作者：（美）帕甘·肯尼迪
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想象思维：为什么有人想到了你想不到的试读：
前言
2012年，《纽约时报杂志》聘请我为每周一期的“发明家”专栏撰稿，于是我开始搜寻一些发明者的资料，比如切片面包的发明者、3D打印机的发明者以及口红的发明者。随着每周工作的开展，我发现好点子随时可能冒出来，发明者也可能来自生活的各个角落：一位试飞员发明了飞行员太阳镜、一位遭遇挫败的父亲设计出了鸭嘴杯来“对付”自己蹒跚学步的孩子、在纽约皇后区一间厨房进行的实验导致了复印机的诞生。为什么这些人灵光闪现，找到了解决问题的方法，而其他人却没有想到呢？这个问题成了一条线索，我沿着这一线索想到了一个更重要的问题：对于发明来说，是否存在某种规律？果真如此的话，那是否每个人都可以掌握这种规律？于是，在为专栏写作期间，我与那些发明者联系，向他们请教，询问那些大胆的想法是如何孕育出来的。杰克·斯塔普是我咨询的第一批人中的一位。他告诉我，有时候，只有当我们感到绝望的时候才能发掘出我们的想象力。20世纪60年代末，斯塔普在威斯康星的两家网球训练营担任教练。在长期的教练生涯中，他花费了大量时间弯腰捡球，几乎每天都要重复几百次这个动作，结果腰酸背痛，急需搞出点儿发明来摆脱这份苦差事。斯塔普把一个网球放在自己车里的副驾驶座位上，一放就是几个星期，让它在那里四处滚动，提醒自己需要时刻思考这一问题。每当开车的时候，他就开始在心里盘算：想象着自己拿着一根长家伙就搞定了网球场里的一切工作，而自己连腰都不用弯。但他意识到，这种机械手每次只能捡起一个球，不够理想。后来，在一次思考中，斯塔普伸手从副驾驶的座位上捏起那个网球。当这个橡胶球在手指的捏力下变形的时候，他产生了一个新的想法：可以把球挤进金属条，放入金属做的篮子里，而且只能进不能出。斯塔普做了一个带手柄的篮子，篮子底部用金属条串起来，这样，他就可以进行真实的实验了。他告诉我，“我反复地摆弄金属条，以确定它们之间合适的距离”，这是为了让球一下就能进入篮子并且出不来。他称自己的发明为“捡球器”。在第二年夏天的网球训练营中，“所有人都想使用这个工具”。斯塔普的女儿休·库斯特回忆道：“人们疯狂地奔向捡球器。”她说：“当人们看到捡球器的工作原理如此简单的时候，总是说：‘我也能想出这种办法的。’”斯塔普的发明或许看起来稀松平常，然而事实却并非如此。橡胶球在19世纪70年代就成了网球运动标准用球，因此按理说，维多利亚时代的绅士们本应该早就可以使用金属篮子来捡球了。然而，在将近一个世纪的时间里，网球运动者却在满场飞奔地捡球，根本没有发明斯塔普的方法。这就是围绕在某些发明周围的神秘之处：事后观察这些发明总是简单容易，然而即使最简单的一些突破也往往需要人类花上几十年的时间才能够实现。因此，到底是什么东西阻碍我们产生想法？我们又如何能够发现那些当前隐藏起来的“稀松平常”的想法呢？要想回答这些问题，我们必须研究大量的发明来寻找规律。比方说，如果你深入研究抗癌药物、水枪和烟雾报警器的发明史，就会发现，它们诞生的方式出奇地相似。因此，如果我们能够找到那些给众多发明者带来成功的方法，那我们或许就可以推断出哪些方法最有效。探索体验
人们常常混用“发明”和“创新”这两个词，这很容易引起困惑。因此，在深入分析之前，我们应当提出这两个词的定义。即时贴的发明者阿特·弗赖伊用自己的方法把发明和创新区分开来。由于他的定义极具启迪性，因此我就借鉴这两个定义，并在本书中加以利用。在弗赖伊看来，所谓的发明，就是把某种思想转变成某种实物。说得更具体些，弗赖伊指出，发明通常包括创造某种原型，这种原型可以让你测试自己的想法，并表明这种想法切实可行。按照弗赖伊的说法，你一旦创造出这种模型，“创造就变成了发明”。这一过程可能需要幻想、推论、观察、构思、发现、改进和制造，但最终需要进行验证。创新则是后续事务。在弗赖伊看来，它是“克服所有的障碍和问题，是把创意转变成具体事物的行为”。事实上，“创新”这一术语经常被当作一个包罗万象的词，用来描述公司为了实现批量生产必须要克服的各种挑战，比如，流水线建设、成本节约、供应链管理以及合作团队的组建。企业方面的产品研发本身就是一门科学，但在大多数情况下，本书不会涉及企业方面的创新。相反，我们将就事物发展的首要步骤、萌芽状态、初级阶段以及那些能够产生新事物的个人想象力展开调查研究。在同发明者交谈的过程中，他们给我讲了许多关于寻求原创思维的故事，这种探索仿佛是惊鸿一瞥。这一过程常常包含着高超的想象力，而我们正是在想象中进行实验的。眼光超前的发明家尼古拉·特斯拉曾这样写道：“每当想出一个主意的时候，我就立即开始通过自己的想象力对其逐步进行构建。我会在头脑中对结构进行调整、改进，并执行操作。”我们大家都具备他这里所说的这种思维反复过程——但我们中极少有人真正明白如何利用这一过程。埃因霍温、贝尔实验室和爱迪生工厂
