发明系统化：爱迪生与德国的科学研发

2023-11-27 理论教育版权反馈

【摘要】：自此爱迪生开始组织专门人才分派任务，共同致力于一项发明，进行系统的、复杂的、品类繁多的科学研发工作。很多发明者如果没有意志坚强的搭档和合伙人，他们很难让自己的发明走向最终的成功。发明出现的偶然性，是因为其发明不是系统的。2．系统化发明的开始德国是第一个认识到发明和工业发展真正的密切关系的，德国人开始系统地利用世界范围内的新发现，并且抓住了工业利用化学知识和经验的机会。

早期的发明创造大多是依靠个人智力完成的，发明者分散的进行发明活动，1876年春天，爱迪生又一次迁居，这次他迁到了新泽西州的“门罗公园”。他在这里建造了第一所“发明工厂”，它标志着集体研究的开端。自此爱迪生开始组织专门人才分派任务，共同致力于一项发明，进行系统的、复杂的、品类繁多的科学研发工作。与吉尔菲兰一样，肯普佛特看到了组织化系统化发明在现代技术进步中的作用，他比吉尔菲兰更为细致和深入地对这一话题给予案例分析和理论研究^[24]。

1．系统化发明出现之前的两种现象

经济史和技术发明史中经常展示出两种现象：

（1）革命性的发明通常不是在工业内部而是在脱离工业的情况下产生的。行业内发明者似乎被传统束缚，而行业外的发明者对先前的发明或者已给定的制造程序毫不在乎，他们冒失地解决问题，根本不考虑他们自身的既得利益。我们随处可见一些纺纱工和织布工，像哈格里夫斯（James Hargreaves）和康普顿（Samuel Crompton），他们勇敢地申请了新型的节省劳动力的织布机的专利，但是，一般来说，这些发明了将织布从家庭作坊搬迁到工厂的机器的发明者，都是外行，他们既不在纺织领域工作也不在其中经商。像阿克莱特（Richard Arkwright），一个文盲理发师，发明了精细纺纱机；当卡特莱特（Edmund Cartwright）突然想到去发明动力织布机的时候，他不过是一位牧师和诗人；当惠特尼（Eli Whitney）发明轧棉机的时候，他不是棉花种植者，而是一位梦想成为律师的年轻教师。

实际上，在这两类群体之间，外行的稳定性更弱一些。外行通常处于经济困难的状态中，往往从一个刚完成一半的发明转向另一个发明。就算是爱迪生，在他的发明记录中，成功、实际和良好收益也并不是同时出现。他的注意力从电报机转向电话机，从留声机转向白炽灯，从电影转向蓄电池，从铁矿的磁性分离到水泥的生产，经常几个发明在同一时间进行。

这些具有想象力的并且处于发明的痴迷状态的外行需要以一种冷静的、不带感情的、脚踏实地的、善于分析的商人或者管理者的形式进行调节，他们的精力必须给以引导或者控制。很多发明者如果没有意志坚强的搭档和合伙人，他们很难让自己的发明走向最终的成功。爱立信的财政事项处理的如此奇怪，以至于连他自己都不清楚自己的身价，他的支票本是唯一的一个记录他的收支情况的地方。他的生意伙伴是唯一的能使得他赚钱的途径，甚至他们在出手爱立信的热空气发动机的专利时也遇到过困难。因此，对于外行而言，成为既是一个资本家又是一个厉行纪律的商人，是非常重要的。

（2）外行的伟大发明多是偶然产生的。机械天才瓦特带来了工业革命，他去世之后，内行只做了微小的进步，要想再次引起革命性的发展，一个新的外行必须出现。通常，一个划时代的发明被介绍进入市场之前，一代人就过去了，部分原因是时间和金钱要花在其完善的过程中，部分原因是那些要从发明中获利的商人的惯性必须被克服。因此，在爱迪生发明四路多工电报之前，没有惊人的发明能超越莫尔斯。在1814科尼格（Friedrich Koenig）为伦敦泰晤士报建造了第一个真正使用的蒸汽印刷出版社，后来直到1865年布劳克（William Bullock）发明了第一个连续纸幅印刷，这期间在出版印刷领域没有惊人的改变，介于之间的稍微重要的改进并不具有重大发明所拥有的突出特征。

发明出现的偶然性，是因为其发明不是系统的。发明一个新机器和新过程，这不是工业的功能，因此，理性的工业，会等待发明的出现，在谨慎地采用它之前只是傲慢地审视着这个发明。假如外行发明想要去达到他成功的目的的话，必须有经济支持和商业管理。在美国，自从1836年以来，在已经授予专利权的1 450 000件发明中，他们要支付政府费用，只有少于5%的赚钱了，部分因为这些发明只是在原有设备上做了微小的改进，有些部分因为很多发明没有真正的商业需要，有些部分因为专利权人在推广他们的发明方面，既没有智慧又没有实际精力。

