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中国工程院院士——吴曼青 清华大学五道口金融学院院长 ——廖理 清华大学经济管理学院教授—— 陈劲 布朗大学计算机科学教授 ——迈克尔·利特曼
中国处于卡脖子的困境中，正需要创新思维的启示。《思维决定创新：20世纪改变美国的工程思想》是工程创新领域的权威著作，对前沿科技企业、基建企业和相关政策制定机构有重要参考和启示作用。
可以作为一本重要的参考书，为前沿科技、基建企业以及相关政策制定机构的工作提供参考和启示。可以作为一本技术创新、技术史教材，引导高校学生了解创新的逻辑和历史，激发创新力，投入创新工作中。可以作为一本技术素养的普及读物，提高大众的对技术知识的了解。
《思维决定创新：20世纪改变美国的工程思想》是“学说”平台首本重磅合作书籍
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| 內容簡介： |
技术是现代生活重要的组成部分，但我们当中很少有人具备足够的技术知识。
《思维决定创新：20世纪改变美国的工程思想》讲述的是1920 年以来改变美国乃至世界的一系列重要的技术创新，以及这些创新从产生到实现的全过程。这些创新既包括了美国的大型公共工程，例如胡佛大坝、高速公路以及登月工程，也包括了微芯片、核能、计算机和互联网。本书中，作者提供了20世纪关键工程创新的基础知识和全面阐释；正是这些创新引领我们进入了21世纪。作者考察了一系列的工程进展——从胡佛大坝、喷气式飞机到晶体管、微芯片、计算机和互联网，并解释了这些工程创新的产生过程以及它们如何发挥影响。
每一项工程创新的背后都有一个独特的故事。罗斯福新政时期建设的大坝控制住了洪水；美国国家公路系统将整个美国连接在一起；喷气式飞机使得旅行更加快捷；晶体管和微芯片起源于私营部门，之后在政府的支持下建立了大众市场；电脑和互联网初是在美国军方的支持下开始研发的，后来在私营部门的努力下逐步大众化。本书揭示出具有超常洞察力的工程师可以推动颠覆式的创新，而一个活跃且积极的社会将会是创新的沃土。
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| 關於作者： |
作者：小戴维·P. 比林顿
一位历史学家，及其父亲戴维·P. 比林顿（普林斯顿大学工程学院终身教授、富布莱特学者和工程学领域的权威学者）。作者出版的书籍和发表的文章聚焦于工程创新的历史。22年专注于现代工程历史方面的研究和写作。
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| 目錄：
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章 河流与地区
一、水与国家发展
二、科罗拉多河协定
三、设计胡佛大坝
四、建造胡佛大坝
五、中央河谷工程
六、哥伦比亚河
七、密苏里河
八、遗产和未来
第二章 田纳西河流域管理局
一、亚瑟摩根和迈阿密保护区
二、田纳西河和威尔逊大坝
三、田纳西河流域管理局
四、相互矛盾的愿景
五、战后的田纳西河流域管理局
六、回顾三位主管
第三章 高速公路与摩天大楼
一、现代道路建设
二、道路和研究
三、美国国家高速公路网
四、现代高速路
五、州际公路系统
六、公路与桥梁
七、不断攀升的天际线
八、摩天大楼新时代
九、机器和基建
第四章 核能
一、核能与原子弹
二、核能与海曼里科弗
三、建造“鹦鹉螺”号
四、民用核能与三里岛
五、对核聚变的探索
六、核能的经验教训
第五章 喷气发动机和火箭
一、螺旋桨飞机的局限性
二、弗兰克惠特尔与喷气式飞机
三、研发喷气发动机
四、从涡轮喷气发动机到涡轮风扇发动机
五、罗伯特戈达德与现代火箭
六、美国国家航空航天局与登月
七、“阿波罗”计划的未来愿景
第六章 晶体管
一、真空管及其局限
二、雷达和硅的提纯
三、固态器件难题
四、巴丁和布拉顿的突破
五、晶体管电子学的兴起
六、晶体管科学与工程
