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Erkenntnistheoretische Standards von Erfindungen

Antworten auf Fragen finden, warum es so lange gedauert hat, eine Technologie zu erfinden


Beim Versuch, die Geschichte des Fortschritts zu studieren, stoße ich ständig auf interessante Beispiele für "Ideen hinter der Zeit" - Erfindungen, die viel später aufgetaucht zu sein scheinen, als sie könnten, wie einen Faserabscheider oder ein Fahrrad. Ich habe eine kurze Liste solcher Dinge zusammengestellt und ihr Auftreten analysiert.

Die Diskussion über solche Themen wird oft seltsamerweise zu Streitigkeiten, bei denen Menschen erfolglos ihre Äußerungen miteinander austauschen (obwohl, wenn Menschen im Internet darüber streiten können, an wie vielen Tagen in der Woche, dann können Sie wahrscheinlich über alles streiten). Daher möchte ich unsere Gedanken zu solchen Fällen und Beweisstandards kommentieren.

Zunächst möchte ich auf die Notwendigkeit eingehen, eine gewisse Genauigkeit in den Definitionen zu beachten. Nehmen Sie eine Dampfmaschine. In der Antike gab es so etwas, das als Reihermotor (Turbine, Kugel) oder Eolipil bezeichnet wurde . Einige Leute, die es gesehen haben, kommen zu dem Schluss, dass „Dampfmaschinen im 1. Jahrhundert existierten“ oder dass es keine Gründe gibt, warum die alten Römer so etwas in der Industrie nicht verwenden konnten.



Das ist ein Fehler. Eolipil ist überhaupt nicht wie die Dampfmaschinen des achtzehnten und der folgenden Jahrhunderte: Es ist eine Turbine, das heißt, sie dreht sich und nutzt nicht die Hin- und Herbewegung des Kolbens wie die Newcomer-Dampfmaschine . Warum ist es wichtig? Weil Eolipil nicht genug Drehmoment für den praktischen Gebrauch erzeugt. In einer AnalyseEs wird beschrieben, dass eine Watt-Dampfmaschine eine Viertelmillion Mal mehr Drehmoment abgab.


Newcomen Dampfmaschine

Noch bevor ich auf diese Analyse stieß, hatte ich den Verdacht, dass dies der Fall war. Deshalb habe ich geraten, nach dem Begriff "Eolipil-Drehmoment" zu suchen. Danach bin ich auf der ersten Seite der Google-Ergebnisse auf diesen Link gestoßen. Meine Intuition basierte auf mehreren Prämissen. Erstens, wenn eine so einfache und primitive Turbine wie Eolipil in die Praxis umgesetzt werden könnte, warum hat sie im 18. oder 17. Jahrhundert niemand erfunden? Warum haben sich Newcomen, Watt und andere auf viel anspruchsvollere Kolbenmotoren konzentriert? Sie waren kluge Leute, die offensichtlich aktiv an dieser Aufgabe arbeiteten - es ist unwahrscheinlich, dass keiner von ihnen an eine so einfache Lösung gedacht hätte. Zweitens ist das Eolipil klein - eine Skizze von Heron zeigt es als Desktop-Gerät -, aber Newcomens Motor war riesig.er musste eine separate Scheune für ihn bauen. Warum müssten Sie einen so großen Motor bauen, wenn nur ein kleiner genug wäre?

Wiederum hilft ein genaues Verständnis jeder Erfindung, solche wichtigen Details aufzudecken. Ein einfaches Konzept wie „eine Maschine (jede), die Dampf (in irgendeiner Weise) verwendet“ reicht nicht aus.

Dieses Beispiel zeigt auch das zweite Prinzip: Praktikabilität ist wichtig. Ein theoretisch funktionierendes Gerät, das jedoch zu wenig Energie erzeugt, aus praktischer Sicht zu ineffizient, teuer oder unzuverlässig ist, gibt es nicht. Es sollte nicht nur für Demonstrationen funktionieren, sondern auch für reale, menschliche und wirtschaftliche Bedürfnisse im Kontext des Lebens von Verbrauchern, industriellen Prozessen oder Geschäftsabläufen. Daher können Meinungsverschiedenheiten in dem Maße zu Meinungsverschiedenheiten in Form einer Vorrichtung führen, wenn die Erfindung die Schwelle der Praktikabilität überschreitet.