本书的重点将放在所谓的“微观发明”上，即个体层次上的发明。我不会试图发展众所周知的“伟人理论”，把人们取得的突破完全归功于孤胆英雄们。相反，我们必须承认，你是一个个体，我也是一个个体。尽管发现哪座城市的人均专利量最多很有趣（荷兰的埃因霍温常常高居榜首），但是这并不能让我们充分认识到作为个人我们应当怎样提升自己的想象力。因为，归根结底，即使你买张机票飞往埃因霍温，徜徉于风光秀丽的运河两岸，你也很可能无法产生灵感。至关重要的是，我们要弄清楚人们在进行发明的时候到底做了什么。他们心里怎么想的？又是如何做的？我们需要研究这个全新领域。假如你立志要跑马拉松，那你可以阅读大量训练方面的书籍，以争取获得最佳成绩。你可以潜心研究高脂食物和冲刺训练带来的好处。但对于那些立志进行发明的人来说，试图发现这种可行的研究则艰难得多。尽管如此，我在查阅历史档案的时候，还是意外地发现了一些这方面的前辈，他们曾试图找出发明的规律。比方说，有一位名叫根里希·阿奇舒勒的苏联科幻作家潜心研究了20世纪中期数千项专利，试图发现与人类想象力有关的线索。他提出了一些方法，用来预测未来科技走向、解决技术难题。他还在阿塞拜疆成立了一所培养发明家的学校，这所学校可以说空前绝后。在本书的后半部分，我们还将拿出时间来探讨阿奇舒勒以及另外一些具有远见卓识的人士，这些人都试图开创新的发明学。我们还将接触到当代的一些研究人员，他们的研究有助于我们理解发明者的思维。这些人当中有经济学家、心理学家、发明家、神经学专家、工程师、众筹专家以及人种论学者。由于这些研究人员分别处于不同的研究领域，因此构成发明术的拼图相当分散。本书将把这些拼图拼接起来，而这是建立在同许多领域的发明家和研究人员进行的100多场访谈以及数十份调研报告的基础之上的。我计划回答下面这4个问题：1.真正在搞发明的是哪些人？2.他们如何进行发明？3.我们可以从成功的发明经验中获得什么？4.众筹、3D打印、大数据以及其他新技术将对21世纪的发明产生怎样的影响？关于最后一个问题，再多说几句。在我们当前这个时代，阻碍发明的事物正在分崩离析，这是前所未有的。你利用自己手提电脑中的研发工具就可以进行研发，这些工具甚至比20世纪60年代贝尔实验室的工程师所能利用的工具还要先进；你可以向一群陌生人进行募捐，然后要求他们对你进行反馈；你可以交换对眼镜形状或自行车车架曲线进行编码的电子档案；你可以直接同厂方进行沟通，并像商业制造商那样运作；你可以通过电话或利用信用卡招聘实验室研究人员，他们会根据你的要求，在经过基因改造的老鼠身上实验某种药物；你可以访问世界上储存了海量研究资料的图书馆，同数不胜数的潜在合作者交流思想。为了写这本书，我采访了许多人。他们提醒我说，由于这些新工具的原因，他们的生活发生了深刻的变化，他们的亲身经历证明了现在正在发生的革命性变化。19世纪70年代，托马斯·爱迪生成立了一家创意工厂，他招揽了一批工程师、机械师和化学家，并依靠他们进行创新发明。这种集中在一个地方进行发明的做法在20世纪相当流行，但现在看来却是在重复发明灯泡的老路。至少从某种程度上来说，我们中的许多人都已经成了发明家，都相当于小规模的产品赞助商。我们可以把自己的想法告诉公司，甚至可以与它们共同设计产品，进行双向沟通，讨论我们需要的产品。假如我们讨厌某种产品，我们可以一起在像亚马逊这样的网站上封杀它，同其他人一起指出它的设计缺陷。我们还可以组建团队来发明从运动装备到身体器官的各式产品。工具在变化，帮助我们把握身边机会的想象力也在发生变化。各种想法和点子不再仅仅是盘旋于空中，它们也充斥在纤维光缆中。正是由于这种原因，我将重点关注过去50年内的发明和发现，而不是那些年代更为久远的发明和发现。缪斯的礼物
人们通常认为，伟大的思想会像天使一样在令人炫目的光芒中降临人间。这种想法从古希腊时期开始代代相传。当时的人们把创造力看作来自缪斯的礼物。按照古人的观点，人们与其搞什么发明，还不如坐等天神的神谕。在中世纪，“灵感”一词的意思是上帝把真理直接注入人的头脑中。甚至在今天，我们在谈论解决问题的过程时，仍将其视作一个茫然不知所措的被动过程——我们相当看重那些有关上天启示的故事，这些启示来得容易、历时很短。其中一个故事与化学家奥古斯特·克库勒有关。他梦到一条蛇在咬自己的尾巴，醒来后便发现了苯分子的环状结构。尽管这个故事常常被人当作真事重复提起，但其真正流传开来却是因为19世纪流传的一篇幽默文章，而克库勒那个著名的梦境很有可能就是一个关于科学态度的笑料。虽然如此，即使我们知道这些故事不是真的，也依然为之着迷。或许，这是因为发明这件事本身非常微妙复杂，不需要借助于神话故事就能令人心驰神往。我所采访的那些发明天才，像比尔·英格利希（此人同道格·恩格尔巴特一起发明了电脑鼠标），都迫不及待地跟我讲述了破解一个难题需要花费多少时间——你必须观察、想象、幻想、搜索和实验，目的就是要拼凑起一个想法，甭管原型是什么样子的。这些天才描述了实现突破的几种不同途径，其中有些我从来没有想到过。比方说，一位名叫马丁·库珀的工程师发明了手提电话。他告诉我说，自己最初的模糊想法始自20世纪60年代，当时想象的是未来的科幻世界。在库珀的想象中，有朝一日，人们一出生就分配到一个电话号码，他们可以把通信器材放到口袋里四处走动。20世纪70年代，随着体积更小的电池和晶体管的问世，库珀和他在摩托罗拉公司的同事成功拼凑起了一部手提电话。尽管这部电话很粗糙，但其原型却开创了一系列新的可能性。当时，库珀在曼哈顿第六大道的人行道上进行了一次夸张的表演：他四处转悠，对着这个小玩意儿大喊大叫，差一点儿撞上一辆出租车。