先後10次榮膺國際發明大獎的著名發明家張開遜，以其獨特視角撰著的新書《回望人類發明之路》，近日由北京出版社出版發行。
以發明家獨特的視角審視人類發明之路，詮釋並點評人類發明的大智慧，給今人以啟迪並引發人們思考和聯想，是《回望人類發明之路》一書最突出的特色；而發明家獨特的視角又集中地表現為；作者洞開波瀾壯闊的人類文明歷程，從中凸顯重大技術發明與文明的關係與聯繫，闡述技術發明的科學內涵以及科學對技術的基礎作用，揭示人類技術發明的規律及其人文價值。
這種獨特的視角具體地體現在如下10個方面：
第一，將那些劃時代的技術發明與其對人類社會活動的影響，作兩點一線勾連，進而評述其歷史價值和現實意義。譬如：「無法預測和控制的大火，是一切生物的災難。不同於其他物種，人類使火這種引發災難的自然現象為自己造福……火能夠改變許多物質的物理和化學性質，幫助人類獲得自然界中不曾有過的材料。如果說石器為農業文明奠定了基礎，火則為人類後來的工業文明埋下了伏筆。」（第一章）
「有了文字，才有真正意義上的教育和法典，才有了文學和科學，使人類有可能進行精神領域更高層次的探索活動；有了文字，人類可以記錄自己的歷史，故人們把文字發明之前的時代稱做史前時期。」（第二章）
「三維運動系統慣性平衡機構的發明，標誌著人類在機械製造方面，已經由靜力學設計步入動平衡和慣性分析領域。它後來成為制導系統陀螺儀的基礎；成為機械傳動系統萬向節的原型。它們是現代汽車、飛機、火箭、魚雷、巡航飛彈和遠洋輪船不可或缺的部件。」（第五章）
「隨著電子技術的進展，人類開始以新的方式獲取自然界的信息。自20世紀初以來，人們相繼發明了許多方法，使一些不能直接通過人類感官識別的自然現象特徵，轉換成相應的電信號，通過電子學裝置顯示和分析它們，許多從前無法感知的自然信息，開始清晰地呈現在人們面前。這些使自然信息轉換成電信號的器件與裝置稱為「傳感器」。它們是人類為自己發明的窺探自然奧秘的第三隻"眼睛"」。（第十章）
第二，以近代科學誕生這一人類文明高峰為分水嶺，依此劃分此前此後人類技術發明兩大歷史時期，精闢地概括它們的不同特徵人類先有「術」而後有「學」；有真學而後有大術。近代科學出現之前，發明是經驗催生的靈感，數千年間，能工巧匠的發明，將古代社會人類智慧演繹到極致。近代科學誕生之後，人類不斷揭示深藏宇宙的奧秘，運用新的科學發現創造超越經驗與常識的新技術，這些發明以前所未有的力量震撼世界，迅速改變著人類的傳統生活模式。在現代社會，發明已經成為科學產生的智慧。（前言）
《回望人類發明之路》全書共12章，前6章依次為「序幕拉開」、「人類開始寫字」、「金屬代替石器」、「愛琴海的曙光」、「中國古代發明」、「從中世紀到文藝復興」；然而，在第7章「近代科學誕生」之後，作者用了5章的篇幅即8~12章，強調科學增加了人類做新事情的能力，於幾百年間跨越了這樣幾個時代：「機器登上歷史舞臺」、「電氣時代來臨」、「駕馭電子」、「釋放核能」、「飛翔之夢」。
作者引領讀者從250萬年前的石器時代「起步」，一路走來直至當今在哈勃太空望遠鏡拍攝的星雲中，「看」到無數新的恆星誕生其間；而在人類技術發明軌跡中，近代科學的光輝異常耀眼。
第三，指明近代科學誕生之後，科學與發明聯姻成為科學時代特有現象「發明家和科學家之間，界限越來越模糊，許多時候他們就是同一個人，既探究自然奧秘又善於運用科學智慧創造新技術。」（前言）