第七章 微芯片
一、从无线电到晶体管
二、大胆行动
三、微模块与分子电子学
四、单片电路构想
五、从平面工艺到集成电路
六、微芯片迅速普及
七、新经济
第八章 计算机和互联网
一、现代计算机的起源
二、大型机时代
三、电视机
四、微处理器
五、乔布斯、沃兹尼亚克和苹果计算机
六、盖茨、艾伦和微软
七、互联网的兴起
八、万维网
九、计算机创新
结论
致谢
注释
索引
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| 內容試閱：
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中文版推荐序
从洞见到创新
本书讲述的是1920年以来改变美国乃至世界的一系列重要的技术创新，以及这些创新从产生到实现的全过程。这些创新既包括了美国的大型公共工程，例如胡佛大坝、高速公路以及登月工程，也包括了晶体管、集成电路、计算机和互联网。
通过详细描述这些创新的故事，作者希望告诉我们，有的创新伴随着科学的重大发现和发明，有的创新是利用现有技术的组合，而有的创新是在现有的技术上改进完善以解决重大的现实问题。其次，所有这些创新都是通过工程来实现的，因此对于越来越多的渐进型创新来说，工程师的创造性思维和工程上的实现特别重要。后，对于很多公共工程领域的技术创新，政府的支持也是不可或缺的。
本书既可以作为一本技术素养的普及读物，也可以作为一本技术创新的励志教材，书中的故事引人入胜。例如，20世纪20年代初期，美国垦务局（Bureau of Reclamation）总工程师弗兰克·韦茅斯（Frank Weymouth）接到了胡佛大坝（Hoover Dam）的设计任务，他打破了工程师传统的重力坝设计思路，改用拱形水坝设计。所谓重力坝，就是依靠大量混凝土质量或重量来阻挡水流趋势；而拱形设计可以将水平力向四周传导，以分散水势的压力。与重力坝相比，拱形水坝所需的材料更少，却能与重力坝一样，达到的相同效果。在大坝建设的相近时间，美国国内汽车的登记数量达到800万台，汽车的普及对美国道路提出了更高的要求，由托马斯·麦克唐纳（Thomas MacDonald）领导的公共道路局筹划并建设了美国20世纪伟大的基建项目——全国公路路网。麦克唐纳对车辆和路面之间的相互作用进行了科学研究，发现路面不平整对道路的损害要大于汽车重量造成的损害，因此开始采用波特兰水泥或沥青制成的混凝土铺设道路代替原先的碎石铺设路面；更为重要的发现是，充气轮胎给路面带来的危害远小于当时的实心轮胎，于是汽车都开始采用充气轮胎。1945年后，美国大城市核心商业区地产价格不断攀升，对高层建筑的需求只增不减，但是高层建筑的造价却极其高昂。工程师法兹勒·汗（Fazlur Khan）开始思考摩天大楼的造价问题，并用框架筒体系解决了这一难题。所谓的框架筒体系，是指一幢大楼能通过外部的框架受力，形成盒状，即将建筑包裹成正方体或者长方体一样的筒。比起过去利用立柱和横梁平均分担的方式，这种方式能够更好地抵御风力，并且使用较少的钢材。20世纪50年代，核裂变作为核能的替代能源一直是研究焦点。1948年7月，美国海军船舶管理局决定任命海曼·里科弗（Hyman Rickover）负责研制一种可控的核裂变作为动力的潜艇研发项目。当时潜艇普遍采用内燃机和电池保持航行，这样的动力组合难以保持长时间续航。如果能够利用少量铀产生的核能将水加热成蒸汽，就可以驱动发动机，使潜艇保持数周或数月在水下工作。但是，当时没有将核裂变能量转变为电能的实用系统，并且潜艇内部空间有限，潜艇的核动力系统必须能够承受运动和作战带来的冲击；此外，核动力系统还存在辐射的危险。里科弗和工程师们通过设计一种名为Mark Ⅰ的动力系统顺利完成了一次发热的可控核裂变反应。20世纪30年代，工程师们发现螺旋桨技术存在局限性，即随着螺旋桨叶的旋转速度接近声速，机头的空气阻力急剧上升，飞行高度受到限制。弗兰克·惠特尔（Frank Whittle）认为，通过使用液体在燃烧室形成压缩空气然后喷射出来形成推动力，可以设计出飞行更高、更快的喷气式发动机。