需要是发明之母，创意是发明之父
2014-08-20
作者：杰克•查罗纳(Jack Challoner)，本书总编
发明，简而言之就是创新，创造一些之前不存在的东西。发明可以是一个创意、一种理论（比如民主）、一首诗、一支舞或一首乐曲，不过在本书中我们将发明的范围局限于科技发明。科技是人类将自己对世界万物的探索成果进行实际应用，从而得到我们需要的物质或希望实现的理想。科技的范畴远远大于某件“事物”，比如计算机或自行车，科技还包括某项技术或工艺，比如字母系统、数字系统以及从矿石中提炼金属。
本书中并未涉及科学理论和发现。科学是人类通过理论和实践解密自然规律的方式。科学和技术是相辅相成的。比如内燃机的发明，如果没有掌握热力学和燃烧化学的科学原理，内燃机是不可能制造出来的。而反过来有些发明对科学研究也产生了极大的促进作用，比如显微镜、射电望远镜和计算机。
在刚开始编辑本书发明名单时，我还以为1001项发明是不是太多了。但是没过多久我就发现大大小小数不清的科学创新都对我们的生活方式产生了重要影响。本书中的每一项发明都在某种程度上改变了世界，但是由于篇幅有限，有许多发明我不得不忍痛舍去。
那么最终名单是如何确定下来的呢？我知道当读者拿起这本书时，一定会去查阅是谁发明了纸夹、不粘锅或剪刀，因此发明名单里吸纳了许多类似的生活中的常见物品。这样不可避免地就有点倾向于现代发明，但事实也是如此，随着科技创新步伐的不断加快，现代社会出现的发明确实比较多。我还希望本书能够囊括一些很重要但世人知之甚少的技术。在随意浏览本书或在参见资料的引导下，或者偶然被有趣的内容或插图所吸引，你可能会发现这些发明。
本书是按照时间顺序排列的。不过并不是每项发明都有明确日期。比如白炽灯在整个19世纪一直在改进。橡胶最早进行硫化处理是在美索不达米亚时期，但直到很久之后才有了实际应用。因此对于电灯泡，我们给出的日期是现代社会所使用的灯泡第一次真正开始工作的时间；而对于硫化橡胶，我们所用日期为现代工艺出现的时间。还有一些古老发明没有记载表明其发明者或发明时间，因此我们只能根据现存最古老的证据或根据合理推测确定其大概时间。
《改变世界的1001项发明》共分为八章，每章的篇幅大致相等。以这样的方式划分历史多少有点不科学，但是我们尽量把每一章的开头都安排在历史中的重要时刻、社会或科学都在经历巨变的时代。
就像第一章所介绍的，石器工具是公认的人类第一项发明，是约250万年前的老祖先制作和使用的工具。早期石器时代（旧石器时代）的发明，比如控制火种、衣服、锋利石刀和矛以及石器工具，也许是所有发明中最重要的一步。如果没有这些初步的技术，人类不可能从狩猎和采集过渡到更安定的生活方式。
人类定居下来后科技发展的步伐大大加快，这绝不是巧合。最早的人类文明起源于约7000年前的美索不达米亚（现在的伊拉克地区）。而人类的又一项重要发明——轮轴也是起源于古老的美索不达米亚，美索不达米亚文明还为我们贡献了玻璃制品和灌溉技术。在接下来的约2000年时间内，陆续出现了印度流域文明（位于印度次大陆）、埃及文明和中国黄河流域文明。
金属的出现是人类科技发展史上的一次重大飞跃。利用这种新材料可以制造更高效的武器和工具以及农业用具。不过多数金属都是与其他金属紧紧融合在一起，以矿石的形式出现。在青铜时代和铁器时代，人类逐渐学会了如何从矿石中提炼这些金属。
约2500年前，地中海又一大文明迅速崛起，这便是享有盛誉的古希腊文明。古希腊以哲学家著称，不过数学家和工程师们也为科学和技术的发展做出了重要贡献。最著名的要数阿基米德，他发明了许多早期机器，包括杠杆、滑轮组和阿基米德式螺旋抽水机。
第二章带读者领略了罗马时代到工业时代初期的重要发明。在公元后的几百年内，印度河流域和古代中国进入高速发展时期，多项科学创新陆续问世。印度流域的许多重要发明并不为世界的其他国家所知晓，但是中国的发明享誉海外，尤其是“四大发明”：火药、造纸术、指南针和印刷术。
