發(fā)明改變世界2014

1、2022-3-61機械創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)2022-3-621.緒論1.1 機械工程科學(xué)發(fā)展趨勢n我有創(chuàng)造力嗎？經(jīng)常有人會問自己n創(chuàng)造與 “天才”劃等號，這種認(rèn)識導(dǎo)致的直接后果是抑制了自己創(chuàng)造力的激發(fā)和施展。n創(chuàng)造力人人都有，并不神秘木梳-和尚2022-3-631.1 .1 發(fā)明改變世界2022-3-64n創(chuàng)造力起源于好奇心，在嬉戲玩耍的游戲中，在日常的活動中，常常蘊藏著創(chuàng)造的火花。n打破創(chuàng)造神秘感，在頭腦中確立這樣的觀念，即：“人人是創(chuàng)造之人”。2022-3-65發(fā)明的動力源于人類生存發(fā)展的需要2022-3-66發(fā)明是人類的經(jīng)驗與向自然學(xué)習(xí)的成果2022-3-67發(fā)明是人類智慧和創(chuàng)造力的結(jié)晶蔡倫（？

2、蔡倫（？121）中國東漢發(fā)明家中國東漢發(fā)明家 達(dá)達(dá)芬奇發(fā)明滑輪、透視圖、圓規(guī)芬奇發(fā)明滑輪、透視圖、圓規(guī)萬戶發(fā)明火箭椅企圖奔月萬戶發(fā)明火箭椅企圖奔月蔡倫發(fā)明造紙術(shù)蔡倫發(fā)明造紙術(shù)萬戶（公元萬戶（公元14世紀(jì)）世紀(jì)）中國明代軍中工匠中國明代軍中工匠Leonardo da Vinci（1452 1519）意大利畫家意大利畫家2022-3-681 1、你知道我國古代有哪四大發(fā)明？、你知道我國古代有哪四大發(fā)明？2 2、關(guān)于其他、關(guān)于其他古代古代發(fā)明你最想知道些什么？發(fā)明你最想知道些什么？造紙術(shù)造紙術(shù) 印刷術(shù)印刷術(shù)指南針指南針 火藥火藥2022-3-69中國機械發(fā)展n中國古代在機械方面有許多發(fā)明創(chuàng)造，在動力

3、的利用和機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計上都有自己的特色。許多專用機械的設(shè)計和應(yīng)用，如指南車、地動儀和被中香爐等，均有獨到之處。n石斧石斧2022-3-610冶金技術(shù)和機械加工的發(fā)展冶金技術(shù)和機械加工的發(fā)展n中國古代金屬冶鑄技術(shù)發(fā)明時間較早，且技術(shù)精湛。n中國在大約4050萬年前，就已出現(xiàn)加工粗糙的刮削器、砍砸器和三棱形尖狀器等原始工具。45萬年前出現(xiàn)磨制技， 許多石器都已比較光滑，刃部也較鋒利，并有單刃、雙刃、凸刃、凹刃和圓刃之分。新石器時代晚期，人們已能用石范和泥范鑄造簡陋的工具和武器。銅箭鏃銅箭鏃2022-3-611n春秋時期出現(xiàn)弩，控制射擊的弩機已是比較靈巧的機械裝置。到漢代，弩機的加工精度和表面光潔度

4、已達(dá)到相當(dāng)高的水平。漢弩有一石至十石等八種規(guī)格，這些規(guī)格的形成表明機械制造標(biāo)準(zhǔn)在漢代已初步確立。弩機上留下了作工、鍛工、磨工等的名字。 弩弩2022-3-612n東漢時已有不同形狀和用途的齒輪和齒輪系。有大量棘輪，也有人字齒輪。特別是在天文儀器方面已有比較精密的齒輪系。張衡利用漏壺的等時性制成水運渾象，以漏水為動力通過齒輪系使渾象每天等速旋轉(zhuǎn)一周。公元132年張衡創(chuàng)制了世界上第一臺地震儀，即候風(fēng)地動儀。 2022-3-613渾天儀n渾天儀是渾儀和渾象的總稱。渾儀是測量天體球面坐標(biāo)的一種儀器，而渾象是古代用來演示天象的儀表。它們是我國東漢天文學(xué)家張衡所制的。渾儀模仿肉眼所見的天球形狀，把儀器制成

