描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787569934366
- 本书图文并茂，条分缕析，解读了自1790年以来120项具有创新意义且对世界具有重大影响的发明。
- 本书涉猎广，既有历史的再现，更有时代的特色，分别介绍了26项重大的革命性发明、20项非常人性化的发明、24项便捷性发明、17项令人愉悦的发明、18项引领成功的发明、15项奇妙的发明。
- 本书解读了每项发明的实际用途、产生背景、基本原理，以及创造出的巨大价值。
- 本书在引领人感受发明创造的巨大魅力、乐趣的同时，还能够让人激发灵感，培养发明创造的创新思维。
《改变世界的120项神奇发明》介绍了包括医药、航空、计算机、农业、消费品等多个领域的对社会发展产生重大影响的120项发明，既包括美国20世纪50年代流行的阴极射线管、DNA指纹等相对传统技术领域的发明，也包括无线网络及 CRISPR基因编辑技术等高新技术领域的发明。本书对每一项技术都配以图解和详细的文字叙述，说明了它们的工作原理，还介绍了这些发明在商业领域创造的巨大价值。
这些发明，是自1790年以来美国专利商标局申报的9500万项发明中*创新意义的伟大发明，对全世界均产生了重大影响。书中在介绍每一个发明的同时，还介绍了发明家一些鲜为人知的趣味故事，包括当时一些报纸的趣味性报道，以及申请发明专利的内容。
引言 发明专利历史
章 重大的革命性发明
飞机
人造心脏
蓝牙
大脑植入
相机
CRISPR（规律间隔成簇短回文重复序列）基因编辑
DNA（脱氧核糖核酸）指纹识别
炸药
全球定位系统（GPS）
石墨烯
直升机
内燃机
iphone（苹果手机）
灯泡
核反应堆
青霉素
制冷设备
火箭
摩天大楼钢
潜艇
电报
电话
三维（3D）打印机
第三代无线移动通信（3G）
打字机
橡胶硫化
第二章 成功的小发明
X射线管
气雾剂罐
阿司匹林
带刺铁丝网
条形码
电池
瓶盖
计算器
玻璃纸
口香糖
柯尔特左轮手枪
吸管
李维斯特劳斯蓝色牛仔裤
光纤
皮礼士自动取糖机
三极管
尼龙搭扣
拉链
第三章 非常人性化的发明
芝宝打火机
黏性绷带
安全气囊
空调
假肢
仿生眼
文胸
平衡轮椅
凯夫拉
激光眼科手术
磁共振成像
机动外骨骼
尼古丁贴片
降落伞
百优解
盲人阅读系统
呼吸器
安全带
感烟探测器
排除海龟装置
第四章 奇妙的发明
维生素
人工草皮
气泡膜
鸡护目镜
可逃出的棺材
基因工程
山羊牵引鞋
熔岩灯
磁悬浮
霓虹灯
占卜板
鸽子起动器
特雷门琴
“高耸的地狱”——灭火毯
齐柏林飞艇
第五章 便捷的发明
自动柜员机
自行车
后膛装弹军械
碎煤机
轧棉机
门锁
抽水马桶
冷冻食品
手铐
螺丝刀
约翰迪尔犁
猫砂
割草机
微波炉
巴氏灭菌法
测谎仪
便利贴
遥控器
自动驾驶汽车
太阳能电池板
卫生棉条
交通信号灯
真空吸尘器
伟哥（西地那非）
第六章 令人愉悦的发明
篮球
玉米片
汽车电影院
蚀刻素描画板
芬达的斯特拉托卡斯特电吉他
自动点唱机
桃子
留声机
四旋翼无人机
无线电广播
过山车
轮滑鞋
“机灵鬼”（螺旋弹簧玩具）
滑雪板
自由女神像
电视机
虚拟现实系统
过去几个世纪，发明都是以专利的形式得到认证——以书面形式终确认某项发明属于某位发明家——他或她。它代表了长时间的劳动、看似无休止的试验和一连串的错误，以及在
终发明成熟之前的几十次（或许是数百次）的失败。
今天，发明专利扮演着稍微不同的角色。是的，它们仍然可以是对新产品合法发明人的终批准认证，但企业对专利权的使用和技术的发展已经改变了一切。现在，公司为他们数百
