瘋狂科學(xué)家大本營

前言

為中國科技發(fā)展插上創(chuàng)新的翅膀全國政協(xié)副主席、科技部部長 萬鋼創(chuàng)新是國家強(qiáng)盛的源泉，是人類社會(huì)進(jìn)步的根本動(dòng)力，也是當(dāng)今世界綜合國力競爭的關(guān)鍵。從20世紀(jì)50年代以來，美國等發(fā)達(dá)國家就堅(jiān)持依靠創(chuàng)新帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，在科技創(chuàng)新方面積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。這本由科學(xué)出版社引進(jìn)出版、中國移動(dòng)通信研究院組織翻譯的《瘋狂科學(xué)家大本營》，就講述了美國科技創(chuàng)新方面的一個(gè)典型案例。本書的作者是一位知名的美國科普作家。書中以通俗易懂的語言，描述了以往很少為外界知曉的美國國防高級研究計(jì)劃局（DARPA）獨(dú)特的創(chuàng)新模式。在這本書中，我們可以看到，DARPA在科技領(lǐng)域進(jìn)行的基礎(chǔ)研究和前沿探索，如何深刻影響了美國乃至全世界的未來發(fā)展。最突出的就是，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛采用的一些科技成果，如互聯(lián)網(wǎng)、智能義肢、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、遠(yuǎn)程醫(yī)療、即時(shí)通信、合金材料等，都是由DARPA率先開發(fā)出來的。DARPA不僅在科研方面始終堅(jiān)持先發(fā)先行，而且對科研成果的管理和轉(zhuǎn)化也十分高效，從而成為了支撐和引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要力量。當(dāng)前，我國正處在加快推進(jìn)建設(shè)創(chuàng)新型國家的關(guān)鍵時(shí)期，迫切需要進(jìn)一步發(fā)揮科技創(chuàng)新對經(jīng)濟(jì)社會(huì)的支撐和引領(lǐng)作用。和發(fā)達(dá)國家相比，我國科研實(shí)力還存在一定的差距，特別是把科技成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力方面，迫切需要改革體制、創(chuàng)新機(jī)制。他山之石，可以攻玉。在全球知識(shí)流動(dòng)和技術(shù)轉(zhuǎn)移加速發(fā)展的今天，我們更需要兼容并蓄，了解世界科技強(qiáng)國科技研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，結(jié)合我國的實(shí)際，為科技研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化插上創(chuàng)新的翅膀，走出一條有中國特色的自主創(chuàng)新道路。我認(rèn)為，這本書可以帶給我們很多的思考和啟示。

內(nèi)容概要

　　美國最棒的創(chuàng)意工場不是貝爾實(shí)驗(yàn)室，不是硅谷，也不是麻省理工學(xué)院的媒體實(shí)驗(yàn)室，而是由五角大樓領(lǐng)導(dǎo)的絕密軍事機(jī)構(gòu)DARPA——國防高級研究計(jì)劃局。DARPA是由美國前總統(tǒng)艾森豪威爾建立的軍事部門，創(chuàng)建的目的是為了回應(yīng)蘇聯(lián)的太空計(jì)劃。
　　雖然DARPA屬于政府機(jī)構(gòu)，但是沒有冷冰冰的氛圍和官僚做派，那里的科學(xué)家偏愛牛仔褲和運(yùn)動(dòng)鞋。不過他們最愛的還是在各個(gè)領(lǐng)域?qū)ふ翌嵏残詣?chuàng)意。從能源、IT，到航空航天領(lǐng)域，DARPA無時(shí)無刻不在為人類制造驚喜。
　　本書是第一次公開DARPA運(yùn)行模式的著作，從DARPA的創(chuàng)新科技成果——互聯(lián)網(wǎng)、全球定位系統(tǒng)、高超音速飛機(jī)、無人駕駛汽車等，到科研項(xiàng)目的管理方法和其歷任領(lǐng)導(dǎo)的行事風(fēng)格，都做了詳盡的解讀，旨在為讀者揭示，為何DARPA可以長期引領(lǐng)科技創(chuàng)新并不斷地把二十世紀(jì)的科學(xué)幻想轉(zhuǎn)變?yōu)槎皇兰o(jì)的技術(shù)現(xiàn)實(shí)。
　　如果你致力于創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)、從事科研管理、關(guān)注前沿科技，或者你對智能機(jī)器人、無人駕駛汽車、取之不盡的新能源感興趣，那么請跟隨本書立刻穿越到未來50年吧！

