Ⅰ 世界十大發明之一主要是指什麼
第一名:萊昂納多·達·芬奇(義大利)
最著名的發明:計算器
提到達·芬奇和他的發明時,你最好問這樣的問題:「什麼東西不是他發明的?」因為他發明的東西實在太多了。達·芬奇的工作日誌里繪有許多東西的設計圖,但其中最值得一提的就是計算器的設計。試想如果缺少簡單的復雜的數學運算,那科學將會是什麼樣子。
達·芬奇堪稱文藝復興開山鼻祖,他能畫(比如傑作《蒙娜麗莎》),能雕塑,也能發明。他那至今令全世界著迷的日記,描繪勾勒了從人體到直升機和坦克的很多事物。
最酷的事實:達·芬奇日記長達13000多頁,至今仍在影響科學研究。2005年,一名英國外科醫生還利用達·芬奇設計的方法做心臟修復手術,這件事情本身就讓人吃驚,你若知道達·芬奇當時連人體循環系統工作機理的一點概念都沒有時,那簡直就是驚詫了。
第二名:尼古拉·特斯拉(美國)
最著名的發明:無線電
雖然尼古拉·特斯拉生前沒有因此得到認可,但美國聯邦最高法院最終還是肯定了他的專利申請,確認是他而不是馬可尼發明了無線電。
特斯拉也許就是為標新立異而生的。雖然他發明的一種稱做「交流電」的輸電方法應用至今,其實他研究的焦點集中於電的理論應用(遺憾的是許多研究成果仍停留在繪圖板上)。就是這個總是自己製作實驗設備(比如用來聚集電能的著名的特斯拉線圈)的特斯拉,提出了范圍涉及從X射線到地震儀的一系列觀點。
最酷的事實:特斯拉直到生命快要結束時還在研究一種致命射線。他的觀點聽起來有點象科幻故事,美國聯邦調查局確實也看不出什麼有趣的東西,結果胡佛總統只好下令將特斯拉的科研資料收走並宣布為「絕密」。
第三名:亞歷山德羅·伏特(義大利)
最著名的發明:電池
伏特雖然沒有發現電,但是他卻想出了一個可將電攜帶的好點子。要知道「伏特電池」可是現代電池的先驅。
伏特一生職業都在搞電的東西。早期他發明了起電盤(即一次充電單板電容),一年之後致力於封閉室燃氣點火發電實驗,在此過程中他發現了沼氣(甲烷),即今天家庭普遍使用的一種氣體。然而真正使其出名的卻是「伏特電池」,其實就是一堆鋅片和銅片交互排列,再加上兩種金屬片之間為增強導電性而浸了鹽水的布料而已。但就是這種粗陋的電池向世界展示了如何利用金屬-化學組合生電的奧秘。
最酷的事實:1810年,拿破崙授予伏特伯爵稱號,以表彰這位偉大的義大利發明家。但榮譽並未就此打住,1881年,以其名字作為電壓的單位「伏特」。
第四名:亞歷山大·貝爾(英國)
最著名的發明:電話
「你能聽到我講話嗎?」
「是的!」
我們能聽到對方講話,多虧了亞歷山大·貝爾發明的電話。
現在有那麼多的電話提供商,但正是亞歷山大·貝爾的功勞造就了世界第一個(也是實力最強的)電話公司——貝爾電話公司。貝爾並不只是個單打一的奇才,他的研究思想涉及空調(實際上他在自己屋裡就搞了原始的空調系統)、水翼船及信息磁存概念(該概念導致生前從未見到的創新發明——電腦)等。
最酷的事實:亞歷山大·貝爾還是世界上第一個金屬探測器的發明者,他組裝這個裝置是為了發現美國總統詹姆士·加菲爾德體內的子彈。結果探測器倒是能工作,不過就是定不出子彈的位置,因為檢查時加菲爾德總統躺在了一張金屬架床上。
第五名:艾薩克·牛頓(英國)
最著名的發明:微積分
如果你費好大勁總算上完了高等數學課程,那你或許就不會是艾薩克·牛頓爵士的熱心崇拜者,因為你遇到的難題基本上就是他的錯——是他發明了微積分。
如果你現在學習物理,無論是談到重力問題(一個蘋果從樹上下落的故事,不管真假,確是一個有力的例證),還是光線和光學原理,你還得從艾薩克·牛頓爵士的研究成果開始。牛頓第一個提出「光是由粒子構成的」,這原理讓他研製出了反射望遠鏡(如今以他的名字命名)。此外,牛頓還在聲、熱原理研究方面作出了貢獻。
最酷的事實:人們很容易認為科學家就是一群不問世事的實驗室「耗子」,不過牛頓是個例外:他曾給英格蘭國王當了將近兩年的法官,干著處決假幣偽造者的買賣。他這段法律生涯快結束的時候,手下還有10個待處決的罪犯。
第六名:霍華德·休斯(美國)
最著名的發明:改進飛機設計
霍華德·休斯並沒有發明飛機,他作為「環球航空公司(TWA)之父」主要寫了些關於航空公司的書籍。如今環球航空公司雖已成歷史,但航空旅遊業多虧有了霍華德·休斯才興旺發達。
他曾經對客機提出了一系列的創新設計。比如他重新設計了「H-1」,使可收放式起落架、連桿和連接件等收進機體內部,從而減小了飛行中的空氣阻力。這種創新改進對二戰時期的一系列戰斗機設計都有影響。
說霍華德·休斯是個怪人那是貶損他。他可是出身於著名發明家之家,其父親老休斯發明的油井鑽頭可讓採油設備採到了以前人們接觸不到的資源。霍華德·休斯晚年低調隱居,在年輕風光之時卻是征服航空界和好萊塢的大人物。無論是開發水陸兩棲飛機,還是幽會好萊塢紅星凱瑟琳·赫本或貝蒂·戴維斯,他總是那樣我行我素。
最酷的事實:1972年,休斯受雇於美國中情局,為中情局的一次行動打掩護。這次代號為「珍妮佛計劃」的行動,目的是打撈在夏威夷海域沉沒的蘇聯潛艇。這次行動的效果有限。1975年,一名強盜搞走了休斯的一些秘密資料,將其與中情局的瓜葛抖了出來。
第七名:本傑明·富蘭克林(美國)
最著名的發明:雙焦距眼鏡
我們都知道閱讀是根本,但看卻是讀的先決條件。多虧了本傑明·富蘭克林發明的雙焦距眼鏡,即使視力低於20/20的人也能瀏覽網站的網頁。在寫作《可憐的理查得編年史》,幫美國贏得法國的承認(此舉可是扭轉了美國革命的形勢)和到處對女人大獻殷勤的當空兒,富蘭克林還是對科學做出了相當重要的貢獻。我們許多人或許記得社會研究課程里描繪他在暴風雨中放風箏的畫面。這個實驗讓富蘭克林了解到許多電的知識,也給我們帶來了避雷針。
最酷的事實:發明家和「種馬」(愛對女人大獻殷勤的男人)往往不會扯到同一個人身上,但本傑明·富蘭克林卻是個例外。他是他那個時代最能對女人大獻殷勤的男人,而且他在法國女人中的好人緣也確實有利於美國事業。
第八名:詹姆斯·瓦特(英國)
最著名的發明:改進型蒸汽機
今天我們是不會把蒸汽當作主要能源了,可回到工業革命早期,蒸汽卻是大出風頭的時候。詹姆斯·瓦特花了大量時間改進蒸汽機,驅動世界向前進步。
瓦特雖沒有發明蒸汽機,但卻能讓蒸汽機為人工作。事實上,正是瓦特的創新改進使世界發生了從農業為主到工業為主的重大轉變。除對動力和機器做出如此大貢獻外,瓦特還發明了旋轉機和一種可自動調整機器轉速的被稱作「飛球」的裝置。
