德雷珀奖，即查尔斯·斯塔克·德雷珀奖（Charles Stark Draper Prize），是由美国国家工程院于1988年设立的美国工程学界最高荣誉奖，也被誉为“工程诺贝尔奖” 本书介绍了德雷珀奖设立和颁发的基本情况以及查尔斯·斯塔克德雷珀博士的生平贡献，着重介绍了1989～2022年共计24项德雷珀奖的获奖成果及其发明的主要过程以及60位获奖者的主要经历。 全书以科普和人文视角，通过回顾各项德雷珀奖获奖成果诞生的时代背景和研发的逸闻趣事以及所带来的变革，一方面展示技术发明对人类社会进步和人们生活质量改善所发挥的重要作用，另一方面展示现代工程、技术科学和基础科学在现代科学技术体系中的相辅相成关系；通过叙述德雷珀奖获奖者的求学与成长、工作与生活、个性与特长，展示时代需求、问题导向、团队平台、眼界格局、敢为人先、不懈进取、责任担当、协同合作、敏锐缜密、数理功底等基本要素对科学家和工程师成长和成果取得的影响，进而为读者特别是从事基础学科、技术学科和工程学科研究的学者、工程师和青年学生提供有益的启发、有用的借鉴和有趣的参考。

第1章 德雷珀奖简介
　　在人类科学和技术的发展进程中，各个时代各国政府及各类组织等为了奖励做出突出贡献的人士，设立了各种各样的奖项。其中在当今的科学界，*为著名的当属诺贝尔奖。本书介绍的查尔斯 斯塔克 德雷珀奖（简称德雷珀奖），享有“工程诺贝尔奖”的美誉，主要针对的是当今的工程界。尽管德雷珀奖与诺贝尔奖类似，也是以著名科学家的名字命名的，为授予那些在某一领域做出突出贡献的杰出人士而设立，也有奖章和奖金，但是二者在奖项的设立、奖金的来源、设奖的目的和对象、奖项的评选和颁发等诸多方面有着明显的不同。本章*先简单介绍和分析了德雷珀奖的设立以及各届获奖者情况，然后为了便于阅读和比较，简要介绍了诺贝尔奖及其获奖者情况。
　　**节 德雷珀奖的设立
　　德雷珀奖是以美国著名学者查尔斯 斯塔克 德雷珀（Charles Stark Draper，见图1.1）的名字命名的。德雷珀生前是美国MIT航天航空系的教授，有着“惯性导航系统之父”之称，也是位于美国马萨诸塞州剑桥市的德雷珀实验室（图1.2）的创始人。该实验室的前身为MIT仪器实验室。德雷珀分别于1957年和1965年当选为美国国家科学院（National Academy of Sciences）院士和美国国家工程院院士，并于1978年当选为法国科学院外籍院士。他曾任国际宇航科学院院长、全美发明家学会会长，还曾任以著名力学家卡门名字命名的冯 卡门基金会的主席。
　　在德雷珀教授去世后的1988年，为了纪念他在工程学诸多领域做出的巨大的开创性成就，MIT德雷珀实验室全体董事会通过决议，由德雷珀实验室捐赠，在美国国家工程院设立了德雷珀奖。美国国家工程院成立于1964年12月，是私立的、非营利性的工程学学术团体，是美国工程技术界*高水平的学术机构，也是世界上有着巨大影响的工程院之一。该机构与美国国家科学院、美国国家医学院（National Academy of Medicine）和美国国家研究委员会（National Research Council）合称美国四大国家学术院。美国国家工程院成立的第二年，分别设立了主要针对海军建筑和
　　图1.1 查尔斯 斯塔克 德雷珀（1901～1987）
　　图1.2 成立于1932年的德雷珀实验室
