Det er vanskelig å se seg om i dagens teknologidrevne verden og ikke se noe som finnes på grunn av oppfinneren Stanford R. Ovshinsky. Når du slår på flatskjerm-TV-en din med et klikk på en fjernkontroll, når en Prius lydløst kjører forbi, når du ser solcellepaneler som driver et hjem, når du lagrer et bilde på smarttelefonen, har du Ovshinsky delvis å takke .
Ovshinsky er uten tvil en av de største tenkere og oppfinnere du aldri har hørt om. Han har blitt kalt generasjonens Thomas Edison og hans glans sammenlignet med Albert Einstein. Han var foran sin tid.
Han ble født i 1922 i Akron, Ohio, til jødiske foreldre som emigrerte fra Øst-Europa, og fullførte bare en videregående utdanning og startet i utgangspunktet en karriere som maskinist i en fabrikk som laget form til bildekk. Etter at han forlot for å starte sitt eget selskap, Energy Conversion Devices i 1960 i Detroit, Michigan, trakk oppfinnelsene hans stor oppmerksomhet i det vitenskapelige samfunnet. Han ble venn med nobelprisvinnere, for eksempel II Rabi og Nevill Mott, og fikk forbindelser i næringslivet. Før han døde i 2012 i en alder av 89 år, hadde oppfinneren mer enn 400 patenter.
I en tid da gigantiske, boxy, katodestrålerør-TV-apparater satt i hjørnene av amerikanske stuer, så Ovshinsky for seg et flatt TV-apparat du kunne henge på veggen som et bilde og fortsatte med å finne opp teknologi [US Patent No. 3, 271, 591], i 1966, som gjør tynne glasspaneler til halvledere som tenner piksler i skjermene våre til i dag. Den samme patenterte teknologien har siden blitt brukt på smarttelefonmikrochips som lagrer dataene våre og kan innlede et nytt kapittel av informasjonslagring. Mens kullgruvedrift regjerte som suverent, funderte Ovshinsky på måter å utnytte strøm fra sola og i 1979 begynte å strømlinjeforme masseproduksjonen av billige solcellepaneler [US patent nr. 4, 519, 339]. Da gass-guzzling roadsters ble mer og mer populær, fortalte Ovshinsky forskere i et av laboratoriene hans at forsøksbatteriet de presenterte ham i et begerglass en dag ville gi en energieffektiv bil. Det var i 1982, og hans nikkel-metallhydridbatteri [US Patent No. 4, 623, 597] har drevet elektriske og hybridkjøretøyer siden begynnelsen av 2000-tallet.
Han var en mann som så i morgen.
Det er nettopp tittelen på et nytt biografisk memoar om hans livsverk, The Man Who Saw Tomorrow: The Life and Inventions of Stanford R. Ovshinsky, skrevet av Lillian Hoddeson og Peter Garrett.
Smithsonian.com snakket med Hoddeson og Garrett om Ovshinskys liv, arbeid og verdensbilde.
Lillian, du har skrevet om mange titalls forskere, fysikere og oppfinnere. Du har selv en bakgrunn i fysikk. Hva gjorde Stan til et interessant emne for en biografi?
Lillian Hoddeson: Da min forrige bok kom ut, underviste jeg på University of Illinois. Styreleder for historiavdelingen, Peter Fritzsche, ga boka til sin far som viste seg å være, Hellmut Fritzsche, en fysiker som jobbet med Stan i mange år. Hellmut tok kontakt med meg og foreslo at min neste bok skulle være en biografi om Stan Ovshinsky. Høsten 2005 besøkte jeg Stans selskap for første gang ECD, Energy Conversion Devices, i en forstad til Detroit. Jeg fikk helt fyr av det jeg så, spesielt det imponerende mangfoldige oppfinnsomme arbeidet som foregikk der. Jeg ble ganske enkelt blåst bort av den helt hydrogendrevne Prius som Stan insisterte på at jeg skulle kjøre. Det var helt stille, brukt grønn energi og vanndamp kom ut av eksosen.
Jeg ble også imponert av Stan personlig og hans kone Iris Ovshinsky, og jeg ønsket å lære mer om dem, selv om arbeidet krevde å lære om mange temaer som jeg aldri hadde jobbet med før eller studert på noen dybde. Jeg begynte å gjøre noen intervjuer med ham, og omtrent tredje gang jeg besøkte dem, sommeren 2006, var jeg tilfeldigvis til stede ved Iris plutselige død mens hun svømte. Jeg ble et æresmedlem av familien, og bestemte meg for at jeg skulle skrive biografien.