「近代科學誕生之後，許多科學家為了探究新的領域，總要先創造出新的實驗裝置和測量儀器，因此科學家常常又是發明家。」（第九章）
「1609年，伽利略把荷蘭人利帕希發明的3倍望遠鏡改進到20倍，第一次用它指向天空，發現了月球的環形山、金星的盈虧圓缺、木星的衛星、土星的光環和組成銀河系的不可勝數的遙遠星體……望遠鏡拉近了人類與星體的距離，許多遙遠、黯淡的天體進入人們視野，天文學從此進入一個新階段。（第七章）
「其實，達?芬奇還應該被稱做科學家、哲學家和發明家，他對科學、哲學和發明的貢獻遠遠多於藝術……他滿懷深情地為同時代人和未來的人們設計了不可勝數的新機器。1490年，他設計了利用人體動能的撲翼飛機，成為歐洲第一個應用機械學原理設計出飛行器的人。同年，他設計了人類歷史上最大的弩炮，弩炮長23米，弩弓寬24米。通過巧妙複雜的工程設計計算，這架弩炮可以把一個普通人的力量放大數千倍，產生巨大的爆發力，拋出沉重的炮彈。達?芬奇認為，使用火藥的大炮，其射擊時發出的震響會暴露目標，而他的弩炮則不會。」（第六章）
「法國傑出的學者帕斯卡（1623－1662），他不僅是哲學家、數學家、物理學家，還是一位發明家。1642年，19歲的帕斯卡發明了最早的機械計算器。該計算器利用齒輪和精巧的傳動機構組合，能夠進行加減運算，而不需要使用筆和紙演算，也不需要記錄計算的中間過程，只需操作機械按鈕，便可以直接得出計算結果。這是人類最早藉助機器進行腦力勞動的發明。」（第七章）
第四，在哲學、科學、技術3者關係層面論說人類的創造智慧「在人類發明的道路上，常常見到哲學的身影。當人類面臨艱難抉擇的時候，哲學一直為人類探索與創造提供聰明的建議。」「哲學引導科學，科學產生技術，技術改變世界。」（前言）
「公元前6世紀，古希臘哲學家最早將宇宙從神話中分離出來，揭開人類理性探索自然的序幕；當人類探究自然的活動長期在「直覺」與「經驗」中徘徊，自然科學止步不前的時候，哲學家提出「實驗是自然科學的基礎」，17世紀的科學家們將這種哲學觀念變為可以操作的科學方法，建立了近代科學傳統。人們遵循這一樸素而偉大的傳統，不斷獲得新的科學發現，創造前所未有的新技術，人類因此快步進入現代社會。」（第四章）
「以伽利略（1564－1642）為代表的物理學家，深信實驗是自然科學的基礎，並使這一哲學論斷成為可以操作的科學方法。」（第七章）
「2000多年來，人們一直認為電和磁是互不相干的兩件事，僅對它們進行孤立的研究。奧斯特（1777－1851）十分讚賞哲學家康德（1727－1804）關於自然界各種現象之間有著深刻內在聯繫的觀點，他認為電能夠產生熱、產生光，還會發出聲響，例如放電時的「啪啪」聲，電可能也會產生磁，他希望找到電產生磁的證據……1820年7月21日，他用拉丁文發表了自己的研究報告。」（第九章）這一科學發現的意義在於直接導致電氣時代來臨。（第九章）
「無論是託馬斯?阿奎那還是羅吉爾?培根，他們在自然科學探索方面很少從事具體工作，然而卻把束縛人類思想的牢籠撕開一道大大的裂口，從這裡人們已經可以望見若隱若現的真理之光。」（第六章）
第五，追溯近代科學產生的源流，詳述古希臘與中世紀兩次大翻譯運動。第四章集中論述古希臘對人類文明不可磨滅的貢獻：
