發(fā)明改變世界2014

1、2022-3-61機械創(chuàng)新設計技術2022-3-621.緒論1.1 機械工程科學發(fā)展趨勢n我有創(chuàng)造力嗎？經常有人會問自己n創(chuàng)造與 “天才”劃等號，這種認識導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)明是人類的經驗與向自然學習的成果2022-3-67發(fā)明是人類智慧和創(chuàng)造力的結晶蔡倫（？

2、蔡倫（？121）中國東漢發(fā)明家中國東漢發(fā)明家 達達芬奇發(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)明造紙術蔡倫發(fā)明造紙術萬戶（公元萬戶（公元14世紀）世紀）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、關于其他、關于其他古代古代發(fā)明你最想知道些什么？發(fā)明你最想知道些什么？造紙術造紙術 印刷術印刷術指南針指南針 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、的利用和機械結構的設計上都有自己的特色。許多專用機械的設計和應用，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冶金技術和機械加工的發(fā)展冶金技術和機械加工的發(fā)展n中國古代金屬冶鑄技術發(fā)明時間較早，且技術精湛。n中國在大約4050萬年前，就已出現加工粗糙的刮削器、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、已達到相當高的水平。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準在漢代已初步確立。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一周。公元132年張衡創(chuàng)制了世界上第一臺地震儀，即候風地動儀。 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的窺管觀測天體。 2022-3-614候風地動儀n候風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家張衡于漢順帝陽嘉元年（132）制成，候風地動儀用精銅制成，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構，主要為中間的都柱（相當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）。在樽的外面相應地設置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。據史料記載，候風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“第一架體內穩(wěn)定機第一架體內穩(wěn)定機”。 2022-3-619n是中國古代能自報行車里數的車輛。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。據考證，記里鼓車是東漢以后出現的，僅用作帝王出行時的儀仗。 記里鼓車記里鼓車2022-3-620發(fā)明是對于知識的應用和自然規(guī)律的駕馭現代汽輪機的發(fā)明和改進基于葉輪流體力學知識現代汽輪機的發(fā)明和改進基于葉輪流體

8、力學知識合金鋼的發(fā)明與進步基于冶金學、金相結構學的知識合金鋼的發(fā)明與進步基于冶金學、金相結構學的知識冰箱的發(fā)明與進步基于對工質相變熱和熱功循環(huán)的知識冰箱的發(fā)明與進步基于對工質相變熱和熱功循環(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識射線穿透性和成像性的認識核磁共振儀的發(fā)明基于對生物氫原子磁場極化現象的認知核磁共振儀的發(fā)明基于對生物氫原子磁場極化現象的認知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，絲毫不用擔心火炭會傾覆。n這就是現在航空、航海中廣泛應用的萬向支架，使現代航船上的指南針、飛機上的導航儀，在顛簸中能保持平衡，現代平衡環(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)明將人類社會推進到電氣化時代計算機、集成電路、互聯(lián)網的發(fā)明標志著人類進會推進到電氣化時代計算機、集成電路、互聯(lián)網的發(fā)明標志著人類進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量F洗衣機、縫紉機解放了家務勞動，提高了生活質

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

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

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

13、麥克 斯韋電動力學斯韋電動力學 理論的誕生。理論的誕生。4）麥克斯韋電動力學理論推動了）麥克斯韋電動力學理論推動了20世紀初開始的無線電、世紀初開始的無線電、 微波、雷達、合成孔徑、微波成像、衛(wèi)星通信、宇宙微波、雷達、合成孔徑、微波成像、衛(wèi)星通信、宇宙 微波探測等技術的發(fā)展。微波探測等技術的發(fā)展。5）牛頓力學和電動力學又為量子力學的發(fā)展指引了道路，）牛頓力學和電動力學又為量子力學的發(fā)展指引了道路， 導致了量子場論的創(chuàng)立。導致了量子場論的創(chuàng)立。2022-3-629制造業(yè)是產業(yè)革命的主力軍（制造業(yè)是產業(yè)革命的主力軍（3 3）第三次產業(yè)革命：第三次產業(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）產業(yè)革命的標志：原子彈（）產業(yè)革命的標志：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）、集成電路、微電子技術 等。等。3）微電子制造技術開創(chuàng)了全新的信息）微電子制造技術開創(chuàng)了全新的信息 時代。時代。2022-3-630制造業(yè)是產業(yè)革命的主力軍（制造業(yè)是產業(yè)革命的主力軍（4 4）第四次產業(yè)革命：第四次產業(yè)革命：1973-1）又稱為：高新技術產業(yè)革命。）又稱為：高新技術產業(yè)革命。2）產業(yè)革命的標志：眾多高新技術產品，如微電子產）產業(yè)革命的標志：眾多高新技術產品，如微電子產 品、電腦、新一代