　　海洋工程领域的吉布斯兄弟奖章（Gibbs Brothers Medal）和主要针对美国国家工程院院士在维护美国国家工程院理想和原则上做出贡献的西蒙 拉莫创始人奖（Simon Ramo Founders Award），1968年设立了主要针对航空工程领域的J. C. 汉萨克奖（J. C. Hunsaker Award），1982年设立了在科学技术领域做出贡献的阿瑟 M. 比奇奖（Arthur M. Bueche Award）。1986年，当诺贝尔基金会明确拒绝了美国国家工程院申报设立诺贝尔工程奖的请求后，出于对诺贝尔奖中不包括工程奖的不满（Encyclopaedia Britannica，2022），美国国家工程院亲自设立了三个被誉为“工程诺贝尔奖”的奖项，分别是1988年设立的德雷珀奖、1999年设立的主要针对生物工程领域的弗里茨 J. 和多洛雷斯 H. 拉斯奖（Fritz J. and Dolores H. Russ Prize）和2001年设立的主要针对工程和技术教育的伯纳德 M. 戈登奖（Bernard M. Gordon Prize），其中德雷珀奖*负盛名。
　　德雷珀奖的目的是奖励那些为工程领域的进步做出贡献，并加深公众对工程技术重要性的理解的人。具体来说是那些通过提高生活质量、提供自由和舒适的生活环境以及促进信息访问而对社会产生重大影响的工程师们。该奖项面向所有国籍的人员开放，仅针对候选人的具体成就，而不是终身成就且不追授。候选人由美国和世界各地的工程和科学协会成员提名，由美国国家工程院专门召集的授奖委员会选出。自1989年开始，该奖每两年颁发一次，2001年以后改为每年颁发一次，但美国国家工程院官方网站显示，2010年空缺，2016年该奖又重新改为每两年颁发一次。
　　德雷珀奖的颁奖仪式在华盛顿特区美国国家工程院主办的盛大晚宴上举行，由美国国家工程院主席主持并宣布获奖者名单及其成就，随后将一枚金质奖章、50万美元奖金和一张获奖证书交予获奖者，晚宴结束后获奖者手持证书与美国国家工程院主席等人合影留念（图1.3）。其金质奖章（图1.4）由14K金制成，厚约0.6 cm、直径7.6 cm。奖章的正面是德雷珀的浮雕以及美国国家工程院和德雷珀奖的英文名称，反面是美国国家工程院标志浮雕。获奖证书（图1.5）内部用英文书写美国国家工程院名称、获奖者姓名以及评奖委员会给出的获奖成就等。
　　为了更好地了解德雷珀奖的起源及其意义，在第二届德雷珀奖颁发后《科学》刊文指出：伟大的工程技术成就终于有了一个认可的奖项，就获奖者的创造性发明的价值而言，其意义绝不低于甚而超过了诺贝尔奖（Abelson，1991）。《美国科学家》也在第三届德雷珀奖颁发后，发文指出德雷珀奖的诞生与诺贝尔奖的不足有关（Petroski，1994）。
　　图1.3 第十九届德雷珀奖全体获奖者合影（2014年）
　　（a）正面（b）反面
　　图1.4 德雷珀奖奖章
　　图1.5 第十九届德雷珀奖获奖者吉野彰的获奖证书和奖章
　　第二节 德雷珀奖的获奖者
　　截至2022年，德雷珀奖已颁布了24次，获奖者共60人（表1.1）。
　　表1.1 德雷珀奖历届获奖人及其主要贡献

目录
序言
前言
第1章 德雷珀奖简介 / 1
**节 德雷珀奖的设立 / 2
第二节 德雷珀奖的获奖者 / 6
第三节 诺贝尔奖及其获奖者 / 9
第2章 德雷珀生平 / 13
**节 从MIT启航 / 14
第二节 从发明仪器仪表起家 / 16
第三节 德雷珀与火炮控制 / 18
第四节 德雷珀与惯性制导系统 / 20
第五节 德雷珀与“阿波罗登月计划” / 22
第六节 教书育人，*具魅力 / 23
第七节 尾声 / 26
第3章 集成电路——微电子技术发展的里程碑 / 29
**节 集成电路简介 / 30
第二节 集成电路的发明过程 / 31
第三节 矢志不渝的杰克 S. 基尔比 / 36
第四节 “硅谷市长”罗伯特 N. 诺伊斯 / 40
第五节 尾声 / 44
第4章 涡轮喷气发动机——开创喷气时代的发明 / 47
**节 涡轮喷气发动机简介 / 48
第二节 涡轮喷气发动机的发明过程 / 50
第三节 百折不挠的弗兰克 惠特尔 / 58
第四节 师出名门的汉斯 冯 奥海恩 / 62
第五节 尾声 / 64
第5章 FORTRAN——**代高级编程语言 / 67
