創(chuàng)新最驚人之處在于它依然如此神秘莫測(cè)。
沒(méi)有一位經(jīng)濟(jì)學(xué)家或者社會(huì)科學(xué)家,可以完全理解為何創(chuàng)新會(huì)發(fā)生,更不要說(shuō)它為何會(huì)在某時(shí)于某處發(fā)生了。
就創(chuàng)新而言,人類歷史上最重要的事件,也許是1700年左右發(fā)生在西北歐的某個(gè)地方,由某個(gè)或某些法國(guó)人或英國(guó)人做出來(lái)的。
為何如此含糊不清?因?yàn)楫?dāng)時(shí)沒(méi)有人注意到或認(rèn)識(shí)到它的重要性。至于幾個(gè)候選人中誰(shuí)的貢獻(xiàn)最大,人們也同樣存在著困惑。這是一個(gè)循序漸進(jìn)的、跌跌撞撞的變化,沒(méi)有頓悟的時(shí)刻。這些特征都是創(chuàng)新的典型表現(xiàn)。
那時(shí)候,人類第一次通過(guò)控制熱量的轉(zhuǎn)換來(lái)做功。
若預(yù)言工業(yè)革命必然會(huì)出現(xiàn)的話,那么這就是讓工業(yè)革命成為可能的關(guān)鍵突破口,因而也促進(jìn)了現(xiàn)代世界的繁榮。
1700年之前,人類使用熱和功這兩種主要能源(光主要來(lái)自熱),人們依靠燃燒木頭或煤炭來(lái)取暖和烹飪,他們還用自己的體力或馬以及公牛的體力來(lái)移動(dòng)物體,也就是做功,或者極偶爾地使用水車或風(fēng)車。
在此時(shí),兩種能源是分開(kāi)的:木頭和煤炭不做機(jī)械功,風(fēng)力、水力和公牛不產(chǎn)生取暖所需的熱量。
數(shù)年后,蒸汽開(kāi)始把熱轉(zhuǎn)化成功,世界就再也不復(fù)從前的模樣了。紐科門發(fā)動(dòng)機(jī)是第一臺(tái)可以做熱—功轉(zhuǎn)換的實(shí)用設(shè)備,在熱—功轉(zhuǎn)換的創(chuàng)新者名單中,托馬斯·紐科門是第一個(gè)候選人。
我們沒(méi)有紐科門的畫(huà)像,他于1729年在倫敦北部的伊斯林頓去世,并且葬在了伊斯林頓某個(gè)無(wú)名墓地之中??赡苁撬撵`感來(lái)源的丹尼斯·帕潘,也在距離那里不遠(yuǎn)的地方靜靜地躺在某個(gè)無(wú)名墓地之中。
唯一算是得到善終的只有托馬斯·薩弗里,他于1715年在威斯敏斯特附近去世。做了幾年鄰居并且?guī)缀跏峭瑫r(shí)代的這三個(gè)人(帕潘生于1647年,薩弗里可能生于1650年左右,紐科門生于1663年)在熱—功轉(zhuǎn)換中都發(fā)揮了關(guān)鍵作用,但是他們可能素未謀面。
從智慧和聲譽(yù)方面來(lái)說(shuō),丹尼斯·帕潘都是一個(gè)明星。他與那個(gè)時(shí)代很多偉大的科學(xué)家都共事過(guò)。于盧瓦爾河畔的布盧瓦出生的帕潘在大學(xué)學(xué)習(xí)的是醫(yī)學(xué)。
1672年,荷蘭偉大的自然哲學(xué)家,同時(shí)也是巴黎科學(xué)院院長(zhǎng)的克里斯蒂安.惠更斯聘請(qǐng)帕潘做自己的助手,與另外一個(gè)聰明的年輕人戈特弗里德·萊布尼茨一起工作。3年后,為逃脫法國(guó)國(guó)王路易十四(Louis XIV)的反新教迫害,帕潘流亡倫敦。