最酷的事實:功率的單位「瓦特」就是以他的名字命名的,他一直被公認為是世界最偉大工程師。
第九名:約翰內斯·古騰堡(德國)
最著名的發明:現代印刷術
約翰內斯·古騰堡要把所有的小東西拼湊一起,做成了一台活字印刷機。在你意識到他的印刷術可能會掀起一場信息革命這樣的事實之前,你覺得他的想法似乎有點不那麼偉大。
我們誰也不知道《聖經》出自何人之手,但知道其出版發行者的名字:古騰堡。沒錯,此前中國人活字印刷已用了幾百年,但古騰堡是第一個將字印成書籍出版,而不是絲帛書。這項創新使范圍更廣的人能夠接觸到知識,從而催生了「啟蒙時代」。古騰堡作為發明家數一數二,但作為一名商人卻是倒霉蛋。他的印刷術改變了世界,但這並沒有讓他發財,而且在一場狀告自己出資人的官司中,他連這項技術的發明權也丟掉了。
最酷的事實:在債務纏身的困境中,古騰堡靠給美因茨大主教「打工」艱難度過晚年,大主教給他提供食宿,以幫他戒掉嗜飲惡習。
第十名:托馬斯·愛迪生(美國)
最著名的發明:燈泡
再沒有比燈泡更能代表創新的發明了。事實上,愛迪生的發明對世界造成如此深遠的影響,以至於被戲稱為所有偉大思想的象徵。
人們一想到愛迪生很容易把目光聚到燈泡上(他實際改進並使之可行的一個發明設計),其實他真正的意圖是給燈泡通電讓其發光。1882年,愛迪生創建了世界第一個輸電公司,將電送往曼哈頓區的59家消費者。在JP摩根和范德爾比特家族財團的支持下,愛迪生也利用自己的知識給世界提供了早期版本的股票機。
最酷的事實:愛迪生的晚年迷上了一種流行的時尚節食法,即每3小時只喝1品脫牛奶。好在愛迪生沒有將他的知識用在人體生命科學領域。
Ⅱ 現代的世界十大發明
第一名:萊昂納多.達.芬奇(義大利)
最著名的發明:計算器
提到達.芬奇和他的發明時,你最好問這樣的問題:「什麼東西不是他發明的?」因為他發明的東西實在太多了。達.芬奇的工作日誌里繪有許多東西的設計圖,但其中最值得一提的就是計算器的設計。試想如果缺少簡單的復雜的數學運算,那科學將會是什麼樣子。
第二名:尼古拉.特斯拉(美國)
最著名的發明:無線電
雖然尼古拉.特斯拉生前沒有因此得到認可,但美國聯邦最高法院最終還是肯定了他的專利申請,確認是他而不是馬可尼發明了無線電。
特斯拉也許就是為標新立異而生的。雖然他發明的一種稱做「交流電」的輸電方法應用至今,其實他研究的焦點集中於電的理論應用(遺憾的是許多研究成果 仍停留在繪圖板上)。就是這個總是自己製作實驗設備(比如用來聚集電能的著名的特斯拉線圈)的特斯拉,提出了范圍涉及從X射線到地震儀的一系列觀點。
第三名:亞歷山德羅.伏特(義大利)
最著名的發明:電池
伏特雖然沒有發現電,但是他卻想出了一個可將電攜帶的好點子。要知道「伏特電池」可是現代電池的先驅。
伏特一生職業都在搞電的東西。早期他發明了起電盤(即一次充電單板電容),一年之後致力於封閉室燃氣點火發電實驗,在此過程中他發現了沼氣(甲 烷),即今天家庭普遍使用的一種氣體。然而真正使其出名的卻是「伏特電池」,其實就是一堆鋅片和銅片交互排列,再加上兩種金屬片之間為增強導電性而浸了鹽 水的布料而已。但就是這種粗陋的電池向世界展示了如何利用金屬-化學組合生電的奧秘。
第四名:亞歷山大.貝爾(英國)
最著名的發明:電話
最酷的事實:亞歷山大.貝爾還是世界上第一個金屬探測器的發明者,他組裝這個裝置是為了發現美國總統詹姆士.加菲爾德體內的子彈。結果探測器倒是能工作,不過就是定不出子彈的位置,因為檢查時加菲爾德總統躺在了一張金屬架床上。
第五名:艾薩克.牛頓(英國)
最著名的發明:微積分
如果你費好大勁總算上完了高等數學課程,那你或許就不會是艾薩克.牛頓爵士的熱心崇拜者,因為你遇到的難題基本上就是他的錯——是他發明了微積分。
第六名:霍華德.休斯(美國)
最著名的發明:改進飛機設計
霍華德.休斯並沒有發明飛機,他作為「環球航空公司(TWA)之父」主要寫了些關於航空公司的書籍。如今環球航空公司雖已成歷史,但航空旅遊業多虧有了霍華德.休斯才興旺發達。
第七名:本傑明.富蘭克林(美國)
最著名的發明:雙焦距眼鏡
最酷的事實:發明家和「種馬」(愛對女人大獻殷勤的男人)往往不會扯到同一個人身上,但本傑明.富蘭克林卻是個例外。他是他那個時代最能對女人大獻殷勤的男人,而且他在法國女人中的好人緣也確實有利於美國事業。
第八名:詹姆斯.瓦特(英國)
最著名的發明:改進型蒸汽機
今天我們是不會把蒸汽當作主要能源了,可回到工業革命早期,蒸汽卻是大出風頭的時候。詹姆斯.瓦特花了大量時間改進蒸汽機,驅動世界向前進步。
第九名:約翰內斯.古騰堡(德國)
最著名的發明:現代印刷術
約翰內斯.古騰堡要把所有的小東西拼湊一起,做成了一台活字印刷機。在你意識到他的印刷術可能會掀起一場信息革命這樣的事實之前,你覺得他的想法似乎有點不那麼偉大。
第十名:托馬斯.愛迪生(美國)
最著名的發明:燈泡
再沒有比燈泡更能代表創新的發明了。事實上,愛迪生的發明對世界造成如此深遠的影響,以至於被戲稱為所有偉大思想的象徵。
Ⅲ 世界最佳10大發明有那些
(1)電腦
電腦最早是大型計算機,主要是用於製造、運輸等行業,售價非常昂貴。個人能買得起的小型計算機出現在二十世紀七十年代。
(2)網際網路
美國國防部高級研究計劃管理局1969年建立了一個網路,雖然只連接了美國四個軍事以及研究用的主機,但已是網際網路的雛形。
(3)手機
第一台行動電話誕生於1985年。當時還沒有「手機」這樣一個詞,由於它要像背包那樣背著行走,所以叫做肩背電話。其重量高達3公斤。與現在形狀接近的手機則誕生於1987年。
(4)人造衛星
人造衛星由蘇聯研製並於1957年10月4日成功發射。
(5)雜交水稻
上世紀七十年代發明,袁隆平第一個開發出可以廣泛種植的雜交水稻,為中國的水稻種植帶來革命性變化,大幅提高了產量。
(6)彩色電視
英國工程師貝德1928年做成彩色電視顯像管。1957年5月17日,美國公開播放彩色電視,效果良好。
(7)信用卡
美國曼哈頓信貸專家麥克納馬拉1950年發明了信用卡。
(8)電子郵件
誕生在1971年秋季。
(9)口服避孕葯
美國生物學家格雷戈里·平卡斯1954年發明了世界上第一種有效口服避孕葯,並進行了首批臨床試驗。
(10)激光
貝爾實驗室的查爾斯·托尼斯和同事們1960年一起成功地在25英里的距離內發射出具有巨大能量、極其狹窄的光束,它的亮度要比太陽光高出一百倍,這就是激光。目前,激光在醫學、印刷、唱片等行業有著廣泛的應用。就是呀!