**节 FORTRAN编程语言简介 / 68
第二节 FORTRAN的发明过程 / 69
第三节 个性鲜明的约翰 巴克斯 / 75
第四节 尾声 / 78
第6章 通信卫星——太空中的“信使” / 81
**节 通信卫星简介 / 82
第二节 通信卫星的发明过程 / 84
第三节 喜欢写作的约翰 R. 皮尔斯 / 91
第四节 迷恋无线电的哈罗德 A. 罗森 / 94
第五节 尾声 / 97
第7章 铂重整工艺——让石油更洁净 / 99
**节 铂重整工艺简介 / 100
第二节 铂重整工艺的发明过程 / 102
第三节 淡泊名利的弗拉基米尔 哈恩赛尔 / 103
第四节 “中国催化剂之父”闵恩泽 / 108
第五节 尾声 / 110
第8章 光纤——引发电信革命的发明 / 111
**节 光通信与光纤通信简介 / 112
第二节 光纤的发明过程 / 115
第三节 既是科学家又是教育家的高锟 / 119
第四节 不惧危险的约翰 B. 麦克彻斯尼 / 122
第五节 *具慧眼的罗伯特 D. 毛雷尔 / 123
第六节 尾声 / 125
第9章 因特网——开启互联网时代的发明 / 129
**节 因特网简介 / 130
第二节 因特网的发明过程 / 132
第三节 令人着迷的温顿 G. 瑟夫 / 141
第四节 谦虚执着的罗伯特 E. 卡恩 / 142
第五节 奋发图强的伦纳德 克莱因罗克 / 146
第六节 “阿帕网之父”劳伦斯 G. 罗伯茨 / 147
第七节 尾声 / 149
第10章 药物传递系统——给药片一个安全的家 / 153
**节 药物传递系统简介 / 154
第二节 药物传递系统的发明过程 / 156
第三节 被引次数*多的工程师——罗伯特 兰格 / 159
第四节 尾声 / 164
第11章 全球定位系统——天网 / 167
**节 全球定位系统简介 / 168
第二节 全球定位系统发展过程 / 171
第三节 致力于国防事业的伊万 A. 盖亭 / 176
第四节 GPS总设计师——布拉德福 W. 帕金森 / 179
第五节 尾声 / 180
第12章 个人计算机——开启个人电脑时代 / 183
**节 个人计算机简介 / 184
第二节 个人计算机的发明过程 / 186
第三节 具有音乐天赋的艾伦 C. 凯 / 192
第四节 获得文科学士学位的巴特勒 W. 兰普森 / 195
第五节 从五角大楼走出的罗伯特 W. 泰勒 / 198
第六节 实至名归的查尔斯 P. 萨克尔 / 201
第七节 尾声 / 203
第13章 科罗娜卫星——*个空间地球侦察卫星系统 / 205
**节 侦察卫星简介 / 206
第二节 科罗娜侦察卫星的发展过程 / 209
第三节 注重实践的米诺如 S. 阿拉基 / 214
第四节 热爱生活的弗朗西斯 J. 麦登 / 216
第五节 体育健将爱德华 A. 米勒 / 217
第六节 **部长詹姆斯 W. 普朗摩尔 / 218
第七节 胶片专家唐 H. 邵斯勒 / 219
第八节 尾声 / 221
第14章 电荷耦合器件——人类视觉的拓展 / 223
**节 电荷耦合器件简介 / 224
第二节 电荷耦合器件的发明过程 / 226
第三节 出身加拿大的威拉德 S. 博伊尔 / 228
第四节 喜爱航海的乔治 E. 史密斯 / 230
第五节 尾声 / 232
第15章 万维网——信息无偿交联互通的发明 / 235
**节 万维网简介 / 236
第二节 万维网发明过程 / 238
第三节 拥有浪漫理想的伯纳斯-李 / 242
第四节 尾声 / 247
第16章 卡尔曼滤波——控制论领域的变革 / 249
**节 卡尔曼滤波简介 / 250
第二节 卡尔曼滤波的发展过程 / 252
第三节 思想深邃的鲁道夫 卡尔曼 / 255