种还没有或可能永远没有制造的设备、产品、发明和创意申请专利，目的只是试图预测未来。 这些奇特的专利包括带有内置麦克风的颈部文身、来自谷歌公司的测谎仪，以及来自福特公司的一个能从汽车上弹出的轮子——让人可以像骑踏板车一样骑着它。一旦这些发明有一天真的成功面世，这些公司会因此获利。
今天的发明者很少会在黑暗的地下室里修修补补——直到有一天，经历无数次手被烫伤和无数次部件破碎之后，他们的劳动成果终于成为人类文明的新事物。但这个世界的尼古拉·特斯拉们并没有消失。他们只是参与一个新的过程 ——一个21世纪技术进步所特有的合作和发展过程。
作为一项广泛的调查，本书关注专利谱系中的所有分支——无论是几个世纪前的还是刚刚萌芽的新发明。气泡膜和带刺铁丝网与仿生眼一样有趣迷人。每一项发明记录了我们的价值观、我们的个性特质及对人类本质至关重要的发明精神。
谁发明了苹果手机（iPhone）？史蒂夫·乔布斯（Steve Jobs）只是一位大胆的领导者，实际上，有14人被列为这个超短又含糊其词的“电子设备”专利的发明者。其实，苹果手机并不是一项新技术，而是几个现有技术的结合——如无线互联技术、媒体存储、触摸屏用户界面、第三方应用程序开放平台和全球定位系统（GPS）。GPS可以说是到目前为止，21世纪影响力的产品，它不仅改变了我们的生活方式，也改变了我们的思维方式。
有关自动驾驶汽车的发明情况又是怎样的呢？全球各大汽车公司与大型科技公司一样，都拥有数百项与自动驾驶汽车相关的发明。（有趣的是，特斯拉有限公司并没有。）反倒是意大利一家小型研究公司的VisLab（视觉与智能系统实验室）突破了瓶颈，并在2013年推出了
辆能够在公共街道自行驾驶的汽车。
未来的自动驾驶汽车——一辆放学时接你孙女的汽车——将是几十年来不断改进、不断创新，以及海量数据存储的成果。
本书堪称图文荟萃的发明集，展示了每个发明的基本原理、发明者的初衷（有时候与其终用途大相径庭），以及介绍了这些发明之所以申请了专利，目的是为了保护发明者这些独特的有远见的天才。除美国外，许多发明都在发明者的祖国获得了专利认证。为了保持一致性，本书使用的专利语言和插图主要来自美国专利商标局。
自托马斯·杰斐逊于1790年颁发项发明专利以来，美国专利商标局已经授予了超过9,500万项发明专利以促进科技进步和经济繁荣。 本书列入的发明仅代表其中的一小部分。 在本次修订中，我们增加了15个新主题：三维（3D）打印机、第三代无线移动通信（3G）、视网膜植入（仿生眼）、蓝牙、规律间隔成簇短回文重复序列（CRISPR）基因编辑、无人直升机、机械外骨骼、全球定位系统、石墨烯、苹果手机、磁悬浮、自动驾驶汽车、太阳能电池板、虚拟现实和大脑植入，试图揭示21世纪发明和创新的非凡过程。例如，你可能不知道四轴无人飞行器发明于1962年。此后这种新型飞行器一直休眠了半个世纪之久，直到围绕它的技术——微处理器和微型摄像机充分展示了它的潜力时，就像非洲草原的蝗虫一样，消费型无人机才从尘土中崛起并大规模兴盛起来。
不妨以全球定位系统为例，揭示许多发明都是“错误”的产物，是在尝试制造完全不相关的东西时意外发现的，只是全球定位系统的出现更偶然。这是一个事后的想法——美国卫星计划遗留下来的基础设施。当时几乎没有人可以预测到，将来会有这么多人无论走到哪里，口袋里都会装着功能强大的智能手机，这就像是拼图里隐藏着的那一块创造了我们今天所知的全球定位系统。
现代的发明不太可能像灯泡、内燃机或飞机那样，成为改变世界的全新设备。在文明进步的阶梯上，它们几乎总是完全依赖于之前的每架阶梯一步步拾级而上。这本新修订的《改变世界的120项神奇发明》，是基于发明专利的角度来阐述的，我希望它将有助于揭示这架梯子可以延伸到多高。
