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第35章 创造力的基本运动方式(下)(2)

小说: 广义创造力纵横谈      作者:丁大中

世界上的事物往往形成系统的、复杂的综合体。以S曲线表达的生命周期只是简洁地、综合的表达。我们称之为生命曲线的S曲线,实际上同许多内外环境条件密不可分,它是各种因素的函数。如果就创造力的基本运动形式来说,某一个创造如果用一个“点”来表示,则在其运动过程中将存在许多相互联系的“点”协同发展,犹如一条S型的迷雾。围绕主要创造物较近的点多,则雾色较浓,围绕主要创造物较近的点较少,则雾色较淡。为了表达简便,可以将图48表示的生命曲线中的技术创新点坐标系的右侧增加一条X’坐标轴,表示有关创造“点”的数量多少。

X’为技术创新点的稀密度,表示事物生命过程从A→E各个阶段的有关技术创新数量。

一项重大的新技术发明或一项新理论产生,最初的开创性成果属于A阶段(孕育期),是为数很少的“种子性”发明或发现。尽管它们在最关键技术上取得重大突破,往往还有一些关键性环节必须在实用化(或者完全证实)以前得到解决。B阶段是快速成长期,解决实用化所必需的若干重要环节的技术发明数目相对较多。C阶段是成熟期,有大量的改进性发明和配套技术创新,使实用功能迅速进步。当成熟技术达到接近其功能限度时,就进入缓慢平衡发展的稳定期D,这时只有少量补充性的技术改进,主要功能改进不大。就这项已进入成熟期的技术发明来说,当另外的重大技术达到实用化水平并可以取代它的时候,该项技术就会进入衰亡E。或者新产生的技术还不能完全取代它之前,这项原有的技术将会稳定在一定的规模上并持续下去。

如果我们以比较复杂的人造卫星的发展为例对之进行技术进步和生命周期的分析,会发现新的现象。如果要想使一定载重量的卫星超越第一宇宙速度进入确定的太空运行轨道,并在完成一系列科学实验任务后返回地球安全着陆,所完成的硬件、软件发明创造将以千、万计。此时反映在生命曲线S曲线上的创新点如星云密布,创造力的渐变和激变运动的界限难以划分。这种现象使我们理所当然地将它们视为一个整体,于是便呈现出创造力的三极性。

即使不算太复杂的开创性发明,有时也难以划分渐变式的一系列改进与突变式的开创性发明的阶段和界限。例如氧气炼钢技术即是由氧气斜吹转炉、卧式转炉双管吹氧、氧气顶吹、氧气底吹到顶底复合吹氧转炉等一系列技术发明完成的。是从不吹氧到吹氧算作开创?还是把顶底复合吹氧算作开创?抑或是将这种发展叫做一系列的开创?一系列的改进?都很难定论。但是现代的顶底复合吹氧转炉炼钢是先前一系列成就积累的结果则是显而易见的。陈昌署,远德玉:《技术选择论》,辽宁人民出版社,1990年7月,第723页。

因此,在复杂系统的创新中,并非仅仅由一次性的巨大激变完成系统创新过程,而往往是许多阶段性过程和跃迁(突变)交织在一起,形成一种在起伏中(这种起伏源自于系统生命周期中所伴随的技术创新渐变与突变的互扰)渐变与突变相结合的发展。

由于任何一种技术发明的突变或渐变,结合在一个大的系统之中,都程度不同的成为这个系统不可或缺的必要成分,在某种意义上,它们的重要性对于完成系统的总任务来说具有同样重要意义。例如我国1993年发射携带卫星的长征火箭失败,原因只不过是因为一种垫圈的渗漏。同年,美国发射NOAA‐13卫星进入太空轨道,12天后即成为一堆废铁,为此损失7700万美元,原因也只是因为一枚30毫米的螺钉设计长度超过了几个毫米,引起电路短路,使太阳能极板无法正常工作。

附录:

超音速声障的突破

现代喷气式飞机的飞行速度以音速为衡量标准时,分为亚音速和超音速。当声波频率高于2万赫兹时会使能量集中而引起激振波,这种物理效应会使飞机在超音速飞行时产生声障。声障是从亚音速进入超音速时的临界现象。

飞机飞行速度的创新在第二次世界大战前后有了突飞猛进的发展。首先是从亚音速进入超音速,更使高速战斗机由最初的超音速发展为可达到2倍音速的现代新型战斗机。而后是开始研制超音速大型民用客机(协和号),并且人们在陆地也开始尝试用高速汽车向超音速突破。在各种创新活动中,克服音障,突破声速临界点,是一次创造力的激变。