惠更斯聘請(qǐng)帕潘來(lái)探討一個(gè)想法,用氣缸中火藥爆炸所產(chǎn)生的真空來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)器(從時(shí)間上看,這個(gè)想法是內(nèi)燃機(jī)的祖先),帕潘很快就意識(shí)到蒸汽冷凝可能會(huì)更有效。
他甚至在1690—1695年的某個(gè)時(shí)刻,自己建造了一個(gè)簡(jiǎn)易活塞和氣缸,蒸汽在冷卻時(shí)冷凝,從而使得活塞突然前沖或下降,并借此利用滑輪提起一定的重物。他發(fā)現(xiàn)了氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的原理,一旦在活塞下制造出了真空,這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)中空氣的重量就會(huì)做功。這是一個(gè)通過(guò)吸入氣體而非吹出氣體來(lái)發(fā)揮作用的機(jī)器。
1698年夏,萊布尼茨同帕潘通了信,就發(fā)動(dòng)機(jī)的后一種設(shè)計(jì)方式進(jìn)行了交流,發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)對(duì)火的使用來(lái)排水,因?yàn)榈V井是畜力難以發(fā)揮作用且燃料十分豐富的地方。礦工們卻一直飽受礦井滲水之苦,從礦井中抽水是需要解決的首要問(wèn)題。
然而,帕潘已經(jīng)在夢(mèng)想著用蒸汽來(lái)為船提供動(dòng)力了?!拔蚁嘈?,除了排水之外,這個(gè)發(fā)明可以用于很多其他的事情,”他在給萊布尼茨的信中寫(xiě)道,“至于水上交通,我自以為如果能夠找到足夠的支持,我會(huì)很快地實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)?!?/p>
1698年7月25日,帕潘寫(xiě)信給萊布尼茨討論他的蒸汽船設(shè)計(jì)的那一天,薩弗里在“利用火產(chǎn)生的推力來(lái)排水”上獲得了為期14年的專利。1699年,這項(xiàng)專利又被延長(zhǎng)了21年,也就是截至1733年。
薩弗里的機(jī)器工作原理如下:
置于火上的一個(gè)銅管爐把蒸汽送入一個(gè)稱為接收器的注滿水的罐子里,進(jìn)入罐子的蒸汽通過(guò)一個(gè)逆止閥把水排入銅管。
一旦接收器充滿了蒸汽,來(lái)自銅管爐的蒸汽供給便會(huì)被切斷,并且接收器被噴灑上冷水,接收器內(nèi)的蒸汽開(kāi)始坍縮,并產(chǎn)生出真空。銅管爐通過(guò)另外一個(gè)管子從下面吸入水,然后再次開(kāi)始上述循環(huán)。
第一個(gè)夢(mèng)想著可以將蒸汽力量用于實(shí)際生產(chǎn)而非娛樂(lè)消遣的人是帕潘,把類似的夢(mèng)想變成了機(jī)器的是薩弗里,而紐科門則制造了一種實(shí)用的機(jī)器,真正發(fā)揮了作用。
托馬斯·紐科門是一位鐵器商,來(lái)自德文郡達(dá)特茅斯,這在當(dāng)時(shí)更像是一個(gè)工程師或鐵匠。1685年,他與玻璃工或管道工約翰·卡利合伙做生意。
那么,紐科門是如何在1712年,也就是帕潘過(guò)世的那一年,實(shí)現(xiàn)了對(duì)蒸汽機(jī)完全成熟的設(shè)計(jì)的?