、
飞 机
专利名称：飞机
专利号：821，393
专利日期：1906年5月22日
发明者：（俄亥俄州代顿市）奥维尔·莱特（Orville Wright）和威尔伯·莱特（Wilbur Wright）
“人类必须超越地球——到达大气层的，并超越大气层，只有这样，他才能完全了解他所生活的世界。”
——苏格拉底
用途 使人类能够通过飞行的方式旅行。
背景
1903年12月17日，北卡罗来纳州的基蒂霍克发来的一封电报，揭开了历史上重要的新篇章。在电报中，奥维尔·莱特告诉父亲，他和哥哥威尔伯在当天早上测试了他们的发明——飞行器，获得成功。在那天早上后的测试中，威尔伯在空中停留了59秒，行进了259.69米。
飞行一直是人类的梦想。那天早晨所发生的事情在很大程度上到达了无数个世纪以来人类愿望与意志的。莱特兄弟选择了在北卡罗来纳州的外班克斯（Outer Banks）试飞，原因是，该地多风，有助起飞，而且松软的沙滩也能让飞机降落更安全。
莱特兄弟的飞行器类似一个复杂的现代悬挂式滑翔机。操作员把飞行器固定到位，然后推动它沿轨道前进，在发动机和风力的驱动下飞离地面。其轻质材料和空气动力学设计是成功的关键。
双翼飞机的设计特点是有两架“飞机”——在专利说明图*1中，平行叠加的机翼（1）和（2）成一定角度，既能以合理的速度推进，又能被风驱动升起。飞机是由轻巧、坚固、柔韧的布覆框架构成。
工作原理
- 一系列的横向梁、纵向肋材和对角拉线形成一个桁架系统，将飞机构件固定在一起，形成设计的中心部件。
- V形臂（23）有助于支撑由枢轴（25）连接的后置垂直方向舵（22），枢轴（25）上安装有槽轮或滑轮（26）。
- 舵柄绳（27）穿过滑轮，横向伸出。
- 舵柄绳系在另一根绳索（19）上，该绳索穿过飞机下部的上表面，移动支架（18）用来转动方向舵。
- 在飞机的前部，两根支柱（29）将水平舵（31）固定在适当的位置，水平舵（31）后缘位于操作者的正前方并可以上下操纵。
发明者的话
“我们发明的飞机借助机械动力或地球重力，依靠一个或几个倾角不大的机翼前缘冲开空气而持续在空中飞行。”
“我们的目的是创造出能维持或恢复平衡的装置，可以垂直和水平地操纵它，同时它是一个轻巧、有力、便利并具备其他优点的机器。”
“飞机能在空中停留，是因为它的一个或多个机翼的下表面与空气以小冲角相接触。”
人造心脏
专利名称：软壳蘑菇形心脏
专利号：3，641，591
专利日期：1972年2月15日
发明者： （犹他州盐湖城市）威廉·J. 科尔夫（Willem J. Kolff）
用途 协助或取代人类心脏的功能。
1 9 8 2年，一颗人造心脏被成功移植到一位病人身上，手术结束后，患者维持了112天的生命。2000年，患者彼得·霍顿接受了人造心脏，并维持了7年生命，是迄今为止因移植人造心脏而存活时间长之人。
背景
心脏可以被人造替代品成功替换，即使只是暂时的，也是对人类聪明才智的好证明。一般成年人的血管，如果连成一条线，能绕地球好几圈。心脏负责向这些复杂的静脉和动脉提
供血流量。这是一项很重要的工作，且随着我们的成长，变得越来越重要。如果我们因慢性高血压、冠心病、心脏瓣膜病或心肌炎等一系列疾病造成心脏功能丧失，那么提供血流量就变
得更加困难。
随着医生对心脏的复杂性有更多的了解，人造心脏也继续向前发展。初提出人造心脏想法的，是出生于荷兰的美国医生威廉·J.科尔夫，他是犹他大学外科教授。1972年2月15日，
