先后10次荣膺国际发明大奖的著名发明家张开逊，以其独特视角撰著的新书《回望人类发明之路》，近日由北京出版社出版发行。
以发明家独特的视角审视人类发明之路，诠释并点评人类发明的大智慧，给今人以启迪并引发人们思考和联想，是《回望人类发明之路》一书最突出的特色；而发明家独特的视角又集中地表现为；作者洞开波澜壮阔的人类文明历程，从中凸显重大技术发明与文明的关系与联系，阐述技术发明的科学内涵以及科学对技术的基础作用，揭示人类技术发明的规律及其人文价值。
这种独特的视角具体地体现在如下10个方面：
第一，将那些划时代的技术发明与其对人类社会活动的影响，作两点一线勾连，进而评述其历史价值和现实意义。 譬如：“无法预测和控制的大火，是一切生物的灾难。不同于其他物种，人类使火这种引发灾难的自然现象为自己造福……火能够改变许多物质的物理和化学性质，帮助人类获得自然界中不曾有过的材料。如果说石器为农业文明奠定了基础，火则为人类后来的工业文明埋下了伏笔。”（第一章）
“有了文字，才有真正意义上的教育和法典，才有了文学和科学，使人类有可能进行精神领域更高层次的探索活动；有了文字，人类可以记录自己的历史，故人们把文字发明之前的时代称做史前时期。”（第二章）
“三维运动系统惯性平衡机构的发明，标志着人类在机械制造方面，已经由静力学设计步入动平衡和惯性分析领域。它后来成为制导系统陀螺仪的基础；成为机械传动系统万向节的原型。它们是现代汽车、飞机、火箭、鱼雷、巡航导弹和远洋轮船不可或缺的部件。”（第五章）
“随着电子技术的进展，人类开始以新的方式获取自然界的信息。自20世纪初以来，人们相继发明了许多方法，使一些不能直接通过人类感官识别的自然现象特征，转换成相应的电信号，通过电子学装置显示和分析它们，许多从前无法感知的自然信息，开始清晰地呈现在人们面前。这些使自然信息转换成电信号的器件与装置称为“传感器”。它们是人类为自己发明的窥探自然奥秘的第三只"眼睛"”。（第十章）
第二，以近代科学诞生这一人类文明高峰为分水岭，依此划分此前此后人类技术发明两大历史时期，精辟地概括它们的不同特征 人类先有“术”而后有“学”；有真学而后有大术。近代科学出现之前，发明是经验催生的灵感，数千年间，能工巧匠的发明，将古代社会人类智慧演绎到极致。近代科学诞生之后，人类不断揭示深藏宇宙的奥秘，运用新的科学发现创造超越经验与常识的新技术，这些发明以前所未有的力量震撼世界，迅速改变着人类的传统生活模式。在现代社会，发明已经成为科学产生的智慧。（前言）
《回望人类发明之路》全书共12章，前6章依次为“序幕拉开”、“人类开始写字”、“金属代替石器”、“爱琴海的曙光”、“中国古代发明”、“从中世纪到文艺复兴”；然而，在第7章“近代科学诞生”之后，作者用了5章的篇幅即8~12章，强调科学增加了人类做新事情的能力，于几百年间跨越了这样几个时代：“机器登上历史舞台”、“电气时代来临”、“驾驭电子”、“释放核能”、“飞翔之梦”。
作者引领读者从250万年前的石器时代“起步”，一路走来直至当今在哈勃太空望远镜拍摄的星云中，“看”到无数新的恒星诞生其间；而在人类技术发明轨迹中，近代科学的光辉异常耀眼。
第三，指明近代科学诞生之后，科学与发明联姻成为科学时代特有现象 “发明家和科学家之间，界限越来越模糊，许多时候他们就是同一个人，既探究自然奥秘又善于运用科学智慧创造新技术。”（前言）
