杜以會
在日常生活中,我們都在享受發(fā)明家?guī)淼膭?chuàng)造品,如電話、電燈、電視、計算機、電池、微波爐、鐳射、磁共振影像掃描(MRI)等,但你可曾想過這些創(chuàng)造品是如何得來的嗎?
發(fā)明家的銘言是:“需要是發(fā)明之母”,這也是古諺“窮則變,變則通”的道理。其實,仔細翻閱科技的發(fā)明進展史,會發(fā)現大多數的發(fā)明都是因“需要所驅”而得來的。
另外還有3種因素也能推動發(fā)明:數據所驅,用類推方法去發(fā)現許多奇妙的可能性,如孟德爾的遺傳實驗方法;方法所驅,用儀器去觀察、發(fā)現與發(fā)明,如天文學家伽利略利用望遠鏡創(chuàng)立新的宇宙觀;理論所驅,憑自己的心得及理論去推理而得到答案,如愛因斯坦的相對論。
不過發(fā)明者當初的創(chuàng)新用意可能只是想滿足自己的好奇心,或解決生活上的需要,或改善某項日常生活的困境。但是后來有人把這發(fā)明應用到新的領域,產生新的功能,這就變成一種新科技,也就改變了我們的生活。
半導晶體的發(fā)明
1947年12月,半導晶體由美國貝爾實驗室的夏克雷、巴帝恩及布拉頓3人發(fā)明。當初3人發(fā)明半導晶體是想取代笨重、占空間而功能低的真空管,但半導晶體一出爐,馬上改變了整個電子工業(yè),尤其是小型電子裝備。他們三人于1956年獲得諾貝爾物理獎。后來巴帝恩與古柏及史律弗共創(chuàng)BCS超導體的獨特理論,于1972年再次獲得諾貝爾物理獎。
值得一提的是,半導晶體是由貝爾實驗室開發(fā)出來的,而貝爾實驗室是當時規(guī)模最大、最有名氣的民營實驗室,開發(fā)出無數的發(fā)明,并培養(yǎng)出6位諾貝爾獎得主。
鐳射的發(fā)明
1959年6月,唐恩斯與夏羅提出了鐳射發(fā)明的專利申請。1964年,唐恩斯、巴穌夫及普赫洛夫3人因量子激光導致鐳射的發(fā)明而獲得諾貝爾物理獎。夏羅、布洛柏根及西班則因發(fā)明鐳射光譜學及電子光譜學而分享了1981年諾貝爾物理獎。
唐恩斯是美國哥倫比亞大學的物理系教授,專長是微波光譜學。研究氨分子的旋轉結構是一種單純的基礎學術研究,當初僅是探討有關微波的激光加強量子現象。微波與我們看得到的光都是電磁波,但后來由maset的實驗發(fā)展到鐳射,而擴大應用到光的指針、CD、DVD、貨物條碼識辨器、基因分析等,也是出乎發(fā)明者原先的意料。其實,許多大學或研究機構的研究是一種基礎學術研究,基礎學術研究是指沒有特定“應用”的研究。
DNA的結構
1953年,DNA的雙股螺旋結構由華生與克里克提出,1962年獲得諾貝爾獎。當初華生剛拿到美國印地安那大學的生物博士學位,到英國劍橋大學做博士后研究,而克里克正在劍橋攻讀博士學位。一個偶然的機會讓他們看到另外一位X-光晶體專家弗蘭克林有關DNA的X-光底片,經幾番學術爭議而推理出DNA的結構,奠定了基因、醫(yī)學、分子生物的基礎。
十幾年后,美國莫李斯于1986年發(fā)明聚合酶鏈鎖反應而獲得1993年諾貝爾化學獎。這種方法能無限量地復制DNA,開拓了生物科技、基因工程的新領域。人類的基因圖譜就靠PCR及一些新科技才能于2002年完全解讀出來,PCR的發(fā)明也促進了基因、遺傳、疾病的關聯研究,探索生老病死的奧秘。如果沒有華生與克里克的DNA結構發(fā)現在先,莫李斯的PCR發(fā)明在后。許多遺傳疾病的醫(yī)療大概仍然束手無策,生物科技也不會有近年來一日千里的進展。
不難發(fā)現:許多發(fā)明家并沒有具備高等教育的訓練或學歷,而許多突破的發(fā)現與發(fā)明關鍵是發(fā)生在“靈機一動”的剎那,但即使有些發(fā)明是“偶然”發(fā)生的,當事者必須有準備的心,正如著名法國科學家巴斯德說的:“機會眷顧有準備的人?!?/p>