科技啟示錄，從想像到實現，一窺發明與創新偉人的思維世界：從哈里森的航海鐘到愛因斯坦的相對論！跨越學科對話，孕育創新火花

　　【理念】
　　本書首先介紹了創新的理念，包括「創新」作為社會發展驅動力的重要性，以及創新在持續社會發展中的必要性。透過對技術進步可能引起的社會危機、社會價值對創新的影響、以及近代科學觀變革的探討，本書提出了對創新深層次的理解和思考。

　　【知識】
　　書中深入探討了創新的知識基礎，強調原始創新根植於基礎科學研究的重要性。透過分析基礎科學研究如何推動創新、原始創新與破壞式技術的關係、學術交流的重要作用，以及在物理學和化學中未知領域和迫切需要突破的創新領域。知識的獲取路徑，包括繼承前人知識、科普教育與偽科學的辨析、教育新理念與新模式的探討，以及資訊時代知識累積的特徵。透過創新人才的立體知識體系和世界著名創新機構的知識背景分析，本書展現了創新與知識深度的關聯。

　　【能力】
　　在探討創新能力的部分，本書提出了創造力研究的P4要素：創造者的人格特質、創造歷程、創造產品的分析、以及社會環境和國家政策對創新的推動。此外，對人才培育作為創新的百年大計的重要性進行了深入討論，強調尊重知識、尊重人才、培養匠人精神，以及在繼承、競爭、合作中成長的重要性。本書從想像力、聯想力、觀察力、思辨力等多個角度探討了創新所需的關鍵能力。透過生動的例子和故事，如地球周長的測定、特異材料的製備、以及對微小機率現象的觀察等，向讀者展示了如何透過提升這些能力來促進創新。

　　【品格】
　　在品格這部分，本書強調了創新人才養成的環境因素和創新精神的核心品德。透過分析困苦艱辛如何激勵成才、品德如何影響科學成就、以及創新精神與智慧的關聯。本書更列舉多位科學家的真實故事，指出了品格在創新過程中的核心地位。

　　【方法與願景】
　　書中探討了創新的方法，包括腦力激盪法、5「W」2「H」分析法、TRIZ法等，提供了具體的創新工具和方法。在願景部分，本書對未來的創新重點領域進行了暢想，展望了科技創新能力在國際競爭中的主要展現，以及美國創新策略的變化。

本書特色

　　本書深入揭示創新的理念、知識、能力、品格及方法。透過精選的大師軼事和歷史案例，探討了科技進步背後的動力和創新精神的本質。從基礎科學的重要性到創新人才的培養，再到創造力的多角度分析，本書為讀者提供了一個關於推動社會發展和技術革新的全面視角，是科技愛好者和專業人士的寶貴資源和靈感來源。
 

作者簡介

金湧

　　清華大學化學工程系教授。專業方向為化學反應工程、生態工業工程，近年來熱心科學普及工作。曾榮獲美國化學工程師協會（AIChE）講座教授獎等榮譽。

2.1 創新是社會永恆發展的驅動力

科技發明與創造對歷史的推動，可以從一個古老的故事開始講起。

從15世紀起，歐洲各國便開啟了海上擴張的時代，越來越多的航船啟程去海外開闢貿易市場和殖民地，為此不惜發動戰爭，在海外爭奪金銀財寶。率先行動並占有優勢的國家為西班牙、荷蘭。

但大海茫茫，風暴、驟雨、濃霧等惡劣的天氣時常出現。當時航海技術有限，航船常常會迷失方向，走錯航道，以致觸礁沉沒；或者在戰場上找不到指定位置，或者找不到陸地無法補給，船毀人亡的事件頻繁發生，這些都是由於不能在海上準確定位所導致的。

18世紀初英國航海事業要奮起直追。1707年，英國海軍上將克勞德斯利．雪弗爾爵士（Cloudesley Shovell）率領的艦隊，在地中海打敗了法國艦隊，返航途中遇到了大霧，有12天見不到太陽，只能憑猜想判斷自己的位置。當雪弗爾爵士驚恐地發現艦隊已駛入了夕利群島中間時，為時已晚，在大霧瀰漫的晚上，艦隊的5艘軍艦中，有4艘撞上暗礁迅速沉沒，1,600多名水兵被淹死。這一事件震驚了英國政府。

現在人們都知道，只要把地球表面用經度和緯度劃分，經過準確的經、緯度測量，就可以知道航船在海面上的位置。早期，船長們已經都能夠利用太陽昇起的高度，或在北半球航行時，透過測量北極星在地平線上的高度來確定緯度，但對於經度的準確測量卻一直是困擾著世界的大難題。

巨大沉船事件，促使英國國會專門成立了一個「經度委員會」（The Board of Longitude），並設立了高額的「經度獎金」。同時，西班牙、葡萄牙、荷蘭、法國、義大利，也相繼發表了獎勵措施。

其實，科學家一直都在努力試圖解決這一課題。早在1530年，荷蘭天文學家海馬．弗里修斯（Gemma Frisius）就提出「以時間差確定經度」的原理，即利用鐘錶來測量時間差。地球徑向劃分360度，其自轉一周是24小時，一小時轉15度，4分鐘轉一度。他設想攜帶鐘錶去航海，在航行中利用太陽高度，測量當地的時間，再與從出發港攜帶的鐘錶指示的時間進行對比，若相差一小時，則可算出當地經度與出發港經度相差15度。艾薩克．牛頓（Isaac Newton）也曾肯定鐘錶法是可行的。