科技发明中的必然性与偶然性：同步发明现象的深度剖析 🌟 New 2025-01-02 作者 C3P00 一、引言 在人类发展的长河中，发明创造如同璀璨星辰点缀着文明的天空。然而，当我们深入探究这些发明背后的故事时，会发现一个有趣的现象——同步发明。就像整个发明史是由一串无休止的同步性案例组成的（阿尔弗雷德·克罗伯语）。这种同步性究竟是科技发展过程中的必然结果，还是仅仅是一系列巧合呢？让我们通过一系列生动的例子来探讨这个问题。 二、核反应堆研发中的同步性示例 （一）二战期间的独特背景 “二战”期间严格的战时保密政策为研究科技的必然性提供了一个绝佳的范例。当时，全世界各个独立的核科学家小组都在为驾驭核能而相互竞赛。由于核能具有巨大的军事战略优势，各小组要么作为敌人互不往来，要么作为谨慎的盟友装聋作哑，或者在同一国家内因“按需知密”的保密政策而相互隔离。这意味着开发核反应堆的历史在7个小组之间几乎是平行展开的。 （二）四因子公式的同步发现 物理学家斯宾塞·沃特的研究揭示了其中6个小组如何各自独立地发现了制造核弹的重要公式——四因子公式。这个公式有助于工程师计算链式反应所需的临界质量。法国、德国、苏联以及美国的3个小组都同步但又独立地开展了这项研究，并几乎同时发现了这个公式。虽然日本已经接近完成，但最终未能成功。这种高度的同步性——6个小组同时发现同一个公式——强有力地证明，在当时的环境下，这一公式的发现是必然的事件。 不过，当仔细分析每个小组最后得出的公式时，我们又能看到一些差异。不同国家使用不同的数学符号表示这个公式，强调的因素也有所不同，假设条件和对结果的说明存在差别，对小组总体科研水平的重视程度更是千差万别。事实上，有4个小组认为该公式只是纯理论性的成果，基本予以忽视，只有两个小组将这个公式整合到实验工作中，其中一个小组成功制造出了核弹。这表明，尽管公式的精华部分具有必然性，无可争议的是如果一个小组没有发现这个公式，其他五个小组也会发现它。但是公式的具体表述并不是完全必然的，主观描述可能产生很大的差异。 三、其他领域的类似现象 （一）微积分发明者的不同方法 牛顿和莱布尼兹被誉为微积分的发明人（或发现人），可实际上他们的计算方法并不相同，只是随着时间的推移两种方法逐渐殊途同归。约瑟夫·普里斯特利产生氧气的方法与卡尔·舍勒的不同，他们采用了不同的逻辑开启了同一个必然的新阶段。两位天文学家约翰·柯西·亚当斯和于尔班·勒维耶正确预测到了海王星的存在，但实际上他们计算的行星轨道并不相同。1846年两条轨道恰好重叠，因此他们通过不同的方式找到了同一个主体。 （二）统计学视角下的质疑 从统计学的角度来看，有人可能会认为此类轶事更像是巧合。毕竟考虑到发明册上的数百万条记录，难道不应该预计到总有一些发明会同时发生吗？然而，大多数多人同步发明并没有被报道。社会学家罗伯特·默顿指出：“所有单人发明都是即将产生的多人发明。”他的意思是，当第一个成果问世的消息公之于众时，很多潜在的多人发明就被放弃了。例如，1949年在数学家雅克·阿达马的笔记中发现这样一条记录：“在启动对一组特定问题的研究后，看到几位学者已经开始涉足同一课题，我就放下它，转而研究其他问题。” 科学家要么是记录了他们的发现和发明，但由于忙碌而没有发表；要么是自己对结果不满意。只有杰出人物的笔记经过仔细分析，因此除非你是卡文迪许或高斯（两者的笔记披露了若干未公布的多人发明），否则你的未经报道的理念绝不会载入史册。更深入的同步研究还被隐藏在公司或国家级秘密工作中，因为害怕竞争者窃密，很多成果没有发布。直到最近，很多重复发现和发明的案例仍然鲜为人知，因为它们是用晦涩难懂的语言发表的。一些同时产生的发明不被认可，是因为发明者用难以理解的技术语言进行描述。有时，一项发现与大众认知背道而驰，或者政治立场不正确，于是被人们忽视。 