一個(gè)叫馬丁·特里弗德的瑞典人,似乎是唯一真正了解紐科門的人。他與紐科門和卡利一起合作過(guò),在把這種技術(shù)帶回瑞典之前,他們?cè)诩~卡斯?fàn)柦ㄔ炝撕脦讉€(gè)早期的蒸汽機(jī)。
根據(jù)他的描述,在制造出一個(gè)可行的機(jī)器之前,紐科門就對(duì)蒸汽開(kāi)展了長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn),并且當(dāng)冷水注入氣缸中時(shí),他發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意外的突破:
在連續(xù)十年的時(shí)間里,紐科門先生一直致力于研究這個(gè)從未顯示出預(yù)期效果的火力機(jī)器,除非萬(wàn)能的“上帝”安排一件幸運(yùn)的事情發(fā)生(讓它奏效)。
在最后一次嘗試讓這臺(tái)機(jī)器工作時(shí),隨后的奇怪事件突然導(dǎo)致了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)期的效果。
冷水流入包裹著氣缸的鉛制殼體,刺穿了機(jī)器上一個(gè)用錫焊料修補(bǔ)的缺口。蒸汽產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致錫焊料熔化,因而給冷水開(kāi)辟了一條通路,它涌入了氣缸之中并且迅速地讓蒸汽冷凝,因而產(chǎn)生了真空,真空讓附加在小梁上的重量,也就是水泵里水的重量顯得微不足道。
結(jié)果空氣對(duì)活塞施加了巨大的壓力,居然讓活塞鏈都斷裂了,活塞撞壞了氣缸的底部和小鍋爐的蓋子,熱水流得到處都是。
所有旁觀者都確信,他們發(fā)現(xiàn)了一種迄今為止在本質(zhì)上完全不為人所知的無(wú)比強(qiáng)大的力量。
紐科門的設(shè)計(jì)是通過(guò)噴射冷水使蒸汽在氣缸中坍縮,然后通過(guò)活塞和橫梁杠桿將大氣坍縮下的真空能量傳遞給泵,這種機(jī)制要比薩弗里的設(shè)計(jì)更加安全,也更強(qiáng)勁。
世界上第一臺(tái)真正工作的紐科門發(fā)動(dòng)機(jī),是于1712年在沃里克郡的達(dá)德利城堡附近制造的。據(jù)特里弗德說(shuō),它每分鐘可以抽水12次,每次10加侖,因而從煤礦中抽水的高度可以達(dá)到150英尺。
1719年,托馬斯·巴尼給這個(gè)機(jī)器繪制了一幅版畫(huà),展現(xiàn)出了它精美的復(fù)雜性,羅爾特認(rèn)為,這與“薩弗里粗糙的抽水機(jī)或帕潘的科學(xué)玩具”存在著本質(zhì)的差別。他接著寫(xiě)道:“一項(xiàng)如此重要的發(fā)明被一個(gè)人如此迅速地開(kāi)發(fā)成如此完善的形式,這在技術(shù)史上是很罕見(jiàn)的?!?/p>
紐科門蒸汽機(jī)是“現(xiàn)代世界之母”,它開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的時(shí)代,技術(shù)開(kāi)始拓展人類的工作,并釋放出巨大的生產(chǎn)力,從枯燥繁重的耕作、盥洗和濟(jì)貧院的苦差中解放了越來(lái)越多的勞動(dòng)力。
這是一項(xiàng)關(guān)鍵的創(chuàng)新。若按照今天的標(biāo)準(zhǔn),紐科門蒸汽機(jī)是一個(gè)龐然大物。
它有一間小屋子那么大,冒著黑煙,叮叮當(dāng)當(dāng)?shù)仨憘€(gè)不停,還發(fā)出笨重的嘶嘶聲,燃煤所產(chǎn)生的能量大約99%都被浪費(fèi)掉了。
還要再等數(shù)十年的時(shí)間,詹姆斯·瓦特的分離式冷凝器、飛輪和傳動(dòng)軸,以及其他改進(jìn)才會(huì)出現(xiàn),從而使它的應(yīng)用領(lǐng)域不再局限于燃料便宜的煤礦開(kāi)采。
可能在1715年或1716年左右,英格蘭煤炭商里德利家族雇用了紐科門合作伙伴約翰·卡利的兒子——十幾歲的山姆·卡利,讓他北上并在拜克(Byker)制造蒸汽機(jī),目的是排空讓前兩個(gè)所有者破產(chǎn)的礦井中的滲水。
如果工程師約翰·斯密頓的說(shuō)法可信的話,那么,這臺(tái)機(jī)器可能是世界上的第三臺(tái)或第四臺(tái)。為獲得使用這種設(shè)計(jì)的許可,里德利家族每年向薩弗里的繼承人支付400英鎊的巨款作為專利使用費(fèi),并且在制造第一臺(tái)蒸汽機(jī)上花費(fèi)了大約1000英鎊。
隨著第一臺(tái)蒸汽機(jī)建造成功,里德利家族訂購(gòu)了更多的蒸汽機(jī),到1733年,也就是薩弗里的專利到期的時(shí)候,拜克已經(jīng)有了兩臺(tái),希頓(Heaton)有三臺(tái),杰斯蒙德(Jesmond)和南戈斯福斯(South Gosforth)各有一臺(tái)。
瓦特帶來(lái)了什么變化?