他的举动吸引了一批惊讶的纽约人，他们之前从没见过这种行为。但是，即使是在库珀证明了这种技术的可行性之后，摩托罗拉公司还是又用了10年的时间才使得第一部手提电话进入商业化模式。库珀向我讲述的这些内容与发明带给我的震撼完全不同。他开始想象的是不可能的事情，然后又像电影导演或小说家那样，利用自己的想象力进行时光旅行，进入未来世界。的确，许多技术在开始的时候就像科幻故事中的情节一样。这仅仅是发明家为了证明他们那些看上去“不可能”的想法事实上一定会发生而采取的一种方法。我把这本书分成5个部分，分析了发明家在成功路上所采取的各种策略。每一部分都讲述一个有关某种想象力的故事，以及如何利用这种想象力来克服挑战、发现暗藏的机会。第一部分探讨的是“发现问题”。我们将看到像杰克·斯塔普这样具有创造力的人是如何把自己受到的挫折当作敲门砖，从而进入想象的世界的。一句老话说得好：需要是发明之母。这种说法当然正确，但是这一谚语不够明确，令人不安。什么样的需要最有助于揭示潜在问题的本质？为什么有些挫折能够催生伟大的想法，而大部分却无能为力？我们能否从他人的痛苦中有所收获？当然，并不是所有的发明都是由某些人意识到问题的存在而引起的。有些发明者反其道而行之。他们无意中发现了某种奇特之处（一种声音、一种味道，或者是某个隐藏在数据中的线索），然后意识到这可能会解决某个众所周知的问题。在第二部分中，我们将讨论“窥见端倪”，思考一下意外发现在创新过程中的作用。1928年，亚历山大·弗莱明度假后返回实验室，发现自己的培养皿中长出了一些霉菌。他本来可以冲刷掉这些脏东西，但他没有，而是在显微镜下仔细观察培养皿。1929年，弗莱明发表了一篇论文，阐述了霉菌的抗菌作用。这篇论文激发他人研发出了盘尼西林这种药物。因此，我们不禁要问，偶然事件是如何转变成发明的呢？是否有可能利用新工具（比如大数据）来提高意外发现的概率呢？在第三部分，我们将研究有关“预言未来”和“超前思维”的策略。儒勒·凡尔纳在自己的一部小说中，描绘了探险者被装在子弹形状的密封舱里送上月球的场景。他天马行空的想象力激励了无数人梦想探索太空。科幻作品可以激发我们找到新的可能性。这一点在电脑运算和通信领域尤为明显，因为在这些领域中，技术发展的速度非常快，未来世界在几个月内就可以到来。我们如何能够具有前瞻性地进行思考呢？是否存在着某些左右技术发展方式的规律呢？要想预测未来，需要什么样的想象力呢？在第四部分，我们将探讨“整合”那些不同寻常的想法所面临的挑战。我们将接触一些扮演异花传粉昆虫角色的人，这些人像蜜蜂一样东奔西跑，从一个领域跑到另一个领域，怀揣着各种想法，就像带着花粉一样。在这一部分，我们将研究那些把看似无法兼容的想法整合起来所需要的思维能力。哪些人将充当中间的媒人？他们如何把原本无法呈现的问题和解决方法统一起来？我们还将看到新工具是如何把貌似不可能的合作者团结到一起，并确保那些最佳的想法会升至最显眼的位置。在第五部分，我们将探讨一下发明“行动”所面临的各种挑战。承认遇到问题需要巨大的勇气。如果你敢于着手解决某个重要问题，你可能面临嘲笑、排斥和反对。因此，你如何说服自己进行发明？教育者应当如何教育孩子挑战现状、占领预先设计好的环境呢？在本书的最后，我们将仔细思考想象力本身的未来发展趋势，并且思考一个无数人都可以利用研发工具的世界的政治寓意和社会寓意。第一部分发现消极空间人们在进行创造时并没有刻意去为自己的想法申请专利。农业、民歌、魔术、宗教、笑话、发型、维基百科、语言、轮滑以及人们所使用的假名等许多伟大的人类活动都来自消极空间。 第一章火星上的时差1970年，一家箱包公司的副总裁伯纳德·D.沙度拖着两个行李箱在机场行走时，注意到一位工作人员在推着小轮车搬运机器。受此启发，他开始试验制作滚动行李箱。这种箱子看起来就像一个大个的拖拉玩具，箱体垂直安放在轮子上，上面还连着一条可以伸缩的皮带，最终他获得了这种行李箱的专利。这样一来，你无须提着箱子，只要用皮带将其拖在身后就可以了。沙度的想法具有革命性——这是为机场设计的第一批行李箱。
尽管这种箱子在20世纪70年代卖得很好，但并没有最终成为航空旅客的标配，如今你也很少能见到这种拖拽式行李箱。为什么呢？沙度的设计只解决了部分问题：如果你拖得过于用力，这种行李箱会磕到你的腿上；如果你转弯的时候用力过猛，它可能会失去平衡，“扑通”一声翻倒在地。
20世纪80年代，一位名叫罗伯特·普拉特的飞行员在自家的车间按照自己的需求制作了一款滚动行李箱。他的设计与沙度的比起来有了很大改进：普拉特在箱边上安装了轮子，这样箱子在受到阻碍时可以转弯儿；他还在箱子上加装了一根结实的拉杆，你可以拉上拉下以调节拉杆长度，从而找到最佳角度，这样箱子就会乖乖地跟着你，而不会磕碰到你的脚踝，你可以很舒服地拖着这种箱子在机场的地毯上走上数英里。
那么为什么与那个高管比起来，这名飞行员的眼光更长远呢？答案与这两个人对问题的感受方式有关。沙度是个生意人，外出度假时只是以一个旅行者的眼光在寻求更好的问题解决方法。这种眼光体现了一种短期的需要。但普拉特则需要在日复一日的上下班过程中拖着自己的行李箱，这促使他从更深层次来思考行李箱的问题，因此他在自己的车间进行尝试，最终想出了一种极具创意的设计，适合频飞乘客的需要。由于工作原因，普拉特当时已经生活在未来世界，在这个世界中，飞行变成了一种司空见惯的苦差事。