科尔夫获得了颗人造心脏的专利。这天，恰好是圣瓦伦丁节之后的第二天；这天，也恰好是科尔夫生日的第二天——科尔夫出生于1911年2月14日。
人造心脏是一种复杂的构造，包括两个基本循环系统：填充和释放。
工作原理
在图1中：
- 血液泵送室（10）被封闭在柔性壁（11）内。
- 非弹性的柔性网（12）限制了壁体过度膨胀。
- 血液通过阀座（15）和阀头（14）之间的开口进入泵室，其位置在蘑菇形泵送构件（13）的顶部。
- 另一个阀门（16）防止血液在心室充盈阶段倒流。
在图2中：
- 迫使空气进入蘑菇形泵送部件。
- 当泵送部件膨胀时，阀头（14）和阀座（15）在顶部将腔室密封，以防止血液回流。
- 然后通过释放阀（16）泵出血液。
发明者的话
“理想的状况是，人造心脏的血液输出量与血液输入压力相应且基本成正比。输出量和入口压力之间的关系被称为斯塔林（Starling）心脏定律，这是设计人造心脏的重要考虑因素
之一。 因为这种关系可以防止入口血管因泵送室或输出量不足的血池过度抽吸而造成塌陷。”
蓝 牙
专利名称：多个移动通信设备间的连通
专利号：EP 1016242 A1
专利日期：2000年2月15日
发明者： （瑞典隆德市）雅克布斯·雅普·哈尔特森（Jacobus Jaap Haartsen）
用途 此无线系统允许电子设备使用短波超高频无线电波进行短距离数据交换。
背景
蓝牙，初称为短线连接无线电技术，1994年由荷兰电气工程师雅克布斯·雅普·哈尔特森发明。当时，他在爱立信公司移动终端部门工作。该技术允许电子设备，如智能手机、扬声器或计算机，无需连接电缆而使用低功耗射频交换数据。
虽然爱立信公司在美国拥有多项与蓝牙技术相关的专利申请书，但专利流氓发起的持续诉讼和索赔已经混淆并延迟了许多申请流程。术语“专利流氓”用来指称试图滥用专利权声称
拥有合法发明权的个人或公司。专利流氓通常声称旧专利赋予他们一项新技术的专利，哪怕此专利实际上不能概述该技术的系统或机制。专利流氓经常能够延缓一项技术的合法专利权发
布，并从随后的诉讼中获得金钱收益，就像蓝牙在美国的遭遇发明者的话一样。然而，雅普·哈尔特森和爱立信公司确实在欧洲持有多个蓝牙关键技术的专利，比如此处列出的专利。
如今，全球数十亿台设备使用蓝牙技术。每个带有蓝牙的电子设备内部包含一个小型计算机芯片，用作蓝牙无线电装置，同时运行必要的软件以联接到另一个蓝牙无线电设备上。当芯片靠近另一个蓝牙设备时，两者可以通过频率介于2.4GHz和2.485 GHz之间的无线电波联接或“配对”。配对的蓝牙设备使用被称为“微微网”的短程网络相互通信，这是哈尔特森专利中使用的名称。一台设备充当主设备，可以向多达7台联接的设备发出命令。
蓝牙技术主要用于高品质音频流，比如从智能手机到一对蓝牙耳机或蓝牙音箱。当然，蓝牙技术不仅仅用于音频，也用于其他智能消费产品，如智能篮球和智能服装也使用短线连接无线电技术。通过低功耗无线电波使所谓的物联网（IoT）实现了联接许多电子设备的能力，比如联接智能家居中的恒温器、电灯、锁，乃至冰箱。随着开发人员不断寻找新用途并创造新的设备联接到不断增长的无线网络，蓝牙技术的潜在应用实际上是无限的。
工作原理
- 电子设备中的小型计算机芯片充当短波超高频无线电。
- 计算机芯片运行软件使用频率在2.4 GHz和2.485 GHz 之间的无线电波，并向其他蓝牙设备发送其位置。
- 当两个蓝牙设备相互识别时，它们可以联接或“配对”，并实现无线共享数据。
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