“近代科学诞生之后，许多科学家为了探究新的领域，总要先创造出新的实验装置和测量仪器，因此科学家常常又是发明家。”（第九章）
“1609年，伽利略把荷兰人利帕希发明的3倍望远镜改进到20倍，第一次用它指向天空，发现了月球的环形山、金星的盈亏圆缺、木星的卫星、土星的光环和组成银河系的不可胜数的遥远星体……望远镜拉近了人类与星体的距离，许多遥远、黯淡的天体进入人们视野，天文学从此进入一个新阶段。（第七章）
“其实，达?芬奇还应该被称做科学家、哲学家和发明家，他对科学、哲学和发明的贡献远远多于艺术……他满怀深情地为同时代人和未来的人们设计了不可胜数的新机器。1490年，他设计了利用人体动能的扑翼飞机，成为欧洲第一个应用机械学原理设计出飞行器的人。同年，他设计了人类历史上最大的弩炮，弩炮长23米，弩弓宽24米。通过巧妙复杂的工程设计计算，这架弩炮可以把一个普通人的力量放大数千倍，产生巨大的爆发力，抛出沉重的炮弹。达?芬奇认为，使用火药的大炮，其射击时发出的震响会暴露目标，而他的弩炮则不会。”（第六章）
“法国杰出的学者帕斯卡（1623－1662），他不仅是哲学家、数学家、物理学家，还是一位发明家。1642年，19岁的帕斯卡发明了最早的机械计算器。该计算器利用齿轮和精巧的传动机构组合，能够进行加减运算，而不需要使用笔和纸演算，也不需要记录计算的中间过程，只需操作机械按钮，便可以直接得出计算结果。这是人类最早借助机器进行脑力劳动的发明。”（第七章）
第四，在哲学、科学、技术3者关系层面论说人类的创造智慧 “在人类发明的道路上，常常见到哲学的身影。当人类面临艰难抉择的时候，哲学一直为人类探索与创造提供聪明的建议。”“哲学引导科学，科学产生技术，技术改变世界。”（前言）
“公元前6世纪，古希腊哲学家最早将宇宙从神话中分离出来，揭开人类理性探索自然的序幕；当人类探究自然的活动长期在“直觉”与“经验”中徘徊，自然科学止步不前的时候，哲学家提出“实验是自然科学的基础”，17世纪的科学家们将这种哲学观念变为可以操作的科学方法，建立了近代科学传统。人们遵循这一朴素而伟大的传统，不断获得新的科学发现，创造前所未有的新技术，人类因此快步进入现代社会。”（第四章）
“以伽利略（1564－1642）为代表的物理学家，深信实验是自然科学的基础，并使这一哲学论断成为可以操作的科学方法。”（第七章）
“2000多年来，人们一直认为电和磁是互不相干的两件事，仅对它们进行孤立的研究。奥斯特（1777－1851）十分赞赏哲学家康德（1727－1804）关于自然界各种现象之间有着深刻内在联系的观点，他认为电能够产生热、产生光，还会发出声响，例如放电时的“啪啪”声，电可能也会产生磁，他希望找到电产生磁的证据……1820年7月21日，他用拉丁文发表了自己的研究报告。”（第九章）这一科学发现的意义在于直接导致电气时代来临。（第九章）
“无论是托马斯?阿奎那还是罗吉尔?培根，他们在自然科学探索方面很少从事具体工作，然而却把束缚人类思想的牢笼撕开一道大大的裂口，从这里人们已经可以望见若隐若现的真理之光。”（第六章）
第五，追溯近代科学产生的源流，详述古希腊与中世纪两次大翻译运动。 第四章集中论述古希腊对人类文明不可磨灭的贡献：