在20世纪90年代，航空机票的价格大幅下跌。公司开始派遣自己的管理人员在全国到处飞，有时候一周飞3~4次。飞机开始变得像公共汽车一样——拥挤不堪、气味难闻、喧哗刺耳。正如《连线》杂志的一篇文章标题写的那样：“生活一团糟，于是你飞飞飞。”这篇文章描绘了在从东海岸到西海岸的通勤过程中，企业技术员工坐在飞机中间座位上所遭受的痛苦。当时，乘客们寻求一切可能的方式来缓解拥挤不堪的飞行所带来的痛苦——从抗焦虑药物赞安诺（Xanax）到消除噪声的耳机。就是在这个时候，滚动行李箱成了必备设备，普拉特的滚轮行李箱也就应运而生。
亚当·斯密曾在1776年出版的《国富论》中写道，在我们反复重复的工作中存在着一种特殊的魔力。他提到了一家大头针工厂，在这家工厂中，一个人负责把金属丝拉直，另一个人负责将其切断，还有一个人负责把一头磨尖，等等。在这样的工厂中，每位工人都成了某个小工种方面的专家。他们这种高度专注的习惯可能会激发他们“找到更加简单易行的方法来完成自己的工作”。
事实上，斯密指出，这种工厂管理制度的好处之一是可以把工人变成发明家。他称赞了工人们发明的旨在降低自己劳动强度的“有趣的机器”。比方说，他提到了一个男孩，这个男孩的工作是用活塞及时击打控制杆。这种不间断的沉重工作促使这个男孩想出了个应对方法：他在控制杆和机器上的一个不停运转的零件之间系了一根绳子，这样，机器自己就可以替他拉动控制杆。在实现了工作自动化之后，这个男孩偷偷溜走，跟小伙伴们玩耍去了。
经济学家埃里克·冯·希佩尔在2005年的演讲中提到了自己对于重复可以培养想象力的看法。他说：“我通过自身经历了解到，你可以让研究生做许多事情，但是你无法让他们连续做20 000次，因为他们会开始发明一种方法来自动做这种讨厌的工作。”这看起来像是存在某种门槛（需要一些时间），在此之后，挫折就会产生具有创造性的洞察力。
20世纪70年代，冯·希佩尔为努力解决没有现成解决方法的问题的人们起了一个名字：“领先用户”。这些人的工作或兴趣使他们接触到某种非同寻常的重复、乏味或者危险的工作。当骑行爱好者开始在森林里长时间地骑车穿梭在石块和树桩之间的时候，他们的轮胎时常会爆胎，这促使他们制造出现在所谓的山地自行车。那些率先采用新方法进行心脏手术的外科医生必须设计出工具以完成这些壮举。1982年，卡内基–梅隆大学的一位教授发现了电子通信中的一个新问题——网络人身攻击，于是他设计出了笑脸符号，也叫表情包，以此来平息网上怒火。 领先用户
在加入学术圈、成为麻省理工学院斯隆管理学院教授之前，冯·希佩尔在一家新成立的企业里担任工程师；他就是在那时发现了领先用户的存在。20世纪60年代，他自己也成了其中一员。
当时，冯·希佩尔需要一种微型风扇，用来提升传真机的性能。于是，他同普林斯顿大学的一位空气动力学专家取得联系，两人一起设计出了风扇。冯·希佩尔利用手里掌握的资料同一家制造公司达成协议，并开始生产这种设备。
不久，冯·希佩尔接到制造公司打来的电话。公司代表说：“现在很多其他领域的人也想要你设计的电扇。我们能否为他们生产这种产品呢？”
冯·希佩尔同意了。后来有一天，他无意中在一份产业期刊上发现了自己电扇的一则广告。制造公司声称他们自己发明了这种电扇。你一定以为希佩尔会生气。但是，他并没有生气，反而感到非常陶醉，因为他刚刚无意中发现了一条线索——一种可能改变自己生活以及我们所了解的科技创造力的尚未成型的想法。
20世纪70年代，希佩尔转行成了一名学者，开始潜心研究一个问题：哪些人能够凭空想象出具有突破性的点子？为了找到答案，他想出了一个办法，这个办法同侦探破解悬疑谋杀案的方法有着惊人的相似之处——深入翻阅卷宗、采访目击证人、踏破铁鞋似的四处寻找线索。在其早期的一次研究中，冯·希佩尔挑选出一百多件实验设备产品，然后雇用研究人员帮他寻找每件产品背后的故事。他发现，大约80%的科学设备产品都是由那些需要这些工具的人发明的。比方说，1964年在哈佛大学举行的一次会议上，一位实验室工作人员介绍了一种自己发明的办法——利用金箔烤掉显微镜上的灰尘。在当年晚些时候，一位制造商把这种想法转变成了产品。由冯·希佩尔和其他人员进行的后续研究表明，这种模式适用于其他许多领域。
纳特·西姆斯医生是马萨诸塞州中央医院的常驻发明家。他告诉我，公司常常会“向永远不会出名的那种人讨要、借用、窃取或者购买点子”。然后，公司会“为了成功推销这种产品而投入数百万美元，并清除所有障碍。于是，忘记该产品的那段历史就成为公司文化不可分割的一部分——这既不是出于任何卑鄙的目的，也不是因为心怀恶意”。数年之后，没人知道这种产品是如何问世的——很难发现故事的真相。最终，人们都会相信该产品就是这家制造商最先生产的。
当然，只有几种问题是有价值的。在理想状态下，你可能希望能遭受那种不太为人所知的挫折（这样其他人都不知道），但有朝一日许多人都会感到困扰。冯·希佩尔这样写道：“领先用户熟悉大部分人未来世界的情况，因此他们可以充当需求预测实验室。”一些领先用户所遇到的问题十分具有前瞻性，以至于我们其他人难以想象。让我们以火星时差为例：这是一种睡眠障碍，折磨着那些火星设备工程师。