Ⅳ 世界重大發明一覽表,要20個
一、古代發明
1、指南針
指南針是用以判別方位的一種簡單儀器。前身是司南。主要組成部分是一根裝在軸上可以自由轉動的磁針(俗稱吸鐵石)。磁針在地磁場作用下能保持在磁子午線的切線方向上。磁針的北極指向地理的南極,利用這一性能可以辨別方向。
常用於航海、大地測量、旅行及軍事等方面。指南針的N指北方,E指東方,W指西方,S指南方。 指南針是利用磁鐵在地球磁場中的南北指極性而製成的一種指向儀器,有多種形體。早在戰國時期,中國先民已用天然磁石製成指示方向的司南之勺。
三國魏時,馬鈞利用磁鐵和差速齒輪製造了能指示方向的機械裝置——指南車。宋代科學家沈括在其《夢溪筆談》中記載了製作指向用的磁針的方法。後來,又發展成磁針和方位盤聯成一體的羅盤。至晚在北宋後期,指南針已用於航海;南宋時,已使用針盤導展和經濟文化的交流,起了極大作用。
2、造紙術
大約在3500多年前的商朝,中國就有了刻在龜甲和獸骨上的文字,稱為甲骨文到了春秋時,用竹片和木片替代龜甲和獸骨,稱為竹簡和木牘。甲骨和簡牘都很笨重,戰國時思想家惠施喜歡讀書,每次外出遊學身後都跟著五輛裝滿竹簡的大車,所以有學富五車的典故。
西漢時在宮廷貴族中又用縑帛或綿紙寫字。縑是細絹、帛是絲織品的總稱吏一方縑帛上寫字時,便於書寫,不但比簡牘寫得多,而且還可以在上面作畫,但是價格昂貴,只能供少數王宮貴族使用。公元前2世紀西漢初期已經有了紙 ,而蔡倫只是改造了紙。
造紙術在7世紀經朝鮮傳到日本。8世紀中葉傳到阿拉伯聯合大公國。
12世紀,歐洲才仿效中國的方法開始設廠造東漢和帝元興元年(公元105年),蔡倫在總結前人製造絲織晶的經驗的基礎上,用樹皮、破漁網、破布、麻頭等作為原料,製造成了適合書寫的植物纖維紙,改進了造紙術,才使紙成為人們普遍使用的書寫材料。
3、活字印刷術
它開始於隋朝的雕版印刷,經宋仁宗時的畢升發展、完善,產生了活字印刷,並由蒙古人傳至了歐洲,所以後人稱畢升為印刷術的始祖。中國的印刷術是人類近代文明的先導,為知識的廣泛傳播、交流創造了條件。
雕版印刷是用刀在一塊塊木板上雕刻成凸出來的反寫字,然後再上墨,印到紙上。每印一種新書,木板就得從頭雕起,速度很慢。如果刻版出了差錯,又要重新刻起,勞作之辛苦,可想而知。
唐咸通九年(868)印製的《金剛經》 ,是世界上現存最早的有刻印時間的印刷品。 宋仁宗慶歷年間,平民畢升在雕版印刷業已普及的基礎上,發明了活字印刷術。它是用膠泥刻字,每字一印,燒後製成字印。將一顆顆字印排列、鑲嵌於鐵板之上,經燒烤、壓平等工藝製成印版後,便可印刷。
4、火葯
火葯作為人類掌握的第一類爆炸物,起源於中國古代的煉丹術。古代煉丹家們利用早在漢代就已掌握的金石葯物硝、硫,經過長期的煉丹實踐,至遲在唐憲宗元和三年(808)以前便已發明了火葯 ,並在五代末北宋初用以造出縱火用的火葯兵器。
經宋、元、明各代,火箭、火毬(火聤)、火銃等各種火器已達到成熱的程度。火葯的發明對世界科技的發展曾起重大作用,現代黑火葯就是由中國古代火葯發展而來的。
二、現代發明
1、無線電
20世紀初期,幾乎沒有人能夠想像一種電磁波可以在沒有任何金屬線或電纜作導體的情況下穿行任何有意義的距離。那麼無線電信號怎麼可能沿著地球的表面行進呢當然它可以沿著一直線射離地平線。
但是古格里爾莫·馬可尼認為,如果提供一些條件的話,無線電波是可以沿著地球表面行進的。1895年,在他的出生地義大利,他發射了一個無線電信號,穿行了1?5英里;6年後,即1901年12月12日,年僅27歲的馬可尼創造了奇跡,他將無線電天線牢牢地系在高飛的風箏上,發射了一個摩爾斯電碼「S」。
它穿行了約2000英里,橫跨了大西洋。這個信號從英國康沃爾郡的波爾德胡鎮發出,在不到1秒鍾的時間內就到達了接收地紐芬蘭的聖約翰,馬可尼聽到了三聲微弱的滴答聲。這是通訊事業宣告誕生的聲音,是電子時代到來的第一道沖擊波。
2、飛機
1903年12月17日,在太陽下山以前,奧維爾·萊特和威爾布·萊特已經能使他們用木頭、電線和布料製成的飛機飛行59秒鍾了。但卻很少有報社願意對這件事作出評論,因為人類飛上天空成為當代的代達羅斯和伊卡洛斯的念頭,被大多數頭腦清醒的人認為是荒誕可笑的。
可是一旦成功了,這項事業的發展就是極為迅猛的。事實上,僅僅在15年後,所有現代飛機的各種部件即使沒有全都製造出來,那麼至少關於它們的想法已經誕生了。
3、塑料
在得知塑料的發明之後,全世界最開心的莫過於大象了。幾百年來,從小刀的把手到檯球,一切都以象牙為標准原料。19世紀80年代,象牙供應的逐步減少與檯球運動的興起就曾引發了一場危機。
美國最大的檯球生產商費蘭與考蘭德公司迫不及待地懸賞價值1萬美元的黃金——這是一筆很可觀的獎賞——招募任何能夠提供代替象牙的合成品的「發明天才」。
一直到1907年,利奧·貝克蘭,一位曾因發明了用於拍攝快速運動照片的相紙而獲豐厚利潤的比利時籍發明家,無意中發明了苯酚和甲醛的化合物。
這種首創的純合成塑料——酚醛塑料,具有防熱、防電和防腐蝕的功能。它不僅使檯球游戲獲益,塑料的一大好處在於其用途的多面性,從電話機到馬桶,從煙灰缸到飛機零件,一切東西都用得上塑料。
到1968年,年輕的畢業生若要在一個有前途而又會成功的行業里找一份工作,就一定要聽從一個詞——塑料。
4、電視機
電視機的發明者是英國的電子工程師約翰·貝爾德,1923年他為自己發明的能產生8線圖像的裝置申請了專利。1930年底賣出了第一台電視機。1932年,英國廣播公司播出了世界上第一個規范的電視節目。從此,人類開始步入了電視時代。今天,人們利用衛星等途徑,將電視信號傳播到地球的每一個角落。
5、青黴素
人們稱青黴素是本世紀最有貢獻的葯品,它的發明者是英國細菌學家亞歷山大·弗萊明。1928年,這位發明家在一次細菌培養實驗中偶然地發現有一種後來被稱為青黴素的黴菌正吞噬他在培養皿中培養的細菌。
根據弗萊明研究的成果,英國牛津大學的研究者們經過十年的努力,終於找到了提煉這種黴菌的辦法,並投入醫學治療試驗。1943年,為了醫治在二戰中負傷的戰士,盟軍開始將青黴素投入工業生產。在半個多世紀中,青黴素救活了無數人的生命,並促使人們開始重視抗生素家族的研究開發。
6、核武器
原子時代開始於1942年。為了打敗軸心國法西斯,美國最高當局決定啟動旨在研製原子武器的「曼哈頓工程」。1945年的7月16日,一團蘑菇雲從位於美國新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯原子能研究中心騰空而起,世界上第一顆原子彈爆炸成功。
