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Normes épistémiques des inventions

Trouver des réponses aux questions sur les raisons pour lesquelles il a fallu autant de temps pour inventer une technologie


En essayant d'étudier l'histoire du progrès, je tombe constamment sur des exemples intéressants d '«idées derrière le temps» - des inventions qui semblent être apparues beaucoup plus tard qu'elles ne le pouvaient, comme un séparateur de fibres ou un vélo. J'ai dressé une courte liste de ces choses et analysé leur occurrence.

La discussion de ces questions se transforme souvent étrangement en différends dans lesquels les gens échangent sans succès des remarques entre eux (bien que si les gens sur Internet peuvent discuter du nombre de jours dans une semaine, alors, vous pouvez probablement discuter de tout). Par conséquent, je voudrais commenter nos réflexions sur ces cas et les normes de preuve.

Pour commencer, je dirai de la nécessité d'observer une certaine précision dans les définitions. Prenez une machine à vapeur. Dans l'antiquité, il y avait une telle chose, qui s'appelait un moteur à hérons (turbine, boule), ou eolipil . Certaines personnes, l'ayant vu, en arrivent à la conclusion que «les machines à vapeur existaient au 1er siècle», ou qu'il n'y a aucune raison pour que les anciens Romains ne puissent pas utiliser une telle chose dans l'industrie.



C'est une erreur. Eolipil ne ressemble pas du tout aux machines à vapeur du XVIIIe siècle et des siècles suivants: c'est une turbine, c'est-à-dire qu'elle tourne et n'utilise pas le mouvement alternatif du piston, comme la machine à vapeur Newcomer . Pourquoi c'est important? Parce que l'éolipil ne produit pas suffisamment de couple pour une utilisation pratique. En une seule analyseil est décrit qu'une machine à vapeur Watt a produit un quart de million de fois plus de couple.


Moteur à vapeur Newcomen

Même avant de tomber sur cette analyse, je soupçonnais déjà qu'il en était ainsi - c'est pourquoi j'ai deviné rechercher l'expression "couple eolipil", après quoi je suis tombé sur ce lien sur la première page des résultats de Google. Mon intuition reposait sur plusieurs prémisses. Premièrement, si une turbine aussi simple et primitive que l'éolipil pouvait être mise en pratique, pourquoi personne ne l'a inventée au XVIIIe, voire au XVIIe siècle? Pourquoi Newcomen, Watt et d'autres se sont-ils concentrés sur des moteurs à pistons beaucoup plus sophistiqués? C'étaient des gens intelligents, travaillant manifestement activement à cette tâche - il est peu probable qu'aucun d'entre eux n'ait pensé à une solution aussi simple. Deuxièmement, la taille de l'éolipil est petite - une esquisse de Heron le représente comme un appareil de bureau - cependant, le moteur de Newcomen était énorme,il a dû lui construire une grange séparée. Pourquoi auriez-vous besoin de construire un si gros moteur, si seulement un tout petit moteur suffisait?

Encore une fois, une compréhension précise de chaque invention permet de révéler ces détails importants. Un concept simple comme «une machine (n'importe laquelle) utilisant de la vapeur (de quelque manière que ce soit)» ne suffit pas.

Cet exemple illustre également le deuxième principe: l'aspect pratique est important. Un dispositif fonctionnant théoriquement qui, néanmoins, produit trop peu d'énergie, est trop inefficace, cher ou peu fiable, d'un point de vue pratique, n'existe pas. Il devrait fonctionner non seulement pour des démonstrations, mais aussi pour des besoins réels, humains et économiques, dans le contexte de la vie des consommateurs, des processus industriels ou des opérations commerciales. Par conséquent, les désaccords dans la mesure peuvent se transformer en désaccords sous la forme d'un dispositif lorsque l'invention franchit le seuil de la praticité.


