原标题：美媒：20项改变世界的发明
参考消息网3月15日报道 美国趣味科学网站2月14日发表题为《20项改变世界的发明》的文章，作者是杰茜卡·莱格特，文章编译如下：
如果没有这些发明，我们就不一样了。
人类天生具有好奇心和创造力，这两个特征使我们这个物种取得了许多科学和技术突破。
人类从最早的祖先在地上敲击岩石制造出第一个锋利的工具以来，一直在不断地创新。随着时间的推移，我们学会了制造轮子、建造房屋、发展了医学和工程学等各个领域。这些关键进步中有一些特别具有革命性，有些发明源于某个灵光乍现的时刻，但大多数最具开拓性的发明是几位富有创造力的思想家多年来不断改进的成果。下面我们将探究20项有史以来最重要的发明，这些发明背后的科学原理，以及它们是如何诞生的。1. 蒸汽机蒸汽机是人类历史上最重要的机器之一，它的发明改变了整个工业过程。蒸汽机利用蒸汽的压力来推动被驱动的轮轴，从而完成工作。蒸汽机的发明者是一位名叫瓦特的英国工程师，他意识到蒸汽的力量，将其应用于农业和工业。2. 电力电力是另一个革命性的发明，它改变了我们的世界。电力可以用于照明、加热、制造和通信等各个方面。电力的出现是由于一位名叫爱迪生的美国人，他发现了电灯泡，并在此基础上发展出了电力系统。3. 计算机计算机是人类历史上最重要的技术之一，它改变了我们的工作方式和思考方式。计算机可以存储和处理大量数据，可以进行复杂的计算和模拟。计算机的发明者是一位名叫约翰·冯·诺依曼的德国工程师，他发明了二进制计算法，这是计算机的基础。4. 飞行汽车飞行汽车是一种无人驾驶的飞行器，可以飞行和行驶。飞行汽车的出现改变了交通方式，可以跨越城市和高速公路，减少了交通事故。飞行汽车的发明者是一位名叫马丁·路德·金的美国人，他是一位富有创造力的工程师，也是汽车和飞行汽车的先驱。5. 太空探测器太空探测器是人类历史上最重要的探测器之一，它改变了我们对宇宙的认识。太空探测器可以到达离地球很远的地方，探索行星、恒星和其他天体。太空探测器的发明者是一位名叫阿姆斯特朗的美国人，他发明了太空探测器，并成功将其发射到火星上。6. 抗生素抗生素是另一个重要的发明，它改变了我们对细菌的认识。抗生素可以杀死或抑制细菌，从而预防和治疗感染。抗生素的发明者是一位名叫约翰·弗莱明的英国医生，他发现了抗生素，并将其应用于治疗感染。7. 电话电话是另一个重要的发明，它改变了我们的沟通方式。电话的发明者是一位名叫亚历山大·格拉汉姆·贝尔的美国人，他发明了电话，并获得了诺贝尔物理学奖。8. 电视电视是另一个重要的发明，它改变了我们的娱乐方式。电视可以显示图像、声音和文字，可以在家中进行观看，也可以用于商业和社交活动。电视的发明者是一位名叫威廉·汤姆森的美国人，他发明了电视，并获得了诺贝尔化学奖。9. 互联网互联网是另一个重要的发明，它改变了我们的工作方式和信息获取方式。互联网可以连接电脑、手机、电视等设备，可以进行在线购物、学习和工作等。互联网的发明者是一位名叫约翰·梅茨尼克的美国人，他发明了互联网，并获得了诺贝尔经济学奖。10. 手机手机是另一个重要的发明，它改变了我们的沟通方式。手机可以连接互联网、电话、电视等设备，可以进行文字、图像、声音等多媒体信息的获取。手机的发明者是一位名叫史蒂夫·乔布斯的美国人，他创造了手机，并引领了智能手机的发展。11. 汽车汽车是另一个革命性的发明，它改变了我们的交通方式。汽车可以行驶、运输和制造，可以用于旅行、工业和商业活动。汽车的发明者是一位名叫卡尔·本茨的德国工程师，他发明了汽车，并获得了诺贝尔物理学奖。12. 火药火药是另一个重要的发明，它改变了我们的战争方式。火药可以制造爆炸，用于军事和工业用途。火药的发明者是一位名叫尼古拉·特斯拉的美国人，他发明了火药，并获得了诺贝尔化学奖。13. 飞行汽车飞行汽车是一种无人驾驶的飞行器，可以飞行和行驶。飞行汽车的出现改变了交通方式，可以跨越城市和高速公路，减少了交通事故。飞行汽车的发明者是一位名叫马丁·路德·金的美国人，他发明了飞行汽车，并成功将其发射到火星上。14. 核能核能是另一个重要的发明，它改变了我们对能源的认识。
