在北京上大學時,班裏大姐的兄長早幾年去日本留學。 回國探親的時候帶了一些圓珠筆回來。我因為從小喜歡和大孩子玩兒,跟大姐關係好, 也得到一隻。 這筆外形漂亮書寫流利。有一次在吃飯的時候我誇讚日本的圓珠筆真好用。
“咱們中國的,常常筆珠壞了,寫不出字來。”。大姐說,日本圓珠筆以前也有筆珠壞的情況。 常常筆芯裏的油墨還剩1/4或更多, 筆尖的珠就磨損壞了,寫不好或寫不出字了。
企業花了很多時間和錢,又請專家研究,總是不行。 後來一個日本工人說,既然搞不出更好的筆尖,就把筆芯的油墨減少1/3嘛。 結果還不等筆尖的圓珠磨損壞掉,筆芯的油墨已經用得幹幹淨淨。 問題就這樣解決了。 大姐說,這就叫“逆向思維”。
我在美國研究生畢業進公司時,因為麵對極新的產品,都沒聽說過。 招聘廣告上的6條要求,我隻符合第一條 — 某某專業的PhD。 當時的未婚夫如今的娃爹說,這個工作你怎麽能申請?都沒聽說過這個儀器。我說我不知道儀器,但我知道要求裏的分辨率(resolution)和校準(calibration)啊。 估計也是實在沒人知道這個新儀器, 大家都沒有工作經曆。 我被錄用了。
進公司後我先讀了很多產品的資料,了解製作原理和儀器的工作原理之後,我就經常到車間的生產線上去。每台產品組裝好後要經過各種校準, 之後要經過檢驗,合格了才能賣。
校準中有重要的一項是保證整個平麵的線性。用一個標準模具,上麵有十三到十七根均勻分布的直線。 然後經過一係列的軟件計算去調試硬件,讓產品的信號盡量能像模具一樣呈現直線,均勻分布。工程師和技師們都說這一項是最複雜的,常常通不過測試,隻好再把模具再放上去重新校準。 有時要重複十幾次才能通過。
我把儀器的測量數據打出來,仔細一看就發現不對。正常的誤差應該是高斯分布,這裏所有的數據誤差是一邊倒的:要不都是正的,要不都是負的。這說明是係統誤差,儀器的校準過程把信號調整的往一邊歪
我去問當初負責線性校準的工程師,那時已經是公司的副總,他是根據什麽定的校準基點? 他看著我小得意地說,我用了中心那條錢。 我問為什麽要用中心線呢? 他說因為各種型號的儀器表麵不一樣大,形狀也不一樣, 隻能用中心線啊。
這是基本的數學分析問題, 被他簡單成了幾何問題。 想校準的係統誤差最小,需要使用卡方擬合( Chi-square fitting)找出校準基線, 中心線並不一定是最好的。 我立刻回到辦公室改寫校準程序,
程序改寫完後, 我用它來校準,之後測量。 數據比以前的校準結果進步一截。 然後我就去找老板, 告訴他這一切。 要求公司使用我的新程序來校準儀器。
老板沒說什麽,叫來了另外的工程師和技工,把新程序的硬盤交給他們, 說用這個新程序校準, 然後測試。再和現在的程序比較。我的心裏非常篤定。 上帝可能會打盹兒,科學是不會錯的。 他們一共校準和測試了10台儀器,新程序完勝10比零。


老板立刻安排律師申請專利。 這就是我的第一個美國專利, 也是我人生的第一個專利。 當把道理講出來之後,覺得好簡單。可是以前的工程師們就是看著儀器被卡在這個參數上,猜測和尋找各種可能的毛病,從來沒想過校準的基點不一定是那個幾何上的中心點。
後來我又有了其他的美國專利,但第一個是難忘的。很多時候,人很容易想當然。“逆向思維”,就是打破常規的思維方式,“反動”地思考問題。這世界上每天都在產生新理論,新說法。 Show me, then I believe you!
認知思維中有思維用各個切入點,上下左右,裏外側斜等等。美國人崇拜分析型思維,很多時候思維的靈活性才是突破的關鍵。科學家最終成為哲學家是少有的天才。