惠特尔设计的涡轮喷气发动机包括轴、压缩机叶轮和涡轮，将空气送入发动机，机身尾部的一个喷嘴排出尾气。试验表明，与英国好的螺旋桨战机相比，该机的速度和机动性具有极大优势。20世纪50年代，晶体管发展遇到新的问题，买家（尤其是军方买家）需要在电子设备中添加更多电路，以满足不断增加的性能需要，这就需要压缩电路体积。1958年夏天，德州仪器公司的杰克·圣克莱尔·基尔比（Jack St. Clair Kilby）认为晶体管和其他电路都可以由硅之类的单一材料制成，而不是当时业界公认的必须加入其他元素。1959年初，加利福尼亚州仙童半导体公司的罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）发现，可以利用机器组装整个电路，无须人工连接。基尔比和诺伊斯的发现促进了集成电路（又称为微芯片）的
诞生。
这本书是美国关于技术创新三部曲的第三部。在介绍这些重大技术创新的来龙去脉的同时，作者用简单、易懂的数学概念和图形为读者清晰阐释了技术创新路线，让读者深入浅出地了解技术创新原理以及工程实现的全过程，可读性很强。
当前，我们正处在百年变局和民族复兴的重要历史时期，建设创新型国家和制造业强国都迫切需要提高全民族的创新意识和工程素养，因此了解历史上重大的技术创新的产生背景和实现过程非常必要，尤其需要了解工程思想和工程师在其中所起的重要作用。
希望大家喜欢这本书。
廖 理
清华大学五道口金融学院教授、博士生导师
2022年4月 于北京
英文版推荐序
创新改变了我们的社会
“我拥有了自己的想法和想象力”——杰克·圣克莱尔·基尔比是这样描述他开发出微芯片的过程的。微芯片仍在继续塑造着我们的现代世界。微芯片技术使得人们在一小片硅上能够制造出带有数十亿个晶体管的小型计算机芯片。微芯片是引领当下信息时代的一大创造，这是一项影响现代生活各个方面的根本性创新。晶体管也是如此，它是一种微型固态电子管，取代了真空管。晶体管开启了电子技术的第二个时代，它由贝尔电话实验室（Bell Telephone Labs）的两位研究人员约翰·巴丁（John Bardeen）和沃尔特·布拉顿（Walter Brattain）发明。微芯片和晶体管是本书以“20世纪创新发明”以及“有洞察力的工程师和科学家”为主题的众多故事中的两个。
本书是作者已故的父亲——普林斯顿大学的戴维·P.比林顿（David P. Billington， Sr.）教授——构思的系列丛书的第三部。这套丛书提供的资料描述了改变社会的工程师及其工程成就。丛书的另外两本书分别涉及1776—1883年和1876—1939年的工程创新和创新者。在20多年的时间里，我有幸与戴维·P.比林顿合作并共同教学。尽管本书由戴维·P.比林顿的儿子所撰写的关于20世纪的创新发明和创新者都是独立成章，但这本书亦可以作为教科书用于大学教学以及关于技术和社会的研究。
本书的主题广泛，涵盖了20世纪有关结构、机器、网络和工艺流程的工程创新。这些创新改变了我们的社会。例如，潜艇核动力——由海曼·里科弗提出的颠覆性技术——永远改变了海军，随之也改变了美国的核防御措施和政策；核动力潜艇几乎可以随时潜入水中，并在不被发现的情况下进行长途航行，这改变了全球国防的游戏规则。本书中的其他技术也具有颠覆力，包括由公共道路局的托马斯·麦克唐纳规划的州际公路系统，以及由英国皇家空军（Royal Air Force）飞行员和企业家弗兰克·惠特尔发明和推广的喷气发动机。高速公路在很大程度上取代了国家铁路运输系统。喷气式飞机大大缩短了人们的旅行时间，取代了长途汽车和轮船作为长途旅行工具。
除了20世纪颠覆性技术的故事之外，这本图文并茂的书还包含了对普通读者有用的技术思想，并不过分技术性。在阅读这本书的同时，不要忘记查看参考文献，这份作者精心挑选的资料是开始进一步研究这些重要工程创新和创新者的好资源。
迈克尔·利特曼
布朗大学计算机科学教授
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