由于火星上的白天比我们的白天要长，因此在那个红色星球上操控机器人的人就必须不断地调整他们的日程安排：先是在3点40分吃早饭，然后改成4点20分，再改成5点。科学家德博拉·巴斯说：“这就好像你每天都在向东飞40分钟一样，每天都在不知不觉中消耗着生命。”
让人感到更加不适的是，每一次登陆火星的任务都是按照火星的时区来运行的，以对应当地日出日落的时间。由于这一原因，工程师兼火星探测车司机斯科特·马克斯韦尔不得不求助于电子表格，然后通过多种计算来弄清楚自己需要何时起床。2012年，马克斯韦尔发明了以火星时间为标准的手机软件，以帮助自己跟踪火星探测车并准时开工。他告诉我说，编写这款软件“解决了两个心头之痒：它让我有了一个便携式火星时间闹钟，还让我同那些火星探测车车迷分享了执行任务的乐趣，而这是我一直在尝试做的”。数千名车迷真的下载了这款软件——这个来自火星探测任务的产物现在就存储在他们的手机上。
像马克斯韦尔这样的工程师面临着各种各样的其他问题，目前，这些问题还没有影响到其他人——像如果灰尘阻塞了位于其他星球上的机器，那该如何处理？他们的许多发明都是一次性的方法，永远不会传播开来。但想象一下，如果某家公司决定在火星上创造一座由机器人开采的大型矿山，那将会发生什么呢？到那时，我们中的许多人可能都会抱怨那些电路烧毁的倒霉玩意儿。如果那一天真的到来，那将由谁来率先解决问题，实现对机器人的跨行星控制呢？最有可能的是，这些问题将由最先全力以赴应对这些问题的科学家解决。在本书的第三部分，我们将深入探讨有关前瞻性的问题，看一下对发明过程来说，为什么预测和预见至关重要。
但目前来说，我们需要回到眼下这个主题：发现问题，并且简明扼要地重新阐述一下我们迄今所知道的内容。最有价值的挫折包含3部分内容：
1.它长时间地存在，因而能够激发更多更好的解决办法。
2.它揭示了一个难以察觉的潜藏的问题。
3.它预示了一个未来将影响成千上万人的问题。
巧合的是，这三种形式的挫折全都发生在杰克·多尔西身上。 推特的前身
20世纪80年代，还是个孩子的多尔西喜欢听民用收音机和警用调频收音机发出的震颤声，对救火车和救护车司机特有的行话也非常着迷：这些司机用简短、神秘、有力的讲话方式通报自己的位置以及自己正在做的事情。
到2000年，多尔西找到了一份编码员的工作：编写调度软件来帮助规划轿车和卡车在城市街道的运行路线。当时，他对交通工作依然很有热情，以至于形成了一种奇特的古怪想法：既然救护车可以报告自己的行踪和活动，那他为什么不可以呢？多尔西开始为自己构思一种调度软件。这款软件的工作原理有点儿像警用频道，当他在旧金山和奥克兰四处移动的时候，这款软件可以汇报他的行动。
多尔西后来对一名记者说：“我当时没有考虑其他人的需求，只是在考虑自己的需求。”因此，他拼凑出这款软件只是为了实现自己的个人愿望。当时，多尔西有一部RIM 850型手机，这是最早一批可以显示和发送电子邮件的手机之一。他发明了一种可以发送基于文本的广播的方法。
有一天，多尔西在金门公园发送了一条信息，意在提醒朋友们自己的位置以及自己当时在做什么（当时他正在观赏美洲野牛）。这条信息没有得到回应，因为他的朋友中几乎没有人有这种可以接收多尔西发送的信息的手机。这就是多尔西遇到火星时差的那一刻：他比其他人提前几年遇到了某种问题。然而，多尔西自信地认为其他人会赶上来的。
6年后，多尔西在一家名叫奥德奥（Odeo）的公司工作。他向同事们介绍了自己的想法。那时，世人已经赶上了多尔西，大量手机具备了短信服务（SMS）功能，可以轻松地收发短信。
多尔西和他的合作团队在两周的时间里共同编辑他们的社交网络程序。一开始，推特有点儿像伯纳德·沙度的行李箱。沙度发现了在行李箱上安装轮子，使其变成可移动工具的可能，但他在实施这种想法时显得比较笨拙。同样，多尔西和自己在推特公司的团队赋予了手机全新的功能——将其变成一部21世纪的民用电台，通过这部电台涌现出许多临时播报员，他们可以对正在发展的事件进行报道。然而，建立之初的网站使用起来十分笨拙、经常瘫痪，并且缺乏它现在所具备的许多让人痴迷的特点。 救火队员
在本章的开头部分，我们看到痛苦和挫折对发明具有累积效应——正如亚当·斯密所指出的，人们在重复同样的工作的过程中，会掌握大量知识，并学会消解机械生产中的那些单调沉闷的工作和令人不愉快的事情。
推特以及许多其他社交平台的故事表明，不必由某一个人来经历挫败时刻：如果成千上万人都在重复没有必要的相同的键盘输入，那么即使他们每天只花费几秒钟来做这件事，其中一位用户也会注意到这种不起眼的挫折，并对此展开发明工作。
因此，当推特公司的工程师们在努力灭火、保持网站运行的时候，一队类似救火队员的用户也在改善网站的功能，使其符合他们的需要。比方说，2006年，一位名叫罗伯特·安德森的用户在他兄弟巴兹的名字前添加了个符号@，以此表明他是在直接同巴兹交流。其他用户欣然接受了这一主意，因为它十分有用。多尔西自己也承认：“如果大家看一下早期推特的所有记录，就会发现人们在开始使用@符号之前没有进行过聊天对话。”
随着用户在该网站上花费的时间越来越长——先是数千小时，后来达到数百万小时，他们积累了大量关于网站的缺陷和他们自己所遇挫折的想法。浪费在单调乏味、令人恼火的工作上的这些时间具有极高的价值。推特的网民们开始尝试使用他们自己的行话以及能够减少拇指运动的捷径——不仅仅是那个@符号，还有主题标签和推特转发。这就提出了同需要和发明相关的第四条原则：如果你想要理解某个问题，那就请咨询某个群体。