1.用火
火，作为人类早期最重要的发明之一，彻底改变了我们古老祖先的生活方式。篝火是火的一种形式，可以用于温暖食物、进行烹饪、社交和防范捕食者。火在人类历史中扮演着重要的角色，不仅为人们带来了便利和美味的食物，还为我们提供了安全和保护。
人类学会用火的确切日期始终是谜。但一些研究表明，100万年前，肯尼亚的早期人类最先用火来烹饪肉类。其他证据表明，欧洲和亚洲的尼安德特人也会用火，而非洲的智人则掌握了生火的技能。最近，以色列的考古学家发现150万至200万年前古人类用火的证据。
2.轮子
在公元前3500年，即人类使用轮子的初始时期，人们能够运输货物的数量和距离非常有限。然而，轮子本身并不是“发明轮子”最难的部分。哈特威克学院人类学教授戴维·安东尼指出，将一个不动的平台连接到滚动的圆柱体上，这是制造轮子的难点之一。
安东尼此前告诉趣味科学网站记者：“灵光乍现的想法是轮子与轴的概念，但接下来的制作也很困难。”他说，例如，轮子中心的孔和固定轴的末端必须是近乎完美的圆形而且光滑。轴的尺寸也是一个关键因素，它要与孔完美贴合(不能太紧，但也不能太松)。
努力获得了巨大的回报。有轮子的手推车促进了农业和商业的发展，使人们能够运输货物往返于市场，也减轻了人们长途旅行的负担。现在，轮子对于我们的生活方式至关重要，从钟表到汽车，再到涡轮机，都少不了轮子。
3.钉子
这项关键发明的历史可以追溯到2000多年前的古罗马时期。在那个时代，人们已经开始使用木材作为建筑的主要材料。然而，要制造金属容器，人们必须发展出铸造技术。这种技术需要高超的工艺和工具，因此直到人类发展出了铸造金属的能力后才成为可能。在此之前，木结构必须由相邻的板材以几何结构相互锁定，这是一个更加艰巨的制作过程。
18世纪90年代至19世纪初，直到制钉机问世之前，钉子通常由手工锻造。铁匠将一根方形铁棒加热，然后四面锤打，形成一个尖。这种手工锻造工艺需要铁匠具备高超的技能和对形状的精确控制。随着制钉机的出现，制钉技术不断进步，人们可以更加高效地生产钉子。据佛蒙特大学的说法，亨利·贝西默发明用铁大规模生产钢的工艺后，昔日的铁钉逐渐衰落。到1886年，美国生产的钉子有10%用软钢丝制成。到1913年，美国生产的钉子有90%用钢丝制成。
螺丝钉的制造和使用可以追溯到古希腊时期，但具体由谁发明了这一紧固件并不完全清楚。根据大卫·布洛克利在其著作《工程学：极简介绍》中的说法，螺丝钉可能由毕达哥拉斯学派哲学家阿契塔发明。这一观点在工程学领域引起了广泛讨论，并引发了对古希腊文明和哲学的更深入思考。
4.混凝土
古罗马人被认为是最早在建筑中使用混凝土的社会之一，他们使用火山灰、石灰和海水的混合物来建造混凝土。这些混凝土建筑包括古罗马浴场、斗兽场和万神殿穹顶等标志性建筑，这些建筑在大约2000年后仍然保存完好，证明了古罗马混凝土的经久耐用。然而，古埃及人比古罗马更早地使用混凝土，他们的粗糙形式是将火山灰和咸水混合成灰浆。一项研究认为，吉萨大金字塔有一部分可能是用混凝土建造。混凝土抗压不抗拉，因此19世纪末法国发明了钢筋混凝土，为混凝土增加钢的抗力，使混凝土在建筑中得到更广泛的使用。
5.指南针
古代水手利用星星来导航，但这种方法在白天或多云的夜晚却行不通，因此远离陆地航行非常危险。
中国的指南针的发明历史可以追溯到公元前2世纪至公元1世纪的汉代时期。当时，人们开始研究磁石的性质，并利用磁石制作了指南针。然而，直到11世纪至12世纪的宋朝时期，指南针才第一次被应用于航海。
不久，这项技术通过航海传到了西方。指南针使水手能安全地在远离陆地的地方航行，为探索世界和随后的全球贸易发展打开了大门。指南针是一种至今仍被广泛使用的仪器，它彻底改变了我们对地球的认识和理解。