5、多個同心圓環(huán)，整體看猶如一個圓球，然后通過可繞中心旋轉(zhuǎn)的窺管觀測天體。 2022-3-614候風(fēng)地動儀n候風(fēng)地動儀是世界上第一架測驗地震的儀器。中國東漢時期天文學(xué)家張衡于漢順帝陽嘉元年（132）制成，候風(fēng)地動儀用精銅制成，直徑2.7米，其外形像一個大型酒樽。2022-3-615n地動儀里面有精巧的結(jié)構(gòu)，主要為中間的都柱（相當(dāng)于一種倒立型的震擺）和它周圍的八道（裝置在擺的周圍的8組機械裝置）。在樽的外面相應(yīng)地設(shè)置8條口含小銅珠的龍，每個龍頭下面都有一只蟾蜍張口向上。如果發(fā)生較強的地震，都柱因受到震動而失去平衡，這樣就會觸動八道中的一道，使相應(yīng)的龍口張開，小銅珠即落入蟾蜍口中，由此便可知道地震發(fā)生

6、的時間和方向。據(jù)史料記載，候風(fēng)地動儀曾成功地記錄了138年發(fā)生在甘肅的一次強烈地震，從而證明了它的準(zhǔn)確性和可靠性。2022-3-616畢升發(fā)明在膠泥片上刻字，一字一印，用火燒硬后，成為活字。排版前，先在置有鐵框的鐵板上敷一層和有紙灰的松脂蠟，活字依次序排在上面，加熱后，蠟稍熔化，再以平板壓平字面，泥字即固著在鐵板上，可以像雕版一樣印刷。2022-3-617指南針是中國古人最早發(fā)明的，是中國古代四大發(fā)明之一。指南針的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷史階段，在不同階段有不同的形式和名稱。它最早的名稱叫做司南。 2022-3-618 指南車是我國古代偉大的發(fā)明之一指南車是我國古代偉大的發(fā)明之一，也是世界上最早的控

7、制論機械之一。 用英國著名科學(xué)史專家李約瑟的話說，中國古代中國古代的指南車的指南車“可以說是人類歷史上邁向控制論機器可以說是人類歷史上邁向控制論機器的第一步的第一步”，是人類，是人類“第一架體內(nèi)穩(wěn)定機第一架體內(nèi)穩(wěn)定機”。 2022-3-619n是中國古代能自報行車?yán)飻?shù)的車輛。它是利用漢代鼓車改裝而成。車中裝有傳動齒輪和凸輪杠桿等機械，車行一里，車上木人受凸輪的牽動，由繩索拉起木人右臂擊鼓。據(jù)考證，記里鼓車是東漢以后出現(xiàn)的，僅用作帝王出行時的儀仗。 記里鼓車記里鼓車2022-3-620發(fā)明是對于知識的應(yīng)用和自然規(guī)律的駕馭現(xiàn)代汽輪機的發(fā)明和改進(jìn)基于葉輪流體力學(xué)知識現(xiàn)代汽輪機的發(fā)明和改進(jìn)基于葉輪流體

8、力學(xué)知識合金鋼的發(fā)明與進(jìn)步基于冶金學(xué)、金相結(jié)構(gòu)學(xué)的知識合金鋼的發(fā)明與進(jìn)步基于冶金學(xué)、金相結(jié)構(gòu)學(xué)的知識冰箱的發(fā)明與進(jìn)步基于對工質(zhì)相變熱和熱功循環(huán)的知識冰箱的發(fā)明與進(jìn)步基于對工質(zhì)相變熱和熱功循環(huán)的知識X光機的發(fā)明基于對光機的發(fā)明基于對X射線穿透性和成像性的認(rèn)識射線穿透性和成像性的認(rèn)識核磁共振儀的發(fā)明基于對生物氫原子磁場極化現(xiàn)象的認(rèn)知核磁共振儀的發(fā)明基于對生物氫原子磁場極化現(xiàn)象的認(rèn)知2022-3-621被中香爐AVIn被中香爐是一個銅制的容器，里頭放入火炭，置于被中，就成了中國古代用于冬天取暖、薰香的“被中香爐”，奇處就在這銅制容器上：不論香爐在被子里怎么翻滾，香爐四周的環(huán)形支架都能保證香爐呈水平放

