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从香料贸易到载人航天 精选

已有 2980 次阅读 2017-5-17 06:59 |个人分类:科技|系统分类:科普集锦|关键词:香料 贸易 制冷 防腐 破坏性技术 航天

作者:蒋迅

本文已刊登在《中国科学报》2017年5月26日博客版上,标题是:破坏性创新:参与还是见证。


丝绸之路和香料之路(来源:维基百科

与中国的丝绸之路并行的还有一个香料贸易(spice trade)之路。这条路线从东南亚起沿印度海岸线经埃及到达欧洲。人们并不知道这条路线是何时开始的,但是到了中世纪,香料就已经是非常重要的交易品了。香料有广泛的用途:可以用于巫术仪式、咒语、净化、防腐、化妆、香水、治疗、甚至毒药。此外也可用于烹饪、食物贮存和调味。这其中一个重要的作用就是食物储存。甚至有一种说法认为,香料的作用主要是为了掩饰变质食物的气味,因为在古代没有冷藏技术的情况下,防止食物变质是一个很重要的需求,而东南亚地区的炎热潮湿气候使得那里的居民最先发展了用香料来当作食物贮存的手段。久而久之,东南亚人就养成了喜欢咖喱粉的习惯。


图德的冰块买卖(来源:维基百科

大规模香料贸易一直持续到十九世纪上半叶,这时出现了一位美国富二代弗雷德里克·图德(Frederic Tudor,1783 - 1864)。图德于1783年9月出生于波斯顿一个富有的律师家庭。有一次父亲带他去加勒比旅游,他发现那里的气候比较热,而那里的居民对此似乎素手无措。联想到在波斯顿地区冬天大片的湖冰,而且当地居民把冰切割下来用于食物保鲜,他突发异想,何不把北部的冰切割出来,卖到炎热地区呢?这个想法听起来不可思议。但图德大胆地付诸行动。他买了一条船就带著弟弟和妹夫开始实施了。起初的结果很不理想,他负债累累。但他仍相信自己的想法,他又建造了冰库并改进了运输中的储存方法,以减少冰块的融化速度。终於在15年后他的事业成功了。他后来被人们称为“波斯顿冰王”(Boston Ice King)。到这个时候,已经没有人再用香料于食物储存,虽然人们延续了对香料的喜爱。


二十世纪初的冰柜(来源:维基百科

图德的生意做的很大,一度成为了一个全球性的贸易(Ice trade)。但他的方法有一个缺陷:他完全依赖于自然冰。如果有人人工制造出出冰块了,那么他的生意就有了危机。当人造冰真的出现时,人们对这个新事物还是有一定的抵触的:人们怀疑这个人造的冰是否安全?这项新技术只能用于非饮食行业,在1909年,第一个人造滑冰场(Glaciarium)在维也纳建成。随著人们对人造冰的了解深入和人造冰的造价的降低,人们对人造冰开始接受。市场上出现专门为各家送冰的生意。与此同时出现的还有家用冰柜(ice box)。它从形状上看很像我们现在的冰箱,但它不具备制冷的机制,而只是尽量保持柜子内并不要融化太快。当人们收到送来的冰块后,就把冰放在专门的冰柜里,人们用这种方法实现食物防腐。


1927年GE电冰箱是第一台广泛接受的冰箱。(来源:维基百科

图德的生意没有完全被人造冰的出现而夺走。真正让他的造冰王国破灭的是在1920年代出现并在30年代普及的用氟利昂制冷的电冰箱。这样,人们就以后把新鲜食物放进冰箱而无需担心食物迅速腐烂。在以后的几十年里,电冰箱不断得到改进:冰室和储物室的分离、自动化霜、自动制冰等等。现在发展到微处理机帮助优化管理和互联网连接。


戈达德和他的液体燃料推进火箭(来源:维基百科

冰箱的出现导致了急冻食品技术的发展。急冻食品可以大幅度减低食物腐坏和化学反应的速度之外,更因为食物内的水结成冰,也严重阻碍微生物滋生,从而得以大幅延长食品之最佳食用日期。对於宇航员来说,这提供了许多食物的选择。但对於载人航天来说,更为重要的是冷冻技术在火箭推进技术上的应用。1926年美国火箭学家罗伯特·戈达德(Robert Goddard,1882 - 1945)第一次发射了一枚由液体燃料推进的火箭(笔者在“那些人类飞行史中的一小步”一文中专门介绍过他的事迹)。这项技术被德国火箭专家冯·布劳恩(Wernher von Braun,1912 - 1977 )极大地发展。美苏都对液体燃料推进火箭做了大量的研究。事实证明,液体火箭发动机作为最为成熟的火箭推进系统之一,具有较高的性能和许多独特的优点,目前被广泛应用于运载火箭、航天器以及导弹。显然,没有先进的冷冻技术,液体燃料就不可能。而固体燃料推进火箭发动机主要是用在中小型火箭发动机上。可以说,没有液体燃料推进的火箭发动机,就没有今天的载人航天。


“破坏性创新”示意图(来源:维基百科

纵观这段有意思的历史,我们看到一个现象:人类为了保存食物,想到了完全不同的思想方法:从一开始的制作并贩卖香料来延长食物的保存期,到采收和贩卖自然冰来使食物降温,到人造冰和冰柜的出现,又到了电冰箱的出现。每次新技术的出现都是一次全新的技术革新,而且每次新技术的出现都使得旧技术退出历史舞台。如果你是一个创业者而且你掌握著某种先进的技术,那么你必须居安思危,继续革新。否则一旦新的革命性技术出现,就可能面临被淘汰的危险。

哈佛商学院教授克莱顿·克里斯坦森(,1952 -)把这个现象称为“破坏性技术”(disruptive innovation)。有时候也翻译作“破坏性科技”、“破坏性创新”,它是指将产品或服务透过科技性的创新,并以低价特色针对特殊目标消费族群,突破现有市场所能预期的消费改变。我们这里讲的故事就是一个很好的例子。

另一个现象也发人深省:以某一目的而实现的技术创新可能在另一个意想不到的领域里开花结果。如果不是冷冻技术的发展,就不可能有液体火箭发动机,就不可能有今天的载人航天技术,那么,飞出地球去就可能仍然是科学幻想。

那么现在的冰箱制冷保温技术是不是就到头了呢?我们不这样认为。技术的发展是不会停滞不前的。我们相信还会有全新的思想、全新的技术出现。这只是一个时间问题。我们不能要求每个人都成为“破坏性创新”的参与者,但你至少应该是“破坏性创新”的见证人。问题是,你准备好了吗?




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