Mannen som så i morgen: Livet og oppfinnelsene til Stanford R. Ovshinsky
Den første biografien i full lengde om en strålende, selvlært oppfinner, hvis innovasjoner innen informasjons- og energiteknologi fortsetter å forme vår verden.
KjøpeOvshinskys interesser var så omfattende, og likevel var han høyt oppnådd i alt han gjorde. På hvilke måter informerte interessene hans hverandre?
LH: Stan forvandlet seg fra sin tidlige karriere som maskinist og verktøymaker. Historien forteller: Han ble interessert i maskiner og materialer delvis ved å bli tatt med faren som var en metallskrapesamler til mange av maskinbutikkene i Akron, en stor industriby. Og han bestemmer seg for å bli maskinist og verktøymaker når han uteksaminerer videregående skole, men som den typen tenker han var, var han alltid motivert for å forbedre maskinene han jobbet med og til slutt innså han at han ønsket å være en oppfinner.
Hans første betydningsfulle oppfinnelse var denne enorme tunge dreiebenken - som han oppkalte etter faren, Benjamin dreiebenk. Det var en automatisert dreiebenk som kunne bearbeide metall mye raskere enn andre dreiebenker. Han var spesielt interessert i automatisering. Senere studerte han kybernetikk, som er en tverrfaglig måte å lære gjennom både kommunikasjon og kontroller om dyr og maskiner.
Peter Garrett: Hans forskjellige interesser informerte hverandre definitivt. Han ville si senere i livet da han prøvde å forklare hvordan han kom med nye ideer om at han alltid tenkte på fire eller fem forskjellige problemer på samme tid. Han hadde en utrolig kapasitet for multi-tasking. De ville livnære seg på hverandre og til slutt ville han knytte en forbindelse; han ville se analogier eller lage forbindelser som andre ikke så og komme med noe nytt.
Det virker som om det knapt er et område i vår moderne verden som Stan ikke rørte ved. Kan du snakke om omfanget av oppfinnelsene hans?
PG: Det er absolutt enklere for meg å få tak i omfanget av arbeidet hans ved å se på funnens sammenheng. Den avgjørende oppdagelsen, som ikke bare var en oppfinnelse, men et vitenskapelig gjennombrudd, var da han opprettet det som nå kalles Ovshinsky-effekten, en teknikk som bruker økende spenningsstrømmer for å gjøre ikke-krystallinske [eller amorfe og forstyrrede] materialer - som tynne glassholdige filmer for eksempel - fra isolatorer til ledere og tilbake igjen når du dreier på en bryter. For eksempel er våre flatskjerm-TV-skjermer avhengige av de amorfe halvlederne, fordi du i motsetning til krystalltransistorer kan ta dette materialet og lage det til veldig store ark, slik at skjermen din har et helt tynt ark amorft materiale dekket med lite transistorer, hver og en av som bytter eller samhandler med flytende krystaller og slår piksler på og av.
Før denne oppdagelsen trodde man at bare krystallinske materialer kunne gjøre dette. Det var det som ble brukt til å lage mikroelektroniske enheter som transistoren. Mennesker innen solidfysikk og for å lage disse enhetene trodde alle at du måtte bruke krystaller.
Det Stan gjorde hadde ikke vært trodd mulig. Det skapte ganske røre da han publiserte resultatene både i The New York Times og Physical Review Letters i november 1968 . Det var mange mennesker som var veldig opprørte over det, spesielt fordi han var fullstendig selvutdannet. Han hadde ingen vitenskapelig opplæring.
Nikkel-metallhydridbatteriet, som kom da Stan hadde noen av forskerne sine på ECD som jobbet med hydrogenlagring, muliggjorde hydrogenbilen som Lillian snakket om før.
LH: Det er dette dramatiske øyeblikket som vi forteller om i boken når disse forskerne først lager dette nikkel-metallhydridbatteriet i et begerglass. De bringer det til Stan, og han kaller et møte for å demonstrere det. Det er dette lille begerbatteriet - denne rå eksperimentelle demonstrasjonen - og han sier til gruppen, 'En dag som vil drive en elbil.'
Og de trodde ikke på ham, men etter hvert gjorde det det.
PG: Grunnen til at vi kaller boken The Man Who Saw Tomorrow, er fordi han så veldig langt frem i å forestille seg den mulige utviklingen og implikasjonene av funnene hans, og han kom med spådommer som folk trodde var helt utenfor veggen.