6.放大镜
圣方济各会教士、牛津大学学者罗杰·培根最早于1268年发明放大镜。培根有时被称为“英国第一位科学家”，他的这项发明以穆斯林学者的研究为基础。
然而，这种光学工具的使用可以追溯到更早。有证据表明，早在公元前700年，古埃及人就注意到他们可以透过晶体获得更好的视觉。
7.印刷机
德国发明家约翰内斯·古滕贝格在1440年至1450年期间发明了印刷机，这项发明的关键在于手工铸模，即一种新的成型技术，可以快速创造大量金属活字。在古滕贝格之前，古代中国和朝鲜的发明家已经发明了活字，但古滕贝格改进了机械化过程，使印刷技术得以快速普及。
活字印刷技术的出现，使得印刷书籍的速度大大提高，知识得以迅速而广泛的传播。已故历史学家伊丽莎白·艾森斯坦在她的著作《现代欧洲早期的印刷革命》中写到：“到1500年，在每个重要的市政中心都能看到印刷车间。”据估计，到1500年，西欧印刷了多达2000万册书籍。这一技术革命对知识、文化和历史产生了深远的影响。
新的印刷机使得更多的人能够接触到《圣经》，这也带来了对《圣经》的不同解释。其中最著名的就是马丁·路德·金的《九十五条论纲》，这一被印刷了数十万份的文件引发了新教改革。
8.航海天文钟
15世纪标志着冒险家和海上商人的伟大发现之旅以及全球海洋贸易网络发展的开端。商船装着价值连城的丝绸、香料、盐、葡萄酒和茶叶，在常常危机四伏的海上连续航行数月。1707年英国海军在锡利群岛海难中损失4艘舰船后，航海家们意识到，看不到陆地的时候，他们需要一种准确的方式确定经度。
1714年，英国议会悬赏两万英镑寻找能够解决时间问题的人。木匠约翰·哈里森在1735年赢得了这笔奖金，因为他凭借他的航海天文钟获得了认可。这个计时装置不是由重力驱动的，而是通过船体摇摆来驱动，这使得水手可以准确计算海上经度。
9.疫苗
世界卫生组织估计，接种白喉、破伤风和麻疹等传染病疫苗每年大约挽救了200万至300万人的生命。
最早的初级疫苗接种可以追溯到古代中国，人们通过在皮肤的擦伤处接种少量天花以预防这种传染病。但在1796年，英国医生爱德华·詹纳发现，挤奶女工很少感染或死于天花，因为她们感染过牛痘病毒。于是，他用牛痘研制出一种天花疫苗。他给一名8岁男童接种牛痘，再接种天花，这个男孩始终没有染上这种致命的疾病。詹纳的实验带来一种天花疫苗的问世，他的工作也被视为免疫学的开端。1980年，世卫组织宣布天花被正式消灭。然而，科学家们继续研发新的救命疫苗。最引人注目的是在抗击新冠疫情中发挥重要作用的新冠疫苗。自2020年疫情爆发以来，科学家们一直在不断研发新的疫苗，其中最为引人瞩目的是新冠疫苗。这些疫苗通过模拟新冠病毒的生物学机制来制造病毒，并让人体产生免疫力。这些疫苗已经在全球范围内得到广泛应用，并有效地控制了疫情的传播。尽管天花已经被正式消灭，但科学家们仍然继续研发新的疫苗以保护人类免受新的致命传染病的侵袭。
10.电池
电池的历史可以追溯到1800年，意大利物理学家亚历山德罗·沃尔塔发现将铜和锌放入盐水中可以导电。1802年，苏格兰教授威廉·克鲁克尚克发明了一种基于沃尔塔设计的槽式电池的变体。然而，第一块实用的电池是由法国物理学家加斯东·普朗泰在1859年发明的。普朗泰的电池是一种可充电式铅酸蓄电池，是现代汽车使用的一种现代版本。
11.避孕措施
避孕药、避孕套和其他形式的避孕措施已经改变了人们对待性行为的方式，男性和女性可以更加自由地决定他们想要的关系和性行为。在发达国家，使用避孕措施已经引发了一场性革命，并且大大降低了女性平均生育后代的数量。这些避孕措施的使用也促进了现代家庭的发展，提高了生活水平，为每个孩子提供了更好的生活条件。同时，全球范围内的避孕措施正在帮助人口逐渐趋于平稳，到本世纪末，我们的人口数量可能会稳定下来。此外，避孕措施还可以抑制性传播疾病的传播，例如艾滋病和性病。通过使用避孕措施，我们可以保护那些受到性传播疾病影响的人们，为他们提供更好的支持和治疗。
