第一章  技术及其性质

第二节  技术发明与技术革新

（广东版）《技术与设计１》课文内容

2012年7月第3版第17次印刷

一、发明和革新是技术的源泉

科学日新月异，技术迅猛发展。技术发明（invention）的历史表明，人类只有通过发明、革新（innovation），才能使技术有较大的飞跃，乃至产生革命性的变革。一般来说，发明指的是创造发明自然界原来没有的事物，革新指的是对原有技术加以改造和提高。而发明和革新的结果都是用新的技术来取代陈旧和落后的技术。因此，发明和革新是技术的源泉。

下面我们通过一些例子来感受一下发明和革新对技术的推动作用。

例1

洗衣机技术的进步

用棒槌锤打衣服，用手搓洗衣物，这种原始的洗衣方法，人类至少延续了数千年之久。直至洗衣机的发明，才把人们从繁重的家务劳动中解放出来。而洗衣机技术的进步，正是多次发明与革新的结果。

原始的洗衣机都是木质的，在木桶底装上若干片木质叶片，通过转动手柄带动齿轮传动，使叶片在桶內转动。这样衣服在桶內就不断翻转、相互摩擦。这种洗衣机（图1-14，图1-15）要靠人力摇动，注水和倒水要靠手工完成，操作非常不便。后来，蒸汽动力代替了人力摇动，而电动机的发明，更催生了电动洗衣机（图1-16）。

1906年，美国人费西尔设计制造了世界上第一台电动洗衣机。在原来洗衣机的基础上，费西尔设计了一个装置：用发动机驱动卧式转筒。后来他又把木桶桶体改成铝铸桶体，提高了机械强度和使用寿命。纽约的一家公司还制成了电动洗衣甩干两用机。早期的洗衣机通常只是在手动洗衣机上加一个电动机，到了20世纪40~50年代，附有电热水器和水泵的自动洗衣机，以及转筒式烘干机，也陆续问世了。

随着进代电子工业的发展，从手动、自动的洗衣机，发展到用电脑控制的全自动洗衣烘干机（图1-17）。在这种洗衣机中，衣服的浸、洗、漂、甩和烘干，都由电子计时开关以及监测速度和温度的感应器来控制。只要放入衣物，按下开关，就能自动操作，让人十分省心。

20世纪90年代，用模糊理论控制的“DIY模糊型”全自动洗衣机问世（图1-18）。它的特点是可以根据衣物的多少、清洁的程度来自动选择洗涤程序。

一家臭氧技术公司又拓展新思路，成功研制一种新型的臭氧洗衣机。加入凉水（不用洗涤剂），只需10min，这种洗衣机的臭氧就能除去衣物上所有的有机质污物，然后再把污物从洗涤水中滤掉。因此，这些水还可以循环使用。这种洗衣机能除去衣物上95％的脏物。

例2

发明和革新推动通信技术的发展

1875年，美国发明家贝尔（Alexander Graham Bell）受电报中运用电磁铁完成电信号和机械运动相互转换的启发，着手研制电磁式电话。他先把音叉放在带铁芯的线圈前，音叉振动引起铁芯作相应运动，产生了感应电流；电流信号传到导线另一端作相应转换，变为声信号。随后，贝尔又把音叉改换成能随声音振动的金属片，把铁芯改成磁棒，在进行反复实验，终于制成了实用的电话装置（图1-19）。1876年，贝尔获美国电话专利，实现了以电传话的梦想。

电话与电话之间的接通起初是由人工手动的方式来实现，即接线员将插头插入相应的插孔才能接通电话（图1-20），这种方式既慢又容易出错。

1889年，美国堪萨斯城的一名商人斯特罗格（Almon B.Strowger）对接线员常把他的电话接给竞争对手的事很恼火，于是设计了第一台自动电话交换器。用户只要发送几组电脉冲信号，便能使自动交换器接通电话。起初，用户要反复按按钮才能产生控制脉冲，后来转盘拨号装置的发明使这个过程更加方便快捷。

通过不断的技术发明和革新，今天，卫星通信、移动通信、光纤通信和计算机控制的程控交换（图1-21）等多项先进技术已被广泛运用，通信技术正以前所未有的速度不断发展。

由上述例子可见，正是新技术的不断发明和革新，推动着各种技术及其产品的不断进步与完善。

讨论与分析

以集成电路的发明为线索，分析它对计算机的更新换代所产生的影响。