當年的8月6日和9日,美國先後將兩顆取名為「胖子」和「小男孩」的原子彈投向日本的廣島和長崎。日本天皇隨後宣布無條件投降,原子彈似乎為贏得二戰的勝利立了大功,但是人類從此便生活在可怕的原子武器的陰影中。
7、計算機
計算機是人類社會進入信息時代的基礎,但它是因戰爭而誕生的。1943年,為破譯德國的密碼,英國數學家阿蘭·圖靈設計了第一台名為「巨人」電動機械式計算機,雖然這僅僅是一台用於解碼的假想計算機,但卻開創了計算機技術發展的先河,從此計算機技術的發展日新月異。
1947年,晶體管計算機問世;1959年,集成電路計算機誕生;1970年,大規模集成電路計算機產生;從80年代開始,新一代微型計算機異軍突起。在此基礎上,人類迎來了網路新時代。
8、DNA
1953年2月28日,英國著名遺傳學家弗朗西斯·克里克宣布他「發現了生命的秘密」。克里克和他美國的同行詹姆斯·沃森多年來一直致力於生命科學的研究,終於從細胞核中發現了決定生命遺傳的脫氧核糖核酸雙螺旋分子結構,破譯了人類、植物和動物的遺傳密碼。
這個發現初步揭示了生命的秘密,推進對各種疾病的研究和醫治,也促進了人類對改善食物結構的研究。在下世紀的前20年,人類就可能通過採用基因治療的辦法消除遺傳缺陷,進而攻克癌症、心臟病、血友病、糖尿病以及其它致命的機能失調症。
人類對DNA分子結構的研究成果,無疑是對人類研究生命、治療疾病具有極大的作用,但是也使人們面臨著因此而造成的道德危機,比如克隆技術的發展,就給人類自己出了個難題。
9、避孕葯
1954年,美國醫師格雷戈里·平卡斯發明了避孕葯,它是由兩種抑制女性排卵的激素組成的混合物。避孕葯之所以被列為二十世紀最偉大的科學成就之一,原因就在於它把婦女從被動的生育中解放出來從此婦女們可以自主地控制生育,按照自己的意願決定是否要小孩,根據自己的情況決定何時懷孕。
更重要的是,它打破了禁錮婦女性自由的枷鎖,使她們有權走出家庭參加社會工作,最終擴大婦女們在社會政治、經濟、文化等方面的影響。
10、人造衛星
1957年10月4日,蘇聯為了紀念十月革命勝利40周年,發射了人類歷史上第一顆人造地球衛星,標志著航天時代的開始。1961年4月2日,蘇聯宇航員加加林乘飛船進入太空,成為第一個進入太空的人。1969年7月20日,美國兩名宇航員乘宇宙飛船登上月球。
衛星可以傳輸電視、廣播節目信號,還可以為航空、海航、天氣預報、科技信息等提供服務,從而把地球大大地「縮小」了。為了進一步探索宇宙的奧秘,人類在太陽系的主要行星上投放了許多探針,並且一個建立國際太空站的宏偉計劃也在醞釀之中。
11、器官移植
1967年,南非外科醫師克里斯蒂安.巴納德成功地進行了首次心臟移植手術。此後,隨著醫葯和醫療器械越來越先進,醫學家們逐漸解決了移植器官感染等難題,成功地進行了手肢、肝臟、皮膚、視網膜甚至睾丸的移植手術。
醫學界認為,器官移植的下一個前沿技術就是腦細胞移植,來根治諸如老年痴呆症和帕金森氏症等醫學頑症。下世紀,醫學家們將致力於攻克異種器官移植難題,將其它動物的器官移植到人體中。
12、試管嬰兒
英國姑娘路易斯·布朗是世界上第一個試管嬰兒,33歲。1978年,她的母親的卵子和她父親的精子在試管中交配成功,孕育了她。此後,體外孕技術不斷發展完善,1984年,胚胎冷凍技術試驗成功;1990年,胚胎移植技術試驗成功。
試管嬰兒的培育成功,給了那些不育夫婦很大的希望,但是這也引起了人們對一個道德問題的憂慮,比如說,一個婦女在50多歲甚至60歲時通過體外孕技術生一個孩子,有可能在孩子還未成年時,老人就會去世,那麼誰來撫養這個孤兒呢
13、留聲機
1877年,愛迪生發現電話傳話器里的膜板隨著說話聲會引起振動的現象,便拿短針作了試驗,從中得到很大發。說話的快慢高低能使短針產生相應的不同顫動。那麼,反過來,這種顫動也一定能發出原先的說話聲音,於是他開始研究聲音重發的問題。
8月15日,愛迪生讓助手按圖樣制出一台由大圓筒、曲柄、受話機和膜板組成的「怪機器」,製成之後,讓針的一頭輕擦著錫箔轉動,另一頭和受話機連接,然後愛迪生搖動曲柄,對著受話機唱歌,之後把針又放回原處,再搖動曲柄,接著機器就回放出愛迪生的聲音。
12月,愛迪生公開展示這台「錫箔筒式留聲機」,轟動了全世界。
14、電燈
與人們通常的認識恰恰相反,最初電燈的發明者不是愛迪生,愛迪生是改進了電燈。
早在1801年,英國一位名叫漢弗里·戴維的化學家就在實驗室中用鉑絲通電發光;1810年,他又發明了用兩根通電碳棒之間發生的電弧而照明的「電燭」,這算是是電燈的最早雛形。另一位英國電技工程師約瑟夫·斯旺經過近30年的研究,於1878年12月製成了以碳絲通電發光的真空燈泡。
當年有關斯旺的電燈泡的報道給了愛迪生以很大啟發。1879年10月,愛迪生終於成功製成了以碳化纖維作為燈絲的白熾燈泡,稱之為「碳化棉絲白熾燈」,隨後大量投產,並成立公司設立發電站和輸電網等相應基礎設施,很快使電燈在美國被普遍使用。
期間,他不斷改進技術,最終確定以鎢絲作為燈絲,稱之為「鎢絲燈」,並定型使用至今,愛迪生也由此成為公認的電燈發明者。
15、望遠鏡
1608年荷蘭米德爾堡眼鏡師漢斯·李波爾(Hans Lippershey)造出了世界上第一架望遠鏡。一次,兩個小孩在李波爾的商店門前玩弄幾片透鏡,他們通過前後兩塊透鏡看遠處教堂上的風標,兩人興高采烈。
李波爾賽拿起兩片透鏡一看,遠處的風標放大了許多。李波爾賽跑回商店,把兩塊透鏡裝在一個筒子里,經過多次試驗,漢斯·李波爾發明瞭望遠鏡。1608年他為自己製作的望遠鏡申請專利,並遵從當局的要求,造了一個雙筒望遠鏡。據說小鎮好幾十個望遠鏡眼鏡匠都聲稱發明瞭望遠鏡。
與此同時,德國的天文學家開普勒也開始研究望遠鏡,他在《屈光學》里提出了另一種天文望遠鏡,這種望遠鏡由兩個凸透鏡組成,與伽利略的望遠鏡不同,比伽利略望遠鏡視野寬闊。但開普勒沒有製造他所介紹的望遠鏡。
沙伊納於1613年─1617年間首次製作出了這種望遠鏡,他還遵照開普勒的建議製造了有第三個凸透鏡的望遠鏡,把二個凸透鏡做的望遠鏡的倒像變成了正像。沙伊納做了8台望遠鏡,一台一台地觀察太陽,無論哪一台都能看到相同形狀的太陽黑子。
因此,他打消了不少人認為黑子可能是透鏡上的塵埃引起的錯覺,證明了黑子確實是觀察到的真實存在。在觀察太陽時沙伊納裝上特殊遮光玻璃,伽利略則沒有加此保護裝置,結果傷了眼睛,最後幾乎失明。
荷蘭的惠更斯為了減少折射望遠鏡的色差在1665年做了一台筒長近6米的望遠鏡,來探查土星的光環,後來又做了一台將近41米長的望遠鏡。
16、空調
1902年後期,首個現代化,電力推動的空氣調節系統由威利斯·開利(1876年-1950年)發明。其設計與Wolff的設計分別在於並非只控制氣溫,亦控制空氣的濕度以提高紐約布克林一間印刷廠的製作過程質素。
