在傳統、哲學、宗教、外部挑戰、樂觀主義、穩定性和安全性、是否歡迎新觀念、是否愿意接受進步觀念和獎勵創新者等。奧斯瓦爾德 斯賓格勒（Oswald Spengler）認為，每一種偉大的文明都有一種精神，從愚昧野蠻中蘇醒到新文明誕生，從帝國發展頂峰到衰落，直至消亡，這種精神可以穿越千年：希臘羅馬文明的阿波羅精神，從梅羅文加王朝到如今西方文明的浮士德精神。這種解釋可以視為一種受神靈啟示的預言，而不是科學方法，因為它沒有提供任何預示未來精神到來的原則。 1.1.2 創造力 我們對**把石斧的發明人知之甚少，他生活在大約兩三百萬年前的東非地區。但在文字發明以后，我們開始擁有關于發明家的一些書面文件和資料。發明人是何人，他們有什么樣的背景，所受教育情況如何？他們為何對發明產生興趣，他們使用何種工具和手段？他們的發明具有哪些革新性？ 在古代，大部分人都為他們眼前的需求而勞碌，只有少數人有閑暇去做短期內不會帶來收益的事情。在人類歷史上，有名字記錄的*早的發明家可能是印和滇、大禹。印和滇生活在公元前2600 年的埃及，他是法老左塞爾的大臣、太陽神拉的大祭司，也是埃及**位工程師、建筑家和醫師。他發明了古本手卷和建筑梁柱，死后被奉為神靈。大禹約生活在公元前2060 年的中國，他是夏朝的創建人和首位君王。那時，中國遭遇嚴重洪災，堯帝把治洪任務指派給大臣鯀。鯀建造了很多堤壩，但沒能平息洪水，堯帝殺了鯀，又把這項任務派給鯀的兒子禹。禹沒有建造堤壩，而是重新挖掘河道，用來泄洪和灌溉。禹花費13年成功治理了洪水，受到堯帝嘉獎，堯將帝位傳給了禹a。這兩位發明家的職務繁多，平時非常忙碌，他們只花了一點時間在發明上面。自印和滇、大禹以后，再無其他發明家受到與他們同等的肯定和尊敬。 發明家一般可以分為業余愛好者和專業人士。業余愛好者把發明作為愛好或副業，而獲得支持的專業人士則可能為名為利而發明。 發明需要時間和耐心。發明家要有樂觀態度，還可能有其他的謀生手段。
改變世界的偉大發明 作者簡介
韋潛光（James Wei）博士，1930年生于上海，曾就讀上海大同中學和上海交通大學。1949年前往美國攻讀化學工程，1952年獲得佐治亞理工學院化工學士學位，1954年和1955年先后獲得麻省理工學院化工碩士和理學博士學位。1955年起擔任美孚石油公司的不錯科學家，開啟了他的職業生涯。1971～1977年在特拉華大學化工系任教授，1977~1991年任麻省理工學院化工系主任及教授，1991年出任普林斯頓大學工程與應用科學學院的院長。韋潛光博士出版著作8本，發表研究論文130多篇，同時還擁有兩項美國，曾擔任美國化學工程師協會主席。
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