「公元前6世紀，在今天土耳其西部愛奧尼亞地域（當時屬於古希臘版圖），一批學者開始以全新的觀念看待置身其中的世界。他們認為，整個宇宙是自然的，自然界的一切變化都有內在原因，自然現象可以通過理性探討給予解釋。他們第一次把神排除在宇宙之外。」
「從泰勒斯開始，人類的發明活動已經帶有科學思辨的色彩。」
「畢達哥拉斯對人們司空見慣的幾何圖形賦予驚人的理論，第一次證明任意三角形三個內角之和永遠等於180度；發現了直角三角形三條邊的長度服從一種普遍規律：兩條直角邊的平方之和等於斜邊的平方。這就是有名的「畢達哥拉斯定理」。相傳當年發現這個定理時，人們宰殺了100頭牛以示慶賀，這個定理又稱"百牛定理"」。
「希波克拉底在西方世界最早明確提出醫師職業道德準則。由他提出的誓約，已經成為今天西方世界每一所醫學院校學生必須宣誓遵從的誓約，這就是有名的"希波克拉底誓約"」。
「德謨克利特的原子論，成為古希臘自然哲學的理論高峰。」
「亞歷山大圖書館和博物館是人類歷史上最早由國家設立的研究院，它包括天文臺、實驗室、解剖室、植物園、動物園和一個藏書達70萬冊的圖書館。館中住著哲學家、數學家、醫生、植物學家、動物學家、天文學家、地理學家、語言學家、藝術家和詩人，還有授課的講堂，這些學者由國家供養。當時整個地中海世界的學者受這裡探索的氛圍、免費的食宿和令人羨慕的薪金吸引，紛紛來到亞歷山大城。亞歷山大城成了當時世界真正的學術中心。」
「在亞歷山大城，歐幾裡得（前330－前260）著述的《幾何原本》，成為用公理法建立起演繹體系的最早典範。」
「阿基米德槓桿原理和浮力原理，是人類最早發現的兩個物理學原理，它標誌著物理學的誕生。迄今為止，還沒有發現自然界任何事例違背這兩條原理。」
「公元前3世紀，人類對地球的認識發生了一次重大的飛躍。亞歷山大城的一位科學家，令人驚訝地測出了地球的大小。埃拉託西尼最早提出：從大西洋向西航行，可以通過連通的大海到達亞洲的東部。這個觀念在1700年之後鼓舞哥倫布（1451-1506）完成了發現美洲的壯舉。」
第六章集中論述中世紀湧動的兩次大翻譯運動：
「公元828年，阿拉伯帝國在當時的首都巴格達建立了一個綜合性學術機構，包括研究所、圖書館和翻譯館，開始了科學史上第一次大翻譯活動，將古希臘典籍翻譯成阿拉伯文字。這場規模空前的翻譯運動持續了兩個世紀。」
「公元11世紀至12世紀，阿拉伯世界的學術中心轉移到由穆斯林統治的西班牙。12世紀，歐洲基督教徒攻陷西班牙絕大部分地區，阿拉伯人建立的一些學術中心相繼落入歐洲人手中，科學史上第二次大翻譯活動隨即開始。」
「先後兩次大翻譯運動，使西歐系統地獲得了古希臘的知識。這些知識繞了一個大彎，從歐洲東部的希臘出發南下，逐漸沿地中海南岸向西移動，從北非通過直布羅陀海峽北上西班牙，到達歐洲中西部。」
第六，在人類發明的歷程中，既有因忽視科學原理而與重大發明失之交臂的遺憾，也有由於失誤操作導致意外驚喜。「實際上，愛迪生觀測到的電流正是燈絲受熱後發出的電子流，他應該是最早發現電子的人。由於愛迪生當時缺乏探究自然奧秘的興趣，功利的追求使這位發明家只關注具有實用價值的事物，因而錯過了發現電子的機會。後來人們把加熱燈絲髮射電子的現象稱為"愛迪生效應"」。（第十章）
