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Estándares epistémicos de invenciones.

Encontrar respuestas a preguntas sobre por qué tardó tanto en inventar una tecnología


Tratando de estudiar la historia del progreso, constantemente encuentro ejemplos interesantes de "ideas detrás de los tiempos", inventos que parecen haber aparecido mucho más tarde de lo que podrían, como un separador de fibra o una bicicleta. Recopilé una breve lista de tales cosas y analicé su ocurrencia.

La discusión de estos temas a menudo se convierte extrañamente en disputas en las cuales las personas intercambian comentarios sin éxito entre sí (aunque si las personas en Internet pueden discutir cuántos días en una semana, entonces, probablemente, pueden discutir sobre todo). Por lo tanto, me gustaría comentar nuestros pensamientos sobre tales casos y estándares de evidencia.

Para empezar, diré sobre la necesidad de observar una cierta precisión en las definiciones. Toma una máquina de vapor. En la antigüedad existía tal cosa, que se llamaba un motor de garza (turbina, bola) o eolipil . Algunas personas, al verlo, llegan a la conclusión de que "existían máquinas de vapor en el siglo I", o que no hay razones por las cuales los antiguos romanos no pudieran usar tal cosa en la industria.



Esto es un error Eolipil no se parece en absoluto a las máquinas de vapor de los siglos XVIII y posteriores: es una turbina, es decir, gira y no utiliza el movimiento alternativo del pistón, como la máquina de vapor Newcomer . ¿Por qué es importante? Porque el eolipil no produce suficiente torque para un uso práctico. En un análisisse describe que una máquina de vapor Watt produjo un cuarto de millón de veces más de torque.


Newcomen motor de vapor

Incluso antes de encontrar este análisis, ya sospechaba que era así, por eso supuse buscar la frase "par de eolipil", después de lo cual encontré este enlace en la primera página de resultados de Google. Mi intuición se basó en varias premisas. En primer lugar, si se pudiera poner en práctica una turbina tan simple y primitiva como el eolipil, ¿por qué nadie la inventó en el siglo XVIII o incluso en el XVII? ¿Por qué Newcomen, Watt y otros se centraron en motores de pistón mucho más sofisticados? Eran personas inteligentes, obviamente trabajando activamente en esta tarea; es poco probable que ninguno de ellos hubiera pensado en una solución tan simple. En segundo lugar, el tamaño del eolipil es pequeño; un boceto de Heron lo representa como un dispositivo de escritorio; sin embargo, el motor de Newcomen era enorme,tuvo que construir un granero separado para él. ¿Por qué necesitarías construir un motor tan grande, si solo uno pequeño fuera suficiente?

Nuevamente, una comprensión precisa de cada invención ayuda a revelar detalles tan importantes. Un concepto simple como "una máquina (cualquiera) que usa vapor (de cualquier manera)" no es suficiente.

Este ejemplo también ilustra el segundo principio: la practicidad es importante. Un dispositivo teóricamente funcional que, sin embargo, produce muy poca energía, es demasiado ineficiente, costoso o poco confiable, desde un punto de vista práctico, no existe. Debería funcionar no solo para demostraciones, sino también para necesidades reales, humanas y económicas, en el contexto de la vida de los consumidores, procesos industriales u operaciones comerciales. Por lo tanto, los desacuerdos en la medida en que pueden convertirse en desacuerdos en forma de un dispositivo cuando la invención cruza el umbral de la practicidad.


Bombilla Edison

Por cierto, es por eso que la afirmación de que la bombilla fue inventada en el laboratorio de Edison, aunque ya estaba antes, era absolutamente precisa: eran demasiado caros (por ejemplo, usaron hilos de platino) o se quemaron rápidamente, por lo que a menudo cambio. En mi opinión, decir que alguien inventó la "primera X práctica" es redundante; es lo mismo que decir simplemente que inventó la X. Inventar algo significa inventar una versión práctica. Si su "invento" no es práctico, esto es solo una demostración o prototipo. Puede resultar útil para probar ideas o explicar posibilidades, pero son los inventos prácticos los que mueven la historia los que eliminan los obstáculos para su uso generalizado.


La "hélice" da Vinci

Otro ejemplo es una computadora. La computadora fue inventada por J. Presper Eckert y John Mokley de la Universidad de Pennsylvania; su primer modelo fue ENIAC, completado en 1945. Fue un gran avance, ya que fue la primera computadora totalmente electrónica, lo que hizo que funcionara mucho más rápido que los diseños anteriores, como la Calculadora controlada por secuencia automática de IBM (ASCC o Harvard Mark I), que era electromecánico y utilizaba relés magnéticos. Si comparamos las velocidades de estas máquinas según Wikipedia, ENIAC fue 600 veces más rápido que ASCC al dividir y más de 2000 veces más rápido al multiplicar. (Además, ENIAC era más de 2000 veces más rápido que una persona con una calculadora mecánica que calcula una trayectoria balística, lo que significa que ASCC no era mucho más rápido que una persona). ASCC fue una demostración interesante sobre qué algo fue escrito en los periódicos; ENIAC fue la computadora que lanzó la revolución informática. Nuevamente, la diferencia en grados se convierte en la diferencia en especies. Si miras más allá del pasado, entonces las computadoras como la máquina Atanasov-Berry o la Z3 Konrad Zuse también funcionaron mucho más lentamente que ENIAC, y también tenían otras limitaciones prácticas. "Un ordenador"Babbage era solo un concepto inacabado que no podía construirse con la ayuda de tecnologías modernas; por lo tanto, a pesar de mi respeto por su genio, no puedo considerar a Babbage como el inventor de una computadora más que da Vinci, el inventor de un helicóptero.