作者簡介

　　邁克爾·貝爾菲奧爾
　　美國著名科技作家、記者、演講家，主要關(guān)注前沿科技領(lǐng)域改變游戲規(guī)則的突破性技術(shù)，為《紐約時(shí)報(bào)》、《大眾科學(xué)》、《大眾機(jī)械》、《新科學(xué)家》、《金融時(shí)報(bào)》、《連線》等世界著名媒體以及新興高科技公司撰寫科技文章。
在撰寫本書的過程中，曾獲得史無前例的采訪權(quán)，踏進(jìn)僅有百分之二的美國人熟知的神秘機(jī)構(gòu)DARPA（國防高級研究計(jì)劃局），并參觀了DARPA分布在全國各地的研究場所，采訪了那些與DARPA合作或?yàn)镈ARPA工作的科學(xué)家、管理者以及政府要員。
　　歡迎與作者交流：www.michaelbelfiore.com

書籍目錄

推薦序一
推薦序二
推薦序三
推薦序四
推薦序五
推薦語
前言　
第一章 戰(zhàn)爭的代價(jià)
　伊拉克戰(zhàn)爭的代價(jià)
　笨重的假胳膊
　林上校
　肌電手臂
　對完美假臂的構(gòu)想
　實(shí)現(xiàn)變革的團(tuán)隊(duì)
　艱難的研發(fā)歷程
　把雞蛋放在不同的籃子
　同場競技
　讓研發(fā)價(jià)值最大化的幕后推手
第二章 特別項(xiàng)目管理局
　來自寶潔的國防部長
　三軍之爭
　發(fā)射人造衛(wèi)星的價(jià)值
　這根“老黃瓜”成功了
　俄國人發(fā)射了人類第一顆人造衛(wèi)星
　總統(tǒng)的漫長噩夢
　夾縫中誕生的救世主
　借調(diào)來的國防部長
　國家的科學(xué)顧問
　DARPA的誕生
　失之東隅，收之桑榆
第三章 星際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
　收計(jì)算機(jī)的垃圾場
　星際計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
　人機(jī)共生的夢想
　世界第一次互聯(lián)網(wǎng)演示
　阿帕網(wǎng)——互聯(lián)網(wǎng)之母
　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)變革
　反戰(zhàn)情緒
　斯坦福研究所的誕生
　度假村般的研究所
　神奇的語音識(shí)別項(xiàng)目
　人與機(jī)器誰翻譯得更準(zhǔn)確
　自學(xué)習(xí)的個(gè)人助手
　未來指揮部
　只有演示，沒有成品
　漂亮的世俗品
　殺手級應(yīng)用的會(huì)議助手
第四章 機(jī)器人醫(yī)生時(shí)代即將來臨
　等待
　曲折的研發(fā)過程
　轉(zhuǎn)機(jī)
　黃金一分鐘
　初嘗微創(chuàng)手術(shù)
　成功
　機(jī)器人外科醫(yī)生手術(shù)室
　外科護(hù)理系統(tǒng)
　戰(zhàn)場上的外科機(jī)器人醫(yī)生
　太空站中的外科機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)
　醫(yī)用機(jī)器人的未來
第五章 后座司機(jī)
　DARPA的守門人
　莫哈韋沙漠里的開幕式
　沙漠挑戰(zhàn)賽的由來
　技術(shù)需要面向?qū)嶋H
　規(guī)則的“動(dòng)態(tài)張力”
　業(yè)余選手的勝利
　德國氣質(zhì)
　斯汀的失敗
　“老板”的優(yōu)異表現(xiàn)
　當(dāng)夢想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
　簡約與技術(shù)
　合作無國界
　命運(yùn)坎坷的斯汀車隊(duì)
　場地設(shè)計(jì)的變化
　參賽車隊(duì)的各自遭遇
　關(guān)于競賽的種種
　比賽開始
　他們撐到了最后
　挑戰(zhàn)賽帶給人們的啟示
　自主駕駛的過去及未來
第六章 瘋狂創(chuàng)意者的故事
　堅(jiān)固的大門
　門縫里的一絲曙光
　開啟DARPA神秘之門
　秘密“金礦”
　偉大來自創(chuàng)意
　美妙的副作用
　特瑟與DARPA的第一次邂逅
　特瑟時(shí)代
第七章 終極先鋒
　初遇終極先鋒
　終極先鋒的工作原理
　國家航天飛機(jī)項(xiàng)目為何失敗
　走出實(shí)驗(yàn)室
　高超音速飛機(jī)
　黑燕計(jì)劃有變
　A2航天客機(jī)的設(shè)計(jì)
　高超音速技術(shù)未來
第八章 人類能源
　能源不再是戰(zhàn)爭的根源
　新能源研究探索之路