Da han ble intervjuet for The New York Times- historien om oppdagelsen av Ovshinsky-effekten, terskelbryteren, spurte reporteren ham: 'Hva kan dette være bra for?' Og en av tingene han sa var: 'Vel, du kan lage et TV-apparat som du kunne henge på veggen din som et bilde.'
Det var i 1968 da folk brukte TV-apparater med katodestrålerør, og folk innen elektronikk syntes det var helt latterlig.
Du sier at Ovshinskys oppdagelse av faseendringsminne vil ha størst innvirkning på verden. Kan du forklare hva denne teknologien er og hvordan den virker å påvirke fremtiden vår?
LH: Faseendringsminne er en utlegning av Ovshinskys terskelbryter der enten en elektrisk eller laserpuls endrer det amorfe kalkogenidmaterialet til krystallinsk; den forblir i den tilstanden til en sterkere puls endrer den tilbake. Denne bistabile funksjonen - noe som betyr at pulsen forblir stabil i mer enn én tilstand - gjør at bryteren kan lagre informasjon og dermed fungere som et ikke-flyktig elektronisk eller optisk minne.
Sammenlignet med det for tiden dominerende silisium flashminnet, er faseendringsminnet omtrent hundre ganger raskere, krever mindre strøm og kan sykles mange flere ganger. Når produsentene jobber for å øke hastigheten og lagringskapasiteten til flash-minnebrikker ved å skalere dem ned, vil de til slutt nå en grense. Chalkogenidminnet har ikke den begrensningen, og på grunn av dets lavere effektbehov fungerer det faktisk bedre når det skalerer ned.
Fordi datateknologi spiller en så stor rolle i livene våre, og fordi Ovshinskys faseendringsminne både vil gjøre det mulig for dagens datamaskiner å fungere bedre og tillate designere å lage mer avanserte dataarkitekturer i fremtiden, ser det ut til å ha en økende innvirkning.
Avdøde John Ross, som var en banebrytende kjemiker i Stanford, sa en gang: “Stan er et geni, men han er ikke en forsker.” Han hadde nesten en følelse av intuisjon på en måte som han selv beskriver ved å bruke ord som “følelse” eller å vite hva disse livløse partiklene som utgjør vår "være ønsket". Kan du prøve å utvide den kvaliteten?
PG: I form av at han sa: "Jeg ser atomer og molekyler, og jeg vet hva de vil gjøre, " er det fordi han var strålende. Han leste mye på alle slags områder, og han leste veldig raskt og beholdt alt.
Folk snakket om å se ham lese, og han ville bare snu sidene slik du eller jeg skulle skumme det. Han ville bare huske alt ut av det, og han kunne gå tilbake til boka år senere og finne den nøyaktige siden som han ønsket å sitere. Den slags butikk med informasjon var en ting.
En annen var fordi han ikke hadde den formelle opplæringen som en fysiker ville hatt, han ikke hadde de matematiske teknikkene for å utarbeide ideene sine ved bruk av beregninger. Han stolte veldig på visualisering, og det er her du får den "følelsen av atomer." Han brukte sin intelligens, men han gjorde det til visuelle bilder som ga ham intuisjon om hva du kan oppnå med å kombinere forskjellige elementer.
LH: En annen tilnærming som Stan benyttet seg av var at han brukte analogier mellom fenomener på forskjellige områder.
PG: Han ble interessert i nevrofysiologi i en periode, og han bidro faktisk til at feltet forsket en stund. Men han tenkte på nerveceller som å være som brytere, og så tok han det et skritt videre. Han konstruerte faktisk en bryter som fungerte slik han forsto nerveceller gjorde og skapte en helt ny type bryter. Det var et viktig skritt mot å oppdage Ovshinsky-effekten.
Selv om han ikke var en utdannet vitenskapsmann, ansatt han mange veldig smarte forskere for å jobbe sammen med ham på forskningen sin og for å hjelpe med å forklare arbeidet hans på måter som hadde vært vanskelig for ham å gjøre.
Fortell oss litt om hvordan Stan - og hans andre kone, Iris - verdensbilde kom til å påvirke oppfinnelsene hans?
PG: Det er viktig å ta med ideen om at mye av arbeidet hans var motivert av sosiale og politiske idealer. Alle disse alternative energienhetene - batteriene, solcellepaneler eller hydrogendrevet bil - var alle måter å forfølge et mål som han og Iris identifiserte da de grunnla selskapet sitt, som skulle prøve å erstatte fossilt brensel.