9、置，絲毫不用擔(dān)心火炭會傾覆。n這就是現(xiàn)在航空、航海中廣泛應(yīng)用的萬向支架，使現(xiàn)代航船上的指南針、飛機上的導(dǎo)航儀，在顛簸中能保持平衡，現(xiàn)代平衡環(huán)靠的就是中國古人取暖“被中香爐”的原理。2022-3-622發(fā)明是對于人類生產(chǎn)方式和生活方式的創(chuàng)新 電機的發(fā)明和電力系統(tǒng)的形成及電話、電報、無線電的發(fā)明將人類社電機的發(fā)明和電力系統(tǒng)的形成及電話、電報、無線電的發(fā)明將人類社會推進(jìn)到電氣化時代計算機、集成電路、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)明標(biāo)志著人類進(jìn)會推進(jìn)到電氣化時代計算機、集成電路、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)明標(biāo)志著人類進(jìn)入了信息化時代入了信息化時代2022-3-623發(fā)明改善了人的生命和生活質(zhì)量F洗衣機、縫紉機解放了家務(wù)勞動，提高了生活質(zhì)

10、量，促進(jìn)了男女平等洗衣機、縫紉機解放了家務(wù)勞動，提高了生活質(zhì)量，促進(jìn)了男女平等2022-3-624軍事技術(shù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化是新軍事變革的核心和時代特征軍事技術(shù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化是新軍事變革的核心和時代特征火藥、槍炮的發(fā)明使人類進(jìn)入了熱兵器時代火藥、槍炮的發(fā)明使人類進(jìn)入了熱兵器時代坦克、自行火炮的發(fā)明標(biāo)志著進(jìn)入了裝甲時代坦克、自行火炮的發(fā)明標(biāo)志著進(jìn)入了裝甲時代衛(wèi)星偵察、衛(wèi)星偵察、GIS、GPS、飛機、無人機的發(fā)明標(biāo)志著制空天時代、飛機、無人機的發(fā)明標(biāo)志著制空天時代發(fā)明變革了軍事樣式發(fā)明變革了軍事樣式2022-3-625發(fā)明將創(chuàng)造無線信息網(wǎng)絡(luò)時代發(fā)明將創(chuàng)造無線信息網(wǎng)絡(luò)時代智能、寬帶、無線技術(shù)，語音、

11、文字辨識、合成、翻譯智能、寬帶、無線技術(shù)，語音、文字辨識、合成、翻譯技術(shù)，多核、超低功耗芯片技術(shù)技術(shù)，多核、超低功耗芯片技術(shù)柔性、節(jié)能、薄膜顯示技術(shù)柔性、節(jié)能、薄膜顯示技術(shù)安全、可靠、開放、智能軟件技術(shù)安全、可靠、開放、智能軟件技術(shù)環(huán)保、廉價太陽能電池技術(shù)等發(fā)明和普及環(huán)保、廉價太陽能電池技術(shù)等發(fā)明和普及以及多樣化信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用以及多樣化信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用2022-3-626 2022-3-627制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍第一次產(chǎn)業(yè)革命：第一次產(chǎn)業(yè)革命：1733-18781）又稱為：蒸汽革命。）又稱為：蒸汽革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：瓦特發(fā)明的蒸汽機。

12、）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：瓦特發(fā)明的蒸汽機。3）英國的制造業(yè)孕育和實現(xiàn)了瓦特的發(fā)明）英國的制造業(yè)孕育和實現(xiàn)了瓦特的發(fā)明4）制造業(yè)和瓦特的發(fā)明推動了熱力學(xué)理論）制造業(yè)和瓦特的發(fā)明推動了熱力學(xué)理論 的誕生。的誕生。2022-3-628制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（2 2）第二次產(chǎn)業(yè)革命：第二次產(chǎn)業(yè)革命：1879-19451）又稱為：電氣革命。）又稱為：電氣革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：電燈（愛迪生）、電話（貝爾）、）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：電燈（愛迪生）、電話（貝爾）、 電機（西門子）等電氣化產(chǎn)品。電機（西門子）等電氣化產(chǎn)品。3）制造業(yè)肇始了電的應(yīng)用，而后才有麥克）制造業(yè)肇始了電的應(yīng)用，而后才有