　師生聯(lián)手
　分色鏡突破與混合材料
　生物燃料
　挑戰(zhàn)航空燃油
　北達(dá)科他那群干巴巴的家伙
　格羅尼沃德發(fā)家史
　讓世界更清潔
　能源安全的解決方案
　揭秘能源和環(huán)境研究中心
　相信我，這真的是JP-8
　生物燃料搶了我們的糧食
　五花八門的發(fā)電機(jī)
　發(fā)電站的革命
　國家的財(cái)富
注釋
主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   2005年元旦這天，一艘美軍雙引擎內(nèi)河登陸艇在幼發(fā)拉底河快速劃過一百多英里，筆直地穿過了巴格達(dá)的西北部。船上執(zhí)行任務(wù)的海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員們隸屬于美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)第二十三團(tuán)第一營，他們在甲板上緊張地掃視著河岸，搜尋危險(xiǎn)和可疑的跡象。河流在一片棕櫚林處拐過了第一道彎，這是從哈迪賽大壩到波斯灣曲折河道上的第一個(gè)彎兒。就在這里，幾分鐘前，另一支巡邏小分隊(duì)被伊拉克武裝分子襲擊了，這群陸戰(zhàn)隊(duì)員們希望能搜出武裝分子并把他們消滅掉。陸戰(zhàn)隊(duì)員的營地設(shè)在大壩那兒，他們的任務(wù)是保護(hù)這座能為伊拉克提供三分之一電力的水電站設(shè)施，并確保大壩的上游和下游的河流附近沒有武裝反叛分子。 駕駛員把登陸艇停在了布滿沙子的河岸邊，陸戰(zhàn)隊(duì)員們紛紛跳了出來，端著步槍，成扇形向棕櫚林挺近。其中，33歲的預(yù)備役上尉喬恩?庫尼漢姆（Jon Kuniholm）是這個(gè)營隊(duì)的工程兵，他在非常警惕地搜尋著簡易爆炸裝置，這東西被稱做IED。自從伊拉克戰(zhàn)爭在2003年打響，在伊拉克，這種讓人難以預(yù)防的、危險(xiǎn)的路邊炸彈已經(jīng)奪去了許多美軍士兵的生命。在他的家鄉(xiāng)北卡羅來納的達(dá)勒姆，庫尼漢姆曾經(jīng)有個(gè)剛成立的設(shè)計(jì)工作室，他一直在研究開發(fā)一種機(jī)器人，能替代巡邏人員開路，提前拆除炸彈的引信。然而，找到這種精心隱藏的炸彈則是一個(gè)完全不同的艱難任務(wù)。它們可能隱藏在任何事物里或者埋藏在任何一個(gè)地點(diǎn)，也沒人知道會(huì)使用什么東西來引爆它，可能是手機(jī)，也沒準(zhǔn)是車庫門的遙控器。庫尼漢姆就遇上了一個(gè)隱藏在被人遺棄的橄欖油罐頭里的炸彈，他才剛剛察覺到，還來不及做出任何反應(yīng)，炸彈就爆炸了。 劇烈的沖擊波把他整個(gè)人都炸飛了。他躺在地上，恍若隔世。武裝分子開始用自動(dòng)步槍、機(jī)槍掃射，還不斷發(fā)射火箭彈。庫尼漢姆掙扎著爬了起來，他搜尋著自己的M4卡賓槍，卻發(fā)現(xiàn)步槍已經(jīng)被炸成了兩截。直到這時(shí)，他才驚異地注意到他的右手前臂，晃晃悠悠地吊在他的手肘上，幾乎只有幾英寸的皮肉還斷斷續(xù)續(xù)地連著。“混蛋。”他懊惱地罵道。他最終爬了起來，用左手托著右前臂，奔跑到一個(gè)附近的農(nóng)用水泵房里尋求掩護(hù)，以在那里靜等醫(yī)護(hù)兵的到來。 當(dāng)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員們有秩序地撤退到登陸艇上時(shí)，有一個(gè)隊(duì)員已經(jīng)受了致命傷，還有幾個(gè)受了輕傷。對這些士兵來說，這一天的巡邏任務(wù)還遠(yuǎn)未結(jié)束。受傷引起腎上腺素的大量分泌讓庫尼漢姆逐漸神志不清，他感覺眼角的視線也開始模糊。庫尼漢姆喃喃地對戰(zhàn)友說他感覺很冷，他告訴大家如果所有人都上船了，那就應(yīng)該盡快返回大壩基地。 受傷后，庫尼漢姆開始了他漫長的歸程，從啥迪賽的基地輾轉(zhuǎn)到阿薩德的戰(zhàn)地醫(yī)院。在那里，外科醫(yī)生們完成了簡易炸彈沒有做完的任務(wù)，截去了庫尼漢姆的整個(gè)右前臂。之后庫尼漢姆又去德國接受了更多的治療，最后終于回到了家鄉(xiāng)北卡羅來納，在杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)中心接受進(jìn)一步的手術(shù)治療。之后，他又被轉(zhuǎn)到了華盛頓的里德陸軍醫(yī)院，在那里，醫(yī)生給他裝了假肢，更確切地說是三個(gè)一組的假臂。