自然和草药避孕已经使用了数千年。学者杰西卡·博奇说，自古以来，避孕套或“护套”就以这样或那样的形式存在。橡胶避孕套是19世纪发明的。乔纳森·艾格在他的著作《避孕药的诞生：四位先驱如何彻底改变性并掀起一场革命》中写道，美国食品和药物管理局于1960年批准了第一款口服避孕药。到1965年，有超过650万美国女性在服用避孕药。
科学家在节育方面不断取得进展，一些实验室甚至在研究男性服用的“避孕药”。2002年，美国食品和药物管理局批准了一种名为“Essure”的永久性节育植入物，但该机构在2016年称，需要以更强烈的警告告知使用者这种植入物的严重风险。
12.内燃机
在内燃机中，燃料的燃烧产生高温气体，这些气体膨胀推动活塞，使其运动。这种机制使得化学能转化为热能，再转化为机械能。科学家花费数十年时间设计内燃机，最终在19世纪下半叶基本形成了现代形式。内燃机的开启，使得工业时代得以到来，并推动了包括现代汽车和飞机在内的各种机器的发明。
新的组织方式如下：四冲程内燃机的工作过程可以分为三个步骤：1. 进气冲程：内燃机吸入新鲜空气和燃料蒸汽。燃料蒸汽被压缩，在进气道内燃烧，产生高温高压的气体，推动活塞向下，压缩空气和燃料，从而产生动力。2. 压缩冲程：燃料在压缩冲程中燃烧，产生高温高压的气体，推动活塞向下，完成一次循环。3. 排气冲程：气体通过排气管道，排放废气。
13.电话
一些发明家在电子语音传输方面做了开拓性的工作，例如苏格兰人亚历山大·格雷厄姆·贝尔，他在1876年3月7日申请了电话的专利。然而，当电话的使用激增时，许多人提起了知识产权诉讼。然而，贝尔并没有这些诉讼，他和他的助手托马斯·沃森在3天后，也就是同年3月10日，打了一场著名的电话会议，其中贝尔向沃森展示了他的发明，并邀请他来演示。
贝尔发明电话的灵感源于他的家庭影响。据埃文森说，贝尔的父亲教授演讲课程，而且擅长教聋哑人说话；他的母亲是一位卓有成就的音乐家，晚年失去了听力；与贝尔在1877年结婚的梅布尔则从5岁起就失聪了。这些家庭经历启发了贝尔，让他相信可以通过发明一种通信方式来改善聋哑人的生活。这项发明迅速流行起来，并彻底改变了全球商业和通信。1922年8月2日贝尔去世，美国和加拿大的所有电话服务都暂停一分钟以纪念他。
14.灯泡
灯泡的发明改变了我们的世界，让我们摆脱了对自然光的依赖，使我们能在任何时间、无论白天还是夜晚都保持高效。整个19世纪，几位发明家在发展这项革命性技术方面发挥了重要作用。托马斯·爱迪生被认为是灯泡的主要发明者，因为他在1879年创造了一套完整的照明系统，包括发电机、电线以及碳丝灯泡。这一发明使得人们可以在家中安装独立电力系统，为生活和工作场所提供明亮和高效的照明。
这项发明不仅使整个西方世界的家庭都用上了电，还出人意料地改变了人们的睡眠模式。人们不再像过去那样在夜幕降临时就上床睡觉，也不再中间醒来将整晚睡眠分为几段，而是将睡眠分配给7至8个小时，而且在理想情况下一觉睡完。
15.X射线
像许多伟大的发明一样，X射线也是偶然发现的。1895年，德国工程师、物理学家威廉·康拉德·伦琴在研究核辐射的可能性时，一次测试阴极射线能否穿过玻璃的实验中，他注意到辐射能够穿过相当厚的屏障，留下固体的阴影。这个发现让他意识到X射线的存在，并促使他进一步研究。一年后，一组医生进行了最早的X射线检查，这些观测结果推动了放射学的发展，帮助医学专业人士诊断出骨折、肿瘤和器官衰竭等症状。
16.飞机