1763年,一個(gè)名叫詹姆斯·瓦特的嫻熟且心靈手巧的蘇格蘭儀器制造師,被要求去維修一臺(tái)隸屬于格拉斯哥大學(xué)的紐科門蒸汽機(jī),這個(gè)東西只能勉強(qiáng)工作。
在努力找出問(wèn)題的過(guò)程中,瓦特意識(shí)到,一般的紐科門蒸汽機(jī)存在著很早就應(yīng)該被發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題:在每次重新加熱氣缸的循環(huán)中要浪費(fèi)掉蒸汽所產(chǎn)生的能量的3/4,每一次都要重新注水來(lái)讓氣缸冷卻以冷凝蒸汽。
瓦特有了一個(gè)利用分離式冷凝器的簡(jiǎn)單想法,這樣氣缸就可以一直保持高溫,同時(shí)蒸汽被排入一個(gè)更冷的容器中進(jìn)行冷凝。他一舉提高了這種蒸汽機(jī)的效率,雖然在當(dāng)時(shí),他花了幾個(gè)月的時(shí)間才把金屬加工的想法變成了實(shí)用的設(shè)備。
在用一個(gè)小型測(cè)試蒸汽機(jī)演示了這個(gè)原理之后,瓦特首先與約翰·羅巴克合作獲得了專利,然后又與企業(yè)家馬修.博爾頓共同建造了原尺寸的蒸汽機(jī)。
1776年3月8日,也就是由另一個(gè)蘇格蘭人亞當(dāng)·斯密撰寫(xiě)的《國(guó)富論》(The Wealth of Nations)出版的前一天,他們揭開(kāi)了這臺(tái)機(jī)器的面紗。
博爾頓想讓瓦特開(kāi)發(fā)一種方法,把活塞的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成圍繞軸的圓周運(yùn)動(dòng),從而能夠讓面粉廠和其他工廠也可以使用傳動(dòng)軸。曲軸和飛輪的專利已經(jīng)被詹姆斯·皮卡德申請(qǐng)了,這在一段時(shí)間內(nèi)使瓦特陷入困境,并且迫使他去開(kāi)發(fā)一個(gè)名為行星齒輪的替代系統(tǒng)。
反過(guò)來(lái)說(shuō),曲軸的想法,也是皮卡德從博爾頓自己位于蘇豪區(qū)工廠的一個(gè)不忠誠(chéng)且喝醉酒的雇員那里得到的,從而使得這個(gè)簡(jiǎn)單設(shè)備的身世從一開(kāi)始就陷入困惑之中。
這個(gè)專利的例子阻礙了對(duì)蒸汽機(jī)的改善,就像薩弗里的專利阻礙了紐科門蒸汽機(jī)的改善一樣,但是瓦特本身滿腔熱忱地捍衛(wèi)著自己的專利,博爾頓擅長(zhǎng)利用他的政治關(guān)系網(wǎng)為瓦特的各種發(fā)明獲得更長(zhǎng)期和廣泛的專利。
到底在多大程度上,瓦特的訴訟延緩了蒸汽作為工廠動(dòng)力來(lái)源的發(fā)展?這是一個(gè)很有爭(zhēng)議的問(wèn)題,但是1800年主專利到期與對(duì)蒸汽進(jìn)行試驗(yàn)和應(yīng)用的迅速擴(kuò)張,卻是同時(shí)發(fā)生的。
一份刊物的出版促成了蒸汽機(jī)效率的持續(xù)、穩(wěn)步提高,并讓蒸汽機(jī)開(kāi)始向其他行業(yè)滲透,就如同一場(chǎng)開(kāi)源軟件運(yùn)動(dòng)那樣。這份由康沃爾采礦工程師約翰·萊恩創(chuàng)辦的《萊恩蒸汽機(jī)報(bào)告》(Lean’s Engine Reporter)傳播、擴(kuò)散了很多不同的工程師在改良蒸汽機(jī)上的建議。
瓦特于1819年去世,5年后,人們捐資給他建了一個(gè)紀(jì)念碑,這在那個(gè)時(shí)代是不尋常的,因?yàn)榻^大多數(shù)紀(jì)念碑都是給那些贏得了戰(zhàn)爭(zhēng)的人樹(shù)立的。
《化學(xué)家》(The Chemist)這本期刊的編輯曾這樣極富見(jiàn)地地說(shuō)道:“他和其他公共捐助人截然不同的是,他從來(lái)沒(méi)有把讓公眾受益作為他的目標(biāo),或者假裝這樣做……這個(gè)沒(méi)有裝模作樣的人實(shí)際上賦予世界的好處,要多于所有那些數(shù)個(gè)世紀(jì)以來(lái)把照顧公眾的福祉當(dāng)作自己專門業(yè)務(wù)的人。”