媒體關(guān)注與評論

這是一本啟發(fā)靈感的書籍，講述了一個(gè)非常重要的政府機(jī)構(gòu)（DARPA），該機(jī)構(gòu)具有快速實(shí)現(xiàn)不可能之事的動(dòng)力。我們都有必要讀一下這本書?！s翰?西利?布朗，帕洛阿爾托研究中心（PARC）主任過去從沒有哪本書像這本書一樣，如此詳盡和專業(yè)地講述DARPA的歷史。這是一本必讀書?！獋惣{德?克萊恩羅克，互聯(lián)網(wǎng)先驅(qū)、加州大學(xué)洛杉磯分校杰出教授這是全美最不可思議的創(chuàng)新機(jī)器，貝爾菲奧爾成功捕捉到了它那具有魔力的文化和動(dòng)機(jī)?！说?加雷森，美國空軍總部未來科學(xué)和技術(shù)探索部門的前負(fù)責(zé)人這本極具吸引力的書介紹了一群名副其實(shí)的“希臘諸神”如何悄無聲息地塑造了現(xiàn)代科技面貌。——丹尼爾?威爾遜，機(jī)器人專家、著名暢銷書作家

編輯推薦

《瘋狂科學(xué)家大本營:世界頂尖科研機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新秘密》編輯推薦：萬  鋼︱全國政協(xié)副主席、科技部部長鄔賀銓︱中國工程院院士李國杰︱中國工程院院士李伯虎︱中國工程院院士李德毅︱中國工程院院士懷進(jìn)鵬︱中國科學(xué)院院士黃曉慶︱中國移動(dòng)通信公司研究院院長劉云浩、吳建永、杜子德、林潤華等著名學(xué)者專家《紐約時(shí)報(bào)》、《大眾科學(xué)》、《大眾機(jī)械》等國際著名媒體聯(lián)袂推薦！