此技術提供了低熱度及濕度的環境,令紙張面積及油墨的排列更准確。其後,開利的技術開始用於在工作間以提升生產效率,開利工程公司亦在1915年成立以應付激增的需求。
在逐漸發展下,空氣調節開始用於提升在家居及汽車的舒適度。住宅空調系統的銷量到1950年代才真正起飛。建於1906年,位於北愛爾蘭貝爾法斯特的皇家維多利亞醫院,在建築工程學上具有特別意義,被稱為世界首座設有空氣調節的大廈。
Ⅳ 發明創造的種類有哪些
發明創造是指運用現有的科學知識和科學技術,首創出先進、新穎、獨特的具有社版會意義的事物及方權法,來有效地解決某一實際需要。因此科學上的發現,技術上的創新,以及文學和藝術創作,在廣義上都屬於發明創造活動。發明創造不同於科學發現,但彼此存在密切的聯系。歷史上人們利用科學的方法和方式,通過探索、研究、發現、表達、記錄、信息傳遞交流,製作成為口語、書面信息、塗鴉圖案、實物產品、科學技術理論、規律揭示,利用自然界存在的或者隱含的人類未知原理等,製作成為可以供生存、生活、生產、交流、信息交換等,具備相當程度的科技含量人類智慧結晶產品。一般地,稱之為創造。 所有的創造的開端,都是為了造福人類的科學技術活動
Ⅵ 世界重大發明有哪些
哥啊,那就多咯。列舉點給你參考:
電燈、電話、蒸汽機、飛機、火葯、指南針、印刷術、造紙術、柴油機、大炮,太多太多了,你去有關發明的知識產權的網站一查,就完全知道了。就連塑料袋都是一大發明呢。
Ⅶ 世界上哪些發明是受自然界啟示而發明
仿生設計學
仿生設計學,亦可稱之為設計仿生學(Design Bionics),它是在仿生學和設計學的基礎上發展起來的一門新興邊緣學科,主要涉及到數學、生物學、電子學、物理學、控制論、資訊理論、人機學、心理學、材料學、機械學、動力學、工程學、經濟學、色彩學、美學、傳播學、倫理學等相關學科。
仿生設計學與舊有的仿生學成果應用不同,它是以自然界萬事萬物的「形」、「色」、「音」、「功能」、「結構」等為研究對象,有選擇地在設計過程中應用這些特徵原理進行的設計,同時結合仿生學的研究成果,為設計提供新的思想、新的原理、新的方法和新的途徑。在某種意義上,仿生設計學可以說是仿生學的延續和發展,是仿生學研究成果在人類生存方式中的反映。
仿生設計學作為人類社會生產活動與自然界的鍥合點,使人類社會與自然達到了高度的統一,正逐漸成為設計發展過程中新的亮點。
自古以來,自然界就是人類各種科學技術原理及重大發明的源泉。生物界有著種類繁多的動植物及物質存在,它們在漫長的進化過程中,為了求得生存與發展,逐漸具備了適應自然界變化的本領。人類生活在自然界中,與周圍的生物作「鄰居」,這些生物各種各樣的奇異本領,吸引著人們去想像和模仿。人類運用其觀察、思維和設計能力,開始了對生物的模仿,並通過創造性的勞動,製造出簡單的工具,增強了自己與自然界斗爭的本領和能力。
人類最初使用的工具——木棒和石斧,無疑是使用的天然木棒和天然石塊;骨針的使用,無疑是魚刺的模仿……所有這些工具的創造、生活方式的選擇都不能說是人類憑空想像出來的,只能說是對自然中存在的物質及某種構成方式的直接模擬,是人類初級創造階段,也可以說是仿生設計的起源和雛形,它們雖然是比較粗糙的、表面的,但卻是我們今天得以發展的基礎。
在我國,早就有著模仿生物的事例。相傳在公元前三千多年,我們的祖先有巢氏模仿鳥類在樹上營巢,以防禦猛獸的傷害;四千多年前,我們的祖先「見飛蓬轉而知為車」,即見到隨風旋轉的飛蓬草而發明輪子,做有裝成輪子的車。古代廟宇中大殿之前的山門的建造,就其建築結構來看,頗有點像大象的架勢,柱子又圓又粗,彷彿像大象的腿。
我國古代勤勞勇敢的勞動人民對於絢麗的天空、翱翔的蒼鷹早就有著各種美妙的幻想。根據秦漢時期史書記載,兩千多年前,我國人民就發明了風箏,並且應用於軍事聯絡。春秋戰國時代,魯國匠人魯班,本名公輸般,首先開始研製能飛的木鳥;並且他從一種能劃破皮膚的帶齒的草葉得到啟示而發明了鋸子。據《杜陽雜編》記載,唐朝有個韓志和,「善雕木作鸞、鶴、鴉、鵲之狀,飲啄動靜與真無異,以關戾置於腹內,發之則凌雲奮飛,可高達三丈至一二百步外,始卻下。」西漢時期,有人用鳥的羽毛做成翅膀,從高台上飛下來,企圖模仿鳥的飛行。以上幾例,足以說明我國古代勞動人民對鳥類的撲翼和飛行,進行了細致的觀察和研究,這也是最早的仿生設計活動之一。明代發明的一種火箭武器「神火飛鴉」,也反映了人們向鳥類借鑒的願望。
我國古代勞動人民對水生動物——魚類的模仿也卓有成效。通過對水中生活的魚類的模仿,古人伐木鑿船,用木材做成魚形的船體,仿照魚的胸鰭和尾鰭製成雙槳和單櫓,由此取得水上運輸的自由。後來隨製作水平提高而出現的龍船,多少受到了不少動物外形的影響。古代水戰中使用的火箭武器 「火龍出水」,多少有點模仿動物的意思。以上事例說明,我國古代勞動人民早期的仿生設計活動,為開發我國光輝燦爛的古代文明,創造了非凡的業績。
外國的文明史上,大致也經歷了相似的過程。在包含了豐富生產知識的古希臘神話中,有人用羽毛和蠟做成翅膀,逃出迷宮;還有泰爾發明了鋸子,傳說這是從魚背骨和蛇的齶骨的形狀受到啟示而創造出來的。十五世紀時,德國的天文學家米勒製造了一隻鐵蒼蠅和一隻機械鷹,並進行了飛行表演。
一八ОΟ年左右,英國科學家、空氣動力學的創始人之一—凱利,模仿鱒魚和山鷸的紡錘形,找到阻力小的流線型結構。凱利還模仿鳥翅設計了一種機翼曲線,對航空技術的誕生起了很大的促進作用。同一時期,法國生理學家馬雷,對鳥的飛行進行了仔細的研究,在他的著作《動物的機器》一書中,介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關系。德國人亥姆霍茲也從研究飛行動物中,發現飛行動物的體重與身體的線度的立方成正比。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體身體大小的局限。人們通過對鳥類飛行器官的詳細研究和認真的模仿,根據鳥類飛行機構的原理,終於製造了能夠載人飛行的滑翔機。
後來,設計師又根據鶴的體態設計出了掘土機的懸臂,在一戰期間,人們從毒氣戰倖存的野豬身上中獲得啟示,模仿野豬的鼻子設計出了防毒面具。在海洋中浮沉靈活的潛水艇又是運用了哪些原理?雖然我們無據考察潛艇設計師在設計潛艇時是否請教了生物界,但是不難設想,設計師一定懂得魚鰾是魚類用來改變身體同水的比重,使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陸兩棲動物,體育工作者就是認真研究了青蛙在水中的運動姿勢,總結出一套既省力、又快速的游泳動作——蛙泳。另外,為潛水員製作的蹼,幾乎完全按照青蛙的後肢形狀做成,這就大大提高了潛水員在水中的活動能力。