一段時(shí)間之后,一種能源革新出現(xiàn)了,它成為整個(gè)能源領(lǐng)域發(fā)明的象征,那就是白熾燈。
白熾燈的一個(gè)創(chuàng)新者,居住在距離泰恩河只有幾英里距離的蓋茨黑德(Gateshead),他就是約瑟夫·威爾森·史旺。
1879年2月3日這一天,在700名觀眾的注視下,史旺在紐卡斯?fàn)柕奈膶W(xué)和哲學(xué)學(xué)會(huì)首先展示了他可以讓電流通過(guò)碳絲真空玻璃燈泡照亮他做演講的那個(gè)房間。
當(dāng)時(shí)已經(jīng)使用電力來(lái)照明了,采用的形式是弧光燈。問(wèn)題在于,它非常亮。史旺正試圖解決的問(wèn)題是光的“細(xì)分”,把電流分成小電子流,生成眾多光源以產(chǎn)生溫和的光照。
實(shí)現(xiàn)在真空中對(duì)一條發(fā)光的金屬線或細(xì)絲通電又不至于讓它燒毀是至關(guān)重要的。在吹制的玻璃制品內(nèi)產(chǎn)生足夠的真空,并找到一種可靠地充當(dāng)細(xì)絲的材料,是史旺試圖解決的兩個(gè)問(wèn)題。在1850年他提出第一個(gè)原型之后的20多年里,他的進(jìn)展非常緩慢。
且慢,托馬斯·愛(ài)迪生不是發(fā)明了白熾燈嗎?
事實(shí)上,到19世紀(jì)70年代末,共有21個(gè)人都宣稱自己獨(dú)立地設(shè)計(jì)了或極大地改善了白熾燈泡,絕大多數(shù)人都是彼此獨(dú)立的,這還沒(méi)有把那些發(fā)明了協(xié)助生產(chǎn)燈泡的關(guān)鍵技術(shù)的人計(jì)算在內(nèi),比如施普倫格爾(Sprengel)的汞真空泵。
史旺是唯一一個(gè)工作足夠徹底并且專利足夠好的人,以至于愛(ài)迪生都不得不與他一起合作。
白熾燈的發(fā)明史遠(yuǎn)非闡明了英雄般的發(fā)明者的重要性,而是講述了一個(gè)相反的故事,創(chuàng)新是一種漸進(jìn)的、逐步提升的、集體性的過(guò)程,然而也必然是一個(gè)不可避免的過(guò)程,白熾燈不可阻擋地從當(dāng)時(shí)各種技術(shù)的結(jié)合中出現(xiàn)。
鑒于其他技術(shù)的進(jìn)步,它必定會(huì)在它該出現(xiàn)的時(shí)候出現(xiàn)。
不過(guò)坦白地說(shuō),愛(ài)迪生的名聲依舊當(dāng)之無(wú)愧,雖然他可能并不是白熾燈絕大多數(shù)組成部分的第一個(gè)發(fā)明者,并且在很大程度上來(lái)說(shuō),1879年10月22日那個(gè)突然讓人發(fā)出驚呼的突破時(shí)刻的傳說(shuō),的確是建立在回顧性的造神運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)之上的。
但他依然是把所有東西組合在一起的第一人,是把這些東西與生產(chǎn)和配送電力的系統(tǒng)組合在一起的第一人,因而也是用可行的電力系統(tǒng)技術(shù)對(duì)煤油燈和煤氣燈技術(shù)提出挑戰(zhàn)的第一人。
總而言之,靈光一現(xiàn)的說(shuō)法更加讓人印象深刻,但這是虛榮心在作怪。人們喜歡被看作是才華橫溢的,而非僅僅是辛勤工作的。
愛(ài)迪生也正是那個(gè)讓白熾燈(幾乎)變得可靠的人。他自鳴得意地聲稱自己發(fā)明了一種燈泡,可以在出現(xiàn)故障之前可靠地持續(xù)工作很長(zhǎng)時(shí)間,于是他開(kāi)始瘋狂地尋找能夠證明他所言非虛的東西。在今天的硅谷,這被稱為“偽裝一切,直到成功”。
為了找到制作碳絲的理想材料,他測(cè)試了6000多種植物材料。
愛(ài)迪生苦苦地祈求著:“在全能之神的工作室的某個(gè)地方,有一種強(qiáng)大的纖維,具有幾何形狀,適合我們采用?!?880年8月2日,日本的竹子成為最后的贏家,它能夠持續(xù)工作1000多個(gè)小時(shí)。
托馬斯·愛(ài)迪生比任何人都明白,創(chuàng)新本身就是一種產(chǎn)品。
