本·埃肯森(Ben Ikenson),美国自由作家，长期致力于科普作品创作，在《地球岛》《北美体育人》《新墨西哥》和《美洲印第安人》等杂志上发表了大量文章。

引言  发明专利历史
第一章  重大的革命性发明
 飞机
 人工心脏
 蓝牙
 大脑植入
 相机
 CRISPR（规律间隔成簇短回文重复序列）基因编辑
 DNA（脱氧核糖核酸）指纹识别
 炸药
 全球定位系统（GPS）
 石墨烯
 直升机
 内燃机
 iPhone（苹果手机）
 灯泡
 核反应堆
 青霉素
 制冷设备
 火箭
 摩天大楼钢
 潜艇
 电报
 电话
 三维（3D）打印机
 第三代无线移动通信（3G）
 打字机
 橡胶硫化
 X射线管
第二章  成功的小发明
 气雾剂罐
 阿司匹林
 带刺铁丝网
 条形码
 电池
 瓶盖
 计算器
 玻璃纸
 口香糖
 柯尔特左轮手枪
 吸管
 李维斯特劳斯蓝色牛仔裤
 光纤
 皮礼士自动取糖机
 三极管
 尼龙搭扣
 拉链
 芝宝打火机
第三章  非常人性化的发明
 黏性绷带
 安全气囊
 空调
 假肢
 仿生眼
 文胸
 平衡轮椅
 凯夫拉
 激光眼科手术
 磁共振成像
 机械外骨骼
 尼古丁贴片
 降落伞
 百优解
 盲人阅读系统
 呼吸器
 安全带
 感烟探测器
 排除海龟装置
 维生素
第四章  奇妙的发明
 人工草皮
 气泡膜
 鸡护目镜
 可逃出的棺材
 基因工程
 山羊牵引鞋
 熔岩灯
 磁悬浮
 霓虹灯
 占卜饭
 鸽子起动器
 特雷门琴
 “高耸的地狱”——灭火毯
 齐柏林飞艇
第五章  便捷的发明
 自动柜员机
 自行车
 后膛装弹军械
 碎煤机
 轧棉机
 门锁
 抽水马桶
 冷冻食品
 手铐
 螺丝刀
 约翰迪尔犁
 猫砂
 割草机
 微波炉
 巴氏灭菌法
 测谎仪
 便利贴
 遥控器
 自动驾驶汽车
 太阳能电池板
 卫生棉条
 交通信号灯
 真空吸尘器
 伟哥（西地那非）
第六章  令人愉悦的发明
 篮球
 玉米片
 汽车电影院
 蚀刻素描画板
 芬达的斯特拉托卡斯特电吉他
 自动点唱机
 桃子
 留声机
 四旋翼无人机
 无线电广播
 过山车
 轮滑鞋
 “机灵鬼”（螺旋弹簧玩具）
 滑雪板
 自由女神像
 电视机
 虚拟现实系统
附录  发明专利小常识
 三类发明专利
 参考书目

飞机
   专利名称：飞机
   专利号：821，393
   专利日期：1906年5月22日
   发明者：(俄亥俄州代顿市)奥维尔·莱特(Orville Wright)和威尔伯·莱特(Wilbur Wright)
   人类必须超越地球——到达大气层的顶端，并超越大气层，只有这样，他才能完全了解他所生活的世界。
   ——苏格拉底
   用途  使人类能够通过飞行的方式旅行。
   背景
   1903年12月17日，从北卡罗来纳州基蒂霍克发来的一封电·报，揭开了历史上重要的新篇章。在电报中，奥维尔·莱特告．诉父亲，他和哥哥威尔伯在当天早上测试了他们的发明——飞：行器，获得成功。在那天早上最后的测试中，威尔伯在空中停{留了59秒，行进了259．69米。
   飞行一直是人类的梦想。那天早晨所发生的事情在很大程度上到达了无数个世纪以来人类愿望与意志的顶峰。莱特兄弟选择了在北卡罗来纳州的外班克斯(Outer Banks)试飞，原因是，该地多风，有助起飞，而且松软的沙滩也能让飞机降落更安全。
   莱特兄弟的飞行器类似—架复杂的现代悬挂式滑翔机。操作员把飞行器固定到位，然后推动它沿轨道前进，在发动机和风力的驱动下飞离地面。其轻质材料和空气动力学设计是成功的关键。
   

工作原理
   双翼飞机的设计特点是有两架“飞机”——在专利说明图‘(见下图)中，平行叠加的机翼(1)和(2)成一定角度，既能以合理的速度推进，又能被风驱动升起。飞机是由轻巧、坚固、柔韧的布覆框架构成。
   