名人推薦

在全球知識(shí)流動(dòng)和技術(shù)轉(zhuǎn)移加速發(fā)展的今天，我們更需要兼容并蓄，了解世界科技強(qiáng)國科技研發(fā)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，結(jié)合我國的實(shí)際，為科技研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化插上創(chuàng)新的翅膀?！f鋼，全國政協(xié)副主席、科技部部長希望此書能對探索我國科技管理體制與機(jī)制的改革有所幫助?！w賀銓，中國工程院院士DARPA的經(jīng)驗(yàn)不光對國防科研有價(jià)值，我國民口科研管理部門也應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)DARPA的管理方法?！顕?，中國工程院院士正如我所料到的，這是一本可以引發(fā)我們思考和行動(dòng)的書籍。——懷進(jìn)鵬，中國科學(xué)院院士今天的中國如何參與塑造世界的科技圖景？我們?nèi)绾稳プ龀鲇惺澜缂壱饬x的科技業(yè)績？答案是我們必須突破自我，必須創(chuàng)新。其中，學(xué)習(xí)與借鑒人家的成功經(jīng)驗(yàn)也是十分重要的。美國國防高級研究計(jì)劃局DARPA是一個(gè)深刻改變世界的科研創(chuàng)新機(jī)構(gòu)?！动偪窨茖W(xué)家大本營》生動(dòng)地解讀了DARPA的創(chuàng)新密碼，包括團(tuán)隊(duì)、文化、組織、經(jīng)營管理和技術(shù)等方方面面，非常值得我們?nèi)W(xué)習(xí)，去思考。——李伯虎，中國工程院院士《瘋狂科學(xué)家大本營》講述了DARPA引領(lǐng)美國科技發(fā)展的故事，在項(xiàng)目管理、科技研發(fā)創(chuàng)新、科研成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化這些方面，都能給我們很多啟示，讓我們思考?？赐赀@本書，我不禁回顧了我國的軍事科技和航天科技的發(fā)展歷程，從內(nèi)心講，我很為中國的軍事科技和航天科技研發(fā)所取得的成就而感到驕傲！作為一支自主研發(fā)和創(chuàng)新的科技力量，中國的科學(xué)家和工程師們在軍事科技和航天科技做出了驕人的成績，使得我國在軍事和航天實(shí)力上有著一個(gè)和我們這樣一個(gè)世界大國相稱的地位。但是，為什么我們沒有像DARPA那樣，能讓自己的研發(fā)成果如此巨大地影響人類生活呢？無論是互聯(lián)網(wǎng)、GPS、合金材料……這些都來自十幾年前的DARPA研發(fā)計(jì)劃。我想，這個(gè)差距的產(chǎn)生可能主要是在于科技成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)的能力和力度的差別。更進(jìn)一步說就是科技研發(fā)管理體制問題，但是，究其根本，還在于我們是否徹底解放了思想，我們是否在科技管理上有了更加開放的觀念和更加前瞻的眼光?！畹乱悖袊こ淘涸菏?、中國人工智能學(xué)會(huì)理事長這本書會(huì)為讀者展現(xiàn)這些科技創(chuàng)新的過去、現(xiàn)在和未來，更重要的是，讓我們得以學(xué)習(xí)和借鑒他們的成功經(jīng)驗(yàn)，得以思考和踐行他們的成功方法，并由此改善我們的工作和人生。——黃曉慶，中國移動(dòng)通信公司研究院院長張開想象的翅膀，敢為天下先；勇于創(chuàng)新實(shí)踐，且不憚?dòng)谑?，屢敗屢試直到成功……我們在?chuàng)新上暫時(shí)落后于美國，究其原因，不是在于個(gè)人素質(zhì)，而是在于創(chuàng)新引導(dǎo)、激勵(lì)與管理機(jī)制?！动偪窨茖W(xué)家大本營》帶來的啟示若能為我們所用，我們將更加自信地迎來中國原始創(chuàng)新的新時(shí)代！