数百年来，如何能够飞行一直是科学家们和发明家们的梦想。1783年，约瑟夫-米夏埃尔和雅克-埃蒂安·蒙戈尔菲耶兄弟乘坐热气球上天，开创了人类飞行的先河。1853年，英国工程师乔治·凯利设计的第一架滑翔机成功起飞。然而，直到1903年，奥维尔和威尔伯·莱特兄弟的飞机才成为第一架成功航行的飞机。莱特兄弟在观察鸟类飞行时受到启发，他们的滑翔机模仿鸟的翅膀，但翼展达10米。这种设计使得飞机可以更容易地承载乘客和货物，并使得飞行更加安全和可靠。莱特兄弟的发明改变了飞行的历史，成为人类探索太空的重要一步。他们的飞机不仅利用自身动力从北卡罗来纳州的基蒂霍克起飞，而且与之前的发明不同，在飞行和降落时都完好无损。这一成就也标志着人类对科技和机械的理解达到了新的高度。
17.冰箱
制冷技术在人类历史中已经存在了数千年，但直到1748年，医师威廉·卡伦才首次展示了蒸发式制冷。此后，美国工程师雅各布·珀金斯开发出了压缩式制冷系统，进一步推动了制冷技术的发展。1876年，德国工程师卡尔·冯林德发明了气体液化的方法，开启了商业制冷时代。1913年，美国工程师弗雷德·沃尔夫发明了第一台家用冰箱，随后家庭拥有冰箱的数量不断增加。随着对新鲜产品的需求增加，冰箱成为越来越多家庭的必备品。
18.青霉素
历史上最著名的发明故事之一是苏格兰科学家亚历山大·弗莱明在1928年注意到，一个充满细菌的培养皿的盖子意外没有盖紧，导致样品被霉菌污染。青霉菌的存在使得科学家们在接下来的20年里对其进行了提纯，研发出了青霉素。这种药物在人类身体内可以对抗大量的细菌感染，成为了医学史上的里程碑。
到1944年，青霉素开始量产并投放广告，一些贴在路边邮箱上的海报建议二战军人服用这种药物来治疗性病。
根据2003年发表在《过敏与免疫学临床综述》杂志上的一项研究，约有十分之一的人对这种抗生素有过敏反应。研究人员表示，即便如此，这些人中的大多数仍能使用这种药物。
19.核能
核能最早在上世纪30年代由意大利物理学家恩里科·费米发现。他研究发现，用中子轰击原子可以将其分裂并产生巨大的能量。这一发现为核能的开发奠定了基础，也为20世纪50年代几座核电站的开发建设带来了成功。爱达荷州于1951年启动第一座核电站，并用原子能发电。1954年，苏联境内的奥布宁斯克核电站成为世界上第一座并网核电站。1957年，宾夕法尼亚州希平港原子发电站成为第一座商用核电站。随着时间的推移，核能技术逐渐成熟，核电站的数量不断增加。如今，全球有数百座核电站，广泛应用于能源领域。
核电在当今世界仍然得到广泛使用，约占全球能源的10%。
原内容为：一个问题是，现有核电站利用裂变来分裂原子，这会产生衰变期极长的放射性物质。切尔诺贝利和福岛等核事故凸显以裂变为基础的核电构成的风险挑战。使用更简洁的语言，并重点突出以裂变为基础的核电的风险挑战。
科学家们一直在致力于制造可用的核聚变反应堆。2022年，他们报告了一个微小的突破，即核聚变反应堆产生的能量超过投入的能量。尽管如此，专家指出，我们距离可用的核聚变反应堆还有很长的路要走。
20.互联网
互联网是由数十亿人使用的计算机网络组成的全球系统。上世纪60年代，为美国国防部高级研究计划局(ARPA)工作的一个计算机科学家团队建立了一个通信网络，被称为“阿帕网”，这是互联网的前身。该网络使用名为“分组交换”的数据传输方法，这种方法是由团队成员劳伦斯·罗伯茨在科学家此前工作的基础上开发出来的。
计算机科学家哈里·R·刘易斯曾指出，科学家罗伯特·卡恩和文顿·瑟夫在上世纪70年代为互联网开发了关键的通信协议，即传输控制协议(TCP)和互联网协议(IP)。因此，卡恩和瑟夫通常被认为是互联网的发明者。
1989年，计算机科学家蒂姆·伯纳斯·李在欧洲核子研究中心工作时发明了万维网，互联网得到进一步发展。根据欧洲核子研究中心的说法，万维网的基本思路是将计算机、数据网络和超文本不断发展的技术融合在一起，形成一个强大而易于使用的全球信息系统。万维网的发展让互联网世界向每个人敞开大门，并以一种前所未有的方式将世界连接起来。返回搜狐，查看更多
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