四、科学家和发明家的感受 （一）科学家的痛苦经历 科学家重点关注前人的研究成果和恰当的荣誉，与之不同，发明家往往未经系统研究过去的成果就勇往直前。这意味着在专利局看来，重复发明是常有的事。发明家申请专利时，需要引证此前的相关发明。被调查的发明家中有1/3宣称在进行发明时不知道此前有人申请了相关专利。直到准备申请书时，需要填写“现有技术”，他们才去了解竞争性专利。更让人吃惊的是，1/3的人声称在调研人员告知之前，不清楚自己的申请书中列举了哪些已有发明。（这是完全有可能的，因为专利引证可能是发明人的专利律师甚至专利局审查员完成的。） 社会学家瓦伦·哈格斯特伦访问了1718位美国学者，询问是否曾经遇到过自己的研究被其他人抢先开展或者取得成果的情况。他发现46%的人相信，他们的研究工作有“1次或2次”被别人先行一步，16%的人声称遇到过3次以上被他人抢先的情况。另一位社会学家杰里·加斯顿调研了203位硕果累累的英国物理学家，得出相似的结果：38%声称有1次被他人抢先，有26%超过1次。这些数据表明，对于科学家来说，被其他从事相同研究的人抢先发表成果是一种不幸且令人痛苦的常见情况。 （二）发明家的行为模式 尽管很多人宣称他们不相信科技宿命论的理念（无论就这个词汇的何种意义来说），但他们的行为表现得并不一致。不管他们如何理性地看待必然性，经验告诉我，所有发明家和创新家都表现得似乎他们自己的发明和发现马上就要被别人捷足先登。我所知的每一位创新家、发明家和发现者都抢在别人前面匆忙推广他们的理念，或者心急如焚地先于竞争对手申请专利，或者在同类事物出现之前急忙完成自己的杰作。过去的200年里，是否曾经有一位发明家感觉到没有其他人会抢走他的灵感（而且他的感觉没错）？ 五、现代创新环境中的同步性 （一）麦沃尔德的知识风险公司 内森·麦沃尔德是一位博学之士，也是多产的发明家。他想在数字技术之外的领域（如外科手术、冶金学或考古学）加快创新步伐。在他的公司里，每年会产生大约1000个专利。据他所说，大约20%的发明已经被证明是其他人也想到的，他们只为1/3的想法递交了专利申请。 （二）沃克数字实验室 互联网企业家杰伊·沃克创建了沃克数字实验室。在这个实验室里，聪明的专家们按照一定的流程围坐苦思未来20年左右（专利期限）能产生价值的创意。他们从众多想法中挑选出数千个，再精选出最后要申请专利的。在某些活跃领域，如电子商务，几乎100%的可能性是这些创意已经被考虑过。专利局把大约2/3的有争议专利判为“先占”专利，驳回申请。而在其他领域，例如游戏发明，大约1/3因为存在现有技术或其他发明人而受阻。 （三）丹尼·希利斯的“应用思维” 丹尼·希利斯是另一位博学之士和多产发明家，他是创新原型商店“应用思维”的共同创始人。这里同样雇用了大量聪明人开展发明创造。希利斯用漏斗比喻同步性倾向，他说：“也许有数以万计的人同时想到同一发明的可能性，但10人当中不到1人会设想如何实现。在那些思考过怎样实现的人中，只有1/10真正详细考虑实际细节和具体方案。而在这批人中，又只有1/10将构思付诸行动并长期坚持。最终，怀有相同想法的数万人当中通常只有1人使这项发明成为文化的一部分。” 六、结论 通过对上述内容的分析，我们可以得出以下几点结论： 必然性与偶然性的交织：科技发明中存在着必然性和偶然性的交织。一些基础概念和技术的发展具有必然性，比如白炽电灯泡的一般概念就是必然的产物。但在具体的实现形式上，由于受到发明者的个性、手边的原材料、文化或社会背景、财力支持和运气等因素的影响，会有很大的差异。 同步发明现象的普遍性：无论是过去还是现在，同步发明现象都非常普遍。这反映了在一定条件下，某些技术的发展方向具有一定的确定性，但同时也存在大量的不确定性因素。 对发明家和科学家的影响：同步发明现象给发明家和科学家带来了很大的压力，促使他们更加努力地工作，以免被他人捷足先登。这也反映出在当今竞争激烈的创新环境中，及时将自己的成果推向市场的重要性。 总之，科技发明是一个复杂而又充满魅力的过程，其中的必然性与偶然性、同步性与独特性共同构成了这个丰富多彩的世界。在未来的发展中，我们需要更好地理解和把握这些规律，以便推动科技创新向着更好的方向发展。🌟
