Det er svært at se sig omkring i nutidens teknologidrevne verden og ikke se noget, der findes på grund af opfinderen Stanford R. Ovshinsky. Når du tænder for dit fladskærms-tv med et klik på en fjernbetjening, når en Prius lydløst kører forbi, når du ser solcellepaneler tænde et hjem, når du gemmer et foto på din smartphone, har du Ovshinsky til dels at takke .
Ovshinsky er uden tvivl en af de største tænkere og opfindere, du aldrig har hørt om. Han er blevet kaldt sin generations Thomas Edison og hans glans sammenlignet med Albert Einsteins. Han var foran sin tid.
Han blev født i 1922 i Akron, Ohio, til jødiske forældre, der emigrerede fra Østeuropa, og afsluttede kun en gymnasium og oprindeligt forfulgte en karriere som maskinist i en fabrik, der lavede forme til bildæk. Efter at han forlod for at starte sit eget firma, Energy Conversion Devices i 1960 i Detroit, Michigan, trak hans opfindelser bred opmærksomhed i det videnskabelige samfund. Han blev ven med Nobelprisvindere, såsom II Rabi og Nevill Mott, og skabte forbindelser i erhvervslivet. Inden han døde i 2012 i en alder af 89, havde opfinderen mere end 400 patenter.
I en tid, hvor gigantiske, boxy, katodestrålerør-tv-apparater sad i hjørnerne af amerikanske stuer, så Ovshinsky et fladt tv-apparat, du kunne hænge på væggen som et billede og fortsatte med at opfinde teknologi [US patent nr. 3, 271, 591], i 1966, der forvandler tynde glasplader til halvledere, der gnister pixels i vores skærme til i dag. Den samme patenterede teknologi er siden blevet anvendt på smartphonemikrochips, der gemmer vores data og muligvis indleder et nyt kapitel af informationslagring. Mens kulminedrift regerede som øverste, overvejede Ovshinsky måder at udnytte strøm fra solen og begyndte i 1979 at strømline masseproduktionen af billige solcellepaneler [US patent nr. 4.519.339]. Efterhånden som gas-guzzling roadsters blev mere og mere populær, fortalte Ovshinsky forskere i et af hans laboratorier, at det eksperimentelle batteri, de præsenterede ham i et bægerglas, en dag ville drive en energieffektiv bil. Det var i 1982, og hans nikkel-metalhydridbatteri [US patent nr. 4.623.597] har drevet elektriske og hybridbiler siden de tidlige 2000'ere.
Han var en mand, der så i morgen.
Det er netop titlen på et nyt biografisk memoir om hans livs arbejde, The Man Who Saw Tomorrow: The Life and Inventions of Stanford R. Ovshinsky, skrevet af Lillian Hoddeson og Peter Garrett.
Smithsonian.com talte med Hoddeson og Garrett om Ovshinskys liv, arbejde og verdenssyn.
Lillian, du har skrevet om snesevis af videnskabsmænd, fysikere og opfindere. Du har selv en baggrund i fysik. Hvad gjorde Stan til et interessant emne til en biografi?
Lillian Hoddeson: Da min forrige bog kom ud, underviste jeg på University of Illinois. Formanden for historieafdelingen, Peter Fritzsche, gav bogen til sin far, der viste sig at være, Hellmut Fritzsche, en fysiker, der arbejdede med Stan i mange år. Hellmut kontaktede mig og foreslog, at min næste bog skulle være en biografi om Stan Ovshinsky. I efteråret 2005 besøgte jeg først Stan's firma ECD, Energy Conversion Devices, i en forstad til Detroit. Jeg blev helt fyret op af det, jeg så, især den imponerende mangfoldighed af opfindsomt arbejde, der foregik der. Jeg blev simpelthen sprængt af den helt brintdrevne Prius, som Stan insisterede på at køre. Det var helt stille, brugt grøn energi og vanddamp kom ud af udstødningen.
Jeg blev også imponeret af Stan personligt og hans kone Iris Ovshinsky, og jeg ville lære mere om dem, selvom arbejdet krævede læring om mange emner, som jeg aldrig havde arbejdet med før eller studeret i nogen dybde. Jeg begyndte at gøre et par interviews med ham, og omkring tredje gang jeg besøgte dem, sommeren 2006, var jeg tilfældigvis til stede ved Iris pludselige død, mens hun svømte. Jeg blev slags et æresmedlem i familien, og jeg besluttede, at jeg ville skrive biografien.