生产和市场化长期以来就是组织化和系统化的，但是到目前为止技术创新才被关注，工业和发明者才开始发生转化。

2．系统化发明的开始

德国是第一个认识到发明和工业发展真正的密切关系的，德国人开始系统地利用世界范围内的新发现，并且抓住了工业利用化学知识和经验的机会。德国将五个大煤焦油公司稳定地连接到一起形成巨大的托拉斯，数百位化学家从事其中，他们好像是记账员，分配给产生更多发现的任务，从煤焦油中提取出自然产品的替代物，大量的实验室被建立起来，结果，德国形成了控制世界有机化合物的局面，因为她在打造一千个企业、工资福利和医药实施方面做出了重大成就。到1914年为止，德国甚至拥有成功采用合成橡胶的良好方法，这使得德国有希望成为本领域的强大竞争者。在不到半个世纪的时间里，德国在有机化学领域制造的发现远远多于从远古时代以来的所有发现。

这种明晰的规则在别的工业和国家也有可行性，假如在让化学赚钱的领域是成功的，那么它也可以扩展到其他任何领域。一些美国资本家受到德国案例的影响，起初，技术标准被严格地应用到原料交易和产品检验中，这是着眼于迈向科学研究的一大步。到20世纪30年代，美国工业实验室已达数百个，实验室研究的范围包括机器和制鞋、纺织、家具、灯泡、建筑材料、金属、油漆等产品的制造过程。总之一句话，在那个机器时代，人们需要的几乎所有物品都是在或大或小的实验室里被系统地开发出来。(www.chuimin.cn)

3．系统化发明的本质^[25]

第一，强大的研究能力。发明隐含着研究，瓦特的蒸汽机不是从他的大脑中跳跃出来并绘制成清晰的图版的，还有给气缸精确钻孔的新的机械工具必须被发明出来，热损失必须被研究出来，一个一个的模型必须被建立起来以实现各个部件按照比例运动，并且确定哪个位置是蒸汽机空气扩张时精确的切断点。

现代社会大多数发明出自公司专业实验室。各大公司拥有价值不菲的专利，这些专利价值显示出一个现象：当研究的需要变得越来越明显的时候，工业发展和发明必然受到影响。影响还不可能预测，仅仅因为我们所知道的发明的心理学知识太少，但是这种系统为工业发展带来惊人的进步是显而易见，进步不再是偶然的，而是稳定的和确定的。所有趋势都是朝着缓慢的完善技术进步的方向。

第二，科学的研究体制。工业实验室中的群体发明大大缩短了发明周期，过去织布机或者是飞行器的发明者数十年或者整个一代人都是分散独立工作，现在他们在一起工作，相互沟通和联系地更快速更直接，像过去发明被忽略的现象几乎不可能出现。任何研究者的第一步就是其查阅与他自己面对的问题有关的文献，以避开过去易犯的错误并且不在不必要的实验上花费时间^[26]。缺少这样的系统，很多发明就会重复发明。奥格本和托马斯博士统计的148项重复的发明和发现就反映了此种现象。假如研究组织面对的问题太难处理，那就可以将其分解成几个子问题然后分配给一些专家。通用电气公司的柯立芝（William D．Coolidge）博士在研究可延展钨的过程中，手下引领多达22位工作人员共同进行研究。

从前的发明者想象力是自由的，他充分控制他发明的直觉和可以动用的金钱；他同时涉猎几门科学和发明。在新的体制下，发明者成为企业的雇员，自己和全家的衣食问题就不再成为压力，企业雇主给予所有的时间和金钱供他在需要的时候支配。

研究和发明小组会仔细考虑一个课题的任何可能的方面。贝尔电话实验室会研究听觉还有耳朵和声音的关系问题，通用电气实验室不仅研究灯泡的改进，也会研究容器内的一些化学反应，柯达实验室的化学家和物理学家的研究范围覆盖整个有机化学和无机化学，他们可能是世界上在光化学影响领域中知识最渊博的研究人员。

第三，充足的研究资源。霍兰德（Maurice Holland）和普林格（Henry F．Pringle）统计了在20世纪20年代，美国军队的研发人员大约有30 000人，每天耗费约50万美元用于本领域的研究，他们的装备超过一千个企业实验室的总装备，这些研发人员超越工业发展的前沿，他们创造新工业、发展新工艺过程、降低产品成本并且抵制国外竞争。由此可见系统的研究需要有充足的资源作为后盾。研究的基本精神是要涉猎到各个领域，小企业没有足够的资金建立和维持自己的实验室，但是他们基本上也会成为贸易协会的成员，贸易协会引导对于其成员有利的科学探索，大约有90个那样的协会每年花费25 000 000美元以维持合作研究实验室。

工业研究小组在发明中的影响日趋增强。由于组织化的发明和发现能够获得很大的动量，作为单个的革新者在探索领域将不再有机会，他们不得不和越来越多的部署在实验室里的专业研究人员竞争，而实验室研究人员配备良好的实验设备，有充足的时间和资金，他们往往要工作3～5年才能够获得显著的结果。因此，只有智慧过人、训练有素的科学家才能可能与这些研究者相抗衡，一般的个体发明者基本没有胜算的机会^[27]。系统化发明所具有的的优势是任何伟大的个体发明者都无法相比的。

肯普佛特由此感慨：或许，最后一位所谓的英雄发明家就是爱迪生！

肯普佛特在几乎100年前总结的系统化组织化发明的特征也和今天的工业化发明相吻合，从中可见其极具远见的卓识。

发明系统化：爱迪生与德国的科学研发

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