Sustitución de la lámpara en ENIAC

Si quiere discutir, diciendo que la invención no pudo haber aparecido antes de que ocurriera un evento de "resolución", entonces considero esta historia como un estándar de oro epistemológico: fuerte motivación económica (y, en el caso de las computadoras, motivación militar en el contexto de la Segunda Guerra Mundial) ; muchos intentos anteriores, incluidos proyectos completos, que funcionan bien y bastante bien iluminados; la diferencia medida en un parámetro clave de importancia práctica (en nuestro caso, en velocidad); tecnología que permite lograr una diferencia significativa en este parámetro (en nuestro caso, en aproximadamente 3 órdenes de magnitud). Por lo tanto, declaro con confianza que la computadora, una vez más, considero innecesario escribir una "computadora práctica", no pudo haber aparecido antes de la invención del tubo amplificador electrónico en 1907.

Es probable, aunque no es del todo obvio para mí, que no pueda aparecer el tiempo suficiente después de eso, cuando se mejoraron, se inventaron lámparas electrónicas más confiables. Es probable que se hayan utilizado más de 17,000 lámparas en ENIAC, y su confiabilidad causó preocupación entre los ingenieros; no es obvio, porque no conozco ejemplos de intentos de construir una computadora totalmente electrónica con lámparas menos confiables, y porque algunas declaraciones de los ingenieros dicen que la confiabilidad no era un problema tan serio como se pensaba anteriormente, especialmente si las lámparas funcionaban sin interrupción sin experimentar calor cargas Por lo tanto, tal vez, después de 1907, los ingenieros fueron detenidos solo por la falta de una idea clave.


Dresin Karl Dres

Por otro lado, si quiere argumentar que algo podría haberse inventado mucho antes de que esto sucediera, debe presentar algunos argumentos más serios que solo conceptos y componentes de alto nivel de la invención. Es necesario verificar cuidadosamente cada parte, material, proceso de producción. Cualquiera, incluso un pequeño detalle, puede volverse críticamente importante, especialmente si recordamos que las invenciones no solo deberían funcionar, sino ser prácticas en términos de eficiencia, confiabilidad y costo. Como ejemplo, en mi análisis de la invención de la bicicleta.Describí la primera protobici, el "carro" o la Laufmaschine, hecha de madera, con ruedas con neumáticos de metal, ambas tecnologías son bastante antiguas. Sin embargo, como más tarde me escribieron, se utilizó la tecnología de rodamientos de bolas en el carro, que es mucho más nuevo y, posiblemente, crítico para reducir la fricción.

A este respecto, la pregunta: ¿cuánto debemos sorprendernos al saber que la invención X tomó Y años después de la invención de la tecnología Z? Las invenciones no aparecen inmediatamente después de que sean posibles. Las ideas y la información tardan en difundirse, se necesitan experimentos, necesita encontrar financiación, organizar laboratorios, encontrar materiales; y como resultado, todas estas acciones son realizadas no por autómatas o mecanismos mecánicos, sino por seres humanos impredecibles, con sus propias ideas, inspiración, esperanzas y miedos, trabajando en redes complejas de equipos, contratos, asociaciones y otras estructuras sociales. Incluso en el mejor de los casos, una brecha de diez o más años entre el advenimiento de la tecnología clave y el lanzamiento comercial de la invención no será sorprendente; si la tecnología clave fuera un descubrimiento científico,No estoy sorprendido por dos o tres décadas. Puede intervenir un caso: una enfermedad repentina, pánico financiero, la guerra puede enfrentarlo desde el camino hacia la invención.


Cotton Gin (separador de fibra de algodón) Eli Whitney

En general, creo que deberíamos estar más sorprendidos por la larga espera de invenciones que tienen un efecto obvio y predecible en la industria a gran escala. Por lo tanto, estoy más sorprendido por la invención posterior del Cotton Gene y el transbordador de tejido que las maletas con ruedas, juegos de rol o bicicletas, que ofrecen solo comodidad o entretenimiento. Creo que también podemos esperar una invención más lenta en lugares donde viven menos personas, tienen menos educación, hay menos ganancias económicas (financiamiento de investigación y desarrollo), menos mecanismos de financiamiento (o son menos efectivos), menos estabilidad política, etc. .

Imagino la innovación como un proceso estocástico en el que algunos parámetros son asignados por el entorno y otros por la invención específica en sí. Cuanto más fuerte es la "presión" para resolver un problema (motivación económica), más oportunidades hay para resolverlo (personas u organizaciones educadas, inventivas con tiempo libre, espacio, materiales y financiamiento en el contexto de instituciones estatales que funcionen bien y estabilidad política), más pronto podrá esperar un salto, y cuanto menor sea la brecha de tiempo. En el límite, puede obtener inventos instantáneos sobre los cuales hay muchas historias (aunque algunas de ellas son exageradas en el sentido mencionado anteriormente: lo que se considera una "invención"). Algunos estudiantes graduados en economía pueden defender una disertación,formalizando este modelo y ajustando los parámetros a los datos, tanto para cuantificar el nivel de "ingenio" en un lugar determinado en un momento dado como para identificar invenciones individuales que realmente aparecieron "más tarde que su tiempo".

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