Manden der så i morgen: Stanford R. Ovshinsky 'liv og opfindelser
Den første biografi i fuld længde af en strålende, selvlært opfinder, hvis innovationer inden for information og energiteknologi fortsætter med at forme vores verden.
KøbeOvshinskys interesser var så vidtgående, og alligevel opnåede han alt hvad han gjorde. På hvilke måder informerede hans interesser hinanden?
LH: Stan forvandlet sig fra sin tidlige karriere som maskinist og værktøjsmaskine. Historien fortæller: Han blev delvist interesseret i maskiner og materialer ved at blive taget sammen med sin far, der var en skrotmetalsamler til mange af maskinbutikkerne i Akron, en stor industriby. Og han beslutter sig for at blive maskinist og værktøjsmaskine, når han går på gymnasiet, men da han var den slags tænker, var han altid motiveret til at forbedre de maskiner, han arbejdede med, og til sidst indså han, at han ville være en opfinder.
Hans første markante opfindelse var denne enorme tunge drejebænk - som han opkaldte efter sin far, Benjamin Drejebænk. Det var en automatisk drejebænk, der kunne bearbejde metal meget hurtigere end andre drejebænke. Han var især interesseret i automatisering. Senere studerede han cybernetik, som er en tværfaglig måde at lære gennem både kommunikation og kontroller om dyr og maskiner.
Peter Garrett: Hans forskellige interesser informerede hinanden bestemt. Han sagde senere i livet, da han forsøgte at forklare, hvordan han kom med nye ideer, at han altid tænkte på fire eller fem forskellige problemer på samme tid. Han havde en utrolig kapacitet til multi-tasking. De ville føde af hinanden, og til sidst ville han oprette forbindelse. han ville se analogier eller oprette forbindelser, som andre mennesker ikke så og komme med noget nyt.
Det ser ud til, at der næppe er et område i vores moderne verden, som Stan ikke rørte ved. Kan du tale om omfanget af hans opfindelser?
PG: Det er bestemt lettere for mig at få fat i omfanget af hans arbejde ved at se på opdagelsernes samtrafik. Den afgørende opdagelse, som ikke kun var en opfindelse, men et videnskabeligt gennembrud, var, da han skabte det, der nu kaldes Ovshinsky-effekten, en teknik, der bruger stigende spændingstrømme til at vende ikke-krystallinske [eller amorfe og forstyrrede] materialer - som tynde glasagtige film for eksempel fra isolatorer til ledere og tilbage igen ved drejning af en switch. For eksempel afhænger vores fladskærms-tv-skærme af de amorfe halvledere, fordi du i modsætning til krystaltransistorer kan tage dette materiale og gøre det til meget store ark, så din skærm har et helt tyndt ark af amorft materiale dækket med små transistorer, hver af som skifter eller interagerer med flydende krystaller og tænder og slukker pixels.
Før denne opdagelse blev det antaget, at kun krystallinske materialer kunne gøre dette. Det var hvad der blev brugt til at oprette mikroelektroniske enheder som transistoren. Mennesker inden for faststoffysik og til at fremstille disse enheder troede alle, at du skulle bruge krystaller.
Det, Stan gjorde, havde ikke været tænkt som muligt. Det skabte en stor opstemning, da han offentliggjorde sine resultater både i The New York Times og Physical Review Letters i november 1968 . Der var mange mennesker, der var meget oprørte over det, især fordi han var fuldstændig selvuddannet. Han havde ingen videnskabelig uddannelse.
Nikkel-metalhydridbatteriet, der kom, da Stan havde nogle af sine videnskabsfolk på ECD, der arbejdede med brintoplagring, muliggjorde brintbilen, som Lillian talte om før.
LH: Der er dette dramatiske øjeblik, som vi fortæller om i bogen, når disse forskere først fremstiller dette nikkel-metalhydridbatteri i et bægerglas. De bringer det til Stan, og han indkalder et møde for personalet for at demonstrere det. Der er dette lille bægerbatteri - denne rå eksperimentelle demonstration - og han siger til gruppen, 'En dag vil det give en elbil.'
Og de troede ikke på ham, men til sidst gjorde det det.
PG: Årsagen til, at vi kalder bogen The Man Who Saw Tomorrow, er fordi han så meget langt frem i forestillingen om den mulige udvikling og implikationer af hans opdagelser, og han fremsatte forudsigelser om, at folk troede var helt fra væggen.
Da han blev interviewet til The New York Times- historien om opdagelsen af Ovshinsky-effekten, tærskelkontakten, spurgte reporteren ham, 'Hvad kan dette være godt for?' Og en af de ting, han sagde, var: 'Nå, du kunne lave et tv-apparat, som du kunne hænge på din væg som et billede.'
