發明學，改變世界：人類如何發明出手機、防感染導管、電腦搜尋系統、3D列印……等事物，改變我們的生活

研發新產品或創業前，你必須知道的「發明學」！

若你想問我創業需要怎樣的條件，可讀讀這本《發明學，改變世界》，先找到潛在消費者的需求，再發明一樣能解決問題的產品，相信有了這樣的產品後，再結合有利的商業模式，你必定會創業有成。
——李紹唐　前台灣甲骨文分公司總經理

人在反覆做一件相同事情的時候、在遇見一個難解的問題的時候，就會想要找出一個新的方法，更好、更快、更省力。這種動機是天生的，但現實生活裡，有人創造發明能力強，有人弱。於是不免產生一個問題：發明可以學習嗎？本書作者姵根˙甘妮蒂長期寫文章介紹發明的故事，廣泛的涉獵讓她確信發明有方可循，因此創造了「發明學」（Inventology）這個字眼。
——鄭志凱　Acorn Pacific Ventures 共同創辦人

提到發明，我們除了羨慕那些充滿創意的發明家外，是否能有一個具體的方法，讓「發明」重新回到整個社會之中呢？更具體地說，在我看來，我們需要找回「發明學」，以及能讓「發明歷程」能夠運作的友善文化。本書正是以此為目標、帶我們找回發明的價值。
——宋世祥　國立中山大學創新創業學院學程專案助理教授

將發明從「拚機率」，變成一個可操作，可評估、可練習的「學問」，是這本書的主旨和重大價值。一個訓練我們「讀熟考古題」的教育，足以讓一個人才變廢材、讓社會與產業集體病危。在目前的情境下，這本書可以說是我們的自救手冊。
——謝宇程　教育與人才培育課題作家

本書以全新的觀點闡述了發明的過程，充滿知識和啟發。
——Publisher Weekly

「發明」可以成為一門真正的學問，研究者開始研究這主題，老師也在教授這門學問。一些二十一世紀的產物（募資、3D列印）已經打破了新概念和有用產品之間的障礙（金錢、時間），因此創新的黃金時期已經到來。本書清楚描繪了發明家是怎麼思考和創作的。
——Kirkus

關於創新的研究，本書觸及其中一項最重要的觀點：如果你系統地探索新的經驗、觀點、人物，以及地點，你很可能就會發現讓人驚艷的創新點子。
——The Creativity Guru網站

以前的發明 現在的發明
將畢生儲蓄賭在研發的商品 用3D印表機做個模型，注冊帳號即可募資
數個月等待消費者的意見回饋 不到一周就有一堆潛在消費者提供建議
大型 R&D 部門才有高科技設備 網路上有各種客制化專業服務
專業難題只能依靠專業社群解決 專業問題上網供各領域專家提供新解答
各領域資料只存放在自家公司 各種大數據公開任君使用

從以上對比可知，現今可說是人類史上發明的高峰期以及轉捩點，研發工具不再集中於工廠式的R&D部門，透過網路的便利性，我們隨時可以結合各領域的專業服務，甚至十五歲的高中生，就靠著一台電腦和搜尋學術論文，研發出了胰臟癌測試紙，轟動醫學界！
所有的研發工具都攤在我們眼前了，你需要的只剩下：學會如何發明。以往「發明」總是披著一層謎樣的薄紗：靈光閃現、做了一場夢，就發明出一樣新產品。然而《發明學，改變世界》這本書的作者告訴你：你也可以學會如何「發明」，改變世界。

作者曾應邀替《紐約時報雜誌》撰寫「那是誰發明的？」專欄，採訪了多位有趣、重要的發明家，報導他們的產品如何改變了我們的世界，例如：

◎手機：在家家戶戶都有電話的通訊便利時代，還是有人預見我們渴望可移動、能隨時隨地和別人連繫的手機。
◎搜尋系統：早在尚未有個人電腦的一九三○年代，已經有人預測未來會出現如google這種快速蒐集資料的電腦技術。
◎3D印表機：打破傳統費時的鑄造模型方法，層層堆疊的3D列印技術讓汽車工業和人體組織醫療技術取得更大的突破。
◎防感染導管：每年美國有三萬人死於導管細菌感染，於心不忍的醫生動手研發可預防感染的導管，拯救更多病患。

其實，你我都是發明家，一定設計過某樣小工具，讓工作和生活更順利。因著工業革命而產生的大型R&D雖然曾經盛行一時，然而今日「個人發明家」已經慢慢重又成為主流。《發明學，改變世界》這本書中的許多故事，讓你了解「發明學」的最新趨勢！