Edison Glühbirne

Aus diesem Grund war die Aussage, dass die Glühbirne in Edisons Labor erfunden wurde, absolut zutreffend, obwohl sie bereits vorher war: Sie waren entweder zu teuer (zum Beispiel verwendeten sie Platinfäden) oder sie brannten schnell aus, weshalb sie oft Veränderung. Zu sagen, dass jemand das „erste praktische X“ erfunden hat, ist meiner Meinung nach überflüssig - es ist dasselbe wie einfach zu sagen, dass er X erfunden hat. Etwas zu erfinden bedeutet, eine praktische Version zu erfinden. Wenn Ihre „Erfindung“ unpraktisch ist, ist dies nur eine Demo oder ein Prototyp. Es mag sich als nützlich erweisen, um Ideen zu testen oder Möglichkeiten zu erklären, aber es sind praktische Erfindungen, die die Geschichte bewegen, diejenigen, die die Hindernisse für ihre weit verbreitete Verwendung wirklich beseitigen.


Der "Propeller" da Vinci

Ein anderes Beispiel ist ein Computer. Der Computer wurde von J. Presper Eckert und John Mokley von der University of Pennsylvania erfunden; Ihr erstes Modell war ENIAC, das 1945 fertiggestellt wurde. Es war ein Durchbruch, da es der erste vollelektronische Computer war, der viel schneller lief als frühere Designs wie der IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC oder Harvard Mark I.)), die elektromechanisch war und magnetische Relais verwendete. Wenn wir die Geschwindigkeiten dieser Maschinen laut Wikipedia vergleichen, war ENIAC beim Teilen 600-mal schneller als ASCC und beim Multiplizieren mehr als 2000-mal schneller. (Außerdem war ENIAC mehr als 2.000 Mal schneller als eine Person mit einem mechanischen Taschenrechner, der eine ballistische Flugbahn berechnet, was bedeutet, dass ASCC nicht viel schneller war als eine Person). ASCC war eine interessante Demonstration, über die etwas in den Zeitungen geschrieben wurde; ENIAC war der Computer, der die Computerrevolution auslöste. Wieder wird der Gradunterschied zum Unterschied in der Art. Wenn Sie weiter in die Vergangenheit schauen, arbeiteten Computer wie die Atanasov-Berry-Maschine oder die Z3 Konrad Zuse auch viel langsamer als ENIAC und hatten auch andere praktische Einschränkungen. "Computer"Babbage war nur ein unvollendetes Konzept, das nicht mit Hilfe moderner Technologien erstellt werden konnte. Trotz meines Respekts für sein Genie kann ich Babbage daher nicht mehr als den Erfinder eines Computers betrachten als da Vinci - den Erfinder eines Hubschraubers.


Ersetzen der Lampe in ENIAC

Wenn Sie argumentieren möchten, dass die Erfindung nicht vor dem Auftreten eines „auflösenden“ Ereignisses hätte erscheinen können, dann betrachte ich diese Geschichte als erkenntnistheoretischen Goldstandard: starke wirtschaftliche Motivation (und im Fall von Computern militärische Motivation im Kontext des Zweiten Weltkriegs) ;; viele frühere Versuche, einschließlich abgeschlossener, gut funktionierender und ziemlich gut beleuchteter Projekte; die gemessene Differenz in einem Schlüsselparameter, der einen praktischen Wert hat (in unserem Fall in der Geschwindigkeit); Technologie, die es ermöglicht, einen signifikanten Unterschied in diesem Parameter zu erzielen (in unserem Fall um etwa 3 Größenordnungen). Daher erkläre ich zuversichtlich, dass der Computer - ich halte es wiederum für unnötig, einen "praktischen Computer" zu schreiben - vor der Erfindung der elektronischen Verstärkerröhre im Jahr 1907 nicht hätte erscheinen können.

Es ist wahrscheinlich, obwohl es mir nicht ganz klar ist, dass er nicht lange genug erscheinen konnte, nachdem verbesserte, zuverlässigere elektronische Lampen erfunden wurden. Es ist wahrscheinlich, dass bei ENIAC mehr als 17.000 Lampen verwendet wurden, und ihre Zuverlässigkeit gab den Ingenieuren Anlass zur Sorge. Dies ist nicht offensichtlich, da ich keine Beispiele für Versuche kenne, einen vollelektronischen Computer mit weniger zuverlässigen Lampen zu bauen, und weil einige Aussagen von Ingenieuren besagen, dass die Zuverlässigkeit kein so ernstes Problem darstellt wie bisher angenommen, insbesondere wenn die Lampen ohne Unterbrechung ohne thermische Einwirkung arbeiteten Ladungen. Daher wurden Ingenieure vielleicht nach 1907 nur durch das Fehlen einer Schlüsselidee gestoppt.