Det var i 1968, da folk brugte tv-apparater med katodestrålerør, og folk inden for elektronik syntes det var helt latterligt.
Du siger, at Ovshinskys opdagelse af faseændringshukommelse vil have mest indflydelse på verden. Kan du forklare, hvad denne teknologi er, og hvordan den ser ud til at påvirke vores fremtid?
LH: Faseændringshukommelse er en udskiftning af Ovshinskys tærskelkontakt, hvor enten en elektrisk eller laserpuls ændrer det amorfe chalcogenidmateriale til krystallinsk; den forbliver i denne tilstand, indtil en stærkere puls ændrer den tilbage. Denne bistabile funktion - hvilket betyder, at dens puls forbliver stabil i mere end én tilstand - gør det muligt for kontakten at gemme information og således fungere som en ikke-flygtig elektronisk eller optisk hukommelse.
Sammenlignet med den i øjeblikket fremherskende silicium-flashhukommelse er faseændringshukommelsen cirka hundrede gange hurtigere, kræver mindre strøm og kan cykles mange flere gange. Idet fabrikanterne arbejder for at øge hastigheden og lagringskapaciteten for flashhukommelseschips ved at nedskalere dem, vil de til sidst nå en grænse. Chalcogenidhukommelse har ikke den begrænsning, og på grund af dens lavere effektbehov fungerer faktisk bedre, når den skalerer ned.
Fordi computerteknologi spiller en så enorm rolle i vores liv, og fordi Ovshinskys faseændringshukommelse både vil tillade nutidens computere at arbejde bedre og give designere mulighed for at skabe mere avancerede computerarkitekturer i fremtiden, synes det sandsynligvis at have en stigende indflydelse.
Afdøde John Ross, der var en banebrydende kemiker i Stanford, sagde engang, ”Stan er et geni, men han er ikke en videnskabsmand.” Han havde næsten en følelse af intuition på en måde, som han selv beskriver ved hjælp af ord som ”følelse” eller at vide, hvad disse livløse partikler, der udgør vores meget "ønsker". Kan du prøve at udvide den kvalitet?
PG: I form af at han siger: "Jeg ser atomer og molekyler, og jeg ved, hvad de vil gøre, " er det fordi han var strålende. Han læste meget på tværs af alle slags områder, og han læste meget hurtigt og bevarede alt.
Folk talte om at se ham læse, og han ville bare vende siderne som den måde, du eller jeg ville skumme det på. Han mindede bare alt om det, og han kunne vende tilbage til bogen år senere og finde den nøjagtige side, som han ønskede at nævne. Den slags informationslager var en ting.
En anden var fordi han ikke havde den formelle uddannelse, som en fysiker ville have, han ikke havde de matematiske teknikker til at udarbejde sine ideer ved hjælp af beregninger. Han stole meget på visualisering, og det er her, du får den "følelse af atomer." Han brugte sin intelligens, men han gjorde det til visuelle billeder, der gav ham intuition om, hvad du kan udrette med at kombinere forskellige elementer.
LH: En anden tilgang, som Stan anvendte, var, at han brugte analogier mellem fænomener på forskellige områder.
PG: Han blev interesseret i neurofysiologi i en periode, og han bidragede faktisk til, at feltet gjorde research i et stykke tid. Men han tænkte på nerveceller som at være som switches, og så tog han det et skridt videre. Han konstruerede faktisk en switch, der fungerede som han forstod nerveceller, og skabte en helt ny type switch. Det var et vigtigt skridt i retning af at opdage Ovshinsky-effekten.
Selvom han ikke var en uddannet videnskabsmand, hyrede han en masse meget smarte forskere til at arbejde sammen med ham på sin forskning og til at hjælpe med at forklare sit arbejde på måder, der ville have været svært for ham at gøre.
Fortæl os lidt om måderne, hvorpå Stan - og hans anden kone, Iris - verdensbillede påvirkede hans opfindelser?
PG: Det er vigtigt at medtage ideen om, at meget af hans arbejde var motiveret af sociale og politiske idealer. Alle disse alternative energienheder - batterier, solcellepaneler eller brintdrevet bil - det var alle måder at forfølge et mål, som han og Iris identificerede, da de grundlagde deres firma, som skulle forsøge at erstatte fossile brændstoffer.
Dette var en anden måde, han så i morgen på. Han forventede nogle af de problemer, vi nu oplever, som den globale opvarmning. At have den slags idealistiske sociale vision var lige så vigtig for ham som at foretage opfindelserne eller forfølge hans opdagelser - og det var meget vigtigt, hvordan de ledte firmaet.