“公元前6世纪，在今天土耳其西部爱奥尼亚地域（当时属于古希腊版图），一批学者开始以全新的观念看待置身其中的世界。他们认为，整个宇宙是自然的，自然界的一切变化都有内在原因，自然现象可以通过理性探讨给予解释。他们第一次把神排除在宇宙之外。”
“从泰勒斯开始，人类的发明活动已经带有科学思辨的色彩。”
“毕达哥拉斯对人们司空见惯的几何图形赋予惊人的理论，第一次证明任意三角形三个内角之和永远等于180度；发现了直角三角形三条边的长度服从一种普遍规律：两条直角边的平方之和等于斜边的平方。这就是有名的“毕达哥拉斯定理”。相传当年发现这个定理时，人们宰杀了100头牛以示庆贺，这个定理又称"百牛定理"”。
“希波克拉底在西方世界最早明确提出医师职业道德准则。由他提出的誓约，已经成为今天西方世界每一所医学院校学生必须宣誓遵从的誓约，这就是有名的"希波克拉底誓约"”。
“德谟克利特的原子论，成为古希腊自然哲学的理论高峰。”
“亚历山大图书馆和博物馆是人类历史上最早由国家设立的研究院，它包括天文台、实验室、解剖室、植物园、动物园和一个藏书达70万册的图书馆。馆中住着哲学家、数学家、医生、植物学家、动物学家、天文学家、地理学家、语言学家、艺术家和诗人，还有授课的讲堂，这些学者由国家供养。当时整个地中海世界的学者受这里探索的氛围、免费的食宿和令人羡慕的薪金吸引，纷纷来到亚历山大城。亚历山大城成了当时世界真正的学术中心。”
“在亚历山大城，欧几里得（前330－前260）著述的《几何原本》，成为用公理法建立起演绎体系的最早典范。”
“阿基米德杠杆原理和浮力原理，是人类最早发现的两个物理学原理，它标志着物理学的诞生。迄今为止，还没有发现自然界任何事例违背这两条原理。”
“公元前3世纪，人类对地球的认识发生了一次重大的飞跃。亚历山大城的一位科学家，令人惊讶地测出了地球的大小。埃拉托西尼最早提出：从大西洋向西航行，可以通过连通的大海到达亚洲的东部。这个观念在1700年之后鼓舞哥伦布（1451-1506）完成了发现美洲的壮举。”
第六章集中论述中世纪涌动的两次大翻译运动：
“公元828年，阿拉伯帝国在当时的首都巴格达建立了一个综合性学术机构，包括研究所、图书馆和翻译馆，开始了科学史上第一次大翻译活动，将古希腊典籍翻译成阿拉伯文字。这场规模空前的翻译运动持续了两个世纪。”
“公元11世纪至12世纪，阿拉伯世界的学术中心转移到由穆斯林统治的西班牙。12世纪，欧洲基督教徒攻陷西班牙绝大部分地区，阿拉伯人建立的一些学术中心相继落入欧洲人手中，科学史上第二次大翻译活动随即开始。”
“先后两次大翻译运动，使西欧系统地获得了古希腊的知识。这些知识绕了一个大弯，从欧洲东部的希腊出发南下，逐渐沿地中海南岸向西移动，从北非通过直布罗陀海峡北上西班牙，到达欧洲中西部。”
第六，在人类发明的历程中，既有因忽视科学原理而与重大发明失之交臂的遗憾，也有由于失误操作导致意外惊喜。 “实际上，爱迪生观测到的电流正是灯丝受热后发出的电子流，他应该是最早发现电子的人。由于爱迪生当时缺乏探究自然奥秘的兴趣，功利的追求使这位发明家只关注具有实用价值的事物，因而错过了发现电子的机会。后来人们把加热灯丝发射电子的现象称为"爱迪生效应"”。（第十章）