13、麥克 斯韋電動力學(xué)斯韋電動力學(xué) 理論的誕生。理論的誕生。4）麥克斯韋電動力學(xué)理論推動了）麥克斯韋電動力學(xué)理論推動了20世紀(jì)初開始的無線電、世紀(jì)初開始的無線電、 微波、雷達(dá)、合成孔徑、微波成像、衛(wèi)星通信、宇宙微波、雷達(dá)、合成孔徑、微波成像、衛(wèi)星通信、宇宙 微波探測等技術(shù)的發(fā)展。微波探測等技術(shù)的發(fā)展。5）牛頓力學(xué)和電動力學(xué)又為量子力學(xué)的發(fā)展指引了道路，）牛頓力學(xué)和電動力學(xué)又為量子力學(xué)的發(fā)展指引了道路， 導(dǎo)致了量子場論的創(chuàng)立。導(dǎo)致了量子場論的創(chuàng)立。2022-3-629制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（3 3）第三次產(chǎn)業(yè)革命：第三次產(chǎn)業(yè)革命：1945-19721）又稱為：電子（原子）

14、革命。）又稱為：電子（原子）革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：原子彈（）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：原子彈（1945）、）、 電子計算機（電子計算機（1946）、晶體管）、晶體管 （1948）、集成電路、微電子技術(shù)）、集成電路、微電子技術(shù) 等。等。3）微電子制造技術(shù)開創(chuàng)了全新的信息）微電子制造技術(shù)開創(chuàng)了全新的信息 時代。時代。2022-3-630制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（制造業(yè)是產(chǎn)業(yè)革命的主力軍（4 4）第四次產(chǎn)業(yè)革命：第四次產(chǎn)業(yè)革命：1973-1）又稱為：高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命。）又稱為：高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命。2）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：眾多高新技術(shù)產(chǎn)品，如微電子產(chǎn)）產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志：眾多高新技術(shù)產(chǎn)品，如微電子產(chǎn) 品、電腦、新一代

15、通信產(chǎn)品、新一代汽車、磁懸浮品、電腦、新一代通信產(chǎn)品、新一代汽車、磁懸浮 列車、新一代飛機、機器人、生物工程產(chǎn)品、新一列車、新一代飛機、機器人、生物工程產(chǎn)品、新一 代藥物、綠色食品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等等。代藥物、綠色食品、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品等等。3）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴(kuò)散、離子注）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴(kuò)散、離子注 入、外延、濺射、化學(xué)沉積（入、外延、濺射、化學(xué)沉積（CVD）、光刻、表面）、光刻、表面 貼裝、自動化組裝、進(jìn)而到納米器件制造工藝將把貼裝、自動化組裝、進(jìn)而到納米器件制造工藝將把 高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命推向頂峰。高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)革命推向頂峰。2022-3-6312121世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)

16、展總趨勢世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展總趨勢(1)(1)一、中心科學(xué)技術(shù)的轉(zhuǎn)移一、中心科學(xué)技術(shù)的轉(zhuǎn)移 1.1.信息科學(xué)技術(shù)信息科學(xué)技術(shù) 目前是發(fā)展高峰期，預(yù)計其中心科學(xué)技術(shù)目前是發(fā)展高峰期，預(yù)計其中心科學(xué)技術(shù) 的地位還可持續(xù)四十年。的地位還可持續(xù)四十年。 2.2.生命科學(xué)技術(shù)生命科學(xué)技術(shù) 現(xiàn)在已開始注重其發(fā)展與應(yīng)用，預(yù)計現(xiàn)在已開始注重其發(fā)展與應(yīng)用，預(yù)計2121世世 紀(jì)紀(jì)3030年代開始逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹行目茖W(xué)技術(shù)。年代開始逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹行目茖W(xué)技術(shù)。 3.3.認(rèn)知科學(xué)技術(shù)認(rèn)知科學(xué)技術(shù) 智能化趨勢現(xiàn)已顯露，預(yù)計智能化趨勢現(xiàn)已顯露，預(yù)計2121世紀(jì)世紀(jì)7070年代年代 開始將成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的中心。開始將成為科學(xué)技術(shù)發(fā)展