1．一系列的横向梁、纵向肋材和对角拉线形成一个桁架系统，将飞机构件固定在一起，形成设计的中心部件。    2．V形臂(23)有助于支撑由枢轴(25)连接的后置垂直方向舵(22)，枢轴(25)上安装有槽轮或滑轮(26)。
   

3．舵柄绳(27)穿过滑轮，横向伸出。
   

4．舵柄绳系在另一根绳索(19)上，该绳索穿过飞机下部的上表面，移动支架(18)用来转动方向舵。
   

5．在飞机的前部，两根支柱(29)将水平舵(31)固定在适当的位置，水平舵(31)后缘位于操作者的正前方且可以上下操纵。
   发明者的话
   “我们发明的飞机借助机械动力或地球引力，依靠一个或几个倾角不大的机翼前缘冲开空气而持续在空中飞行。”
   “我们的目的是创造出能维持或恢复平衡的装置，可以垂直和水平地操纵它，同时它是一个轻巧、有力、便利并具备其他优点的机器。”
   “飞机能在空中停留，是因为它的一个或多个机翼的下表面与空气以小冲角相接触。”
   人工心脏
   专利名称：软壳蘑菇形心脏
   专利号：3，641，591    专利日期：1972年2月15日
   发明者：(犹他州盐湖城市)威廉·J．科尔夫(Willem J．Kolff)
   用途  协助或取代人类心脏的功能。
   背景
   心脏可以被人工替代品成功替换，即使只是暂时的，也是对人类聪明才智的最好证明。一般成年人的血管，如果连成一条线，能绕地球好几圈。心脏负责向这些复杂的静脉和动脉提供血流量。这是一项很重要的工作，且随着我们的成长，变得越来越重要。如果我们因慢性高血压、冠心病、心脏瓣膜病或心肌炎等一系列疾病造成心脏功能丧失，那么提供血流量就变得更加困难。
   随着医生对心脏的复杂性有更多的了解，人工心脏也继续向前发展。最初提出人工心脏想法的，是出生于荷兰的美国医生威廉·J．科尔夫，他是犹他大学外科教授。1972年2月15日，他获得了第一颗人工心脏的专利。这天，恰好是情人节之后的第二天；这天，也恰好是他生日的第二天——他出生于1911年2月14日。
   

工作原理
   人工心脏是一种复杂的构造，包括两个基本循环系统：填充和释放。
   在下图左图(FIGl)中：
   

1．血液泵送室(10)被封闭在柔性壁(11)内。
   

2．非弹性的柔性网(12)限制了壁体过度膨胀。
   

3．血液通过阀座(15)和阀头(14)之间的开口进入泵室，其位置在蘑菇形泵送构件(13)的顶部。
   

4．另一个阀门(16)防止血液在心室充盈阶段倒流。
   

在下图右图(FIG2)中：
   

1．迫使空气进入蘑菇形泵送部件。
   

2．当泵送部件膨胀时，阀头(14)和阀座(15)在顶部将腔室密封，以防止血液回流。
   

3．然后通过释放阀(16)泵出血液。
   P6-9

从飞机到仿生眼，从测谎仪到全球定位系统，从篮球到安全带……详细介绍从9，500万项发明中精挑细选出的120项改变世界的神奇发明
   沿着发明家推动文明进步的阶梯，激发改变世界的灵感。
   集思广益的发明，歪打正着的发明，阴差阳错的发明，大违初衷的发明，品味妙趣横生的故事，感受发明创造的魅力