“1680年，荷兰物理学家惠更斯在当年盖里克用过的那种带活塞的汽缸里，放上少许炸药，在活塞推向汽缸底部的时候突然引爆炸药，膨胀的气体迅速把活塞推向上方。他期待爆炸过后热气冷却，汽缸里形成真空，大气压力会重新把活塞推向下方。然而实验不成功，活塞并不下移，因为爆炸之后残留的气体充满汽缸，抵消了大气的压力。作为物理学家的惠更斯，当时可能并不了解爆炸伴生的化学反应过程。然而，这次不成功的实验激发了一位年轻人的灵感。他把炸药换成水，当活塞接近汽缸底部的时候，从汽缸外部加热使水变成蒸汽，水变成蒸汽的时候，体积增大2000倍，水蒸气膨胀产生巨大的压力使活塞向外移动；然后再用凉水冷却汽缸，使蒸汽凝结成水，形成真空，大气的力量便迅速地把活塞压向汽缸底部。他采用的活塞直径7.6厘米，经测量，蒸汽冷凝时空气在活塞上产生的推力可达45千克。如果反复加热、冷却圆筒，活塞能够往复运动推动物体，像一个不知疲倦的大力士。”（第八章）
“1873年，在奥地利维也纳举行的国际博览会上，由于工作人员疏忽，他们把西门子发明的两台自激式发电机的输出线连在了一起，当一台发电机转动起来后，另一台发电机也莫名其妙地转动起来，而且这种转动速度和力量超过了以往任何一台电动机。人们欣喜若狂，梦寐以求的大功率电动机居然意外地诞生了……从此以后，电以不容置疑的姿态进入工业社会。”（第九章）
第七，决策者的科学缺位导致历史改写 “美国发明家富尔顿客居法国巴黎，曾觐见拿破仑，力陈蒸汽动力船的优点，建议法国制造蒸汽船打败英国海军。拿破仑冷冷地说："在甲板上升一堆火，噗哧噗哧冒着烟去打仗，笑话！"断然拒绝了富尔顿的主张。由于拿破仑的偏执，使得英吉利海峡未发生帆船和蒸汽船的决战。”（第八章）
“当年，希特勒曾在两种新式武器方案中进行选择：核武器和火箭。希特勒选择了后者，纳粹德国便倾其所有扶持冯?布劳恩的研究，并且下达命令，命其制造出射程275千米、弹头装1吨烈性炸药的导弹。”（第十二章）
第八，悲剧多于喜剧的196位发明家的故事，启迪人类重新思考怎样选择发明 “世界需要发明，社会心态守旧，人们往往不信任发明家的构想。发明是思想世界的婴儿，躺在不舒服的摇篮里艰难地成长；迎接他们的常常不是亲切的笑脸，而是冷漠与讥笑。人类以这种特殊的方式培育和选择发明，使发明家走上一条光荣的荆棘路。在这条道路上，有很多先驱者失败，然而他们的失败造就了人类的成功。波澜壮阔的人类故事，包含着数不清的发明家的哀婉与悲壮。”（前言）“沙弗瑞学识渊博，在很多领域都能产生新思想。他出版过一本论述航海技术进步的书，翻译过德文版《防御工事建造论》，获得过关于玻璃抛光机的专利。他曾经建议，将不停旋转的桨轮装在船体两侧代替风帆，为此，他被认为是在发疯，险些被取消军官头衔……得知沙弗瑞成功的消息，帕潘与他合作，用蒸汽推动汽缸中的活塞往复运动而取代原来的铁柜，做成一部能够运动的机器，用来驱动沙弗瑞曾经设想过的桨轮（安装这种桨轮的船只，后来又称"明轮"船，意思是在水面上可以看见轮子）。这是人类历史上第一次用机器驱动的船，它曾在泰晤士河上航行，然而，在驶往目的地的途中，水手们因担心失业而砸坏了用作动力的机器……1712年，帕潘在穷困中死去；3年之后，沙弗瑞亦随之而去。”（第八章）
“最早发明蒸汽动力船的美国人菲奇（1743－1793），在美国得不到支持，远涉重洋到法国巴黎寻找机会，遭受冷遇、衣食无着，只得到一艘帆船上打工重渡大西洋返回家乡。不久，他在贫病中死去。女儿为他立了一块小小的墓碑，没有称他是发明家，只写着"一位参加过独立战争的老兵"。今天，数以万计的巨轮在大洋上穿梭，已经没有人记得菲奇。”（前言）