二、仿生設計的歷史
自古以來,自然界就是人類各種科學技術原理及重大發明的源泉。生物界有著種類繁多的動植物及物質存在,它們在漫長的進化過程中,為了求得生存與發展,逐漸具備了適應自然界變化的本領。人類生活在自然界中,與周圍的生物作「鄰居」,這些生物各種各樣的奇異本領,吸引著人們去想像和模仿。人類運用其觀察、思維和設計能力,開始了對生物的模仿,並通過創造性的勞動,製造出簡單的工具,增強了自己與自然界斗爭的本領和能力。
人類最初使用的工具——木棒和石斧,無疑是使用的天然木棒和天然石塊;骨針的使用,無疑是魚刺的模仿……所有這些工具的創造、生活方式的選擇都不能說是人類憑空想像出來的,只能說是對自然中存在的物質及某種構成方式的直接模擬,是人類初級創造階段,也可以說是仿生設計的起源和雛形,它們雖然是比較粗糙的、表面的,但卻是我們今天得以發展的基礎。
在我國,早就有著模仿生物的事例。相傳在公元前三千多年,我們的祖先有巢氏模仿鳥類在樹上營巢,以防禦猛獸的傷害;四千多年前,我們的祖先「見飛蓬轉而知為車」,即見到隨風旋轉的飛蓬草而發明輪子,做有裝成輪子的車。古代廟宇中大殿之前的山門的建造,就其建築結構來看,頗有點像大象的架勢,柱子又圓又粗,彷彿像大象的腿。
我國古代勤勞勇敢的勞動人民對於絢麗的天空、翱翔的蒼鷹早就有著各種美妙的幻想。根據秦漢時期史書記載,兩千多年前,我國人民就發明了風箏,並且應用於軍事聯絡。春秋戰國時代,魯國匠人魯班,本名公輸般,首先開始研製能飛的木鳥;並且他從一種能劃破皮膚的帶齒的草葉得到啟示而發明了鋸子。據《杜陽雜編》記載,唐朝有個韓志和,「善雕木作鸞、鶴、鴉、鵲之狀,飲啄動靜與真無異,以關戾置於腹內,發之則凌雲奮飛,可高達三丈至一二百步外,始卻下。」西漢時期,有人用鳥的羽毛做成翅膀,從高台上飛下來,企圖模仿鳥的飛行。以上幾例,足以說明我國古代勞動人民對鳥類的撲翼和飛行,進行了細致的觀察和研究,這也是最早的仿生設計活動之一。明代發明的一種火箭武器「神火飛鴉」,也反映了人們向鳥類借鑒的願望。
我國古代勞動人民對水生動物——魚類的模仿也卓有成效。通過對水中生活的魚類的模仿,古人伐木鑿船,用木材做成魚形的船體,仿照魚的胸鰭和尾鰭製成雙槳和單櫓,由此取得水上運輸的自由。後來隨製作水平提高而出現的龍船,多少受到了不少動物外形的影響。古代水戰中使用的火箭武器 「火龍出水」,多少有點模仿動物的意思。以上事例說明,我國古代勞動人民早期的仿生設計活動,為開發我國光輝燦爛的古代文明,創造了非凡的業績。
外國的文明史上,大致也經歷了相似的過程。在包含了豐富生產知識的古希臘神話中,有人用羽毛和蠟做成翅膀,逃出迷宮;還有泰爾發明了鋸子,傳說這是從魚背骨和蛇的齶骨的形狀受到啟示而創造出來的。十五世紀時,德國的天文學家米勒製造了一隻鐵蒼蠅和一隻機械鷹,並進行了飛行表演。
一八ОΟ年左右,英國科學家、空氣動力學的創始人之一—凱利,模仿鱒魚和山鷸的紡錘形,找到阻力小的流線型結構。凱利還模仿鳥翅設計了一種機翼曲線,對航空技術的誕生起了很大的促進作用。同一時期,法國生理學家馬雷,對鳥的飛行進行了仔細的研究,在他的著作《動物的機器》一書中,介紹了鳥類的體重與翅膀面積的關系。德國人亥姆霍茲也從研究飛行動物中,發現飛行動物的體重與身體的線度的立方成正比。亥姆霍茲的研究指出了飛行物體身體大小的局限。人們通過對鳥類飛行器官的詳細研究和認真的模仿,根據鳥類飛行機構的原理,終於製造了能夠載人飛行的滑翔機。
後來,設計師又根據鶴的體態設計出了掘土機的懸臂,在一戰期間,人們從毒氣戰倖存的野豬身上中獲得啟示,模仿野豬的鼻子設計出了防毒面具。在海洋中浮沉靈活的潛水艇又是運用了哪些原理?雖然我們無據考察潛艇設計師在設計潛艇時是否請教了生物界,但是不難設想,設計師一定懂得魚鰾是魚類用來改變身體同水的比重,使之能在水中沉浮的重要器官。青蛙是水陸兩棲動物,體育工作者就是認真研究了青蛙在水中的運動姿勢,總結出一套既省力、又快速的游泳動作——蛙泳。另外,為潛水員製作的蹼,幾乎完全按照青蛙的後肢形狀做成,這就大大提高了潛水員在水中的活動能力。
三、仿生設計的發展
到了近代,生物學、電子學、動力學等學科的發展亦促進了仿生設計學的發展。以飛機的產生為例:
在經過無數次模仿鳥類的飛行失敗後,人們通過不泄的努力,終於找到了鳥類能夠飛行的原因:鳥的翅膀上彎下平,飛行時,上面的氣流比下面的快,由此形成下面的壓力比上面的大,於是翅膀就產生了垂直向上的升力,飛的越快,升力越大。
1852年,法國人季法兒發明了氣球飛船;1870年,德國人奧托.利連塔爾製造了第一架滑翔機。利連塔爾是十九世紀末的一位具有大無畏冒險精神的人,他望著家鄉波美拉尼亞的鸛用笨拙的翅膀從他房頂上飛過,他堅信人能飛行。1891年,他開始研製一種弧形肋狀蝙蝠翅膀式的單翼滑翔機,自己還進行試飛;此後五年,他進行了2000多次滑翔飛行,並同鳥類進行了對比研究,提供了很有價值的資料。資料證明:氣流流經機翼上部曲面所走路程,比氣流流經機翼下平直表面距離較長,因而也較快,這樣才能保證氣流在機翼的後緣點匯合;上部氣流由於走的較快,它就較為稀薄,從而產生強大吸力,約占機翼升力的三分之二大小;其餘的升力來自翼下氣流對機翼的壓力。
19世紀末,內燃機的出現,給了人類有史以來一直夢寐以求的東西:翅膀。不用說這種翅膀是笨拙的、原始的和不可靠的,然而這卻是使人類能隨風伴鳥一起飛翔的翅膀。
萊特兄弟發明了真正意義上的飛機。在飛機的設計製作過程中,怎樣使飛機拐彎和怎樣使它穩定一直困繞著他們。為此,萊特兄弟又研究了鳥的飛行。例如,他們研究鶙鵳怎樣使一隻翅膀下落,靠轉動這只下落的翅膀保持平衡;這只翅膀上增大的壓力怎樣使鶙鵳保持穩定和平衡。這兩個人給他們的滑翔機裝上翼梢副翼進行這些實驗,由地面上的人用繩控制,使之能轉動或彎翹。他們的第二個成功的實驗是用操縱飛機後部一個可轉動的方向舵來控制飛機的方向,通過方向舵使飛機向左或向右轉彎。
後來,隨著飛機的不斷發展,它們逐漸失去了原來那些笨重而難看的體形,它們變的更簡單,更加實用。機身和單曲面機翼都呈現出象海貝、魚和受波浪沖洗的石頭所具有的自然線條。飛機的效率增加了,比以前飛的更快,飛的更高。到了現代,科學高度發展但環境破*、生態失衡、能源枯竭,人類意識到了重新認識自然,探討與自然更加和諧的生存方式的高度緊迫感,亦認識到仿生設計學對人類未來發展的重要性。特別是一九六Ο年秋,在美國俄亥俄州召開了第一次仿生學討論會,成為仿生學的正式誕生之日。
此後,仿生技術取得了飛躍的發展,並獲得了廣泛的應用。仿生設計亦隨之獲得突飛猛進的發展,一大批仿生設計作品如智能機器人、雷達、聲納、人工臟器、自動控制器、自動導航器等等應運而生。
