材料创造发明学01(课件)

材料创造发明学权高峰15/04/20231材料发明的过程与思路创造发明的概念创造：不是重复，而是创新，推陈出新鲁迅：“什么是路？就是从没路的地方践踏出来的，从只有荆棘的地方开辟出来的”基础研究：发现、找到过去尚未发现的规律和创立新理论、更新现有理论的活动应用研究：获取过去所没有的新产品、新技术、新工艺和新材料创造性是科学研究的灵魂创造性：道前人所未道，作前人所未作15/04/202322.发现与发明发现是对客观规律、事物的第一次正确认知结果的客观性认识的局限发明是一种创造具有专业领域特征和技术特征有形的物品－装置，器件等无形的方法特征：这些物品或者方法在发明前是不存在的发现与发明的区别：发现是认识客观世界，回答“是什么”，“为什么”，“能不能”等问题，主要表现为非物质形态发明是改造客观世界，回答“做什么”，“怎么做”，“有什么用”等问题，主要是知识的物化过程和结果，能直接创造新的物质财富15/04/20233道格拉斯：孕育了发明创造能力的小学毕业生远比丧失了发明创造能力的哈佛大学毕业生有更多的成功机会。15/04/202342.1创新的含义、类型与范畴从字典：创造＝提出新方法、建立新理论，作出新的成绩或东西；创新＝抛开旧的，创造新的。类型：渐进性创新和突破性创新原始性创新：重大科学发现，表现为对自然科学规律的揭示，如牛顿定律，能量守恒定律等重大理论突破：如量子力学，相对论等，表现为推翻旧的科学理论重大技术和和方法发明：如晶体管，核能和平利用等诺贝尔奖1901－1999年： 重大科学发现58.7%

重大理论突破22.8%

重大技术和方法发明18.5%原始性创新已经成为现代科技竞争的制高点15/04/202352.2创造发明的规律创造发明活动不是孤立的，与技术、生产和经济密切相关技术成长与发明创造的关系(a)技术诞生的前途是高水平的“种子”发明（c）点：高水平的种子发明对应新技术的发展效益、利益、经济性－发明有效性(d)点：发明有效性提高创造发明呈周期性变化(康氏长周期)康氏理论：经济活动：50－60年周期(1770-1960年)技术革新的每次集中爆发大多发生在康氏长波出现低潮以前的10－20年15/04/202362.3创造发明的人文规律统计表明：世界范围内成就大业者，皆处在风华正茂的青年时期牛顿：微积分，22岁莱布尼兹：微积分，28岁伽利略：钟摆，17岁爱迪生：留声机，22岁；电灯,31岁贝尔：，29岁居里夫人：镭、钍、钋，31岁爱因斯坦：狭义相对论，22岁比尔盖茨：微软，19岁Intel3创始人：31岁－40岁王勃：《滕王阁序》，20岁？15/04/20237科学家最富创新精神的年龄莱曼研究指出：大牌科学家最富创新精神的年龄：化学家：26－36岁数学家：30－40岁物理学家：30－34岁发明家：30－34岁医学家30－39岁创新需要学习和知识积累牛顿，爱迪生，爱因斯坦等伟大天才，少年时期都平庸甚至愚笨，后天的学习、思考、锻炼和积累使他们成功15/04/202383.当前技术创新的特点3.1增强自主创新能力是我国现阶段的重大战略决策知识经济经济全球化知识产权：国家发展和参与国际竞争的重要手段是关系国家核心竞争力和国民经济长远发展的关键我国外贸总额列世界第3，但是拥有自主知识产权的高技术产品仅占20％－－“贴牌”贸易（来料加工）2005年全世界100个最有价值品牌中：亚洲占10个－日本7，韩国3，中国02005年：我国90％中小企业，70％大型企业，60％大专院校没有专利权3.2新学科的发明和发现推动突破创新蒸气机，工具机－－工业革命内燃机－－交通运输－－制造产业革命机床－－机械制造机械化程序控制－－机械制造自动化半导体－－晶体管－计算机－信息技术新材料：往往是先进制造技术的瓶颈，－－其中的发明创造又大大推进了制造业的突飞猛进发展15/04/202393.3科技成果转化周期快速缩短1945年2000年1945－1955：原子能1955－1965：人造地球卫星－空间技术革命1965－1975：DNA重组实验成功－－控制遗传和生命过程1975－1985：微处理机大量应用，延伸人类大脑功能1985－软件和网络化，人类进入信息化、网络化时代，为全球化打下技术基础15/04/20231015/04/2023113.4各学科相互渗透、交叉与综合，推动集成创新20世纪初：600多门学科21世纪初：6000多门学科跨学科领域：环境科学、信息科学、能源科学、材料科学、空间科学等诺贝尔奖学科：普遍由学科交叉的成果获得15/04/202312从微观、宏观两个层次向复杂、基本方向发展复杂系统－多学科基础上，产生重大议题：社会系统，经济系统，大脑和生命系统，生态系统，网络系统3.5国际技术转移速度加快，规模增大梯度式－》跳跃式1960年代：技术贸易25亿＄1970年代：110亿＄1985：500亿＄1990年代，技术贸易已经占总贸易额的50％，平均镁10年翻一番 其中发达国家占80