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從創新到發明,需要經歷多少階段?

前段時間有本《從0到1》的書很火,書中指出「創新是從0到1,而不是從1到n」。

從0到1更多的是研究,探尋新的可能性;而從1到n,是在已知經驗上不斷的改進,發展出事物完整的邏輯。

發明則是從0到n的過程,部分人完成從0到1的積累,由最後發明人走完從1到n的質變。飛機的發明歷程,就是一個很好的例子。

人類為什麼想發明飛機?因為我們的祖先能夠馴化或者獵食在地面上的其它物種,而對於天上飛的只有嚮往的份了,這是人類先天的劣勢,於是飛行成為了人類長期的夢想。

人類實現飛行之夢走了2條路。第一條是模仿,就是給人安上翅膀,試圖模仿鳥類的動作來飛行;第二條是從大自然中研究飛行背後的原理,根據原理開發飛行工具。

很早的野史就有關於鳥人的記載,也就是在人的手上加上翅膀,模仿鳥類飛行。第一個給出圖紙的設計者是達芬奇,他發明了一種機械鳥。雷達、鯊魚皮泳衣,都是依照這個邏輯發明出來的。

達芬奇設計的機械鳥

但在大部分時候,模仿這條路是人類走了一個大彎路。

直到17世紀,義大利的生物學家博雷利指出,人類沒有鳥類輕質的骨架、強大的胸腔、和流線型光滑的身形。根據他的計算,一個體重60公斤的人至少需要1米8的胸腔才能提供扇動翅膀的力度。最後博雷利將他的研究寫成《論鳥類飛行》,宣告人類模仿鳥類的飛行這條路從此結束。

凱利爵士也是在這個時候改變了他的研究方向。他發現鳥的翅膀不僅提向前的供動力,也提供向上的升力,提出通過固定機翼而非振翼的方式提供升力。1853年,他研究出一種飛行工具讓他的馬車夫實現了飛行,但可能過程有點兇險,以至於最後他的馬車夫辭職不幹了。

飛機能夠自行飛行,主要有3個問題:動力、升力,可操控。凱利爵士解決了升力,但由於當年還沒有內燃機,蒸汽機能提供的動力有限,不足以為飛機提供動力,所以那個年代註定無法研製出飛機。雖然凱利在所剩不多的日子裡夜以繼日的工作,但終無所成。

從鳥類飛行的原理演變出的固定機翼

所幸的是,凱利留下了《論空中航行》這一論文,日後成為了航空學的經典。這篇論文明確指出,提供飛機動力與升力的裝置應當分開,這為今後飛機的發明指出了正確的道路。

在萊特兄弟之前有一位德國航空業先驅——李林塔爾值得一提,今天的柏林李琳塔爾機場就是以他的名字命名的。他一生進行了2000次的滑翔飛行,成功率提升到95%以上。比之前凱利等人進行偶然成功的飛行是一個巨大的進步。

任何一種發明,都要能夠經得起重複的證明。但在1896年,李林塔爾在一次試飛中不幸去世。之後,萊特兄弟就發明了飛機,實現了自帶動力的載人飛行。

李林塔爾和他的滑翔機

萊特兄弟的成功,我認為最大的原因是他們出生在恰當的年代。凱利的理論和奧拓的內燃機已經為他們準備好,前人的失敗也給了他們足夠的警惕性。

奧維爾·萊特1912年曾說,他們的成功完全要感謝這位英國紳士在100年前寫下的重於空氣的飛行器的理論。他說,「喬治·凱利爵士所知道的有關航空原理可以說前無古人、後無來者,直到19世紀末葉,他所出版的作品毫無錯誤,實在是科學史上最偉大的文獻。」

威爾伯·萊特也說,「我們設計飛機的時候,完全是採用凱利爵士提出的非常精確的計算方法進行設計計算的」。

萊特兄弟從控制風箏的方法中得到啟發,成功的解決了飛機操控的問題,發明了飛機控制機翼的操作桿。在此前,不論是李林塔爾還是凱利都是靠人的身體轉動來控制飛行的平衡和方向,這就如同鳥兒一樣,但是這種方式其實很難控制。