第四节 尾声 / 258
第17章 动态随机存储器——数据快速高效存储的发明 / 261
**节 动态随机存储器简介 / 262
第二节 动态随机存储器的发明过程 / 265
第三节 获得乐队奖学金的罗伯特 H. 丹纳德 / 268
第四节 尾声 / 272
第18章 定向进化——加速自然进化的新方法 / 273
**节 定向进化简介 / 274
第二节 定向进化的发明过程 / 277
第三节 *位双奖女性获奖者——弗朗西斯 H. 阿诺德 / 282
第四节 英年早逝的威廉 P. C. 施特默尔 / 286
第五节 尾声 / 288
第19章 液晶显示器——了解和改变世界的“视窗”系统 / 291
**节 液晶显示器简介 / 292
第二节 液晶显示器发明过程 / 294
第三节 科研项目管理专家——乔治 H. 海尔迈耶 / 299
第四节 膜物理学研究先驱——沃尔夫冈 赫尔弗里希 / 301
第五节 从欧米茄手表公司走出的马丁 肖特 / 304
第六节 游泳健将——T. 彼得 布罗迪 / 306
第七节 尾声 / 309
第20章 蜂窝电话网络——个人移动通信时代的开始 / 311
**节 蜂窝电话网络简介 / 312
第二节 蜂窝电话网络发展过程 / 315
第三节 移动电话之父——马丁 库帕 / 323
第四节 受到系统工程教育的乔尔 S. 恩格尔 / 325
第五节 钟爱贝尔实验室的理查德 H. 弗兰基尔 / 327
第六节 来自瑞典的托马斯 豪格 / 329
第七节 善于设定目标的贺寿奥村 / 330
第八节 尾声 / 332
第21章 锂离子电池——能源领域的革命 / 335
**节 锂离子电池简介 / 336
第二节 锂离子电池的发展过程 / 338
第三节 大器晚成的约翰 B. 古迪纳夫 / 345
第四节 不惧权威的拉奇德 雅扎米 / 349
第五节 喜爱生物的西美绪 / 351
第六节 从事过“考古”的吉野彰 / 353
第七节 尾声 / 355
第22章 发光二极管——人类照明的第三次革命 / 359
**节 发光二极管简介 / 360
第二节 发光二极管的发明过程 / 362
第三节 “LED之父”——尼克 何伦亚克 / 370
第四节 喜爱太空的M. 乔治 克劳福德 / 372
第五节 “MOCVD之父”——拉塞尔 杜普依斯 / 375
第六节 “非主流”科学家——中村修二 / 377
第七节 科研高产的赤崎勇 / 380
第八节 尾声 / 382
第23章 维特比算法——从局部到全局*优 / 386
**节 维特比算法简介 / 387
第二节 维特比算法的发明 / 388
第三节 匠心*运的安德鲁 维特比 / 390
第四节 尾声 / 393
第24章 C++编程语言——学习门槛*高的编程语言 / 396
**节 C++编程语言简介 / 397
第二节 C++编程语言的开发过程 / 399
第三节 “C++之父”——比雅尼 斯特劳斯特鲁普 / 401
第四节 尾声 / 404
第25章 化学放大型光刻胶——半导体工业的明珠 / 406
**节 化学放大型光刻胶简介 / 407
第二节 化学放大材料的发展过程 / 409
第三节 中学老师出身的格兰特 威尔森 / 415
第四节 来自葡萄酒之乡的让 弗雷谢 / 417
第五节 尾声 / 419
第26章 精简指令集计算机芯片——数字世界的巨擘 / 422
**节 精简指令集计算机芯片简介 / 423
第二节 精简指令集计算机芯片的发明过程 / 425
第三节 赢得举重冠军的大卫 A.帕特森 / 429
第四节 “硅谷教父”——约翰 L.轩尼诗 / 432
第五节 数学力学基础深厚的史蒂夫 B.弗尔伯 / 434
第六节 不同寻常的索菲 M.威尔逊 / 435
第七节 尾声 / 437
参考文献 / 440