声障曾经是人类难以逾越的鸿沟。早在二十世纪四十年代后期,飞机的巡行速度由于航空动力系统的进展,活塞式发动机被涡扇式发动机技术所超越,使喷气式飞机的飞行速度逐渐接近音速。这时人们发现,飞机机翼和其他部分出现激波,并与附面层相互作用使气流分离,升力骤然下降,阻力急剧增强,飞机出现操纵失灵现象。飞行安全性受到威胁,阻碍了飞机速度进一步的提高。同时,人类进入超音速运动将会出现什么后果,对于首次试飞的飞行员形成巨大的心理压力。何况接近音速的试飞曾经夺去了一些飞行员的生命,而空气冲击波发出爆破似的声震也引起人们恐慌。

当我们回顾关于最初几次超音速试飞员所做试飞的情况报道,有失败的、有成功的,总会为当时惊心动魄的创举和视死如归的勇气所激动。但是,在注视人类创造力的重大激变之中,也必须看到激变前后曾经发生的一系列渐变,或发生在不同层次上的渐变系列。例如为突破声障而专门设计的飞机,采用大推动力装置,尖前缘的薄翼型和后掠翼等外形等一系列创造性发明;为研究解决突破超音速之后飞机的节省燃料、降低成本、克服噪音等技术问题的一系列新发明。例如美国斯坦福大学研究人员制成的“斜飞行翼”超音速客机的样机,耗费燃料少,运营成本低,仅比波音747等亚音速飞机的票价高出几个美分。从洛杉矶到东京只需7个小时,比原来的航班减少3小时飞行时间。英国设计中的超音速大型客机尽管是一项新创造,但是还不能够解决噪音干扰问题,只能在大城市外的上空突破音障。从当时英国在开发超音速大型客机的技术路线看,克服噪音成为一个引起突变的新临界点。

微波炉的发明

微波炉是第二次世界大战后发展起来的重要民用技术发明之一,发明人是美国的珀西·斯本塞。

珀西·斯本塞发明微波炉经历了三个不同层次的激变。早在1945年,他观察到微波能使周围物体发热的现象。又一次,他把一袋玉米粒放在波导喇叭口前,发现玉米粒的变化与放在火堆前一样。第二天他又拿了一个鸡蛋放在喇叭口前,结果鸡蛋受热突然爆炸。这就是他在知识上的第一次突变——对微波热能知识的一次“相变”。于是珀西·斯本赛与雷声公司一起研制了一台能够使用微波的热效应来进行烹饪的炉子。1947年由雷声公司推出了第一台商用微波炉,供饭店和机关使用,这就是今天各种样式微波炉的始祖。因此可以认为,此时此刻微波炉的发明已经突破了第二个临界点,完成了技术上的相变,或从始祖的突变。但是由于成本的原因这种微波炉当时的售价太高,寿命又短,推向市场后并未能被消费者所接受。

20年后的1967年,乔治·福斯特大胆地对微波炉提出了改进意见,他与珀西·斯本赛一起设计了更耐用且价格较低廉的微波炉,并且投入生产,从而完成了微波炉从原型机到产业化的突变。产品进入市场试销,当年的销售量即超过5万台,以后销量逐年上升,很快行销全世界。因此可以认为,微波炉的发明到此时已经突破了第三个临界点,完成了成熟商品的相变或者说完成了商品化的突变。

从微波炉发明的全过程来看,从知识相、技术相、商品相的三次相变,整合成为一次临界点的突变。在这里呈现出渐变与突变相结合的创造力运动的基本模式。

农作物常规育种

农作物常规育种是知识、技术与艺术的结合。为了创造出新品种,首先要发现或人工诱发农作物产生对农业有利的、为人们所需要的变异。循着设定的目标,在变异群体中逐代定向选择、淘汰,使新的基因组合纯化。根据作物生育周期,一般要经过6-8代(或年份)连续的人工选育过程。如果是常规杂交育种,要在选择杂交后代的性状分离个体中定向选择,以便获得纯化的、稳定的新品种群体。

为了增强选择压力,往往将变异植株放在特定环境条件之下,并按照规定程序经过从小区观察、大区对比试验到大田耕作条件下的生产试种,最后才能育成能够通过审定的作物新品种。这个过程似乎经历了4次相变,即知识、技术、生产和商品化。因此与其说一个突变个体的产生就是新品种创造的突变,不如将这个新品种的产生过程看成是一个突变个体与连续的、综合的渐变(或一系列突变)相结合的过程。而突变只是为新品种的创造提供了一定的内在条件。同时,如果将新品种在技术上育成作为突破第一个临界点的突变,而将新品种的鉴定、审定和市场开发作为新品种商品化的第二个临界点,那么,选育的渐变过程中的各种参数和试验资料,都是为第二次突变提供的外在条件。

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