一、引言
在人类发展的长河中，发明创造如同璀璨星辰点缀着文明的天空。然而，当我们深入探究这些发明背后的故事时，会发现一个有趣的现象——同步发明。就像整个发明史是由一串无休止的同步性案例组成的（阿尔弗雷德·克罗伯语）。这种同步性究竟是科技发展过程中的必然结果，还是仅仅是一系列巧合呢？让我们通过一系列生动的例子来探讨这个问题。
二、核反应堆研发中的同步性示例
（一）二战期间的独特背景
“二战”期间严格的战时保密政策为研究科技的必然性提供了一个绝佳的范例。当时，全世界各个独立的核科学家小组都在为驾驭核能而相互竞赛。由于核能具有巨大的军事战略优势，各小组要么作为敌人互不往来，要么作为谨慎的盟友装聋作哑，或者在同一国家内因“按需知密”的保密政策而相互隔离。这意味着开发核反应堆的历史在7个小组之间几乎是平行展开的。
（二）四因子公式的同步发现
物理学家斯宾塞·沃特的研究揭示了其中6个小组如何各自独立地发现了制造核弹的重要公式——四因子公式。这个公式有助于工程师计算链式反应所需的临界质量。法国、德国、苏联以及美国的3个小组都同步但又独立地开展了这项研究，并几乎同时发现了这个公式。虽然日本已经接近完成，但最终未能成功。这种高度的同步性——6个小组同时发现同一个公式——强有力地证明，在当时的环境下，这一公式的发现是必然的事件。
不过，当仔细分析每个小组最后得出的公式时，我们又能看到一些差异。不同国家使用不同的数学符号表示这个公式，强调的因素也有所不同，假设条件和对结果的说明存在差别，对小组总体科研水平的重视程度更是千差万别。事实上，有4个小组认为该公式只是纯理论性的成果，基本予以忽视，只有两个小组将这个公式整合到实验工作中，其中一个小组成功制造出了核弹。这表明，尽管公式的精华部分具有必然性，无可争议的是如果一个小组没有发现这个公式，其他五个小组也会发现它。但是公式的具体表述并不是完全必然的，主观描述可能产生很大的差异。
三、其他领域的类似现象
（一）微积分发明者的不同方法
牛顿和莱布尼兹被誉为微积分的发明人（或发现人），可实际上他们的计算方法并不相同，只是随着时间的推移两种方法逐渐殊途同归。约瑟夫·普里斯特利产生氧气的方法与卡尔·舍勒的不同，他们采用了不同的逻辑开启了同一个必然的新阶段。两位天文学家约翰·柯西·亚当斯和于尔班·勒维耶正确预测到了海王星的存在，但实际上他们计算的行星轨道并不相同。1846年两条轨道恰好重叠，因此他们通过不同的方式找到了同一个主体。
（二）统计学视角下的质疑
从统计学的角度来看，有人可能会认为此类轶事更像是巧合。毕竟考虑到发明册上的数百万条记录，难道不应该预计到总有一些发明会同时发生吗？然而，大多数多人同步发明并没有被报道。社会学家罗伯特·默顿指出：“所有单人发明都是即将产生的多人发明。”他的意思是，当第一个成果问世的消息公之于众时，很多潜在的多人发明就被放弃了。例如，1949年在数学家雅克·阿达马的笔记中发现这样一条记录：“在启动对一组特定问题的研究后，看到几位学者已经开始涉足同一课题，我就放下它，转而研究其他问题。”