在许多人经历同一种痛苦或挫折的时候，他们会带来大量有关没有解决的问题的信息。但如果这些信息分散在数千名不同人的头脑中，那我们应当如何再次将其收集起来呢？
在随后的章节里，我们将研究群体内的人们如何集中表达他们自己的需求、找出问题的症结所在。我们还将看到发明家如何同这些群体合作以从他们那里提取出最有价值的想法。 第二章暗物质酵素
在20世纪90年代，蒂姆·德克长期穿着一件毛皮外套，戴着一个海绵头套，作为圣安东尼奥马刺队的小郊狼吉祥物活跃在篮球馆里。那段时间可以被称作“抛投时代”：当时，各支队伍的吉祥物会在比赛间隙利用巨大的橡皮筋向观众投掷纪念品。抛投的范围有限，德克感到很沮丧，因为他无法将纪念品抛到球馆高处的球迷那里。之后，他用了好几个月的时间试图找到更好的办法。
德克在谈及自己在20世纪90年代为球迷进行的首次T恤发射炮表演时对我说：“加上那个发射箱，发射炮的重量达到了90磅，背上它就像背了一台电视机。炮身至少有4英尺长，使用的是生铁炮筒——就是你便桶下面埋在地板里的那种铁管。”球迷们非常喜欢，这种T恤发射炮迅速传播到全美各个体育馆。
德克并不在乎他是否因为自己的“发明”而获得赞誉——正如他所看到的那样，没有哪一个人有这种想法。他告诉我：“这并不是说一分钟之前还没有这种发明，而一分钟后就有了这种发明。它是（从吉祥物这个群体中）慢慢发展起来的。我和菲尼克斯太阳队的吉祥物大猩猩是两个开拓者。”但是，他们的许多同事也参与到这一绝技表演中。正如德克所说的那样，专业的吉祥物都是“永远身着毛皮”的，每个人都造型奇特。他们善于借鉴他人、即兴表演、互相竞争，为任何与众不同的想法欢呼雀跃。
我不确定肯·所罗门是否认为自己也是个“永远身着毛皮”的吉祥物，但他同样崇尚分享和即兴表演。所罗门是丹佛掘金队的吉祥物，戴着一个硕大无比的黄色头套，扮演洛奇狮。他也在不断地进行发明。他跟我说：“如果你的爪子毛茸茸的，那你就无法操作摄像机，无法握住铅笔，也无法抓住足球或篮球并将其扔出去。”他重新打造了自己的装束，解决了爪子的问题，这样，他就可以通过爪子上的小洞来回伸缩自己的手指。如今，他可以签名，甚至可以“拎起婴儿并抱住他们，不用担心小家伙们会滑出手心”。
吉祥物们一直在努力解决一个问题：如何在重达30磅的毛绒衣服和头套中表现自己的特点。这促使他们努力研究自己的装备。所罗门饱含激情地说道：“我永远不会做一件无法看到眼睛的吉祥物服装。如果嘴巴一直张着、必须仰着头才能看清楚外面的情况，那这样的吉祥物会看起来笨拙不堪。这样的话你就无法表现出个性，你必须要能看清楚外面的情况。”
蒂姆·德克和肯·所罗门都具备有关人体运动和服装制作方面的知识，这一点极少有人能比得上。但他们没有自以为是、觉得自己拥有这方面的特长。他们都是在一种自由的氛围中进行创造的，而他们达成共识的原则就是与人分享。专利方面的律师对此有个专门术语：消极空间。它指的是在这种空间中，人们在进行创造时并没有刻意去为自己的想法申请专利。农业、民歌、魔术、宗教、笑话、发型、维基百科、语言、轮滑以及人们所使用的假名——许多伟大的人类活动都来自消极空间。在这种公共领域中，我们一起努力，共同分担我们的烦恼，一起找到解决办法，就像一个共同群体中的成员一样。
互联网本身也是一个消极空间，因为它不属于任何人，并且所有人都可以随时进行更新。它提供了一种全新的生态体系——一个虚拟世界，无数人在用自己的心智培育着其中的杂草和野花。它像是一个巨大的研发实验室，我们在其中分享自己的实验成果，也从他人的工作中获得益处。比方说，我的一位朋友曾经要为自己的女儿搭建一间精美的儿童游乐室。他在YouTube网站上找到了数百个针对这一工作的教学视频。开始动工之后，他仿佛是从一个兔子洞掉进想出了极具独创性的方法来建造小型游乐室的玩偶爱好者的世界中。 从机械手到因爱贝
消极空间非常巨大，涉及无数人，难以测算出，甚至更难以想象出它能产生多大的价值。埃里克·冯·希佩尔称之为“暗物质”，因为创造力的酵素就在我们身边，却难以量化。他和他的同事指出，这种在车间和地下室里进行的发明活动（现在转移到了互联网上）或许让公司为研发产品而投入研发工作中的努力相形见绌。
像美国国家科学基金会（National Science Foundation）这样的组织能够掌握大学、公司、非营利组织以及政府机关用于研发的费用，但是极少有人会尝试衡量个体制造者、兴趣爱好者以及原创发明家的成果。在过去的10年间，涌现出了数百个公开的创客空间，然而很难找到一份包含所有这些创客空间的完整名单。
然而，对那些能工巧匠，我们还是略知一二的，因为人口统计学家已经开始划分发明发烧友的无形王国。2010年，针对英国公民的调查显示，8%的受调查者曾经改装过他们自己的工具、将自己的科技制成产品。2013年，《时代》杂志对17个国家数千名成年人做了调查，结果发现其中1/3的受调查者称自己为发明家，这表明许多人对自己改善、改造或微调计划环境的方式感到自豪。这其中包括在家制造或改进产品，如宜家家具、手机应用程序、小型赛车。这其中的暗物质看起来非常多，其中蕴含涉及那些非专业化设计的产品所无法解决的需求和问题的潜在海量信息。