过去几个世纪，发明
都是以专利的形式得到认
证——以书面形式最终确
认某项发明属于某位发明
家——他或她。它代表了
长时间的劳动、看似无休
止的试验和一连串的错误
，以及在最终发明成熟之
前的几十次（或许数百次
）的失败。
   今天，发明专利扮演
着稍微不同的角色。是的
，它们仍然可以是对新产
品合法发明人的最终批准
认证，但企业对专利权的
使用和技术的发展已经改
变了一切。现在，公司为
他们数百种还没有或可能
永远没有制造的设备、产
品、发明和创意申请专利
，目的只是试图预测未来
。这些奇特的专利包括带
有内置麦克风的颈部文身
、来自谷歌公司的测谎仪
，以及来自福特公司的一
个能从汽车上弹出的轮子
——让人可以像骑踏板车
一样骑着它。一旦这些发
明有一天真的成功面世，
这些公司会因此获利。
   今天的发明者很少会
在黑暗的地下室里修修补
补——直到有一天，经历
无数次手被烫伤和无数次
部件破碎之后，他们的劳
动成果终于成为人类文明
的新事物。但这个世界的
尼古拉·特斯拉们并没有
消失。他们只是参与一个
新的过程——一个21世纪
技术进步所特有的合作和
发展过程。
   作为一项广泛的调查
，本书关注专利谱系中的
所有分支——无论是几个
世纪前的还是刚刚萌芽的
新发明。气泡膜和带剌铁
丝网与仿生眼一样有趣迷
人。每一项发明记录了我
们的价值观、我们的个性
特质及对人类本质至关重
要的发明精神。
   谁发明了苹果手机
（iPhone）?史蒂夫·乔布
斯（SteveJobs）只是一
位大胆的领导者，实际上
，有14人被列为这个超短
又含糊其词的“电子设备”
专利的发明者。其实，苹
果手机并不是一项新技术
，而是几个现有技术的结
合——如无线互联技术、
媒体存储、触摸屏用户界
面、第三方应用程序开放
平台和全球定位系统
（GPS）。GPS可以说是
到目前为止，21世纪最具
影响力的产品，它不仅改
变了我们的生活方式，也
改变了我们的思维方式。
   有关自动驾驶汽车的
发明情况又是怎样的呢?
全球各大汽车公司与大型
科技公司一样，都拥有数
百项与自动驾驶汽车相关
的发明。（有趣的是，特
斯拉有限公司并没有。）
反倒是意大利一家小型研
究公司的VisLab（视觉与
智能系统实验室）突破了
瓶颈，并在2013年推出了
第一辆能够在公共街道自
行驾驶的汽车。
   未来的自动驾驶汽车
——一辆放学时接你孙女
的汽车——将是几十年来
不断改进、不断创新，以
及海量数据存储的成果。
   本书堪称图文荟萃的
发明集，展示了每个发明
的基本原理、发明者的初
衷（有时候与其最终用途
大相径庭），以及介绍了
这些发明之所以申请了专
利，目的是保护发明者—
—这些独特的有远见的天
才。除美国外，许多发明
都在发明者的祖国获得了
专利认证。为了保持一致
性，本书使用的专利语言
和插图主要来自美国专利
商标局。
   自托马斯·杰斐逊于
1790年颁发第一项发明专
利以来，美国专利商标局
已经授予了超过9，500万
项发明专利以促进科技进
步和经济繁荣。本书列入
的发明仅代表其中的一小
部分。在本次修订中，我
们增加了15个新主题：三
维（3D）打印机、第三代
无线移动通信（3G）、视
网膜植入（仿生眼）、蓝
牙、规律间隔成簇短回文
重复序列（CRISPR）基
因编辑、无人直升机、机
械外骨骼、全球定位系统
、石墨烯、苹果手机、磁
悬浮、自动驾驶汽车、太
阳能电池板、虚拟现实和
大脑植入，试图揭示2l世
纪发明和创新的非凡过程
。
   例如，你可能不知道
四轴无人飞行器发明于
1962年。此后这种新型飞
行器一直休眠了半个世纪
之久，直到围绕它的技术
——微处理器和微型摄像
机充分展示了它的潜力时
，就像非洲草原的蝗虫一
样，消费型无人机才从尘
土中崛起并兴盛起来。
   不妨以全球定位系统
为例，揭示许多发明都是
“错误”的产物，是在尝试
制造完全不相关的东西时
意外发现的，只是全球定
位系统的出现更偶然。这
是一个事后的想法一美国
卫星计划遗留下来的基础
设施。当时几乎没有人可
以预测到，将来会有这么
多人无论走到哪里，口袋
里都会装着功能强大的智
能手机，这就像是拼图里
隐藏着的那一块创造了我
们今天所知的全球定位系
统。
   现代的发明不太可能
像灯泡、内燃机或飞机那
样，成为改变世界的全新
设备。在文明进步的阶梯
上，它们几乎总是完全依
赖于之前的每架阶梯一步
步拾级而上。这本新修订
的《改变世界的120项神
奇发明》，是基于发明专
利的角度来阐述的，我希
望它将有助于揭示这架梯
子可以延伸到多高。
   ——杰·班尼特（Jay
Bennett）

本书介绍了包括医药、航空、计算机、农业、消费品等多个领域的对社会发展产生重大影响的120项发明，既包括美国20世纪50年代流行的阴极射线管、DNA指纹等相对传统技术领域的发明，也包括无线网络、CRISPR基因编辑技术等高新技术领域的发明。本书对每一项技术都配以图解和详细的文字叙述，说明了它们的工作原理，还介绍了这些发明在商业领域创造的巨大价值。
   这些发明，是自1790年以来美国专利商标局申报的9500万项发明中最具创新意义的伟大发明，对全世界均产生了重大影响。书中在介绍每一项发明的同时，还介绍了发明家一些鲜为人知的趣味故事，包括当时报纸的趣味性报道，以及申请发明专利的相关内容。