“1871年，移民到美国的意大利人梅乌奇（1808－1889）发明了电话。电话的使用，大大地提高了人类活动的效率，相距千里的人们可以轻声细语交谈，每个人都可与世界保持联系……梅乌奇的妻子瘫痪在床，他用自己研究成功的通信系统，把妻子的房间与隔壁自己的实验室连接起来，以便随时照应妻子。1860年，他在纽约公开演示了这种“能够讲话的通信器”。梅乌奇不会讲英语、不善交际应酬，穷困潦倒无力把实验继续下去，他的妻子以6美元的价格，把他的通信系统卖给了二手货商店。不久，梅乌奇又做了一个更加复杂的通话器，用电磁铁的舌形簧片感受声音引起鼓面皮膜振动，簧片位移引起线圈电流变化，变化的电流通过导线引起另一个远端的电磁铁上的簧片振动发出声音，这就是今天的电话……1871年，梅乌奇为这项发明申请美国专利，可是他付不起250美元的专利申请费，出于无奈，他把电话样机和技术资料交给了当时有名的西联电报公司，希望获得一笔合同，结果石沉大海，样机和资料均不知去向。几年后，曾与梅乌奇同在一个实验室工作的贝尔（1847－1922），于1876年1月在美国申请了电话专利，并获得了西联电报公司的合同。同年3月，美国专利局批准了贝尔的申请，专利号为174465。为此，梅乌奇曾连续13年上诉，然而无人受理，梅乌奇于1889年含恨离开人世……经过很长时间的调查，2002年6月，美国国会正式通过一项决议，认定梅乌奇才是电话的发明者，并在决议中谴责了贝尔。梅乌奇死后113年，真相才大白于天下。”（第九章）
第九，中国古代发明的特殊价值。 第五章专门论述对人类文明有重大影响意义的中国古代发明，将起迄年代界定在春秋到南宋，共1800年，这比李约瑟《中国科学技术史》1000年多了800年。
“公元前6世纪，中国人发明液态生铁冶炼技术，解决了人类步入铁器时代之后面临的一个最大难题，开始用简便的方法把铁矿石源源不断地变成铁和铁器。而在此之前，人们一直沿用赫梯人在公元前2000年发明的炼铁技术，以低温固体还原方式把矿石炼成疏松多孔的“海绵铁”；炼出的铁需要人工反复锤打，除去杂质，锻造成型，做成器具。而且，炼好一炉铁后，必须待炼铁炉冷却，打碎炉体，取出铁块，再重新砌炉投料点火，进行下一轮冶炼。这种原始技术，生产效率很低，能够做出的器形不多，而且十分浪费燃料。
“古代中国不乏驾驭燃烧技术的能手，他们用结实的耐火材料砌成高高的炼铁炉，使炉膛能够承受炽热火焰的高温和内部巨大的压力。炉膛里一层木炭一层铁矿石交替铺架，一直铺到炉顶；从下面点燃炉中的木炭，木炭在耐火材料围成的狭小空间燃烧，可显著提高炉内温度，同时产生大量一氧化碳，使铁矿石迅速还原成铁；而且，冶炼燃烧时产生的热气流，使上层木炭和铁矿石能预先充分加热，进一步提高热能的利用效率，缩短冶炼时间。
“被一氧化碳还原的铁，在炉中与炽热的木炭接触，使大量的碳渗入铁中，降低了铁的熔点。纯铁的熔点为1534摄氏度，当铁中含碳量达到4.3%时，熔点能降低到1146摄氏度，而上述精心设计的炉内，温度可达1200摄氏度以上，含碳的铁在炽热的炉膛里熔化成液体，堆放在炉膛上层的木炭和铁矿石会自动下降到高温区参加反应，只要不断从炉顶向内添加矿石和木炭，铁水就会不断地从炉底流出。铁水流到用陶土或石块制成的模具中，就可铸造成各种形状的铁器。这种炼炉是当今世界普遍使用的炼铁高炉原型。这项发明使人类能够高效便捷地把铁矿石变成铁制用品，这也是人类最早实现的工业化连续作业的成功范例。”