当然，有些人只是为了改装而进行改装。但许多其他人这样做是因为他们找不到能满足自己需要的产品。常驻马萨诸塞州中央医院的发明家纳特·西姆斯医生告诉我，他的一些医生朋友都有自己的机修车间。每当遇到手术器械方面的问题时，他们常常会对器械进行改造，或者干脆自己发明一种新器械。他们之所以这样做是因为他们需要市面上没有的器械，而与其说服公司为他们生产产品，不如自己动手制造。
当然，许多发明是私人的加工车间所无法轻易创造出的。有些发明（稍后我们将在本书中见到）只有那些具有长远规划、财力雄厚的研究机构才能够研发出来。手机、晶体管、激光这些发明都来自实验室，并且在研发中耗资巨大。但就应用发明领域中的那些旨在满足某种需要的简单发明而言，用户比公司和实验室更有优势。这些用户经历了长期的挫折，因此有机会进行发明活动，并进入被专业设计者所忽略的那些领域。
这一点在外科修复术领域尤为明显。在这一领域中，一个由志愿者组成的群体展开了行动，为他们自己以及那些有需要的人们制造能够负担得起的各种假肢器官。
德布拉·拉图尔天生就没有小臂。因此，在她开始蹒跚学步的时候，医生为她安装了带有钳头的机械手臂，以此替代缺失的那只手。
在当时，也就是20世纪60年代初，假肢器官粗糙笨重。身为一个女孩，拉图尔必须把自己绑在背带里：将这个背带绕在肩膀上，用一根沿着胳膊顺下来的绳索控制钳头。
很小的时候，拉图尔就相信某个发明家最终会将自己从这个笨拙的背带中解放出来，到那时，她也长大了，可以佩戴太空时代的装置。其实，美国国防高级研究计划局（DARPA）以及其他一些尖端实验室的工程师已经研发出了仿生手臂，其外观和手感同人体相似。但这些装置贵得惊人——价格高达10万美元。据拉图尔说，我们的医疗保险制度通常不会帮助患者支付高端设备的费用。她还指出，简单的机械装置常常比高科技产品更加可靠。
这就是为什么到了2005年，拉图尔依然每天早晨都要挣扎一番，才会穿上背带。她告诉我：“每当我想抓住一个东西的时候，必须让另一只肩膀前倾，为的是让顺着我胳膊下来的那根绳索紧绷起来。”这一动作重复了数十年，伤害了她的身体，给她带来了慢性疼痛。
我问她，在过去的几十年里，机械假肢为什么没有得到改良。为什么没有人想出更好的解决办法？
拉图尔解释说：“小臂有残疾的人不多，我们是个小众团体，成员数量极少。”由于可赚的利润有限，因而公司不会予以太多考虑。
对拉图尔来说，在参加一次心灵静修活动的时候，转机出现了。在冥思静想的过程中，拉图尔意识到，她不能等着别人来解决自己的问题。于是，她开始想办法改良背带。一天夜里，大约是那次静修活动的两周之后，她说：“我醒来之后，心情难以平复。”她的头脑中出现了一个生动的想法。她运用自己的想象力开始检查自己的后背，在她脑中，苍白的皮肤闪烁着奇迹的光芒。当她把注意力集中在这个想法上的时候，她的右肩胛骨下面突然闪现出了一个按钮。“我当时意识到：‘天啊，我可以用一个小塑料块来代替整个背带。’”第二天，拉图尔就用绳索和塑料零件进行了实验。她用了不到3个月的时间做出一个杯垫大小的装置，称之为“锚”。她将其固定在自己肩胛骨附近的皮肤上。通过收缩背部的小块儿肌肉（牵动那块儿肌肉就好比动动手指那么简单），她就可以推动“锚”上的搭扣，牵引绳索运动，从而控制机械手的抓握动作。她不再需要穿戴背带了，也不再遭受痛苦了。
拉图尔把这种装备提供给了马萨诸塞州斯普林菲尔德市圣地兄弟会儿童医院的病人们。之后，她在这家医院担任临床医生，发现这种装备对数十位上肢残疾的病人都十分有用。拉图尔把这项知识产权捐给了圣地兄弟会儿童医院，尔后这家医院同意由她来生产和推销“锚”这种产品。现如今，拉图尔和丈夫在自家餐厅经营着一家公司，其工作就是组装这种装备并将其发放给有需要的人们。拉图尔告诉我：“我们不是为了钱在做这件事。”其实，她是受到感情的驱使，想要帮助其他人摆脱背带的束缚。
我第一次见到拉图尔是在2014年夏天，当时她在暴风雨中驱车数小时前往布朗大学参加“超级英雄机器人培训班”的演讲。这个为期一周的活动是为那些对工程学感兴趣的学生举办的。拉图尔身着整洁的衬衫和一条黑裤子，脚上踩着旅游鞋，一头金发扎成马尾束在脑后，全身散发出经常同病人打交道的那种干练气质。当天，她“戴”着自己钟爱的那支胳膊——一根碳纤管，末端是一副牢固的钳头。学生们围拢在她身边，看着她演示机械手拿东西的精准程度。她把一只脚放在椅子上，解开鞋带，然后再系好，动作干净利落、从容不迫。“哇，太棒了！”人群中一位少年惊叹道，“这手看起来跟人手不大一样，但却真能干活儿啊。”“一点儿没错儿。”拉图尔说道，“但真正重要的不仅是这只手，你还必须要用自己的身体来给它力量。”
接下来，拉图尔转动身体，让学生们观看衬衣里面那个隆起的装置——也就是那个“锚”，她利用它来控制钳头进行抓握动作。“我想告诉大家的是，有时候，最简单的想法就是最好的想法。”
拉图尔这是在向学生们传授生存之道。许多人体上肢的假肢器官（像碳纤手臂）依然价格高昂，令许多病人负担不起——其价格从5 000美元到80 000美元不等。父母们面临着令人痛心的两难选择：你是否会为女儿花上（比方说）7 000美元，购买一只假肢手吗？要知道一两年之后女儿长大了，这手会变得不适合她。
即使在美国，上肢存在缺陷的儿童也常常不得不将就一下，不去安装机械手。这种困境促使由孩子、父母和技工们组成的群体走到了一起。目前，全世界有数千人在从事设计和分享人体器官的工作。