「1680年，荷蘭物理學家惠更斯在當年蓋裡克用過的那種帶活塞的汽缸裡，放上少許炸藥，在活塞推向汽缸底部的時候突然引爆炸藥，膨脹的氣體迅速把活塞推向上方。他期待爆炸過後熱氣冷卻，汽缸裡形成真空，大氣壓力會重新把活塞推向下方。然而實驗不成功，活塞並不下移，因為爆炸之後殘留的氣體充滿汽缸，抵消了大氣的壓力。作為物理學家的惠更斯，當時可能並不了解爆炸伴生的化學反應過程。然而，這次不成功的實驗激發了一位年輕人的靈感。他把炸藥換成水，當活塞接近汽缸底部的時候，從汽缸外部加熱使水變成蒸汽，水變成蒸汽的時候，體積增大2000倍，水蒸氣膨脹產生巨大的壓力使活塞向外移動；然後再用涼水冷卻汽缸，使蒸汽凝結成水，形成真空，大氣的力量便迅速地把活塞壓向汽缸底部。他採用的活塞直徑7.6釐米，經測量，蒸汽冷凝時空氣在活塞上產生的推力可達45千克。如果反覆加熱、冷卻圓筒，活塞能夠往復運動推動物體，像一個不知疲倦的大力士。」（第八章）
「1873年，在奧地利維也納舉行的國際博覽會上，由於工作人員疏忽，他們把西門子發明的兩臺自激式發電機的輸出線連在了一起，當一臺發電機轉動起來後，另一臺發電機也莫名其妙地轉動起來，而且這種轉動速度和力量超過了以往任何一臺電動機。人們欣喜若狂，夢寐以求的大功率電動機居然意外地誕生了……從此以後，電以不容置疑的姿態進入工業社會。」（第九章）
第七，決策者的科學缺位導致歷史改寫「美國發明家富爾頓客居法國巴黎，曾覲見拿破崙，力陳蒸汽動力船的優點，建議法國製造蒸汽船打敗英國海軍。拿破崙冷冷地說："在甲板上升一堆火，噗哧噗哧冒著煙去打仗，笑話！"斷然拒絕了富爾頓的主張。由於拿破崙的偏執，使得英吉利海峽未發生帆船和蒸汽船的決戰。」（第八章）
「當年，希特勒曾在兩種新式武器方案中進行選擇：核武器和火箭。希特勒選擇了後者，納粹德國便傾其所有扶持馮?布勞恩的研究，並且下達命令，命其製造出射程275千米、彈頭裝1噸烈性炸藥的飛彈。」（第十二章）
第八，悲劇多於喜劇的196位發明家的故事，啟迪人類重新思考怎樣選擇發明「世界需要發明，社會心態守舊，人們往往不信任發明家的構想。發明是思想世界的嬰兒，躺在不舒服的搖籃裡艱難地成長；迎接他們的常常不是親切的笑臉，而是冷漠與譏笑。人類以這種特殊的方式培育和選擇發明，使發明家走上一條光榮的荊棘路。在這條道路上，有很多先驅者失敗，然而他們的失敗造就了人類的成功。波瀾壯闊的人類故事，包含著數不清的發明家的哀婉與悲壯。」（前言）「沙弗瑞學識淵博，在很多領域都能產生新思想。他出版過一本論述航海技術進步的書，翻譯過德文版《防禦工事建造論》，獲得過關於玻璃拋光機的專利。他曾經建議，將不停旋轉的槳輪裝在船體兩側代替風帆，為此，他被認為是在發瘋，險些被取消軍官頭銜……得知沙弗瑞成功的消息，帕潘與他合作，用蒸汽推動汽缸中的活塞往復運動而取代原來的鐵櫃，做成一部能夠運動的機器，用來驅動沙弗瑞曾經設想過的槳輪（安裝這種槳輪的船隻，後來又稱"明輪"船，意思是在水面上可以看見輪子）。這是人類歷史上第一次用機器驅動的船，它曾在泰晤士河上航行，然而，在駛往目的地的途中，水手們因擔心失業而砸壞了用作動力的機器……1712年，帕潘在窮困中死去；3年之後，沙弗瑞亦隨之而去。」（第八章）
「最早發明蒸汽動力船的美國人菲奇（1743－1793），在美國得不到支持，遠涉重洋到法國巴黎尋找機會，遭受冷遇、衣食無著，只得到一艘帆船上打工重渡大西洋返回家鄉。不久，他在貧病中死去。女兒為他立了一塊小小的墓碑，沒有稱他是發明家，只寫著"一位參加過獨立戰爭的老兵"。今天，數以萬計的巨輪在大洋上穿梭，已經沒有人記得菲奇。」（前言）