作者簡介
姵根‧甘妮蒂
曾應邀為《紐約時報雜誌》撰寫專欄「那是誰發明的？」(Who Made That?)，追蹤報導有關創新、創意和發明的事件，本書即以該專欄文章為基礎寫成。
甘妮蒂畢業於衛斯理大學，主修美國研究，之後進入約翰霍普金斯大學研究院，獲文學碩士學位，專攻小說。因此對大眾文化及文學均甚有研究，她曾獲麻省理工學院「奈特科學新聞學者獎學金」（MIT Knight Science Journalism fellow），在MIT進修研究科學傳播。她曾在約翰霍普金斯大學、波士頓大學等教授寫作。
甘妮蒂的寫作十分多元化，除了《紐約時報雜誌》之外，也曾替《波士頓環球報》等多家媒體撰寫各種題材的文章，並出版過十本書，包括三本小說。其中《布拉克•列文斯通》（Black Livingstone）為《紐約時報》選書，《獨身主義者》（Spinsters）則為「邦諾連鎖書店發現特選書」。

譯者簡介
吳程遠
美國Gustavus Adolphus College大學畢，主修物理和數學；北卡羅萊納大學教堂山校區物理碩士。曾任台灣大學物理系助教、《牛頓》雜誌科學主編、天下文化出版公司研發主編、《天下》雜誌出版部編輯總監、遠流出版公司財經企管與科學叢書總編輯兼《科學人》雜誌編輯總監，現為「讀書共和國」社長編輯室特別助理。前往美國念大學之前，曾在飛利浦轄下的皇冠電子廠任職學徒，四年期間在電子工程部、機械工程部、生產線、工業工程部、金工部、木工部、倉庫、印刷電路部、儀器維修部等部門受訓及工作，充分明瞭工廠工人工作環境之苦，以及領略用創意工作、提高效能之樂。
曾翻譯《創意工廠MIT》、《神經外科的黑色喜劇》、《別鬧了，費曼先生》、《這個不科學的年代！》、《大策略家》及《行善的誘惑》等書。

推薦人 各領域專家專文推薦
李紹唐　前台灣甲骨文分公司總經理
鄭志凱　矽谷創投Acorn Pacific Ventures 共同創辦人
宋世祥　國立中山大學創新創業學院學程專案助理教授
謝宇程　教育與人才培育課題作家

科技／文化人一致好評（依姓名筆畫排列）
Felix Lin　「創客閣樓」召集人
莊智超　IOH開放個人經驗平台創辦人
許毓仁　立法委員／TEDxTaipeir創辦人暨TED亞洲大使
詹宏志　PChome Online董事長
鄭國威　PanSci泛科學總編輯

目次
推薦文一　想創業，先發明一個可解決消費者潛在問題的產品 李紹唐
推薦文二　別輸在創新發明的起跑點上 鄭志凱
推薦文三　發明即是創造新的希望 宋世祥
推薦文四　發明不是「拚機率」，而是可練習的「學問」 謝宇程
引言　那些東西是誰發明的？
第一部　尋找問題
第一章　火星人時差
第二章　使用者—發明家
第三章　踏進別人的鞋子裡
第四章　意見回饋的未來
第二部　偶然的發現
第五章　超級好運的發明家
第六章　戴著護目鏡看數據
第七章　MIT第20號大樓
第三部　預言．想像未來
第八章　未來科技的滋味
第九章　搜尋引擎＠一九三九
第十章　心靈深處的R&D實驗室
第十一章　如何時光旅行
第四部　連結
第十二章　興趣廣泛的人有福了！
第十三章　請容許我擁有這個小天地
第十四章　為什麼事情一定非如此不可呢？
第五部　承擔及教育下一代
第十五章　紙眼睛，看得更遠
第十六章　東敲西弄：教育篇
綜論　其實，未來早已到來！

