“发明大王”不白叫,他是发明了“发明”的人

本文发表于《科技日报》2017-11-24“嫦娥副刊”。原题为“爱迪生:发明之发明”,编辑改的题目也不错,就按编辑稿转载了。

 

爱迪生最伟大的发明是什么?人们一般都会想到电灯。但许多人并不清楚,其实爱迪生只是电灯的改良者,在他之前几十年就有电灯了,甚至在商用普及方面,他也不是第一人。但爱迪生仍然是当之无愧的发明大王,他的贡献不只是电灯、留声机等伟大发明,更重要的是,他在某种意义上重新发明了“发明”本身。

爱迪生家喻户晓的名言恰好呼应了这种“发明之发明”:“天才是百分之一的灵感,加上百分之九十九的汗水。”问题的关键在于,如何让灵感和汗水有机地结合起来。而电灯的发明过程恰好是一个典型,它所展现出的不只是爱迪生的灵感或勤奋,更重要的是他对灵感与勤奋的统筹方式。

 

 

白炽灯利用的是电流的热效应,而一些物质升温后会发出光芒。早在18世纪,这种现象就已经为电学家所了解。19世纪初,电池和发电机尚未发展起来,英国电学家戴维就利用2000个电容瓶对一根铂金细条放电,演示了最原始的白炽灯。之后的几十年里,一直有研究者不断尝试改进白炽灯的设计,他们使用碳棒或铂丝、铱丝等作为导体,也尝试把灯丝放在真空容器中。

最终使白炽灯实现商业应用的,是约瑟夫·斯旺。19世纪70年代,他用碳化的纸(后来用棉)制成灯丝,并改良了真空泵,从而改善了灯泡的耐用性,使商业推广成为可能。世界上第一批被电灯照亮的住宅,第一座由电灯照明的公共建筑,第一条由电灯照亮的街道,都是斯旺的手笔。

 

 

从电灯的“进化”之路可见,白炽灯的基本原理和技术要素早已确定,只是在不断地往更耐用、更可靠、更便宜的方向去改良,而改良的方向也是确定的,无非是寻找更耐用和廉价的灯丝,制造更真空的灯泡。

爱迪生就是在这两方面下功夫。1878年,他开始着手改良灯丝,1879年在美国申请利用棉花、纸等制造碳丝的专利,这比斯旺在英国的申请晚了一年。更大的突破是在他取得专利的几个月之后取得的:1880年,爱迪生发现碳化竹丝——特别是用日本竹子制成的竹丝——效果出奇的好,使用寿命可达1200小时。

为什么电灯不是爱迪生本人的发明,他的地位却如此崇高?关键在于,他对电灯的改良,不是他一个人的成果,而是他率领研究团队做出来的。在某种意义上,爱迪生发明了“发明”本身。

1876年,爱迪生创建了门洛帕克实验室,最初只有几名雇员,1878年增加到25人,1880年取得电灯专利前后达到了50-60人。建立通用电气公司之后,工业实验室被推广到每一家工厂,生产与研究紧密联合。

这种由大型企业建立专业研发机构,促进“产研”结合的体制在20世纪成为流行,各大知名企业都争相创立实验室,爱迪生的实验室可以说是后来这些工业实验室的先驱和榜样。

 

 

爱迪生把工业化大量生产的模式应用于“发明”本身。在他的实验室,“发明”像一件工业制品,可以被拆分为各个环节,放在“流水线”上由各个领域专家分别钻研,最终被组装成有效的专利。

老套的科普书提到爱迪生测试了成百上千种材料最后找到了最优的竹丝,往往只是在渲染发明家的刻苦精神。然而,对成百上千种材料进行成千上万次测试,显然不是爱迪生一人之力。有些雇员专门负责在全世界采集材料,有些人专门负责碳化工艺,有些人专门负责测试记录……正是雇员们有组织、有纪律地完成爱迪生布置的任务,才能高效地推进发明。工业化生产的思路被应用于“发明”本身,各司其职的分工作业要比每个人都从头做到尾高效得多。加上一整套完善的后勤保障和考勤监督体制,工作室有条不紊地推进每一细分领域的研究,并迅速把成果整合起来,这才使得爱迪生的发明如此高效、多产。因为整个实验室的全部发明最终都以爱迪生为名申请专利,爱迪生才有可能坐拥1093项美国专利。

爱迪生实验室的考勤记录:每日任务、每周工时

塑造天才的“百分之九十九的汗水”,很可能是另外九十九个人流出来的。真正的天才不仅是自己吃苦耐劳,更善于把其他人的汗水有效地“组织”起来,形成一种稳固的合作机制。这种体制化的发明产业,是爱迪生之前的天才们没有做到的。

 

关于 古雴

胡翌霖,清华大学科学史系助理教授。本站文章在未注明转载的情况下均为我的原创文章。原则上允许任何媒体引用和转载,但必须注明作者并标注出处(原文链接),详情参考版权说明。本站为非营利性个人网站,欢迎比特币打赏:1YiLinDDwvBLT19CTUsNHdiQhXBENwURb

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