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科普读物
改变世界的伟大发明
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改变世界的伟大发明

作者：（美）韦潜光（James Wei)著；刘
出版社：科学出版社出版时间：2022-02-01
开本： B5 页数： 388
本类榜单：科普读物销量榜
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改变世界的伟大发明 版权信息

  • ISBN：9787030654120
  • 条形码：9787030654120 ; 978-7-03-065412-0
  • 装帧：一般胶版纸
  • 册数：暂无
  • 重量：暂无
  • 所属分类：
    科普读物

改变世界的伟大发明 本书特色

本书由著名美籍华裔学者韦潜光撰写，探讨了发明者及其发明在激发创新和推动世界进步的过程中所起的作用，以及人类的需求和愿景是如何激励发明的。

改变世界的伟大发明 内容简介

一项伟大的发明能够为人类历史开辟新的纪元，就像200万年前发明于东非的石斧，让我们跨入了用发明铺就人类发展之路的新时代。对火的使用既能够让我们烹饪食物，还能让我们离开温暖的非洲，向寒冷的北方探索。从石斧到计算机，再到互联网，本书将带领我们进行一场奇幻之旅，了解历目前的重大发明，结识伟大的发明家。你会发现是谁创造了历史，是什么样划时代的成就改变了世界。

改变世界的伟大发明 目录

目录
序1i
序2v
第1章引言1
1.1发明家和发明3
1.2创新、开发和传播12
1.3改变世界17
参考文献43
第2章工作发明49
2.1工具与方法50
2.2能量与功率62
2.3材料77
参考文献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
参考文献124
第４章健康与生殖127
4.1预防129
4.2诊断学136
4.3治疗142
4.4生殖154
参考文献163
第5章安全167
5.1自然威胁167
5.2经济威胁171
5.3人类暴力：战争178
参考文献212
第6章交通运输215
6.1陆地交通217
6.2水上交通225
6.3航空和航天运输237
参考文献249
第7章信息251
7.1观察251
7.2记录261
7.3通信274
7.4信息工具284
参考文献307
第8章美好生活311
8.1聚会与娱乐312
8.2奢侈品327
8.3艺术339
参考文献353
第9章未来的挑战355
9.1未来的需求和机遇355
9.2未来发明的发源地362
参考文献368
展开全部