“公元前219年，秦始皇50万大军攻打南粤受阻，为解决部队军需特别是粮食供应问题，命监御史禄督造连通湘江和漓江的运河，以便中原船只直达岭南。灵渠工程历时五年，竣工后长江的船只可以直达广州。这条运河从公元前214年开始担负水运任务，直到20世纪湘桂铁路通车为止，2000多年间成为岭南和中原之间重要的交通航道，使得五岭阻隔的长江流域和珠江流域连为一体……灵渠建在北上的湘江与南去的漓江之间的峡谷地带，穿越峡谷台地引湘江水入漓江，同时兼有运输和灌溉两种功能。这项水利史上奇巧的工程，包含着3项重大发明……”
“中国人发明了桥梁史上最早的生物固基技术，利用海洋生物独有的生态特征，建造了许多跨江、跨海的大桥。其中，在福建省泉州市的洛阳江入海口建造的跨海石梁大桥宽5米，长1000米。这座气势恢弘的大桥已有950年历史，至今人们还在上面行走……在江海交汇处建桥面临巨大的困难，海涛汹涌，水深流急，桥基和桥墩很容易被冲垮，古代中国人想出了一个极聪明的办法。建造这座桥的时候，人们首先沿设计中的大桥中心线，向水中抛掷巨大的石块，垫成宽25米的一道水下筏形台基，在石块缝隙中投入大量牡蛎任其繁殖。这种带壳的软体动物生长迅速，它们的石灰质外壳没有固定的形状，在生长过程中逐渐充满石块之间的空隙，牡蛎分泌的黏液使它们与石块紧紧地黏结在一起，将分离的石块结成一道稳固的刚性基础。在这道长长的筏形水下基础上，人们用巨大的石条砌成128个分离的桥墩，用同样的办法，使牡蛎把石条和桥基黏结成整体。随着时间的推移和牡蛎生生不息的繁殖，桥基和桥墩变得更加结实。这座桥在每两个桥墩之间并排铺设5根石梁，每根石梁长8米，宽1米，厚0.7米，重达20吨～30吨。在海水涨潮时，人们用船把硕大的石梁运到桥墩之间，落潮时石梁自然平稳地架在桥墩上。世界上所有的大桥，都会随时光流逝而不堪重负，只有这种特殊的桥例外，会变得越来越牢固。”
第十，人类思想史与发明史交汇的《前言》与警句，语出惊人的背后是思想。 “人类从苍凉的远古走来，用发明缔造了一个由想象化为真实的世界，使我们居住的星球发生了有别于自然的变化，为宇宙赋予意义。
“爱因斯坦（1879－1955）曾感慨：世间最不可思议的是，人类作为宇宙的产物，居然能够理解宇宙。
“人类作为自然的一部分，居然能够创造出一个有别于自然的世界。在地球生命演化的历程中，人类选择了不同于其他物种的生存方式。动物通过进化适应自然，唯有人类以发明改变自然，不断创造新的生存环境。这是其他生灵无法复制的秘密，是人类繁荣昌盛的真正原因。
人类发明活动是一个漫长的历史过程。历史学家按照人类技术发明的特征划分时代，是因为技术发明决定历史长河奔流的方向。”
“植物不会逃跑，也不会攻击人类，吃植物比吃动物更方便。”
“飞机的发明，使人类开始追求一种不能失败的创新文化。”
《回望人类发明之路》一书，为中国科协科普专项资助重点项目，亦得到北京科普创作出版专项资金资助。在建设创新型国家和提高全民科学素质的今天，重新审视人类发明的历程，汲取人类创造的大智慧意义深远，可以说，这本书是作者为当今时代每一个群体写的，当然包括公务员、科学家群体。 (来源：人民网科技)
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