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Padrões epistêmicos das invenções

Encontrar respostas para perguntas sobre por que demorou tanto tempo para inventar uma tecnologia


Tentando estudar a história do progresso, deparo-me constantemente com exemplos interessantes de "idéias dos tempos antigos" - invenções que parecem ter aparecido muito mais tarde do que podiam, como um separador de fibras ou uma bicicleta. Eu montei uma pequena lista dessas coisas e analisei a ocorrência delas.

A discussão de tais questões geralmente se transforma estranhamente em disputas nas quais as pessoas trocam comentários sem sucesso (embora, se as pessoas na Internet possam discutir sobre quantos dias por semana, provavelmente você possa discutir sobre tudo). Portanto, gostaria de comentar nossos pensamentos sobre casos e padrões de evidência.

Para começar, direi sobre a necessidade de observar certa precisão nas definições. Pegue um motor a vapor. Na antiguidade, existia uma coisa chamada mecanismo de garça (turbina, bola) ou eolipil . Algumas pessoas, vendo isso, chegaram à conclusão de que “os motores a vapor existiam no século I” ou que não há razões pelas quais os antigos romanos não pudessem usar uma coisa dessas na indústria.



Isso é erro. O Eolipil não se parece em nada com os motores a vapor dos séculos XVIII e subseqüentes: é uma turbina, isto é, gira e não usa o movimento alternativo do pistão, como o motor a vapor Newcomer . Por que isso é importante? Porque o eolipil não produz torque suficiente para uso prático. Em uma análiseé descrito que um motor a vapor de Watt produzia um quarto de milhão de vezes mais torque.


Motor a vapor Newcomen

Mesmo antes de me deparar com essa análise, eu já suspeitava que era assim - foi por isso que adivinhei procurar a frase "torque eolipil", após o que me deparei com esse link na primeira página dos resultados do Google. Minha intuição foi baseada em várias premissas. Em primeiro lugar, se uma turbina tão simples e primitiva como o eolipil poderia ser posta em prática, por que ninguém a inventou no século XVIII ou XVII? Por que Newcomen, Watt e outros se concentram em motores de pistão muito mais sofisticados? Eles eram pessoas inteligentes, obviamente trabalhando ativamente nessa tarefa - é improvável que nenhum deles tenha pensado em uma solução tão simples. Em segundo lugar, o tamanho do eolipil é pequeno - um esboço de Heron o descreve como um dispositivo de desktop - no entanto, o motor da Newcomen era enorme,ele teve que construir um celeiro separado para ele. Por que você precisaria construir um mecanismo tão grande, se apenas um minúsculo fosse suficiente?

Novamente, uma compreensão precisa de cada invenção ajuda a revelar detalhes tão importantes. Um conceito simples como “uma máquina (qualquer) usando vapor (de qualquer forma)” não é suficiente.

Este exemplo também ilustra o segundo princípio: a praticidade é importante. Um dispositivo que funcione teoricamente que, no entanto, produz pouca energia, é ineficiente, caro ou não confiável, de um ponto de vista prático, não existe. Deve funcionar não apenas para demonstrações, mas também para necessidades reais, humanas e econômicas, no contexto da vida dos consumidores, processos industriais ou operações comerciais. Portanto, divergências na medida em que podem se transformar em discordâncias na forma de um dispositivo quando a invenção ultrapassa o limiar da praticidade.


Edison Light Bulb

A propósito, é por isso que a afirmação de que a lâmpada foi inventada no laboratório de Edison, apesar de já ter sido anterior, era absolutamente precisa: elas eram muito caras (por exemplo, usavam fios de platina) ou queimavam rapidamente, por causa das quais frequentemente mudança. Na minha opinião, dizer que alguém inventou o "primeiro X prático" é redundante - é o mesmo que simplesmente dizer que ele inventou o X. Inventar algo significa inventar uma versão prática. Se a sua "invenção" é impraticável, isso é apenas uma demonstração ou protótipo. Pode ser útil para testar idéias ou explicar possibilidades, mas são as invenções práticas que movem a história que removem obstáculos ao uso generalizado.


A "hélice" da Vinci

Outro exemplo é um computador. O computador foi inventado por J. Presper Eckert e John Mokley, da Universidade da Pensilvânia; seu primeiro modelo foi o ENIAC, concluído em 1945. Foi um avanço, pois foi o primeiro computador totalmente eletrônico, o que o fez rodar muito mais rápido do que projetos anteriores, como o IBM Automatic Sequence Controlled Calculator Calculator (ASCC ou Harvard Mark I).), que era eletromecânica e usava relés magnéticos. Se compararmos as velocidades dessas máquinas de acordo com a Wikipedia, o ENIAC foi 600 vezes mais rápido que o ASCC ao dividir e mais de 2000 vezes mais rápido ao multiplicar. (Além disso, o ENIAC foi mais de 2.000 vezes mais rápido do que uma pessoa com uma calculadora mecânica que calcula uma trajetória balística, o que significa que o ASCC não foi muito mais rápido que uma pessoa). ASCC foi uma demonstração interessante sobre a qual algo foi escrito nos jornais; O ENIAC foi o computador que lançou a revolução da computação. Novamente, a diferença de graus se torna a diferença de espécie. Se você olhar mais para o passado, computadores como a máquina Atanasov-Berry ou o Z3 Konrad Zuse também funcionaram muito mais devagar que o ENIAC e também tiveram outras limitações práticas. "Um computador"Babbage era apenas um conceito inacabado que não podia ser construído com a ajuda de tecnologias modernas - portanto, apesar do meu respeito por seu gênio, não posso considerar Babbage o inventor de um computador mais do que Da Vinci - o inventor de um helicóptero.