「1871年，移民到美國的義大利人梅烏奇（1808－1889）發明了電話。電話的使用，大大地提高了人類活動的效率，相距千裡的人們可以輕聲細語交談，每個人都可與世界保持聯繫……梅烏奇的妻子癱瘓在床，他用自己研究成功的通信系統，把妻子的房間與隔壁自己的實驗室連接起來，以便隨時照應妻子。1860年，他在紐約公開演示了這種「能夠講話的通信器」。梅烏奇不會講英語、不善交際應酬，窮困潦倒無力把實驗繼續下去，他的妻子以6美元的價格，把他的通信系統賣給了二手貨商店。不久，梅烏奇又做了一個更加複雜的通話器，用電磁鐵的舌形簧片感受聲音引起鼓麵皮膜振動，簧片位移引起線圈電流變化，變化的電流通過導線引起另一個遠端的電磁鐵上的簧片振動發出聲音，這就是今天的電話……1871年，梅烏奇為這項發明申請美國專利，可是他付不起250美元的專利申請費，出於無奈，他把電話樣機和技術資料交給了當時有名的西聯電報公司，希望獲得一筆合同，結果石沉大海，樣機和資料均不知去向。幾年後，曾與梅烏奇同在一個實驗室工作的貝爾（1847－1922），於1876年1月在美國申請了電話專利，並獲得了西聯電報公司的合同。同年3月，美國專利局批准了貝爾的申請，專利號為174465。為此，梅烏奇曾連續13年上訴，然而無人受理，梅烏奇於1889年含恨離開人世……經過很長時間的調查，2002年6月，美國國會正式通過一項決議，認定梅烏奇才是電話的發明者，並在決議中譴責了貝爾。梅烏奇死後113年，真相才大白於天下。」（第九章）
第九，中國古代發明的特殊價值。第五章專門論述對人類文明有重大影響意義的中國古代發明，將起迄年代界定在春秋到南宋，共1800年，這比李約瑟《中國科學技術史》1000年多了800年。
「公元前6世紀，中國人發明液態生鐵冶煉技術，解決了人類步入鐵器時代之後面臨的一個最大難題，開始用簡便的方法把鐵礦石源源不斷地變成鐵和鐵器。而在此之前，人們一直沿用西臺人在公元前2000年發明的煉鐵技術，以低溫固體還原方式把礦石煉成疏鬆多孔的「海綿鐵」；煉出的鐵需要人工反覆錘打，除去雜質，鍛造成型，做成器具。而且，煉好一爐鐵後，必須待煉鐵爐冷卻，打碎爐體，取出鐵塊，再重新砌爐投料點火，進行下一輪冶煉。這種原始技術，生產效率很低，能夠做出的器形不多，而且十分浪費燃料。
「古代中國不乏駕馭燃燒技術的能手，他們用結實的耐火材料砌成高高的煉鐵爐，使爐膛能夠承受熾熱火焰的高溫和內部巨大的壓力。爐膛裡一層木炭一層鐵礦石交替鋪架，一直鋪到爐頂；從下面點燃爐中的木炭，木炭在耐火材料圍成的狹小空間燃燒，可顯著提高爐內溫度，同時產生大量一氧化碳，使鐵礦石迅速還原成鐵；而且，冶煉燃燒時產生的熱氣流，使上層木炭和鐵礦石能預先充分加熱，進一步提高熱能的利用效率，縮短冶煉時間。
「被一氧化碳還原的鐵，在爐中與熾熱的木炭接觸，使大量的碳滲入鐵中，降低了鐵的熔點。純鐵的熔點為1534攝氏度，當鐵中含碳量達到4.3%時，熔點能降低到1146攝氏度，而上述精心設計的爐內，溫度可達1200攝氏度以上，含碳的鐵在熾熱的爐膛裡熔化成液體，堆放在爐膛上層的木炭和鐵礦石會自動下降到高溫區參加反應，只要不斷從爐頂向內添加礦石和木炭，鐵水就會不斷地從爐底流出。鐵水流到用陶土或石塊製成的模具中，就可鑄造成各種形狀的鐵器。這種煉爐是當今世界普遍使用的煉鐵高爐原型。這項發明使人類能夠高效便捷地把鐵礦石變成鐵製用品，這也是人類最早實現的工業化連續作業的成功範例。」