De ønskede at gøre ECD til en legemliggørelse af deres sociale idealer, hvilket betød meget generøse fordele og også understøttelse af individuel udvikling - en masse uddannelsesmæssige fordele for medarbejderne, mange ting, der skabte en følelse af solidaritet og engagement i de mål, som Stan ønskede at forfølge.
Han var ikke bare et strålende geni, han prøvede virkelig at gøre livet bedre for mennesker. Da han talte om sin baggrund som socialist, var det i en anden forstand end hvad mange af os har af socialismen som en filosofi om, at regeringen skulle levere tjenester, eller at du skulle nationalisere industrier - som ikke interesserede ham overhovedet . Han tænkte på socialisme som en måde at gøre livet bedre for mennesker, og han var virkelig dedikeret til det, og det lykkedes ham til en vis grad.
LH: Han var ligeglad med pengeindtægterne undtagen i det omfang, at han havde brug for pengene til at støtte den forskning, han ville gøre.
Lad os tale om noget af det pushback, han stod overfor inden for sit felt. Han blev meget rost og anerkendt inden for sit felt, men betragtes også som en outsider. Hvordan påvirkede de konkurrerende opfattelser ham?
LH: Det personede ham meget personligt. De ville ikke acceptere ham. Nogle af dem følte sig lidt misundelige over, at de ikke kom frem til de ting, han gjorde.
PG: Han var ikke med vilje en oppositionsfigur. Han ville blive accepteret, han elskede videnskab. Og mange af de mest begavede forskere satte pris på ham. Flere nobelpristagere, som ville komme på besøg, bare fordi de ville tale med ham, genkendte, hvilket originalt kreativt sind han var.
LH: Folk som II Rabi.
PG: Rabi, der vandt sin Nobelpris meget tidligere og var en højtstående statsmand i den videnskabelige virksomhed, slog den virkelig sammen med Stan og kaldte ham mere end en gang et geni.
Men på den anden side var der folk, der var mistænkelige over for ham, som troede, at han var en charlatan. De kunne ikke lide den måde, han offentliggjorde sit arbejde på, hvilket for en videnskabsmand på det tidspunkt ville have været betragtet som meget uprofessionelt, idet du fik din opdagelse på forsiden af The New York Times .
Da han arbejdede med sin neurologiske forskning på Wayne University i Detroit, sagde han, hvor vidunderligt det var, at de andre forskere, der arbejdede der, accepterede ham og var interesseret i hans forskning. Han sagde: 'Jeg troede, det var sådan videnskaben var, ' at hvis du gav et bidrag, værdsatte folk dig og accepterede dig. Den fjendtlige reaktion, han fik, da han bebudede, at han blev opdaget af Ovshinsky-kontakten, overraskede bestemt og fik ham til forfærdelse.
Masser af mennesker kalder Stan “denne generations Einstein eller Edison.” Hvilke egenskaber kan der bruges til at beskrive den næste Stan Ovshinsky?
PG: Vi har den hyldest fra Berkeley-økonomen Harley Shaiken, som var mentor for Stans, i slutningen af bogen og sagde: ”Han var den sidste af sin slags”, og på en måde var han det. Han var et produkt fra sin tidlige opdragelse og det historiske øjeblik. Den anden ting ved ham, der gør dette spørgsmål meget svært at besvare, er, at der sædvanligvis kan være åbenlyse egenskaber, som undervisere skal prøve at tilskynde til, men hvad Stan viser, er, at du ikke kan skabe en sådan. Der vil være strålende, unikke figurer i fremtiden, men deres unikke gør dem uforudsigelige.
Derfor er mennesker, der er blevet foreslået som sammenligning - Steve Jobs eller Elon Musk - virkelig ikke gode sammenligninger.
Det ville være interessant for mig i fremtiden, når en anden helt uforudset, strålende, kreativ person kommer med, om andre mennesker vil sige, at han er en anden Ovshinsky.
LH: Stan var en slags overgangsfigur.
PG: Hans karriere dækkede overgangen fra den industrielle tidsalder til informationsalderen. Så hvis du tænker på spørgsmålet om en som Stan, der kommer op i fremtiden, kan det være en anelse - nogen, der ikke bare arbejder inden for rammerne af vores egen tid - men vi forstår det - men ser virkelig i morgen og hjælper foretage denne overgang til en anden æra, som per definition er noget, vi ikke virkelig kan forestille os, før den kommer frem.