15、通信產品、新一代汽車、磁懸浮品、電腦、新一代通信產品、新一代汽車、磁懸浮 列車、新一代飛機、機器人、生物工程產品、新一列車、新一代飛機、機器人、生物工程產品、新一 代藥物、綠色食品、轉基因產品等等。代藥物、綠色食品、轉基因產品等等。3）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴散、離子注）微器件制造工藝，如拉單晶、摻雜、擴散、離子注 入、外延、濺射、化學沉積（入、外延、濺射、化學沉積（CVD）、光刻、表面）、光刻、表面 貼裝、自動化組裝、進而到納米器件制造工藝將把貼裝、自動化組裝、進而到納米器件制造工藝將把 高新技術產業(yè)革命推向頂峰。高新技術產業(yè)革命推向頂峰。2022-3-6312121世紀科學技術發(fā)

16、展總趨勢世紀科學技術發(fā)展總趨勢(1)(1)一、中心科學技術的轉移一、中心科學技術的轉移 1.1.信息科學技術信息科學技術 目前是發(fā)展高峰期，預計其中心科學技術目前是發(fā)展高峰期，預計其中心科學技術 的地位還可持續(xù)四十年。的地位還可持續(xù)四十年。 2.2.生命科學技術生命科學技術 現在已開始注重其發(fā)展與應用，預計現在已開始注重其發(fā)展與應用，預計2121世世 紀紀3030年代開始逐步轉變?yōu)橹行目茖W技術。年代開始逐步轉變?yōu)橹行目茖W技術。 3.3.認知科學技術認知科學技術 智能化趨勢現已顯露，預計智能化趨勢現已顯露，預計2121世紀世紀7070年代年代 開始將成為科學技術發(fā)展的中心。開始將成為科學技術發(fā)展

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

18、括地球科學技術）海洋科學技術（包括地球科學技術） (8)(8)先進制造科學技術（包括微機電系統(tǒng)科學技術）先進制造科學技術（包括微機電系統(tǒng)科學技術） (9)(9)管理科學技術（包括軟科學技術）管理科學技術（包括軟科學技術） (10)(10)認知科學技術（包括人腦和智能系統(tǒng)科學技術）認知科學技術（包括人腦和智能系統(tǒng)科學技術）2022-3-63321世紀改變人類的科學與技術世紀改變人類的科學與技術 科學科學 技術技術 物質科學物質科學 信息技術信息技術 生命科學生命科學 生物技術生物技術 納米技術納米技術 能源技術能源技術 2022-3-634n許多高技術我國尚未掌握，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)電設備、機床、汽車、電子制造等產品產量居發(fā)電設備、機床、汽車、電子制造等產品產量居世界前列，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強強關鍵裝備大多依賴進口關鍵裝備大多依賴進口光電子制造設備光電子制造設備 ICIC制造裝備制造裝備 高檔數控機床高檔數控機床2022-3-635發(fā) 展 趨 勢 “數”是發(fā)展的核心 “精”是發(fā)展的關鍵“極”是發(fā)展的焦點 “自”是發(fā)展的條件 “網”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技術創(chuàng)新技術創(chuàng)新2022-3-637121 技術創(chuàng)新是推動生產力發(fā)展的關鍵因素技術創(chuàng)新是推動生產力發(fā)展的關鍵因素n 人類在在合成化工、能源與環(huán)保、材料與先進制造、航空航天、微電子與光電子、自動控制、計算機與通訊網絡、科學儀器與生物醫(yī)學工程、納米技術與微機