——林潤華，中國電子學(xué)會(huì)副秘書長創(chuàng)新沒有充分條件，但當(dāng)你研究了許多成功的創(chuàng)新案例以后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新需要一些必要條件，比如清晰的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)，對那個(gè)事情的熱愛，長期的積累和廣博的知識(shí)，獨(dú)立思考以及執(zhí)著和堅(jiān)持?！动偪窨茖W(xué)家大本營》這本書提供了許多詳盡的案例，讓你深思，值得一讀?！抛拥?，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)秘書長我相信國內(nèi)的讀者知道DARPA的不多，因?yàn)樗_實(shí)是個(gè)比較神秘的科研創(chuàng)新機(jī)構(gòu)，就連不少美國人也不太清楚哪些技術(shù)是DARPA支持或主導(dǎo)下研發(fā)出來的。從這本解讀DARPA的書里我們還能發(fā)現(xiàn)這個(gè)機(jī)構(gòu)正在塑造未來50年的科技圖景。創(chuàng)新真是有意思的事情??！不求世界因我而改變，只求因此有一點(diǎn)小小驚喜。——?jiǎng)⒃坪?，ACM中國理事會(huì)副主席、常務(wù)理事比起美國國防部的先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)與航母計(jì)劃，DARPA小得像只火柴盒子。但是它卻把一根根火柴發(fā)給大學(xué)里的科學(xué)家和車庫里的民間創(chuàng)業(yè)者，通過他們的手來燃起一場場技術(shù)革命的燎原大火。DARPA的理念在于把基金分散成一顆顆小小的種子，撒向極富創(chuàng)新能力的民間草根階層。DARPA在其盛期的2010年的總預(yù)算不過57.2億美元，它給出的每份基金只有區(qū)區(qū)幾百萬美元，但是本書中大量的事實(shí)證明把資金分散給民間小企業(yè)的回報(bào)是巨大的，甚至超過將錢投給國家實(shí)驗(yàn)室這樣的花錢大戶所帶來的效果。建立DARPA的初衷是防止敵方突然展現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢而威懾美國國土安全。在DARPA初建的1958年，敵方是蘇聯(lián)，震驚美國朝野的技術(shù)是第一顆人造衛(wèi)星。防止敵方先進(jìn)技術(shù)威懾的最好方法就是自己也發(fā)展震懾?cái)撤降南冗M(jìn)技術(shù)。這也是DARPA延續(xù)到今天的任務(wù)。DARPA 2013年的預(yù)算已經(jīng)削減到不足2010年的一半（因美國國債問題，政府各部門都得削減開支），但DARPA的興趣卻還在不斷擴(kuò)展。今天對美國國家安全的威脅遠(yuǎn)比1958年復(fù)雜多了。今天在地?cái)偵腺I來的破電腦比當(dāng)年設(shè)計(jì)核彈的超級計(jì)算機(jī)還要強(qiáng)大，但是它帶來的主要威脅不是制造核彈而是制造能使互聯(lián)網(wǎng)癱瘓的病毒。今天在廚房里設(shè)置的簡陋實(shí)驗(yàn)室已足可以進(jìn)行分子遺傳學(xué)改造，造出自然界不存在的超級流感，能在短時(shí)間內(nèi)殺死全球大量人口。那么今天DARPA還可以通過先進(jìn)技術(shù)來震懾?cái)撤絾?？各位讀者可以在本書講述的那些故事中見仁見智。這本書的信息量很大，希望讀者能從中受到啟發(fā)?！獏墙ㄓ?，美國喬治城大學(xué)教授

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無

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