創(chuàng)新的產(chǎn)生是一種團(tuán)隊(duì)工作,它需要反復(fù)試錯(cuò)。他在電報(bào)業(yè)開(kāi)始了自己的職業(yè)生涯,并且轉(zhuǎn)型到證券交易所制造股市行情自動(dòng)記錄收?qǐng)?bào)機(jī),然后于1876年在新澤西的門羅帕克建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)始從事他所謂的“創(chuàng)新事業(yè)”,后來(lái)又搬到西奧蘭治的一家更大的機(jī)構(gòu)里。
在這里,他組建了一個(gè)由200位技術(shù)嫻熟的工匠和科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì),并讓他們夜以繼日地工作。前員工尼古拉·特斯拉發(fā)明了交流電,愛(ài)迪生對(duì)他發(fā)起了長(zhǎng)期的攻擊,實(shí)際上并沒(méi)什么正當(dāng)?shù)睦碛桑瑑H僅是因?yàn)檫@項(xiàng)發(fā)明是特斯拉而非愛(ài)迪生自己做出的。
愛(ài)迪生的方法奏效了,在6年的時(shí)間里,他注冊(cè)了400項(xiàng)專利。他仍然不屈不撓地聚焦于找到世界所需要的東西,然后發(fā)明一些方式來(lái)滿足這種需求,而非反過(guò)來(lái)。
發(fā)明的方法總是伴隨著反復(fù)試錯(cuò)的過(guò)程。
在開(kāi)發(fā)鎳鐵蓄電池的過(guò)程中,愛(ài)迪生的員工進(jìn)行了5萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)。他的工作室塞滿了各種材料、工具和圖書(shū)。他最著名的一句話就是,發(fā)明是1%的靈感加上99%的汗水。
實(shí)際上與其說(shuō)他所從事的是發(fā)明,倒不如說(shuō)是創(chuàng)新,是把想法變成切實(shí)可行的、可靠的且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的現(xiàn)實(shí)。
相較于白熾燈這項(xiàng)創(chuàng)新所展示出來(lái)的漸進(jìn)性本質(zhì)而言,創(chuàng)新的結(jié)果就是顛覆性地變革了人們的生活方式。人工照明是文明最偉大的禮物之一,而讓它變得便宜的恰恰是白熾燈。
在1880年,工作1分鐘所獲得的平均工資,可以讓你從一盞煤油燈上獲得4分鐘的光亮;到了1950年,工作1分鐘所得到的平均工資,相當(dāng)于用白熾燈提供超過(guò)7個(gè)小時(shí)的照明費(fèi)用。到了2000年,這個(gè)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到了120個(gè)小時(shí)。
人工照明第一次進(jìn)入普通人的生活,它驅(qū)散了冬夜的寒冷,同時(shí)也增加了閱讀和學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),順帶說(shuō)一句,這也降低了火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。這種創(chuàng)新并不存在顯著的負(fù)面影響。
白熾燈占據(jù)統(tǒng)治地位達(dá)一個(gè)世紀(jì)之久,并一直持續(xù)到21世紀(jì)的頭十年。當(dāng)它讓位于新技術(shù)時(shí),這也是在脅迫之下而出現(xiàn)的,是不得已而為之。也就是說(shuō),它必須被禁止了,因?yàn)樗奶娲诽軞g迎了。
2010年左右,為削減二氧化碳排放,全球各國(guó)政府在緊湊型熒光燈泡(節(jié)能燈)制造商的游說(shuō)下做出了決定,以法令的形式“逐步淘汰”白熾燈,這被證明是一種愚蠢的行為。