引言
那些東西是誰發明的？

二○一二年間，《紐約時報雜誌》（New York Times Magazine<$>）找我幫他們寫一個叫「是誰發明的？」（Who Made That？）的專欄，每星期一篇。於是我開始追查各種發明的幕後推手，例如切片麵包、3D列印機，或是唇膏等等。一星期又一星期過去，我發現各式各樣的點子俯拾皆是，突然就跳到我面前來，發明家則不分行業、不分階層，來自四面八方：一名飛機試飛員創造出飛行員款墨鏡；一位苦惱萬分的父親為了對付孩子，設計了「吸杯」——用來訓練小嬰兒喝飲料的杯子；而在紐約皇后區某個家庭的廚房裡進行的實驗，最後則促成全錄影印機問世。
為什麼面對相同問題時，這些人會想到別人沒想到的解決方法？從這個問號開始思考，帶出更巨大的問號：發明究竟有沒有可依循的方程式？如果有的話，其他人也學得來嗎？
隨後，當我接觸眾多創意人並進行採訪時，我總會問他們驚人的點子來自何方、過程如何？當中的一位，傑克•斯達普（Jake Stap）讓我明白一件事：有些時候到了沮喪絕望時，我們才發現自己的強大想像力。一九六○年代末，他在威斯康辛州兩個網球營當教練。在那段漫長的網球教學期間，他每天必須花很多小時彎腰撿起數以百計的網球。他的腰痛得要命，極需要發明一些撿球的方法，好逃離這個無間地獄。
斯達普丟了個網球在車子裡，網球在駕駛座旁的位子上滾來滾去，不斷提醒他必須面對及思考這道難題。一星期一星期過去，每次開車時，斯達普就在腦海中假想著各種實驗：想像自己在網球場上，戴上一副延伸的長長手臂，不用彎腰就可以碰到地面。然而他立刻想到，這條機械手每次只能撿起一顆網球。這樣可不夠好。終於，某次又這樣胡思亂想時，斯達普順手將身旁的網球拿起來捏一捏。就在塑膠網球被他手指頭捏扁的當下，全新點子突然湧現：其實網球可以從兩條金屬棒之間的空隙擠過去，譬如擠進一個用細鐵條做成的籃子裡，而且進去後就不會再掉出來。
斯達普找了個有柄的桶子，在底部裝上縱橫交錯的金屬條，實際實驗一下。他告訴我：「我將金屬條移來挪去，找出最合適的間隙距離。」好讓網球從桶子底部擠進去，而且留在桶子內。他稱這項發明為「撿球籃」（ball hopper）。
接下來那個暑假，「每個人都想使用撿球籃，」斯達普的女兒蘇•庫絲特（Sue Kust）回憶道：「簡直是瘋了。」她又注意到，「當大家看到撿球籃的運作原理是多麼簡單，他們都會說：『我其實也想得到。』」
斯達普的概念也許看來簡單，但其實不然。早在一八七○年代，塑膠球就已成為標準的網球配備，因此合理想像，某位維多利亞時代的紳士早該想到拿個網狀鐵桶來回收網球了。相反地，差不多一個世紀了，眾多網球運動員都在撿拾塑膠球，卻沒人想到過斯達普的解決辦法。這也是某些發明的神祕之處：事後回頭看好像很是簡單。可是，許多最優雅簡單的突破方案卻可以默默躲藏幾十年！我們究竟被甚麼擋住了，一直抓不到這些點子？怎麼樣才能找到目前仍躲藏著但「顯而易見的」點子呢？
要回答這些問題，我們必須審視各項發明，尋找規律。比方說，如果你研究一下癌症治療、水槍，以及煙霧偵測器的發展史，你會發現這些發明從無到有的形塑過程有令人驚訝的相似之處。因此，如果我們能夠找出許多發明家成功的技巧，或許我們能從中推測出什麼方法最有用。

發明VS創新

大家往往將「發明」（invention）和「創新」（innovation）這兩個名詞交替使用，造成混亂。因此在繼續談下去之前，我們應該先釐清兩者的定義。自黏便條「利貼」（Post-It）的原創發明者阿特•傅里艾（Art Fry）發展出獨具一格的說法，他對發明和創新的定義是如此具啟發性，我在整本書中都會借用他的定義。傅里艾說，發明是「當你將構想轉化為實物時發生的事。」傅里艾更進一步具體指出說，發明通常牽涉到製作出「原型」，以測試原始的想法，證明它的確可行。一旦你創造出這個模型，根據傅里艾的說法，「創造就蛻變為發明。」過程中可能需要做做夢、畫圖、觀察、點子發想、發現、修修補補，或許也做點工程師的工作，但最後應該以證明想法確實可行作為收尾。
之後發生的就是創新了，是「為了將創意點子轉化為一門生意而克服障礙、解決各種問題等所做的一切。」確實，「創新」這名詞經常被籠統拿來形容企業企圖大量生產某種商品時必須克服的挑戰——例如簡化流程、削減成本、管理供應鏈，以及成立合作團隊等。事實上，產品開發的商業層面本身就是一門藝術，在這裡我們基本上不碰觸商業創新的範疇。
本書想探討的，是催生新事物所踏出的第一步：想法的孕育、起源及獨家觀點或角度。發明家在訪談中回顧首次捕捉到原創想法的時刻時，他們的語氣彷彿捕捉的是穿越森林的罕見鳥兒。這個過程經常牽涉到發揮想像力的諸般技巧，如何在腦海中進行各種實驗。高瞻遠矚的發明家尼可拉•特斯拉（Nikola Tesla）寫道：「每次想到什麼點子時，我立刻想像如何把它打造出來，我會在腦海中改動它的設計，不斷改進及操作這個想像的裝置。」特斯拉形容的是一種心理反覆練習的過程。其實我們每個人都具有這樣的能力，只不過很少人真正學會如何運用罷了。