Dette var en annen måte han så i morgen. Han forutså noen av problemene vi nå opplever, som global oppvarming. Å ha den slags idealistiske sosiale visjonen var like viktig for ham som å gjøre oppfinnelsene eller forfølge oppdagelsene hans - og det var veldig viktig i hvordan de drev selskapet.
De ønsket å gjøre ECD til en legemliggjøring av sine sosiale idealer, noe som betydde veldig sjenerøse fordeler og også støtte individuell utvikling - mange pedagogiske fordeler for de ansatte, mange ting som skapte en følelse av solidaritet og engasjement for målene som Stan ønsket å forfølge.
Han var ikke bare et strålende geni, han prøvde virkelig å gjøre livet bedre for mennesker. Da han snakket om sin bakgrunn som sosialist, var det i en annen forstand enn hva mange av oss har av sosialismen som en filosofi om at regjeringen skulle tilby tjenester eller at du skulle nasjonalisere næringer - som ikke interesserte ham i det hele tatt . Han tenkte på sosialismen som en måte å gjøre livet bedre for mennesker, og han var virkelig dedikert til det, og han lyktes med det til en viss grad.
LH: Han brydde seg ikke egentlig om pengene som ble tjent, bortsett fra at han trengte pengene for å støtte forskningen som han ønsket å gjøre.
La oss snakke om noe av pushbacken han møtte på sitt felt. Han ble hyllet og anerkjent på sitt felt, men betraktet også som en utenforstående. Hvordan påvirket de konkurrerende oppfatningene ham?
LH: Det skadet ham mye personlig. De ville ikke ta imot ham. Noen av dem følte seg litt misunnelige på at de ikke kom frem til tingene han gjorde.
PG: Han var ikke med vilje en opposisjonsfigur. Han ønsket å bli akseptert, han elsket vitenskap. Og mange av de mest begavede forskerne satte pris på ham. Flere nobelprisvinnere, som ville komme på besøk bare fordi de ønsket å snakke med ham, kjente igjen hvilket originalt kreativt sinn han var.
LH: Folk som II Rabi.
PG: Rabi som vant Nobelprisen hans mye tidligere og var en senior statsmann i den vitenskapelige virksomheten, slo den virkelig av med Stan og mer enn en gang kalte ham et geni.
Men på den annen side var det folk som var mistenkelige mot ham, som trodde han var en charlatan. De mislikte måten han offentliggjorde arbeidet sitt, som for en forsker på den tiden ville blitt ansett som svært uprofesjonelt, og fikk oppdagelsen din på forsiden av The New York Times .
Da han jobbet med sin nevrologiske forskning ved Wayne University i Detroit, sa han hvor fantastisk det var at de andre forskerne som jobbet der godtok ham og var interessert i forskningen hans. Han sa: 'Jeg trodde det var slik vitenskapen var, ' at hvis du ga et bidrag, satte folk pris på deg og aksepterte deg. Den fiendtlige reaksjonen han fikk da han kunngjorde oppdagelsen av Ovshinsky-bryteren, overrasket absolutt og forårsaket ham forferdelse.
Mange kaller Stan “denne generasjonens Einstein eller Edison.” Hvilke egenskaper kan brukes for å beskrive den neste Stan Ovshinsky?
PG: Vi har den hyllesten fra Berkeley-økonomen Harley Shaiken, som var mentor for Stan, på slutten av boken og sa: "Han var den siste i sitt slag, " og på en måte var han det. Han var et produkt fra sin tidlige oppvekst og det historiske øyeblikket. Den andre tingen med ham som gjør dette spørsmålet veldig vanskelig å svare på, er at det vanligvis kan være åpenbare egenskaper lærere bør prøve å oppmuntre til, men det Stan viser er at du ikke kan skape noen sånn. Det vil være strålende, unike figurer i fremtiden, men deres unike gjør dem uforutsigbare.
Det er derfor folk som har blitt foreslått som sammenligning - Steve Jobs eller Elon Musk - virkelig ikke er gode sammenligninger.
Det vil være interessant for meg i fremtiden når en annen helt uforutsett, strålende, kreativ person kommer med, om andre mennesker vil si at han er en annen Ovshinsky.
LH: Stan var en slags overgangsfigur.
PG: Karrieren hans dekket overgangen fra den industrielle tidsalderen til informasjonsalderen. Så hvis du tenker på spørsmålet om noen som Stan kommer opp i fremtiden, kan det være en anelse - noen som ikke bare jobber innenfor rammen av vår egen tid - men vi forstår det - men ser virkelig i morgen og hjelper gjøre denne overgangen til en annen tid, som per definisjon er noe vi egentlig ikke kan forestille oss før den dukker opp.