17、的中心。2022-3-632高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域高技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)域(1)(1)信息科學(xué)技術(shù)（包括微電子、光電子科學(xué)技術(shù)）信息科學(xué)技術(shù)（包括微電子、光電子科學(xué)技術(shù)） (2)(2)生物科學(xué)技術(shù)（包括生命科學(xué)技術(shù)）生物科學(xué)技術(shù)（包括生命科學(xué)技術(shù)） (3)(3)新能源科學(xué)技術(shù)（包括核能科學(xué)技術(shù)）新能源科學(xué)技術(shù)（包括核能科學(xué)技術(shù)） (4)(4)新材料科學(xué)技術(shù)（包括納米科學(xué)技術(shù)）新材料科學(xué)技術(shù)（包括納米科學(xué)技術(shù)） (5)(5)環(huán)境科學(xué)技術(shù)（包括地球科學(xué)技術(shù)）環(huán)境科學(xué)技術(shù)（包括地球科學(xué)技術(shù)） (6)(6)航空航天科學(xué)技術(shù)（包括軍事科學(xué)技術(shù)）航空航天科學(xué)技術(shù)（包括軍事科學(xué)技術(shù)） (7)(7)海洋科學(xué)技術(shù)（包

18、括地球科學(xué)技術(shù)）海洋科學(xué)技術(shù)（包括地球科學(xué)技術(shù)） (8)(8)先進(jìn)制造科學(xué)技術(shù)（包括微機電系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)）先進(jìn)制造科學(xué)技術(shù)（包括微機電系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)） (9)(9)管理科學(xué)技術(shù)（包括軟科學(xué)技術(shù)）管理科學(xué)技術(shù)（包括軟科學(xué)技術(shù)） (10)(10)認(rèn)知科學(xué)技術(shù)（包括人腦和智能系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)）認(rèn)知科學(xué)技術(shù)（包括人腦和智能系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)）2022-3-63321世紀(jì)改變?nèi)祟惖目茖W(xué)與技術(shù)世紀(jì)改變?nèi)祟惖目茖W(xué)與技術(shù) 科學(xué)科學(xué) 技術(shù)技術(shù) 物質(zhì)科學(xué)物質(zhì)科學(xué) 信息技術(shù)信息技術(shù) 生命科學(xué)生命科學(xué) 生物技術(shù)生物技術(shù) 納米技術(shù)納米技術(shù) 能源技術(shù)能源技術(shù) 2022-3-634n許多高技術(shù)我國尚未掌握，許多重大裝備我國不能自主制造，

19、缺乏自主創(chuàng)新能力是制造大國，不是制造強國是制造大國，不是制造強國發(fā)電設(shè)備、機床、汽車、電子制造等產(chǎn)品產(chǎn)量居發(fā)電設(shè)備、機床、汽車、電子制造等產(chǎn)品產(chǎn)量居世界前列，卻沒有一家裝備制造企業(yè)能躋身世界世界前列，卻沒有一家裝備制造企業(yè)能躋身世界500500強強關(guān)鍵裝備大多依賴進(jìn)口關(guān)鍵裝備大多依賴進(jìn)口光電子制造設(shè)備光電子制造設(shè)備 ICIC制造裝備制造裝備 高檔數(shù)控機床高檔數(shù)控機床2022-3-635發(fā) 展 趨 勢 “數(shù)”是發(fā)展的核心 “精”是發(fā)展的關(guān)鍵“極”是發(fā)展的焦點 “自”是發(fā)展的條件 “網(wǎng)”是發(fā)展的道路 “集”是發(fā)展的方法 “智”是發(fā)展的前景 “綠”是發(fā)展的必然 2022-3-6361.2技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)新2022-3-637121 技術(shù)創(chuàng)新是推動生產(chǎn)力發(fā)展的關(guān)鍵因素技術(shù)創(chuàng)新是推動生產(chǎn)力發(fā)展的關(guān)鍵因素n 人類在在合成化工、能源與環(huán)保、材料與先進(jìn)制造、航空航天、微電子與光電子、自動控制、計算機與通訊網(wǎng)絡(luò)、科學(xué)儀器與生物醫(yī)學(xué)工程、納米技術(shù)與微機