近代,科學家根據青蛙眼睛的特殊構造研製了電子蛙眼,用於監視飛機的起落和跟蹤人造衛星;根據空氣動力學原理仿照鴨子頭形狀而設計的高速列車;模仿某些魚類所喜歡的聲音來誘捕魚的電子誘魚器;通過對螢火蟲和海蠅地發光原理的研究,獲得了化學能轉化為光能的新方法,從而研製出化學熒光燈等等。
目前,仿生設計學在對生物體幾何尺寸及其外形的模仿同時,還通過研究生物系統的結構、功能、能量轉換、信息傳遞等各種優異特徵,並把它運用到技術系統中,改善已有的工程設備,並創造出新的工藝、自動化裝置、特種技術元件等技術系統;同時仿生設計學為創造新的科學技術裝備、建築結構和新工藝提供原理、設計思想或規劃藍圖,亦為現代設計的發展提供了新的方向,並充當了人類社會與自然界溝通信息的「紐帶」。
對人腦的探索,可以展望未來的電子計算機有可能具有生物原理的功能。同它相比,現在的電子計算機只能作為算盤。
對植物光合作用的研究,將為延長人類的壽命、治療疾病提供一個嶄新的醫學發展途徑。
對生物體結構和形態的研究,有可能使未來的建築、產品改變模樣。使人們從「城市」這個人造物理環境中重新回歸「自然」。
信天翁是一種海鳥,它具有淡化海水的器官——「去鹽器」。對其「去鹽器」的結構及其工作原理的研究,可以啟發人們去改善舊的或創造出新的海水淡化裝置。
白蟻能把吃下去的木質轉化為脂肪和蛋白質,對其機理的研究,將會對人工合成這些物質有所啟發。
同時仿生設計亦可對人類的生命和健康造成巨大的影響。例如人們可以通過仿生技術,設計製造製造出人造器官,如血管、腎、骨膜、關節、食道、氣管、尿道、心臟、肝臟、血液、子宮、肺、胰、眼、耳以及人工細胞。專家預測,在本世紀中後期,除腦以外人的所有器官都可以用人工器官代替。例如,模擬血液的功能,可以製造、傳遞養料及廢物,並能與氧氣及二氧化碳自動結合並分離的液態碳氫化合物人工血;模擬腎功能,用多孔纖維增透膜製成血液過濾器,也就是人工腎;模擬肝臟,根據活性碳或離子交換樹脂吸附過濾有毒物質,製成人工肝解毒器;模擬心臟功能,用血液和單向導通驅動裝置,組成人工心臟自動循環器。
隨著對宇宙的開發、認識,又將使人類不但認識宇宙中新形式的生命,而且將為人類提供嶄新的設計,創造出地球上前所未有的新的裝置……
仿生設計學的特點與研究內容
仿生設計學是仿生學與設計學互相交叉滲透而結合成的一門的邊緣學科,其研究范圍非常廣泛,研究內容豐富多彩,特別是由於仿生學和設計學涉及到自然科學和社會科學的許多學科,因此也就很難對仿生設計學的研究內容進行劃分。這里,我們是基於對所模擬生物系統在設計中的不同應用而分門別類的。歸納起來,仿生設計學的研究內容主要有:
1、形態仿生設計學研究的是生物體(包括動物、植物、微生物、人類)和自然界物質存在(如日、月、風、雲、山、川、雷、電等)的外部形態及其象徵寓意,以及如何通過相應的藝術處理手法將之應用與設計之中。
2、功能仿生設計學主要研究生物體和自然界物質存在的功能原理,並用這些原理去改進現有的或建造新的技術系統,以促進產品的更新換代或新產品的開發。
3、視覺仿生設計學研究生物體的視覺器官對圖象的識別、對視覺信號的分析與處理,以及相應的視覺流程;他廣泛應用與產品設計、視覺傳達設計和環境設計之中。
4、結構仿生設計學主要研究生物體和自然界物質存在的內部結構原理在設計中的應用問題,適用與產品設計和建築設計。研究最多的是植物的莖、葉以及動物形體、肌肉、骨骼的結構。
從國內外仿生設計學的發展情況來看,形態仿生設計學和功能仿生設計學是目前研究的重點。在本文中,還將著重介紹形態仿生學和功能仿生設計學的一些情況。
作為一門新興的邊緣交叉學科,仿生設計學具有某些設計學和仿生學的特點,但他又有別與這兩門學科。具體說來,仿生設計學具有如下特點:
1、 藝術科學性
仿生設計學是現代設計學的一個分支、一個補充。同其它設計學科一樣,仿生設計學亦具有它們的共同特性——藝術性。鑒於仿生設計學是以一定的設計原理為基礎、以一定的仿生學理論和研究成果為依據,因此具有很嚴謹的科學性。
2、 商業性
仿生設計學為設計服務,為消費者服務,同時優秀的仿生設計作品亦可刺激消費、引導消費、創造消費。
3、 無限可逆性
以仿生設計學為理論依據的仿生設計作品都可以在自然界中找到設計的原型,該作品在設計、投產、銷售過程中所遇到的各種問題又可以促進仿生設計學的研究與發展。仿生學的研究對象是無限的,仿生設計學的研究對象亦是無限的;同理,仿生設計的原型也是無限的,只要潛心研究大自然,我們永遠不會有江郎才盡的一天。
4、 學科知識的綜合性
要熟悉和運用仿生設計學,必須具備一定的數學、生物學、電子學、物理學、控制論、資訊理論、人機學、心理學、材料學、機械學、動力學、工程學、經濟學、色彩學、美學、傳播學、倫理學等相關學科的基本知識。
5、 學科的交叉性
要深入研究和了解仿生設計學,必須在設計學的基礎上,既要了解生物學、社會科學的基礎知識,又要對當前仿生學的研究成果有清晰的認識。它是產生於幾個學科交叉點上的一種新型交叉學科。
五、仿生設計學的研究方法
仿生設計學的研究方法主要為「模型分析法」:
1、創造生物模型和技術模型
首先從自然中選取研究對象,然後依此對象建立各種實體模型或虛擬模型,用各種技術手段(包括材料、工藝、計算機等)對它們進行研究,做出定量的數學依據;通過對生物體和模型定性的、定量的分析,把生物體的形態、結構轉化為可以利用在技術領域的抽象功能,並考慮用不同的物質材料和工藝手段創造新的形態和結構。
① 從功能出發、研究生物體結構形態——製造生物模型。
找到研究對象的生物原理,通過對生物的感知,形成對生物體的感性認識。從功能出發,研究生物的結構形態,在感性認識的基礎上,除去無關因素,並加以簡化,提出一個生物模型。對照生物原型進行定性的分析,用模型模擬生物結構原理。目的是研究生物體本身的結構原理。
② 從結構形態出發,達到抽象功能——製造技術模型
根據對生物體的分析,做出定量的數學依據,用各種技術手段(包括材料、工藝等)製造出可以在產品上進行實驗的技術模型。牢牢掌握量的尺度,從具象的形態和結構中,抽象出功能原理。目的是研究和發展技術模型本身。
2、可行性分析與研究
建立好模型後,開始對它們進行各種可行性的分析與研究:
① 功能性分析
找到研究對象的生物原理,通過對生物的感知,形成對生物體的感性認識。從功能出發,對照生物原型進行定性的分析。
② 外部形態分析
對生物體的外部形態分析,可以是抽象的,也可以是具象的。在此過程中重點考慮的是人機工學、寓意、材料與加工工藝等方面的問題。
③ 色彩分析
進行色彩的分析同時,亦要對生物的生活環境進行分析,要研究為什麼是這種色彩?在這一環境下這種色彩有什麼功能?