改变世界的伟大发明 节选

第1章引言 发明通常被认为是一种能够使生活变得更加美好的新设备或新方法。我们来看看“发明”一词的一些正式定义。《牛津英语辞典》中称：发明可以是一个发现、一种制造工艺、一种新仪器的使用、一种设计或方案、一个凭空想象或一首巴特谱写的乐曲等。 美国专利局规定，申请专利的发明应当具有新颖性、创造性、实用性或具有工业应用条件。发明可以是一些全新的事物，不一定具有创新性，如一些科学发现可能并没有直接的实际应用。美国专利局规定了四种常见发明：①过程或方法；②机器；③制品；④物质成分。一项重大改进可以取得专利，但是，一个想法或建议要申请专利则必须有实际应用的完整描述，需能付诸实施。一项发明获得专利后，其所有人便拥有在若干年内使用该项发明的独占权，如20年。他也可以将此独占权授予其他方获取报酬。如果任何人未与专利所有权人签约，或未向专利所有权人支付报酬便使用此专利，那么专利所有权人可以起诉该人侵害其专利权。在实践中，市场上公开出售的某种专利产品是否受到侵权，是很容易被发现的；但是，某种制成品中是否包含某种专利物质，却不那么容易被发现。如果一个工厂安装了专利机器或设备，但拒绝对外开放，而你又没有搜查证，这种侵权就很难被发现。 我们一般认为，发明会带来一些满足我们物质需求的方法和手段，如食物、衣服、居所等。为了这些目的，我们发明了农具、纺织工具、梁柱和屋顶等。我们的精神需求——知识、真理和正义等美好事物，也得到了发明和技术的支持，包括能够记录、印刷的文字和图画，使得我们能够同万里之外的人或我们的子孙后代交流沟通，等等。基于全新的技术，鲜有像青霉素和晶体管之类的革命性突破和发明。大部分发明是基于现有技术做出改进，使该技术更加有效或变得高效（如硫化橡胶），或是为旧材料找到新用途（如把乙醚用于无痛手术和分娩）。 然而，什么是伟大的发明呢？它应当能使技术得到丰富或发展，增强技术力量，为我们的工作、生活、社会和环境带来好处。我们根据很多标准来评价一项发明，包括：①该技术之于现有技术的创新性；②凭借该技术，我们能够完成以往视为不可能完成的任务，而且还可能有令人欣喜的新发现；③为很多人带来长久的好处。 伟大的发明会带来巨大的突破，开启人类历史的新纪元。让我们想想大约400 万年前居住在东非地区的早期人类，他们没有狮子那样锋利的牙齿来撕裂生肉。石斧是**个伟大发明，它让我们的祖先可以像狮子一样食肉。我们不再仅仅依靠先天拥有的不够强大的牙齿和手脚，因为我们能够发明很多新的功能强大的工具。火的应用使人类发明了烹饪，可以把软化的硬肉和谷物作为食物，令陶瓷技术和冶金技术得以诞生，并使得人类能够在寒冷的北方定居。农业的出现增加了食物供应量，也使人类的食物供应更加稳定，这样，人们便可以定居于村落和城市。蒸汽机为生产和交通源源不断地供给能量，大大提高了生产能力，引发了工业革命。现代环境卫生和微生物理论降低了婴儿死亡率，人们再也不需要生很多孩子以确保其中两个能够长大成人。人类每一代都继承了前一代很多的技术和工具，同时在这些技术和工具的基础上，又发明了更加先进的技术和工具，让下一代受益。 根据杰里米 边沁的“多数人之*大幸福”原则，用于治疗肺癌的药品可以让几百万人受益，比治愈几千人所患的罕见疾病的药品更加重要。另外，边沁还认为，幸福应按强度、持续时间和确定性划分等级。能够让我们活下来的发明要比满足虚荣心的发明更加有用；可以持续使用多年的发明要比很快被替代的发明更加有用；长期使用的药品要比只使用一段时间的药品更加有意义。 发明的直接效益是很明显的，如生火可以取暖和照明。然而，其非预期的间接效益（或伤害）常常出现得比较慢，却更加重要。例如，火可以用于烹饪、软化粗硬的谷类，制作陶器，冶炼青铜和铁等。1856 年，威廉 珀金（WilliamPerkin）发明合成苯胺紫a 染料，没过多久就被更新更好的染料所替代，但很多化学家和企业家从该发明中得到灵感，后来出现了很多新的合成染料和合成药品，如磺胺药物等。这些新药品成为现代医学产业的基础，拯救了数百万的生命。