公元5世纪罗马帝国开始衰落，西方多数国家都陷入所谓的黑暗时代，不过中国文明却保持着持续稳定的发展。公元8世纪伊斯兰帝国兴起，伊斯兰学者继承了古希腊思想家们的成就，而且在其基础上进一步发展。如果没有伊斯兰学者的传承，古希腊文明可能就遗失了。14世纪末期到17世纪初期欧洲进入文艺复兴时期，越来越有序的理性思维和富足的社会为科技发展创造了良好的条件，因此出现了印刷机、显微镜和望远镜这些发明。
17世纪和18世纪天文学、生物学、物理学、化学和数学进入快速发展时期。这一时期大量科学仪器陆续诞生，诸如温度计、湿度计、真空泵、气压计和机械计算器，在这些仪器的协助下科学家们对物质世界的探索和开发也达到了前所未有的高度。在这一时期科学家们还开始试验两种重要的能源：电和磁。
物理和化学领域的新发现进一步促进了科技发展，从而燃起了工业革命的火种，18世纪末期英国率先迎来了工业革命，其导火索是焦炭炼铁技术的出现。数个世纪来人们一直用木头烧成的木炭炼铁，到了17世纪铁的需求量急剧增加，在利益的驱动下英国的森林数量大减，几近消失殆尽。后来英国人用焦炭代替了木炭，以煤炭为材料而不是木头，因此英国剩余的森林得以幸免，而且铁的产量也大大提升。
不过采煤业也遇到了自己的问题；其中最大的问题是井下容易洪水泛滥。从矿井中抽水成了一大难题，因此促发了18世纪早期蒸汽机的诞生。18世纪下半叶，詹姆斯·瓦特改善了原先抽水发动机的效率，发明了更具威力的、可以做旋转运动的发动机。
第三章从18世纪末期开始，当时英国工业革命正处于高速发展时期。高压蒸汽机为铁路机车和蒸汽动力船的发明奠定了基础，这两种交通工具迅速改善了世界大部分地区的运输系统。工程师们发明了体积更小、更具威力的蒸汽机，后来逐步发展为内燃机。与此同时纺织业实现了机械化，从此小型家庭作坊过渡为大规模生产的工厂；数以万计的人离开自己的家乡来到大城市工作。
第四章开始是19世纪中期，在此之前工业革命的科技发展时断时续，此后进入了更持续稳定的发展时期。科学技术的复杂度和先进性达到了新的高度，从而促进了欧洲殖民地的繁荣发展，标志着帝国时代的诞生。随着新的通信和运输方式的出现，各个帝国主义国家在大陆之间的活动也日益协调。与此同时美国逐渐成为发明大国，这一繁荣景象一直持续到21世纪。仅美国发明家托马斯·爱迪生一人就持有1000多项专利发明。
到了这个时期，各项技术条件都已经成熟，进入我们现在所生活的发达世界是水到渠成的事。化学工业诞生于19世纪30年代，当时出现了染料和肥料，19世纪末期还出现了塑料材料。随着煤气照明和电力照明的出现，人类发明创造的时间得以延长，工业呈现出一片繁荣景象。通信技术不断发展，不久电报就被电话和无线电取代。到19世纪末期，也就是第五章的开端，许多国家已经建成了广泛的电力供应系统、电话网络、道路和铁路网。当然这个时期汽车开始发力，1886年汽车发明在德国获得专利。这一时期还有一项发明也对20世纪产生了深远影响，那就是动力飞机，另外电影和电视也是这一时期的重要科技发明，这些都为现代世界奠定了基础。
在战争的催促下人类的创新步伐不断加快。第六章开始是二战前夕，出现了DDT杀虫剂和原子弹之类的发明。这一章还包括战后时期，当时人们对科学和技术发展抱有极高的热情。这一时期还见证了数字计算机这项重要发明的诞生。
第七章开始是20世纪50年代初期，集成电路问世，更重要的是人造卫星上天。
最后一章也就是第八章的主要特点是，令人不可思议的医学技术的发展和消费性电子产品的崛起。这一切都始于互联网时代的来临，互联网技术对人类生活产生了深远影响，而且在未来还可能会对我们的生活产生更大的影响。
纵观人类发展史，我们会发现发明起到决定性的作用，在发明创造的驱动下，人类从原始的狩猎采集者进化成复杂的、定居的、能够自主决定命运的物种。现代科技数量之多令人眼花缭乱，其复杂度也各不相同，我们的生活也因此变得丰富多彩。不过并不是所有发明都是对人类有益的，有些发明总是有意或无意地给人类带来了伤害。现在有人认为科学技术的进步从某种程度上来说是人类自掘坟墓，比如人口数量不断增长和地球生态平衡被打破，这些都是科学进步带来的不良后果。
如果说需要是发明之母，那么天才创意绝对是发明之父。因为天赋就像爱、恨、善良和怀疑这些品质一样都是人类与生俱来的，毫无疑问在遥远的未来无论是战争还是和平，人类还是会出于本能继续发明各种新事物，或者不断对现有技术进行改良。