④ 內部結構分析
研究生物的結構形態,在感性認識的基礎上,除去無關因素,並加以簡化,通過分析,找出其在設計中值得借鑒合利用的地方。
⑤ 運動規律分析
利用現有的高科技手段,對生物體的運動規律進行研究,找出其運動的原理,針對性的解決設計工程中的問題。
當然,我們還可以就生物體的其它方面進行各種可行性分析。
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-- 作者:文丐
-- 發布時間:2004-9-15 7:41:15
-- 仿生搓洗引爆洗衣機新革命
仿生是高科技的代名詞,它是指運用尖端的科學技術,來模仿生物的各種官能感覺和思維判功能,更加有效地為人數服務。各國都在不遺餘力地加大在仿生學方面的研究。可以說,仿生學研究程度的高低,是國家綜合國力的重要標志之一。榮事達集團研製開發的「仿生搓洗」全自動洗衣機最近推向市場,將仿生技 術運用於洗衣機領域,產生了革命性的影響。
據了解,這種洗衣機首先具有神經智能網路功能,可以模仿人的恩維判斷能力,根據衣物的重量、質地、臟污程度來自行決定洗滌程序、洗滌時間和水位的高低,從而達到最佳的洗滌狀態。其次,具有搓衣板的功能。洗衣機內的搓洗棒能夠像手一樣隨心所欲地來回搓動,這種搓動被控制在300度以內,能夠保證把衣服洗干凈又防止衣服纏繞。三是它去除了傳統洗衣機因機械傳動裝置所包含的機械連桿、曲柄、齒輪等部件轉動所帶來的噪音,採用直流永磁無刷電機直接驅動,有效地防止噪音的產生。
直流永磁無刷電機可節電50%
採用直流永磁無刷電機,在電子驅動器的控制下可實現無級調速,並可精確地控制搓洗棒每次轉動的次數和角度。因此,不同的衣物質地、臟污程度可以設定不同的洗滌程序,有效地模仿了人工搓洗的快慢節奏和力度,實現「仿生」搓洗。另外,採用直流永磁電機比採用交流電機節電50%。
電子剎車技術把噪音降到最低
有洗衣機的消費者會有因噪音大而煩惱的體會,他們在換購洗衣機時總希望擁有一台沒有噪音的洗衣機。「仿生搓洗」洗衣機則恰好能滿足這一點。
這主要是因為「仿生搓洗」洗衣機採用電子擎實現電子剎車,剎車時由電機本身迅速降速,從而避免了像其他洗衣機採用機械摩擦剎車時產生的噪音和振動,實現了靜音運轉。
搓洗棒確保洗滌過程中不產生碎屑
有洗衣機使用經驗的消費者知道,洗衣機的洗滌桶上部都有一個過濾網,用來過濾衣物在洗滌時產生的碎屑。但是「仿生搓洗」洗衣機卻沒有這種過濾網,為什麼呢?業內專家解釋,這是因為「仿生搓洗」洗衣機的內部構造根本有別於波輪式和滾筒式洗衣機。「仿生搓洗」洗衣機採用的驅動擎是豎立的搓洗棒,能夠使動能從中央向四周傳遞。當洗衣機啟動時,搓洗棒帶動衣物沿著桶壁運動的角度不超過300度,有效避免了衣物因連續旋轉而形成的纏繞,以及與桶壁摩擦產生的碎屑,洗得干凈、不纏繞、無摩擦,當然不需要過濾網。衣物沿桶壁來回運動與衣物在搓衣板上的來回運動極其相似,並能達到手洗效果,「仿生搓洗」洗衣機也由此得名。
(選自《精品購物指南 》)
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-- 作者:枯藤老樹
-- 發布時間:2004-9-20 17:56:29
-- 論仿生製造
師 漢 民
摘 要 闡明製造過程與生命現象之間的相似之處:基於自組織機制的有序化、基於信息模型的個體復制,以及通過進化過程形成的高度適應性。論述仿生製造的基本內涵,指出現代製造科學應該從生命現象及生命科學中學習與借鑒的主要內容,它們包括完善的信息技術、由基因控制的生長型的加工成形方法、性能超群的有機材料、奇妙的生物智能、高效的尋優與趨優方法,以及先進的組織結構和運行模式。提出關於加強學科間的聯合,促進仿生製造技術研究的建議。
關鍵詞 製造科學 生命科學 仿生製造
中國圖書資料分類法分類號 TB17
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-- 作者:victoria
-- 發布時間:2004-9-22 11:31:35
-- 結構構件
對於構件,在截面面積相同的情況下,把材料盡可能放到遠離中和軸的位置上,是有效的截面形狀。有趣的是,在自然界許多動植物的組織中也體現了這個結論。例如:「疾風知勁草」,許多能承受狂風的植物的莖部是維管狀結構,其截面是空心的。支持人承重和運動的骨骼,其截面上密實的骨質分布在四周,而柔軟的骨髓充滿內腔。在建築結構中常被採用的空心樓板、箱形大梁、工形截面鈑梁以及折板結構、空間薄壁結構等都是根據這條結論得來的。
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-- 作者:victoria
-- 發布時間:2004-9-22 11:32:15
-- 斑馬
斑馬生活在非洲大陸,外形與一般的馬沒有什麼兩樣,它們身上的條紋是為適應生存環境而衍化出來的保護色。在所有斑馬中,細斑馬長得最大最美。它的肩高140-160厘米,耳朵又圓又大,條紋細密且多。斑馬常與草原上的牛羚、旋角大羚羊、瞪羚及鴕鳥等共外,以抵禦天敵。人類將斑馬條紋應用到到軍事上是一個是很成功仿生學例子。
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-- 作者:victoria
-- 發布時間:2004-9-22 11:33:14
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宏村位於黟縣城北11公里,距屯溪65公里。宏村始建於南宋紹熙年間,距今已有800多年的歷史。古宏村人獨出機抒開「仿生學」之先河,規劃並建造了堪稱「中華一絕」的牛形村落和人工水系,統看全村,西頭的雷崗,巍巍而立,宛如「牛頭」;村口兩棵參天大樹恰似「牛角」;前後四座橫跨吉陽水的橋梁象「牛腿」;村中數百幢鱗次櫛比的明清古建築