發明源泉：靈機一動

杜以會

在日常生活中，我們都在享受發明家帶來的創造品，如電話、電燈、電視、計算機、電池、微波爐、鐳射、磁共振影像掃描(MRI)等，但你可曾想過這些創造品是如何得來的嗎?

發明家的銘言是：“需要是發明之母”，這也是古諺“窮則變，變則通”的道理。其實，仔細翻閱科技的發明進展史，會發現大多數的發明都是因“需要所驅”而得來的。

另外還有3種因素也能推動發明：數據所驅，用類推方法去發現許多奇妙的可能性，如孟德爾的遺傳實驗方法；方法所驅，用儀器去觀察、發現與發明，如天文學家伽利略利用望遠鏡創立新的宇宙觀；理論所驅，憑自己的心得及理論去推理而得到答案，如愛因斯坦的相對論。

不過發明者當初的創新用意可能只是想滿足自己的好奇心，或解決生活上的需要，或改善某項日常生活的困境。但是后來有人把這發明應用到新的領域，產生新的功能，這就變成一種新科技，也就改變了我們的生活。

半導晶體的發明

1947年12月，半導晶體由美國貝爾實驗室的夏克雷、巴帝恩及布拉頓3人發明。當初3人發明半導晶體是想取代笨重、占空間而功能低的真空管，但半導晶體一出爐，馬上改變了整個電子工業，尤其是小型電子裝備。他們三人于1956年獲得諾貝爾物理獎。后來巴帝恩與古柏及史律弗共創BCS超導體的獨特理論，于1972年再次獲得諾貝爾物理獎。

值得一提的是，半導晶體是由貝爾實驗室開發出來的，而貝爾實驗室是當時規模最大、最有名氣的民營實驗室，開發出無數的發明，并培養出6位諾貝爾獎得主。

鐳射的發明

1959年6月，唐恩斯與夏羅提出了鐳射發明的專利申請。1964年，唐恩斯、巴穌夫及普赫洛夫3人因量子激光導致鐳射的發明而獲得諾貝爾物理獎。夏羅、布洛柏根及西班則因發明鐳射光譜學及電子光譜學而分享了1981年諾貝爾物理獎。

唐恩斯是美國哥倫比亞大學的物理系教授，專長是微波光譜學。研究氨分子的旋轉結構是一種單純的基礎學術研究，當初僅是探討有關微波的激光加強量子現象。微波與我們看得到的光都是電磁波，但后來由maset的實驗發展到鐳射，而擴大應用到光的指針、CD、DVD、貨物條碼識辨器、基因分析等，也是出乎發明者原先的意料。其實，許多大學或研究機構的研究是一種基礎學術研究，基礎學術研究是指沒有特定“應用”的研究。

DNA的結構

1953年，DNA的雙股螺旋結構由華生與克里克提出，1962年獲得諾貝爾獎。當初華生剛拿到美國印地安那大學的生物博士學位，到英國劍橋大學做博士后研究，而克里克正在劍橋攻讀博士學位。一個偶然的機會讓他們看到另外一位X-光晶體專家弗蘭克林有關DNA的X-光底片，經幾番學術爭議而推理出DNA的結構，奠定了基因、醫學、分子生物的基礎。

十幾年后，美國莫李斯于1986年發明聚合酶鏈鎖反應而獲得1993年諾貝爾化學獎。這種方法能無限量地復制DNA，開拓了生物科技、基因工程的新領域。人類的基因圖譜就靠PCR及一些新科技才能于2002年完全解讀出來，PCR的發明也促進了基因、遺傳、疾病的關聯研究，探索生老病死的奧秘。如果沒有華生與克里克的DNA結構發現在先，莫李斯的PCR發明在后。許多遺傳疾病的醫療大概仍然束手無策，生物科技也不會有近年來一日千里的進展。

不難發現：許多發明家并沒有具備高等教育的訓練或學歷，而許多突破的發現與發明關鍵是發生在“靈機一動”的剎那，但即使有些發明是“偶然”發生的，當事者必須有準備的心，正如著名法國科學家巴斯德說的：“機會眷顧有準備的人。”