Ampoule Edison

Soit dit en passant, c'est pourquoi l'affirmation selon laquelle l'ampoule a été inventée dans le laboratoire d'Edison, même si elle était déjà antérieure, était tout à fait exacte: elles étaient soit trop chères (par exemple, elles utilisaient des fils de platine), soit elles s'éteignaient rapidement, ce qui arrivait souvent changement. À mon avis, dire que quelqu'un a inventé le "premier X pratique" est redondant - c'est la même chose que simplement dire qu'il a inventé X. Inventer quelque chose signifie inventer une version pratique. Si votre «invention» n'est pas pratique, ce n'est qu'une démonstration ou un prototype. Il peut s'avérer utile pour tester des idées ou expliquer des possibilités, mais ce sont des inventions pratiques qui font bouger l'histoire qui éliminent les obstacles à leur utilisation généralisée.


L'hélice de Vinci

Un autre exemple est un ordinateur. L'ordinateur a été inventé par J. Presper Eckert et John Mokley de l'Université de Pennsylvanie; leur premier modèle était ENIAC, achevé en 1945. Il s'agissait d'une percée, car il s'agissait du premier ordinateur entièrement électronique, ce qui le faisait fonctionner beaucoup plus rapidement que les conceptions précédentes telles que la calculatrice contrôlée par séquence automatique IBM (ASCC ou Harvard Mark I), qui était électromécanique et utilisait des relais magnétiques. Si nous comparons les vitesses de ces machines selon Wikipedia, alors ENIAC était 600 fois plus rapide que ASCC lors de la division et plus de 2000 fois plus rapide lors de la multiplication. (De plus, ENIAC était plus de 2000 fois plus rapide qu'une personne avec une calculatrice mécanique qui calcule une trajectoire balistique, ce qui signifie que l'ASCC n'était pas beaucoup plus rapide qu'une personne). L'ASCC était une démonstration intéressante sur laquelle quelque chose était écrit dans les journaux; ENIAC est l'ordinateur qui a lancé la révolution informatique. Encore une fois, la différence de degrés devient la différence d'espèces. Si vous regardez plus loin dans le passé, des ordinateurs tels que la machine Atanasov-Berry ou la Z3 Konrad Zuse ont également fonctionné beaucoup plus lentement que ENIAC, et avaient également d'autres limites pratiques. "Un ordinateur"Babbage n'était qu'un concept inachevé qui ne pouvait pas être construit à l'aide des technologies modernes - par conséquent, malgré mon respect pour son génie, je ne peux pas plus considérer Babbage comme l'inventeur d'un ordinateur que da Vinci - l'inventeur d'un hélicoptère.


Remplacement de la lampe dans ENIAC

Si vous voulez argumenter, en disant que l'invention n'aurait pas pu apparaître avant la survenance d'un événement «résolvant», alors je considère cette histoire comme un étalon-or épistémologique: une forte motivation économique (et, dans le cas des ordinateurs, une motivation militaire dans le contexte de la Seconde Guerre mondiale) ; de nombreuses tentatives précédentes, y compris des projets achevés, qui fonctionnent bien et assez bien éclairés; la différence mesurée dans un paramètre clé d'importance pratique (dans notre cas, la vitesse); technologie qui permet d'obtenir une différence significative dans ce paramètre (dans notre cas, d'environ 3 ordres de grandeur). Par conséquent, je déclare avec confiance que l'ordinateur - encore une fois, je considère qu'il n'est pas nécessaire d'écrire un "ordinateur pratique" - n'aurait pas pu apparaître avant l'invention du tube amplificateur électronique en 1907.

Il est probable, bien que cela ne soit pas tout à fait évident pour moi, qu'il ne puisse pas apparaître assez longtemps après que, une fois améliorées, des lampes électroniques plus fiables aient été inventées. Il est probable que plus de 17 000 lampes ont été utilisées à l'ENIAC, et leur fiabilité a inquiété les ingénieurs; Ce n'est pas évident, parce que je ne connais pas d'exemples de tentatives de construction d'un ordinateur entièrement électronique sur des lampes moins fiables, et parce que certaines déclarations d'ingénieurs disent que la fiabilité n'était pas un problème aussi grave qu'on le pensait auparavant, surtout si les lampes fonctionnaient sans interruption sans subir thermique charges. Par conséquent, peut-être, après 1907, les ingénieurs n'ont été arrêtés que par le manque d'une idée clé.