我們為何需要「發明學」

本書關注的是「微創造力」，意思是指單打獨鬥式的個人發明。我並非在宣揚什麼偉人主義——即突破的功勞全屬於某個英雄，而只不過是坦承你我皆是獨立個體而已。研究一下哪個城市平均每人產生多少個專利當然很有趣（荷蘭的安多芬市經常名列前茅），但並不能告訴我們：單打獨鬥的個人如何變得更有創造力。畢竟，單靠買張機票去安多芬，在風光明媚的運河晃來晃去，你大概也不會突然變得天縱英明起來。
關鍵在於必須弄清楚：人們在發明、創造東西時真正做了什麼。他們心裡想些什麼？動手製作過什麼？因此我們需要有系統的研究——我稱之為「發明學」——來回答上述問題。要是你有志於當個馬拉松選手，你可以找到一大堆討論如何訓練以提高表現、各種關於吸取碳水化合物和透過衝刺訓練呼吸可以得到各種好處的文獻圖書。但對那些有志於從事發明者，就比較難找到可學以致用的資料了。
然而，當我爬梳各種歷史檔案時，卻「遇到」好些企圖找出一套「發明方程式」的開路先鋒，比方說，蘇聯時期有位名叫真尼楚•阿特蘇拉（Genrich Altshuller）的科幻小說家，檢視了二十世紀中數以千計的專利檔案，嘗試從這寶庫找出理解人類想像力的線索。他提出一套方法預測未來科技，以及解決機械上的難題，並且在亞塞拜然（Azerbaijan）為有志於發明者創辦了一所學校。這可是個前無古人、後無來者的創舉。在本書中，我們會花點時間認識阿特蘇拉，以及其他同樣高瞻遠矚、努力推動「發明」這門新科學的人物。
我們也會拜訪有助於了解發明和創造力的現代研究人員，包括經濟學家、心理學家、發明家、神經科學家、工程師、群眾募資者以及民族學家等等。由於他們分散於不同學門，研究時也各自獨立、不相往來，因此發明學也像散落各處的許多碎片，這本書會將這些拼圖碎片一一拼湊起來，一窺發明學的全貌。我們和各發明家進行了一百多次訪談，也參考了上百篇不同學門的研究論文。
我想回答四個問題：
一、誰真正在創造、發明？
二、他們如何發明？
三、我們可以從成功的發明個案中學到什麼？
四、群眾募資、3D列印技術、大數據或其他新科技將如何改變和影響二十一世紀的發明？

關於最後一個問題，我想補充幾句：我們正處於歷史性的轉捩點上，從前阻礙發明的種種障礙紛紛倒下，可說前所未見。今天，透過手提電腦就可以找到許多有助研究發展的工具，而且威力遠遠超過一九六○年代貝爾實驗室任何工程師所擁有的研發工具。你也可以向一群陌生人募款，並請他們回饋意見給你。你可以將眼鏡鏡片的形狀或者腳踏車框架的曲線變化、轉化成一堆電腦編碼，在網路上傳送。你可以直接跟製造商聯絡，和其他商業客戶沒什麼兩樣。而且只要你有電話和信用卡，就可以聘請一些實驗室研究人員，讓他們根據你的指示，在基因改造過的老鼠上試驗某種藥物。你更可以搜尋全球各地的圖書館，閱讀數以百萬計的研究論文，以及和數以千萬計的潛在合作者交換意見。
這本書中的許多採訪對象都提到，這些新工具如何深遠地改變了他們的人生。他們的個人經驗正好說明了目前革命性的轉移。
一八七○年代，愛迪生建立了一個「創意工廠」，集中一群工程師、機械工及化學家，並密切監督他們的進度。到了二十世紀，這種中央集權、「發明全集中在同一地點發生」的方式流行了起來，蔚為風潮，但如今卻似乎跟愛迪生的白熾燈泡命運相似，正在消失中。我們之中許多人至少在某種程度上，已經變成發明家了。我們可以成為某些產品的小額投資人。我們可以告訴大企業我們到底想要什麼樣的設計，甚至跟企業聯手開發設計，進入雙向溝通模式，討論我們正在使用的產品。要是大家討厭某項產品，我們也可以跟其他陌生人聯合起來，在亞馬遜之類的地方指出這產品是如何如何地差勁，將它消滅掉。我們更可以成立團體，發明從體育用品到身體器官等各種物件。
工具正在改變，我們尋找、把握新商機，也需要不一樣的想像力。點子不只像從前那樣，在我們周遭飄盪，而且也在光纖電纜裡到處流竄。也正為了這原因，我會將焦點放在過去五十年的發明和發現上，而略過更早年代的發明。