1920 年发明的制冷剂氟利昂可以使家用电冰箱更加安全，避免失火和释放有毒物质，但由于其在大气中经年累积，会导致臭氧空洞和全球变暖，使得它不再适用。 1.1 发明家和发明 想想伟大的发明出现于何地、何时，由何人发明？发明家受到何物激发？他们使用何种方法？他们的发明又有哪些革命性影响？ 1.1.1 发明的摇篮 在过去的几百年里，地球上出现*多发明的地方是欧洲西部，其次是北美洲。气候与发明之间是否有关联？我们可以使用基于一年中每月温度和降水量分布的“柯本气候分类法”来分析一下。梅林杰（Mellinger）、萨克斯（Sachs）和盖洛普（Gallup）发现：海洋或海洋通航水道100 千米范围内的温带地区只占全球陆地面积的8%，却居住着全球23% 的人口，GDP（国内生产总值）占全球总量的53%，这也是现代社会发明*多、生活水平*高的地方。 在远古时代，出现*多发明的地方是在气候干燥的地区（如美索不达米亚和埃及）和大河两岸地区。在近古社会，发明*多且经济发达的地方往往是在湿润温和的地带（如雅典、罗马、伦敦、西安和费城等），而湿润凉爽地带的发明相对不多（如波士顿和柏林）。亚马孙河和刚果盆地地区属于热带湿润的赤道气候，人口密集，但没有很多发明；寒冷的北极和高地气候地区，人口不多，发明也不多。 古代*重要的发明出现在热带地区，并逐渐地迁移到温暖的亚热带地区，后来又迁移到凉爽温和的地区。让我们从6 种伟大发明来看一下这种迁移：石斧*早出现于200 万年前的坦桑尼亚奥杜威峡谷（南纬5 度）；火的使用*早出现于50 万年前的中国周口店（北纬40 度）；农业*早出现于1 万年前的新月沃地a（北纬33 度）；书写*早出现于3500 年前的美索不达米亚（北纬33 度）；蒸汽机*早出现于1750 年的苏格兰（北纬56 度）；电子数字计算机*早出现于20 世纪的英国（北纬51 度）和美国（北纬41 度）。这些伟大的发明随着时间的推移不断向北迁移。 在人类历史上，欧亚大陆和北美洲的气候不是一直不变的。200 多万年前，上新世时期的全球气温明显比其后的更新世寒冷，可能比1950 年低2～6℃，欧洲北部和北美洲大部分地区都被冰层覆盖。从1 万多年前全新世开始，冰期结束，全球气温明显上升。 为何大部分伟大发明会出现在气候温和的地方，又为何恰巧出现于当时？谈到发明所需的条件，我们时常会列举以下几种条件。 （1）环境。狩猎人和采集人需要健康、适宜的气候，以及适合动植物生长的气温、降水量和土壤，这样才能获取足够的食物。农夫需要找到能够驯养的动植物、用于建造房屋的石头和黏土、用作燃料的树木，以及冶金矿石等。温带气候容易产生季节更替和狂风暴雨，居民不得不勇敢面对自然灾难，努力解决生存问题。阿诺德 约瑟夫 汤因比提出文明起源的黄金分割点理论：一群人舒适安逸地生活了很长一段时间后，需要接受刺激或挑战，对外界变化做出反应，进入一种积极创造的状态。刺激有很多种，如生活在艰苦的乡村环境中、迁移至新住所、敌人带来的外部打击、内部社会压力和惩罚等。如果需要予以刺激唤醒在安逸中度日的人们，那么是否刺激越多就越好呢？汤因比认为，挑战要足以产生刺激，但不能过大，不能超出人们承受的能力范围。他因此给出以下几个例子进行说明： 维京时代，生活在斯堪的纳维亚的维京人享受着温和的气候，他们的生活舒适安逸，没有创作出多少文化；冰岛气候寒冷，土壤贫瘠，生活在那里的维京人创造了很多文化；而生活在格陵兰岛的维京人，他们的生活环境更加寒冷、更加贫瘠，需要时时为生存而努力，几乎没有创造文化的时间。 曾生活在美国弗吉尼亚州和卡罗莱纳州的欧洲人，他们的生活舒适安乐，没有做出多少文化贡献；生活在美国马萨诸塞州的欧洲人，由于当地气候恶劣、土壤多石，创造出灿烂的文化和发达的商业；但生活在美国缅因州和加拿大新斯科舍省的欧洲人，他们谋生困难，几乎没有时间创造文化。 如果我们按挑战难度为气候带分等级，从难度*小的挑战到难度*大的挑战，*佳的气候带大概是位于中间。按照难度从小到大排列，我们可能获得以下结果：潮湿的赤道地区＜湿润温和地区＜湿润寒冷地区＜干燥地区＜高原地区＜南北极地区。