「公元前219年，秦始皇50萬大軍攻打南粵受阻，為解決部隊軍需特別是糧食供應問題，命監御史祿督造連通湘江和灕江的運河，以便中原船隻直達嶺南。靈渠工程歷時五年，竣工後長江的船隻可以直達廣州。這條運河從公元前214年開始擔負水運任務，直到20世紀湘桂鐵路通車為止，2000多年間成為嶺南和中原之間重要的交通航道，使得五嶺阻隔的長江流域和珠江流域連為一體……靈渠建在北上的湘江與南去的灕江之間的峽谷地帶，穿越峽谷臺地引湘江水入灕江，同時兼有運輸和灌溉兩種功能。這項水利史上奇巧的工程，包含著3項重大發明……」
「中國人發明了橋梁史上最早的生物固基技術，利用海洋生物獨有的生態特徵，建造了許多跨江、跨海的大橋。其中，在福建省泉州市的洛陽江入海口建造的跨海石樑大橋寬5米，長1000米。這座氣勢恢弘的大橋已有950年歷史，至今人們還在上面行走……在江海交匯處建橋面臨巨大的困難，海濤洶湧，水深流急，橋基和橋墩很容易被衝垮，古代中國人想出了一個極聰明的辦法。建造這座橋的時候，人們首先沿設計中的大橋中心線，向水中拋擲巨大的石塊，墊成寬25米的一道水下筏形臺基，在石塊縫隙中投入大量牡蠣任其繁殖。這種帶殼的軟體動物生長迅速，它們的石灰質外殼沒有固定的形狀，在生長過程中逐漸充滿石塊之間的空隙，牡蠣分泌的黏液使它們與石塊緊緊地黏結在一起，將分離的石塊結成一道穩固的剛性基礎。在這道長長的筏形水下基礎上，人們用巨大的石條砌成128個分離的橋墩，用同樣的辦法，使牡蠣把石條和橋基黏結成整體。隨著時間的推移和牡蠣生生不息的繁殖，橋基和橋墩變得更加結實。這座橋在每兩個橋墩之間並排鋪設5根石樑，每根石樑長8米，寬1米，厚0.7米，重達20噸～30噸。在海水漲潮時，人們用船把碩大的石樑運到橋墩之間，落潮時石樑自然平穩地架在橋墩上。世界上所有的大橋，都會隨時光流逝而不堪重負，只有這種特殊的橋例外，會變得越來越牢固。」
第十，人類思想史與發明史交匯的《前言》與警句，語出驚人的背後是思想。「人類從蒼涼的遠古走來，用發明締造了一個由想像化為真實的世界，使我們居住的星球發生了有別於自然的變化，為宇宙賦予意義。
「愛因斯坦（1879－1955）曾感慨：世間最不可思議的是，人類作為宇宙的產物，居然能夠理解宇宙。
「人類作為自然的一部分，居然能夠創造出一個有別於自然的世界。在地球生命演化的歷程中，人類選擇了不同於其他物種的生存方式。動物通過進化適應自然，唯有人類以發明改變自然，不斷創造新的生存環境。這是其他生靈無法複製的秘密，是人類繁榮昌盛的真正原因。
人類發明活動是一個漫長的歷史過程。歷史學家按照人類技術發明的特徵劃分時代，是因為技術發明決定歷史長河奔流的方向。」
「植物不會逃跑，也不會攻擊人類，吃植物比吃動物更方便。」
「飛機的發明，使人類開始追求一種不能失敗的創新文化。」
《回望人類發明之路》一書，為中國科協科普專項資助重點項目，亦得到北京科普創作出版專項資金資助。在建設創新型國家和提高全民科學素質的今天，重新審視人類發明的歷程，汲取人類創造的大智慧意義深遠，可以說，這本書是作者為當今時代每一個群體寫的，當然包括公務員、科學家群體。 (來源：人民網科技)