緊湊型熒光燈這個(gè)替代品需要太長(zhǎng)的時(shí)間預(yù)熱,并不像廣告所說(shuō)的那樣持久耐用,而且廢品的處置也會(huì)帶來(lái)一定的害處,它們還昂貴得多。單就英國(guó)這一個(gè)國(guó)家的支出來(lái)說(shuō),強(qiáng)制購(gòu)買所支付的費(fèi)用,以及伴隨這種購(gòu)買而出現(xiàn)的補(bǔ)貼估計(jì),就達(dá)到27.5億英鎊左右。
如果政府能夠多等幾年的話,它們會(huì)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了一個(gè)更好的替代品,它就是發(fā)光二極管。
在白熾燈和緊湊型熒光燈都被迅速地拋棄之前,緊湊型熒光燈只維持了6年的統(tǒng)治地位,廠商們也因?yàn)榘l(fā)光二極管成本的下降和質(zhì)量的提升而停止生產(chǎn)這兩種燈泡了。
這就好像是政府在1900年強(qiáng)迫人們?nèi)ベ?gòu)買蒸汽汽車,而不是等待擁有更好的內(nèi)燃機(jī)車輛一樣。
發(fā)光二極管燈(以下稱LED燈)實(shí)際上蓄勢(shì)待發(fā)很久了。
它背后的現(xiàn)象是半導(dǎo)體有時(shí)候在導(dǎo)電時(shí)會(huì)發(fā)出暗淡的光,這種現(xiàn)象于1907年在英國(guó)被首次觀測(cè)到,并且蘇聯(lián)于1927年首次進(jìn)行了研究。
1962年,通用電氣一個(gè)名為尼克·何倫亞克的科學(xué)家,無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了用砷化鎵磷化物制造出能發(fā)明亮紅光的發(fā)光二極管的方法,他當(dāng)時(shí)正嘗試著開(kāi)發(fā)一種新型激光。
能發(fā)黃光的發(fā)光二極管很快就在孟山都的實(shí)驗(yàn)室里制造了出來(lái),到20世紀(jì)80年代,手表、交通信號(hào)燈和電路板中已經(jīng)用上了發(fā)光二極管。
在日本日亞化學(xué)工作的中村修二于1993年用氮化鎵開(kāi)發(fā)出發(fā)藍(lán)光的發(fā)光二極管之前,人們一直認(rèn)為發(fā)光二極管是不可能發(fā)出白光的,這使得LED燈一直未進(jìn)入主流的照明領(lǐng)域。
人們用了20年時(shí)間才把這種固態(tài)照明的價(jià)格降到合理的水平。
如今這種情況已經(jīng)發(fā)生了,不過(guò)它的影響是顯著的。
LED燈的耗電量特別小,甚至沒(méi)有連接電網(wǎng)的家庭也可以使用太陽(yáng)能電池板實(shí)現(xiàn)很好的照明,這對(duì)于貧窮國(guó)家那些位于偏遠(yuǎn)地區(qū)的房屋來(lái)說(shuō)是一個(gè)寶貴的禮物。它們讓智能手機(jī)里有了明亮的閃光燈。
它們的散熱量非常小,從而使得在室內(nèi)大規(guī)模種植生菜和草本植物的“立體”農(nóng)業(yè)成為可能,尤其是在利用可調(diào)諧的發(fā)光二極管來(lái)產(chǎn)生最適合光合作用的波長(zhǎng)方面。
創(chuàng)新是一項(xiàng)團(tuán)隊(duì)活動(dòng)、一項(xiàng)集體性事業(yè),它遠(yuǎn)不止人們普遍認(rèn)知的那樣,很少有人是單打獨(dú)斗的,創(chuàng)新的功勞和署名資格是令人困惑又充滿神秘感的。
然而與絕大多數(shù)團(tuán)隊(duì)活動(dòng)不同的是,創(chuàng)新通常不是一項(xiàng)精心設(shè)計(jì)的、有計(jì)劃的或者可以管理的事情。
創(chuàng)新主要通過(guò)試錯(cuò)得以運(yùn)行,這是自然選擇的人類版本,并且它通常是伴隨著在尋找其他東西時(shí)出現(xiàn)的巨大突破而被無(wú)意中發(fā)現(xiàn)的:它是非常偶然的。
本文選編自《創(chuàng)新的起源:一部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步史》,馬特·里德利著,王大鵬、張智慧譯,機(jī)械工業(yè)出版社授權(quán)刊載,2021 年6 月出版。