這是思維方式的轉變,從之前的簡單模仿轉變為研究,從飛行的原理出發,找到控制飛行的本質,然後進行拓展。

萊特兄弟正在進行飛行實驗

萊特兄弟生性謹慎,不輕易自己試飛,而是進行大量的風洞實驗。為了提升機翼的升力,萊特兄弟一共嘗試了200多次機翼。在控制方面,他們對於飛行的平衡、俯仰和轉彎等航空操作也進行了大量的實驗,因此他們在第一架飛機正式升空時,就基本上解決了飛機的操控和穩定的問題。1902年,萊特兄弟先後進行了700—1000次的滑翔實驗,並在同年的10月8日徹底實現了飛行的轉向控制。

在方法和認知上,萊特兄弟這點確實高人一等,充分認識測試的重要性,我們說的不打無準備的仗,說的就是這個道理。

萊特兄弟後來將奧托研製的內燃機裝上飛機,飛機的動力問題得以解決。此時飛行的關鍵技術:動力、升力、操控,都得到了解決。 1903年12月17日,萊特兄弟在美國西海岸首次試飛自行研製的「飛行者一號」,從此人類進入飛機時代。

就在萊特兄弟宣布發明飛機的同時,但全世界對他們的實驗頗為懷疑,因為當時的證據只是攝影師留下來的照片。直到1908年,兄弟二人先後在歐洲和美國進行了幾次當眾試飛。一時間,頒獎、授勛絡繹不絕,至此,萊特兄弟聲名大振。

萊特兄弟正在演示飛機

之後,萊特兄弟繼續不斷完善飛機的設計,創造了一整套改進飛機的方法。最終促進航空商業的快速發展。

不管在萊特兄弟之前有過多少關於飛行實驗及成功的報道,但公平的說,發明的榮譽應當給予萊特兄弟。因為發明並非從0到1的過程,而是在前人量的積累上,由最後一個人進行質的改變,並對未來進行完整的規劃,這往往是一個漫長的過程。之前的飛行器雖然能飛,但是有著諸多致命的缺陷,並不實用,更無法普及。

而萊特兄弟在前人的基礎上進行一系列的整合與改進,將半成品變成了可以實現商業價值和社會價值得成品,完成了從1到n的質變。

當今市面上已經普及的新技術或者新產品,也是如此。

Lisa是蘋果公司於1983年推出的全球首款圖形界面的PC機。然而最先開發出圖形界面的卻是施樂公司的帕洛阿爾托研究中心,為什麼我們都記住了蘋果公司,卻沒記住當年的技術先鋒施樂公司?因為施樂公司走玩了從0到1,卻沒走完從1到n。

這往往需要經過3個時期。

第一時期是概念剛被研發出來的時候。施樂公司於最早於1973年開發出PARC圖形操作系統,在當年是顯得十分耀眼,但並不成熟,更談不上實用。而最初關心新技術的通常是圈內的技術精英人士,民眾並不關心,於是這套系統沒有走出實驗室。

施樂實驗室開發出來的PARC圖形操作系統

如果說施樂公司走完了從0到1的第一階段,蘋果和微軟則是將圖形界面帶入了從1到n的二、三階段。

第二時期是產品已經有了完整的功能,但價格昂貴、穩定性差的時期。施樂公司把他們的研究成果賣給了蘋果公司。蘋果的工程師化腐朽為神奇,開發出了Lisa、Macintosh等一系列成熟的產品,此時產品做了很多體驗點的改進。但價格昂貴,大多數企業用戶更傾向於採購價格相對低廉的IBM PC機。

第三時期新技術才得以大範圍普及,這一代雖然沒有前面那麼精緻,但價格便宜、兼容性好,對一般人來說功能足夠使用。我們熟悉的windows就是在這一時期誕生,成為了家庭企業辦公首選。蘋果和微軟也在後續研發出了能投入市場應用的相關技術,都獲得了巨大的成功。

最新的win10圖形界面系統

所有的成功沒有一蹴而就。

從事新事業應當吸取前人的經驗,研究事物的本質,然後不斷的反覆驗證。

如果沒有耐心、沒有情懷,指望馬上就能看到成果,常常會讓你失望的。


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