科学家要么是记录了他们的发现和发明，但由于忙碌而没有发表；要么是自己对结果不满意。只有杰出人物的笔记经过仔细分析，因此除非你是卡文迪许或高斯（两者的笔记披露了若干未公布的多人发明），否则你的未经报道的理念绝不会载入史册。更深入的同步研究还被隐藏在公司或国家级秘密工作中，因为害怕竞争者窃密，很多成果没有发布。直到最近，很多重复发现和发明的案例仍然鲜为人知，因为它们是用晦涩难懂的语言发表的。一些同时产生的发明不被认可，是因为发明者用难以理解的技术语言进行描述。有时，一项发现与大众认知背道而驰，或者政治立场不正确，于是被人们忽视。
四、科学家和发明家的感受
（一）科学家的痛苦经历
科学家重点关注前人的研究成果和恰当的荣誉，与之不同，发明家往往未经系统研究过去的成果就勇往直前。这意味着在专利局看来，重复发明是常有的事。发明家申请专利时，需要引证此前的相关发明。被调查的发明家中有1/3宣称在进行发明时不知道此前有人申请了相关专利。直到准备申请书时，需要填写“现有技术”，他们才去了解竞争性专利。更让人吃惊的是，1/3的人声称在调研人员告知之前，不清楚自己的申请书中列举了哪些已有发明。（这是完全有可能的，因为专利引证可能是发明人的专利律师甚至专利局审查员完成的。）
社会学家瓦伦·哈格斯特伦访问了1718位美国学者，询问是否曾经遇到过自己的研究被其他人抢先开展或者取得成果的情况。他发现46%的人相信，他们的研究工作有“1次或2次”被别人先行一步，16%的人声称遇到过3次以上被他人抢先的情况。另一位社会学家杰里·加斯顿调研了203位硕果累累的英国物理学家，得出相似的结果：38%声称有1次被他人抢先，有26%超过1次。这些数据表明，对于科学家来说，被其他从事相同研究的人抢先发表成果是一种不幸且令人痛苦的常见情况。
（二）发明家的行为模式
尽管很多人宣称他们不相信科技宿命论的理念（无论就这个词汇的何种意义来说），但他们的行为表现得并不一致。不管他们如何理性地看待必然性，经验告诉我，所有发明家和创新家都表现得似乎他们自己的发明和发现马上就要被别人捷足先登。我所知的每一位创新家、发明家和发现者都抢在别人前面匆忙推广他们的理念，或者心急如焚地先于竞争对手申请专利，或者在同类事物出现之前急忙完成自己的杰作。过去的200年里，是否曾经有一位发明家感觉到没有其他人会抢走他的灵感（而且他的感觉没错）？
五、现代创新环境中的同步性
（一）麦沃尔德的知识风险公司
内森·麦沃尔德是一位博学之士，也是多产的发明家。他想在数字技术之外的领域（如外科手术、冶金学或考古学）加快创新步伐。在他的公司里，每年会产生大约1000个专利。据他所说，大约20%的发明已经被证明是其他人也想到的，他们只为1/3的想法递交了专利申请。
（二）沃克数字实验室
互联网企业家杰伊·沃克创建了沃克数字实验室。在这个实验室里，聪明的专家们按照一定的流程围坐苦思未来20年左右（专利期限）能产生价值的创意。他们从众多想法中挑选出数千个，再精选出最后要申请专利的。在某些活跃领域，如电子商务，几乎100%的可能性是这些创意已经被考虑过。专利局把大约2/3的有争议专利判为“先占”专利，驳回申请。而在其他领域，例如游戏发明，大约1/3因为存在现有技术或其他发明人而受阻。
（三）丹尼·希利斯的“应用思维”
丹尼·希利斯是另一位博学之士和多产发明家，他是创新原型商店“应用思维”的共同创始人。这里同样雇用了大量聪明人开展发明创造。希利斯用漏斗比喻同步性倾向，他说：“也许有数以万计的人同时想到同一发明的可能性，但10人当中不到1人会设想如何实现。在那些思考过怎样实现的人中，只有1/10真正详细考虑实际细节和具体方案。而在这批人中，又只有1/10将构思付诸行动并长期坚持。最终，怀有相同想法的数万人当中通常只有1人使这项发明成为文化的一部分。”
六、结论
通过对上述内容的分析，我们可以得出以下几点结论：
总之，科技发明是一个复杂而又充满魅力的过程，其中的必然性与偶然性、同步性与独特性共同构成了这个丰富多彩的世界。在未来的发展中，我们需要更好地理解和把握这些规律，以便推动科技创新向着更好的方向发展。🌟