从冰窖到空调

@卢诗翰:在科学的世界里,提出问题有时候比解决问题更重要

1902 年,纽约布鲁克林的一个印刷厂遇到了一个麻烦,他们印刷出来的内容模糊不清,但工人们检查了所有机器设备后并没有发现故障。

印刷厂向水牛城公司求助,他们派来了一位工程师。
这位工程师很快找到了问题所在 —— 温度

当年的印刷机一次只能打印一种颜色,所以彩色内容就需要将一张纸多次放入打印机中重复打印。这个过程中如果温度湿度有微小的误差,导致油墨或纸张对位不准,就会出现印刷模糊的情况。

所以,问题来了,该怎么办?
绝大部分工程师可能都会思考,如何改进打印机,让他们对位更准确或者多次校准。
另一部分工程师可能会思考,怎样改进生产环境,让工厂车间维持一个恒定温度

在过去千年的历史中,这事不是第一次见,但不论东西方,都有类似的办法 —— 制冰。
中国这边发明了冰窖冰井冰鉴,乃至硝石制冰
西方那边也是储冰运冰,13 世纪的由马可波罗传来了东方的硝石制冰
但不论东西方,思路都在如何保存冰块运用冰块上做文章。

西汉冰窖的冰块保存率只有三成
到了魏晋时期,发明了多层冰井,能大大提高冰块保存率
后来有了冰鉴的普及,用铜片或者铅来隔绝热度保存冰块,最终让你在大夏天也能喝上冰镇酸梅汁。
西方也一样,贵族想方设法的挖冰窖藏冰块,最后甚至发展出了冰块贸易产业链,你没看错,当年围绕冰块的运输,物流,加工和销售,是有一整个产业链的。
1870 年代单单挪威就每年向美国出口高达 91 万吨冰块。
20 世纪初美国的冰块消耗量常年保持在 1000 万吨以上级别

商人们从挪威等北欧国家挖来冰块,穿越大西洋卖到美国东海岸乃至南美。
马尔克斯百年孤独的开篇就是 “多年以后,面对行刑队,奥雷里亚诺・布恩迪亚上校将会回想起父亲带他去见识冰块的那个遥远的下午”
甚至,每当遇上暖冬的时候,美国的报纸头条都会讨论,今年要闹冰荒了,冰块要涨价了

过往所有人的科技树,都在往冰块的运输和储藏上点,按理来说,这位工程师要么会想着去改进设备,要么也会思考弄一个工厂藏冰室和通风系统,让工厂温度恒定对吧?

但水牛城的这位工程师提出了一个前所未有的全新设想
“有没有可能,发明一种不靠冰块就能维持温度恒定的设备呢?”

答案你可能已经猜到了,在这个全新设想下,他研发出了一套机械制冷设备,这就是今天大家无法离开,堪称救了大命的 —— 空调。

1902 年,水牛城公司的工程师开利研发出了维持工厂温度的空气处理设备
1906 年,开利获得了空气处理仪的第一项专利
1911 年,开利发表了论文《合理的湿度计公式》,完成了设计高效空调系统的持久基础理论。

但故事到这还没完,在发明出了现代空调系统后,开利在接下来的长达 20 年时间里,都在
满足各类甲方需求,他们是纺织业,印刷业,胶片业和食品加工业,无一例外,这些都是生产环境和温度高度相关的工业。

但从来没有一个人思考过,空调能不能有更大的用处,直到 1924 年,底特律一家百货公司跑来咨询夏天温度过高顾客们忍受不了的问题,开利才突然想到,我怎么就没想过给商场研发一套温度系统呢?

1924 年,底特律赫德逊百货安装了空调
1928 年,美国国会安装了空调。
1929 年,美国白宫安装了空调。
1936 年,空调进入飞机。
1939 年,空调进入汽车……

截止到 2019 年,全球估计有 16 亿台空调正在运行,无数人表示,这条命都是空调给的。

为什么在科学的世界里,有人会认为提出问题比解决问题更重要?
因为一个问题的解决,需要艰苦卓绝的钻研,持之不懈的努力,但很多时候确实是可以通过努力奋斗不断积累最终完成的。

但提出一个新的问题,思考一个新的可能性,从全新的角度去看旧的问题,需要的是完全颠覆式的,创新性的想象力,这往往是无法积累得到的。很多时候,比解决问题这个过程更难的,是发现这个问题本身。

有人总结的很好,99% 的汗水,1% 的灵感。

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