Dresin Karl Dres

D'un autre côté, si vous voulez faire valoir que quelque chose aurait pu être inventé bien avant que cela ne se produise, vous devez présenter des arguments plus sérieux que de simples concepts et composants de haut niveau de l'invention. Il est nécessaire de vérifier soigneusement chaque pièce, matériau, processus de production. Tout, même un détail mineur, peut devenir extrêmement important - surtout si nous rappelons que les inventions ne doivent pas seulement fonctionner, mais être pratiques en termes d'efficacité, de fiabilité et de coût. À titre d'exemple, dans mon analyse de l'invention du véloJ'ai décrit le premier proto-vélo, le «trolley» ou la Laufmaschine, en bois, avec des roues avec des pneus métalliques - ces deux technologies sont assez anciennes. Cependant, comme ils m'ont écrit plus tard, la technologie des roulements à billes a été utilisée dans le chariot, ce qui est beaucoup plus récent et peut-être essentiel pour réduire la friction.

À cet égard, la question: combien devons-nous être surpris d'apprendre que l'invention X a pris Y ans après l'invention de la technologie Z? Les inventions n'apparaissent pas immédiatement après qu'elles deviennent possibles. Les idées et les informations prennent du temps à se diffuser, des expériences sont nécessaires, il faut trouver des financements, organiser des laboratoires, trouver du matériel; et par conséquent, toutes ces actions sont effectuées non pas par des automates ou des horloges, mais par des êtres humains imprévisibles, avec leurs propres idées, inspiration, espoirs et peurs, travaillant dans des réseaux complexes d'équipes, de contrats, de partenariats et d'autres structures sociales. Même dans le meilleur des cas, un écart de dix ans ou plus entre l'avènement d'une technologie clé et le lancement commercial de l'invention ne sera pas surprenant; si la technologie clé était une découverte scientifique,Je ne suis pas surpris depuis deux ou trois décennies. Un cas peut intervenir - une maladie soudaine, une panique financière, la guerre peut vous confronter du chemin de l'invention.


Cotton Gin (séparateur de fibres de coton) Eli Whitney

Dans l'ensemble, je pense que nous devrions être plus surpris de la longue attente des inventions qui ont un effet évident et prévisible sur l'industrie à grande échelle. Par conséquent, je suis plus surpris par la dernière invention du Cotton Gene et de la navette de tissage que les valises à roulettes, les jeux de rôle ou les vélos, qui n'offrent que du confort ou du divertissement. Je pense que nous pouvons également nous attendre à une invention plus lente dans des endroits où vivent moins de gens, ils sont moins éduqués, il y a moins de profit économique (financement de la recherche et développement), moins de mécanismes de financement (ou ils sont moins efficaces), moins de stabilité politique, etc. .

J'imagine l'innovation comme un processus stochastique dans lequel certains paramètres sont attribués par l'environnement et d'autres par l'invention même. Plus la «pression» pour résoudre un problème (motivation économique) est forte, plus il y a de possibilités de le résoudre (personnes ou organisations éduquées et inventives avec du temps libre, de l'espace, du matériel et du financement dans le contexte d'institutions publiques qui fonctionnent bien et de la stabilité politique), le plus tôt possible attendez-vous à un saut, et plus l'écart de temps est petit. À la limite, vous pouvez obtenir des inventions instantanées sur lesquelles il existe de nombreuses histoires (bien que certaines d'entre elles soient exagérées dans le sens mentionné précédemment - ce qui est considéré comme une "invention"). Certains étudiants diplômés en économie peuvent être en mesure de défendre une thèse,formaliser ce modèle et ajuster les paramètres aux données - à la fois pour quantifier le niveau «d'ingéniosité» à un endroit donné à un moment donné, et pour identifier des inventions individuelles qui sont réellement apparues «plus tard que leur temps».

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