但为什么北美洲在哥伦布到来以前一直处于“休眠状态”，1950 年以后却一跃成为全世界*强大的地区？只靠环境因素不足以解释这个问题。 （2）联系和继承。发明家需要受到他们从祖先那里继承来的技术的刺激。另外，他们还需要向遇见的“邻居”和“游客”学习。他们需要依靠交通运输与其他人进行交易和沟通，学习新的观念和技术。杰拉德 戴蒙德（JaredDiamond）认为，欧亚大陆气候温和，变化不大，西欧国家的人们可能会旅行1.3 万千米到东亚国家，学习和吸收其他国家人们的发明和观念。从另一方面来说，北美洲和南美洲的民族是相对孤立的部落，如果要从白令海峡旅行1.3 万公里到火地岛，就要横越很多气候带，他们需要适应新的食物来源和有害物，适时取暖和降温。同样地，大洋洲民族与欧亚地区善于发明的部落也是隔绝的。这个“联系和继承”的要求不能解释为何非洲于一时辉煌之后没有再继续辉煌下去，为何罗马在东罗马帝国时期与文艺复兴时期之间处于长期“休眠状态”，为何穆罕默德出世后伊斯兰文明突然诞生，为何成吉思汗和忽必烈之后的蒙古长期静默，等等。 （3）灵魂和领袖。一种文明的创造力和推动力，以及后来的停滞和衰落，有很多难以分析与解释的原因。我们可以列出一系列影响因素：内在传统、哲学、宗教、外部挑战、乐观主义、稳定性和安全性、是否欢迎新观念、是否愿意接受进步观念和奖励创新者等。奥斯瓦尔德 斯宾格勒（Oswald Spengler）认为，每一种伟大的文明都有一种精神，从愚昧野蛮中苏醒到新文明诞生，从帝国发展顶峰到衰落，直至消亡，这种精神可以穿越千年：希腊罗马文明的阿波罗精神，从梅罗文加王朝到如今西方文明的浮士德精神。这种解释可以视为一种受神灵启示的预言，而不是科学方法，因为它没有提供任何预示未来精神到来的原则。 1.1.2 创造力 我们对**把石斧的发明人知之甚少，他生活在大约两三百万年前的东非地区。但在文字发明以后，我们开始拥有关于发明家的一些书面文件和资料。发明人是何人，他们有什么样的背景，所受教育情况如何？他们为何对发明产生兴趣，他们使用何种工具和手段？他们的发明具有哪些革新性？ 在古代，大部分人都为他们眼前的需求而劳碌，只有少数人有闲暇去做短期内不会带来收益的事情。在人类历史上，有名字记录的*早的发明家可能是印和滇、大禹。印和滇生活在公元前2600 年的埃及，他是法老左塞尔的大臣、太阳神拉的大祭司，也是埃及**位工程师、建筑家和医师。他发明了古本手卷和建筑梁柱，死后被奉为神灵。大禹约生活在公元前2060 年的中国，他是夏朝的创建人和首位君王。那时，中国遭遇严重洪灾，尧帝把治洪任务指派给大臣鲧。鲧建造了很多堤坝，但没能平息洪水，尧帝杀了鲧，又把这项任务派给鲧的儿子禹。禹没有建造堤坝，而是重新挖掘河道，用来泄洪和灌溉。禹花费13年成功治理了洪水，受到尧帝嘉奖，尧将帝位传给了禹a。这两位发明家的职务繁多，平时非常忙碌，他们只花了一点时间在发明上面。自印和滇、大禹以后，再无其他发明家受到与他们同等的肯定和尊敬。 发明家一般可以分为业余爱好者和专业人士。业余爱好者把发明作为爱好或副业，而获得支持的专业人士则可能为名为利而发明。 发明需要时间和耐心。发明家要有乐观态度，还可能有其他的谋生手段。

改变世界的伟大发明 作者简介

韦潜光（James Wei）博士，1930年生于上海，曾就读上海大同中学和上海交通大学。1949年前往美国攻读化学工程，1952年获得佐治亚理工学院化工学士学位，1954年和1955年先后获得麻省理工学院化工硕士和理学博士学位。1955年起担任美孚石油公司的不错科学家，开启了他的职业生涯。1971～1977年在特拉华大学化工系任教授，1977~1991年任麻省理工学院化工系主任及教授，1991年出任普林斯顿大学工程与应用科学学院的院长。韦潜光博士出版著作8本，发表研究论文130多篇，同时还拥有两项美国，曾担任美国化学工程师协会主席。

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