研发与创新
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四、贝尔移民美国成为发明家与企业家

1789年,美国将知识产权保护写入宪法,这极大地促进了整个国家的发明创造,激发了企业家与研发人才的活力。一年后,以宪法为依据,美国颁布了《专利法》,这是当时世界上最系统、最全面的专利保护法。它吸引大量欧洲的科技人才奔向美国,其中包括亚历山大·贝尔。

1847年,亚历山大·贝尔出生于苏格兰,在英国接受了主要教育。1870年贝尔全家迁居加拿大,后又从加拿大搬到美国。贝尔的父亲是一位噪声生理学家,并且是矫正说话、教授聋哑人的专家。1864年,贝尔的父亲发明了一套人类发音的符号系统,称为“可视语音”。他指出,任何声音都能用该系统记录下来,其他人也能通过该系统精确地把记录下来的语音复述出来。

1871年,贝尔在美国波士顿聋哑人学校供职。两年后,26岁的贝尔获得波士顿大学演说术教授的职位。美国波士顿地区拥有哈佛大学、麻省理工学院、波士顿大学等诸多学术机构,是全球智力资源最密集的地区之一。在这个创新地带,各种供技术交流、创业办公的咖啡馆星罗棋布。这一地区众多的技术展览、演讲、学者间的交流对贝尔帮助很大,贝尔在波士顿期间开始做谐波电报的实验。1873年,在麻省理工学院的展览会上,贝尔见到了声波记录仪,这对他启发很大。

1874年7月2日,27岁的贝尔提出了发明电话的构想。贝尔教授的一位耳聋学生的父亲哈伯德是位企业家,为了与电报巨头西部联合公司竞争,资助了贝尔在发报机领域的研究。哈伯德雇用了一位电工沃特森做贝尔的助手,以弥补贝尔在电学知识上的不足,这有力推动了贝尔对电话的研究。1875年,贝尔和沃特森终于研制成两台原始的电话样机。1876年2月24日,企业家哈伯德向专利局提交了贝尔的专利申请,几小时后,电话的另一位发明人格雷也提交了申请,但因为贝尔的申请早了几个小时,最终美国高等法院裁定贝尔是电话的发明者。29岁的贝尔在申请专利后第10天获得了专利权的确认。

贝尔在费城博览会上展示了他的发明,但并没有引起人们的注意,没人看好电话的前景。贝尔没有灰心,决定向公众演示电话的功能。1876年10月,贝尔在家中进行了远距离通话的展示,他从一家杂货店到自己家拉了一条5英里[1]长的电话线,贝尔和沃森特首次进行了两地间的通话。贝尔大力推广电话技术,并开启了大众使用电话的时代。

1877年7月9日,贝尔和企业家哈伯德成立了贝尔电话公司[美国电话电报公司(AT&T)的前身]。

1878年,贝尔在波士顿与300公里之外身处纽约的沃尔森进行了首次长途电话实验。一年之内,贝尔公司共安装了230部电话。此后,贝尔又发明了帮助呼吸功能障碍者呼吸的“真空服”(人工呼吸器的前身)、金属探测器(X光机的前身)。贝尔不仅拥有诸多发明,还创办了美国《国家地理》杂志、国家地理协会,创立了英国聋哑教育促进协会,著名的聋哑作家海伦因受益于其聋哑教育,而在自传中公开感谢贝尔。

19世纪90年代,43岁的贝尔开始研究空气动力学,并与航空先驱塞缪尔·兰利合作发表了关于飞行器的论文。1903年,美国的莱特兄弟发明了飞机并试飞成功,他们验证了贝尔和兰利此前的研究成果。1907年,60岁的贝尔成立了航空实验协会(AEA),并与年轻的莱特兄弟合作设计飞机。他们经过不断尝试最终获得成功,使飞机从此有了方向舵和滑行轮,贝尔参与的这些创新设计是航空史上的重要里程碑。

1915年,贝尔电话公司剥离长途电话业务,成立AT&T。AT&T创立了贝尔实验室,以发扬贝尔的创新精神。贝尔实验室是许多重大发明的诞生地,这些重大发明包括晶体管(计算机的基础)、激光器、太阳能电池、发光二极管、数字交换机、通信卫星、电子数字计算机、蜂窝移动通信设备、长途电视传送、仿真语言、有声电影、立体声录音,以及通信网络。

贝尔实验室的工作可以大致分为三类:基础研究、系统工程和应用开发。基础研究方面主要从事电信技术的基础理论(包括数学、物理学、材料科学、行为科学和计算机编程理论)研究。系统工程方面主要研究构成电信网络的高度复杂系统。应用开发部门是贝尔实验室最大的部门,负责设计电信网络的设备和软件。贝尔实验室共有3万多项专利,其基础研究开创了多项人类科学史上重要研究的先河。

贝尔实验室也是Unix操作系统和C语言的发源地,它们是计算机产业的基础。贝尔实验室的专家克劳德·香农于1948年发表论文《通信的数学原理》,奠定了现代通信理论的基础。贝尔实验室在20世纪为第三次产业革命做出了重要贡献。贝尔实验室共产生了11位诺贝尔奖获得者,其中发明晶体管的三大物理学家之一威廉·肖克利创立了硅谷历史上第一家科技公司,拉开了硅谷创新地带的传奇序幕。

想象一下,如果贝尔没有搬迁到美国,历史会怎样。贝尔很重要,但孵化创新的土壤更重要。保护知识产权的法律、开放自由的学术交流组织、可供开放式研究的实验室、众多的民间学术协会、发达的信息资源,都有助于推动创新。鼓励企业家精神的商业环境、保障专利致富的法律和激励政策,都是吸引人才、引导资金投入的重要因素。正因为此,美国这个建立时间很短的国家,后发制人,一跃成为当时最具创新力的国家之一。

[1] 1英里=1609.344米。