在北京上大学时,班里大姐的兄长早几年去日本留学。 回国探亲的时候带了一些圆珠笔回来。我因为从小喜欢和大孩子玩儿,跟大姐关系好, 也得到一只。 这笔外形漂亮书写流利。有一次在吃饭的时候我夸赞日本的圆珠笔真好用。
“咱们中国的,常常笔珠坏了,写不出字来。”。大姐说,日本圆珠笔以前也有笔珠坏的情况。 常常笔芯里的油墨还剩1/4或更多, 笔尖的珠就磨损坏了,写不好或写不出字了。
企业花了很多时间和钱,又请专家研究,总是不行。 后来一个日本工人说,既然搞不出更好的笔尖,就把笔芯的油墨减少1/3嘛。 结果还不等笔尖的圆珠磨损坏掉,笔芯的油墨已经用得干干净净。 问题就这样解决了。 大姐说,这就叫“逆向思维”。
我在美国研究生毕业进公司时,因为面对极新的产品,都没听说过。 招聘广告上的6条要求,我只符合第一条 — 某某专业的PhD。 当时的未婚夫如今的娃爹说,这个工作你怎么能申请?都没听说过这个仪器。我说我不知道仪器,但我知道要求里的分辨率(resolution)和校准(calibration)啊。 估计也是实在没人知道这个新仪器, 大家都没有工作经历。 我被录用了。
进公司后我先读了很多产品的资料,了解制作原理和仪器的工作原理之后,我就经常到车间的生产线上去。每台产品组装好后要经过各种校准, 之后要经过检验,合格了才能卖。
校准中有重要的一项是保证整个平面的线性。用一个标准模具,上面有十三到十七根均匀分布的直线。 然后经过一系列的软件计算去调试硬件,让产品的信号尽量能像模具一样呈现直线,均匀分布。工程师和技师们都说这一项是最复杂的,常常通不过测试,只好再把模具再放上去重新校准。 有时要重复十几次才能通过。
我把仪器的测量数据打出来,仔细一看就发现不对。正常的误差应该是高斯分布,这里所有的数据误差是一边倒的:要不都是正的,要不都是负的。这说明是系统误差,仪器的校准过程把信号调整的往一边歪
我去问当初负责线性校准的工程师,那时已经是公司的副总,他是根据什么定的校准基点? 他看着我小得意地说,我用了中心那条钱。 我问为什么要用中心线呢? 他说因为各种型号的仪器表面不一样大,形状也不一样, 只能用中心线啊。
这是基本的数学分析问题, 被他简单成了几何问题。 想校准的系统误差最小,需要使用卡方拟合( Chi-square fitting)找出校准基线, 中心线并不一定是最好的。 我立刻回到办公室改写校准程序,
程序改写完后, 我用它来校准,之后测量。 数据比以前的校准结果进步一截。 然后我就去找老板, 告诉他这一切。 要求公司使用我的新程序来校准仪器。
老板没说什么,叫来了另外的工程师和技工,把新程序的硬盘交给他们, 说用这个新程序校准, 然后测试。再和现在的程序比较。我的心里非常笃定。 上帝可能会打盹儿,科学是不会错的。 他们一共校准和测试了10台仪器,新程序完胜10比零。


老板立刻安排律师申请专利。 这就是我的第一个美国专利, 也是我人生的第一个专利。 当把道理讲出来之后,觉得好简单。可是以前的工程师们就是看着仪器被卡在这个参数上,猜测和寻找各种可能的毛病,从来没想过校准的基点不一定是那个几何上的中心点。
后来我又有了其他的美国专利,但第一个是难忘的。很多时候,人很容易想当然。“逆向思维”,就是打破常规的思维方式,“反动”地思考问题。这世界上每天都在产生新理论,新说法。 Show me, then I believe you!
认知思维中有思维用各个切入点,上下左右,里外侧斜等等。美国人崇拜分析型思维,很多时候思维的灵活性才是突破的关键。科学家最终成为哲学家是少有的天才。