Substituindo a lâmpada no ENIAC

Se você quiser argumentar, dizendo que a invenção não poderia ter aparecido antes da ocorrência de um evento de “resolução”, considero esta história um padrão ouro epistemológico: forte motivação econômica (e, no caso dos computadores, motivação militar no contexto da Segunda Guerra Mundial) ; muitas tentativas anteriores, incluindo projetos concluídos, com bom funcionamento e razoavelmente bem iluminados; a diferença medida em um parâmetro-chave de importância prática (no nosso caso, em velocidade); tecnologia que permite obter uma diferença significativa nesse parâmetro (no nosso caso, em cerca de 3 ordens de magnitude). Portanto, declaro com confiança que o computador - novamente, considero desnecessário escrever um "computador prático" - não poderia ter aparecido antes da invenção do amplificador eletrônico em 1907.

É provável, embora não seja totalmente óbvio para mim, que ele não tenha aparecido o suficiente depois disso, quando foram inventadas lâmpadas eletrônicas mais confiáveis. É provável que mais de 17.000 lâmpadas tenham sido usadas na ENIAC, e sua confiabilidade causou preocupação entre os engenheiros; Não é óbvio, porque não conheço exemplos de tentativas de construir um computador totalmente eletrônico com lâmpadas menos confiáveis, e porque algumas declarações de engenheiros dizem que a confiabilidade não era um problema tão sério quanto se pensava anteriormente, especialmente se as lâmpadas funcionassem sem interrupção sem experimentar a temperatura. cargas. Portanto, talvez, depois de 1907, os engenheiros tenham sido impedidos apenas pela falta de uma ideia-chave.


Dresin Karl Dres

Por outro lado, se você quiser argumentar que algo poderia ter sido inventado muito antes disso, é preciso apresentar alguns argumentos mais sérios do que apenas conceitos e componentes de alto nível da invenção. É necessário verificar cuidadosamente todas as peças, materiais e processos de produção. Qualquer detalhe, mesmo um pequeno detalhe, pode se tornar extremamente importante - especialmente se lembrarmos que as invenções não devem apenas funcionar, mas ser práticas em termos de eficiência, confiabilidade e custo. Como exemplo, na minha análise da invenção da bicicletaDescrevi a primeira moto-bicicleta, o “carrinho” ou a Laufmaschine, de madeira, com rodas com pneus de metal - essas duas tecnologias são bastante antigas. No entanto, como eles me escreveram mais tarde, a tecnologia de rolamentos de esferas foi usada no carrinho, que é muito mais recente e, possivelmente, fundamental para reduzir o atrito.

A esse respeito, a pergunta: quanto precisamos nos surpreender ao saber que a invenção X levou Y anos após a invenção da tecnologia Z? As invenções não aparecem imediatamente depois que se tornam possíveis. Idéias e informações levam tempo para se espalhar, são necessárias experiências, é preciso encontrar financiamento, laboratórios organizados, materiais encontrados; e, como resultado, todas essas ações são realizadas não por autômatos ou relógios, mas por seres humanos imprevisíveis, com suas próprias idéias, inspiração, esperanças e medos, trabalhando em complexas redes de equipes, contratos, parcerias e outras estruturas sociais. Mesmo na melhor das hipóteses, um intervalo de dez anos ou mais entre o advento da principal tecnologia e o lançamento comercial da invenção não será surpreendente; se a tecnologia principal era uma descoberta científica,Não me surpreendo por duas ou três décadas. Um caso pode intervir - uma doença súbita, pânico financeiro, guerra pode confrontá-lo do caminho para a invenção.


Cotton Gin (Separador de fibras de algodão) Eli Whitney

No geral, acho que deveríamos ficar mais surpresos com a longa espera por invenções que tenham um efeito óbvio e previsível na indústria em larga escala. Portanto, fico mais surpreso com a invenção posterior do Cotton Gene e da lançadeira de tecelagem do que com as malas sobre rodas, jogos de papéis ou bicicletas, oferecendo apenas conveniência ou entretenimento. Acho que também podemos esperar uma invenção mais lenta em lugares onde menos pessoas vivem, são menos instruídas, há menos lucro econômico (financiamento de pesquisa e desenvolvimento), menos mecanismos de financiamento (ou são menos eficazes), menos estabilidade política, etc. .

Imagino a inovação como um processo estocástico, no qual alguns parâmetros são atribuídos pelo ambiente e outros pela própria invenção específica. Quanto mais forte for a “pressão” para resolver um problema (motivação econômica), mais oportunidades haverá para resolvê-lo (pessoas educadas e inventivas ou organizações com tempo livre, espaço, materiais e financiamento no contexto de instituições estatais que funcionem bem e estabilidade política), mais cedo você esperar um salto, e menor o intervalo de tempo. No limite, você pode obter invenções instantâneas sobre as quais existem muitas histórias (embora algumas sejam exageradas no sentido mencionado anteriormente - o que é considerado uma "invenção"). Alguns estudantes de pós-graduação em economia podem defender uma dissertação,formalizar esse modelo e ajustar os parâmetros aos dados - tanto para quantificar o nível de "engenhosidade" em um determinado local em um determinado momento quanto para identificar invenções individuais que realmente apareceram "mais tarde que o tempo".

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