Dresin Karl Dres

Wenn Sie jedoch argumentieren möchten, dass etwas viel früher erfunden worden sein könnte, als dies geschehen ist, müssen Sie einige ernstere Argumente vorbringen als nur Konzepte und Komponenten auf hoher Ebene der Erfindung. Es ist notwendig, jedes Teil, Material, Produktionsprozess sorgfältig zu überprüfen. Jedes, auch nur ein kleines Detail, kann von entscheidender Bedeutung sein - insbesondere wenn wir uns daran erinnern, dass Erfindungen nicht nur funktionieren, sondern auch in Bezug auf Effizienz, Zuverlässigkeit und Kosten praktisch sein sollten. Als Beispiel in meiner Analyse der Erfindung des FahrradsIch habe das erste Proto-Bike beschrieben, den „Trolley“ oder die Laufmaschine aus Holz mit Rädern mit Metallreifen - beide Technologien sind ziemlich alt. Wie sie mir später schrieben, wurde im Wagen die Kugellagertechnologie verwendet, die viel neuer und möglicherweise für die Verringerung der Reibung von entscheidender Bedeutung ist.

In diesem Zusammenhang die Frage: Wie sehr müssen wir überrascht sein, um zu erfahren, dass die Erfindung X Y Jahre nach der Erfindung der Technologie Z dauerte? Erfindungen erscheinen nicht sofort, nachdem sie möglich geworden sind. Ideen und Informationen brauchen Zeit, um sich zu verbreiten, Experimente sind erforderlich, Finanzierung muss gefunden werden, Laboratorien organisiert, Materialien gefunden; Infolgedessen werden all diese Aktionen nicht von Automaten oder Uhrwerken ausgeführt, sondern von unvorhersehbaren Menschen mit ihren eigenen Ideen, Inspirationen, Hoffnungen und Ängsten, die in komplexen Netzwerken von Teams, Verträgen, Partnerschaften und anderen sozialen Strukturen arbeiten. Selbst im besten Fall wird eine Lücke von zehn oder mehr Jahren zwischen dem Aufkommen der Schlüsseltechnologie und dem kommerziellen Start der Erfindung nicht überraschend sein. Wenn Schlüsseltechnologie eine wissenschaftliche Entdeckung war,Ich bin seit zwei oder drei Jahrzehnten nicht überrascht. Ein Fall kann eingreifen - eine plötzliche Krankheit, finanzielle Panik, Krieg können Sie auf dem Weg zur Erfindung konfrontieren.


Cotton Gin (Baumwollfaserabscheider) Eli Whitney

Insgesamt denke ich, dass wir uns mehr über das lange Warten auf Erfindungen wundern sollten, die offensichtliche und vorhersehbare Auswirkungen auf die Großindustrie haben. Daher bin ich von der späteren Erfindung des Cotton-Gens und des Web-Shuttles mehr überrascht als von den Koffern auf Rädern, Rollenspielen oder Fahrrädern, die nur Komfort oder Unterhaltung bieten. Ich denke, wir können auch eine langsamere Erfindung an Orten erwarten, an denen weniger Menschen leben, weniger gebildet sind, weniger wirtschaftlicher Gewinn (Finanzierung von Forschung und Entwicklung), weniger Finanzierungsmechanismen (oder weniger effektiv), weniger politische Stabilität usw. .

Ich stelle mir Innovation als einen stochastischen Prozess vor, bei dem einige Parameter von der Umgebung und andere von der Erfindung selbst zugewiesen werden. Je stärker der „Druck“ ist, ein Problem zu lösen (wirtschaftliche Motivation), desto mehr Möglichkeiten gibt es, es zu lösen (gebildete, erfinderische Menschen oder Organisationen mit Freizeit, Raum, Material und Finanzierung im Kontext gut funktionierender staatlicher Institutionen und politischer Stabilität), desto schneller können Sie Erwarten Sie einen Sprung und je kleiner die Zeitlücke. Im Limit können Sie sofort Erfindungen erhalten, über die es viele Geschichten gibt (obwohl einige von ihnen in dem zuvor erwähnten Sinne übertrieben sind - was als "Erfindung" angesehen wird). Einige Doktoranden der Wirtschaftswissenschaften können möglicherweise eine Dissertation verteidigen.Formalisierung dieses Modells und Anpassung der Parameter an die Daten - sowohl um den Grad des „Einfallsreichtums“ an einem bestimmten Ort zu einem bestimmten Zeitpunkt zu quantifizieren als auch um einzelne Erfindungen zu identifizieren, die tatsächlich „später als zu ihrer Zeit“ erschienen sind.

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