2012年，罗切斯特技术学院一位名叫乔恩·舒尔的教授参加了一次会议。在这次会议上，工程专业的学生们谈到了他们如何为一位病人设计、制造了一个定制的假肢。舒尔跟我说：“其他所有人都为此感到自豪。”但他开始感到担忧。他还记得自己在那次会议上提出的问题：“如果有一个人需要这种假肢，那全世界很可能就会有另外数万人有着同样的问题。我们会采取行动来帮助他们吗？”
舒尔的同事告诉他：“说实话，没有人在考虑这个问题。”
于是，舒尔开始设想构建一个全球网络，该网络可以向任何有需要的人提供3D打印的假肢。他告诉我：“在那次会议期间，我清晰地认识到应当有这样一个网络。我试图同其他大学的同行就此展开合作，但没有成功，因为要让不同学校的人一起合作比较困难。我甚至无法让自己的学校对此产生兴趣。因此，几个月之后我放弃了。”
一年之后，舒尔看到了一个YouTube视频，内容是关于一个名叫理查德·范·阿斯的南非木匠。此人在一次事故中失去了两根手指，之后他开始求购人造手指和手——结果发现这种假肢非常昂贵，自己买不起。这促使他同伊万·欧文联系，后者是华盛顿州的一位木偶操作师，同时还是一位电子配件制造商。这两个人一起合作，创造出了“机械手”。这种机械手是由3D打印机制造出来的零件组装起来的。手指带有尼龙绳做成的“肌腱”，当使用机械手的人曲腕时，“肌腱”可以绷紧，这就可以让使用者握住诸如铅笔或水杯一类的物品。他们两人把“机械手”设计方案的电子版文件向所有人免费开放，这样一来，世界上所有能够使用3D打印机的人都可以进行生产，费用不到30美元。
当舒尔发现了有关“机械手”的资料时，他意识到任何一个配备了3D打印机的工作室现在都可以变成一家假肢商店，而其所需要做的全部工作就是组织好志愿者，把他们同那些有需要的人进行配对。“现在回想起来，我当时的想法非常聪明，也非常幼稚。”舒尔说道。他制作了一张谷歌地图，标注了哪些地方有3D打印机的志愿者可以提供帮助。同时，希望为孩子定制“机械手”的父母也可以在地图上标示出自己的位置来。这就是“因爱贝”（e–NABLE）联盟的成立过程。从那以后，该联盟迅速发展了3 200多名志愿者。我在写作本书的时候，因爱贝志愿者已经制作了700多件假肢，并提供给了那些原本根本不可能用上机械手的孩子（也有些成年人）。
舒尔当初的设想是，这个联盟可以向有需要的父母提供能够负担得起的解决办法，但他没有预见在这一过程中产生的巨大的个性化和创造力。在因爱贝联盟中，儿童常常是设计师，并且由于人体零件是用塑料通过3D技术打印出来的，因此儿童可以选择任何一种颜色——绿色、紫色和粉色。这些年幼的用户想要几根手指都可以，甚至可以按照自己的喜好，用凸起的星星图案或鲜艳的皮革进行装饰。这种手掌可以像小马蹄一样光滑，也可以像龙爪一样长满鳞片。
舒尔告诉我：“克雷格·丹尼森有自己的3D打印机，他为自己的儿子设计了一款超酷的机械手。”“手掌两端各有一个大拇指”，这样就可以让儿子抓得更牢。还有个名叫塔利的孩子想要一只在黑暗中可以发光的胳膊——最终如愿以偿了。“3个星期以前，有个孩子坐在我腿上，他今年9岁，名叫德里克，来自布法罗。当时我在向他展示我们为他研制的手臂装置。但当我努力向他介绍的时候，他拿起我们做的两个模型，接到一起，组成了一个双倍长的胳膊，然后说：‘我希望我的胳膊有这么长。’为什么不可以呢？”
因爱贝联盟让我们了解到，当生产和合作变得无所不在的时候，发明会变成什么样子。到那时，我们有可能满足所有个体的愿望，无论这种愿望有多么古怪离奇。舒尔说：“这个群体激发了假肢设计中的一次寒武纪大爆炸：不再有经理人和工厂，也不再有集中计划。”让人印象最为深刻的突破还是价格：“有时候在商业市场上，一只机械手的要价高得离谱，达到40 000美元，最低也高达数千美元，而我们却是免费在做。”
直到不久之前，如果你遇到了问题，你要么必须花钱解决，要么自己动手解决。但现在，人们开辟出了第三种办法。“现在的确存在一种可能性，可能会产生分散的、权力下放式的发明、生产和分配。”舒尔预测说：“生产工具现在掌握在大众手里。我们真正有机会从工业革命进入信息革命，进入选择性经济革命。”
然而，我们现在讨论的依然只是那些在公司规划人员指导下、来自爱迪生那种实验室内部的发明。这种想法根深蒂固，是我们思维方式中很重要的一部分，这也体现在我们的讲话方式中。我们会说：“他们必须制造出不会漏水的牛奶包装纸盒。”“他们”指的是工程师和设计者，其工作就是要理解我们的想法。我们称普通人为“消费者”，而称公司为“制造者”。
但现在，我们中许多人希望能够像我们参与媒体活动一样同产品进行互动——也就是说，能够在消费者和制造者之间的灰色地带取得生存之地。有时候，经济学家会采用一个混合词来指代这一新群体：产销合一者。《牛津词典》对这一单词给出了一个有趣的定义：“一位可能会参与某种产品或服务的设计、生产或研发的消费者。”坦率地说，我对“产销合一者”这个术语并没有兴趣，因为它的意思是说我们的创造活动只不过是我们作为消费者的一个生活层面。或许最恰当的表达还应当是“发明者”——如果我们可以更广泛、更具包容性地来使用这个单词。
正如我们在本章中所见到的那样，经受同样痛苦、怀揣同样愿望的群体会走到一起，共同发现问题、界定问题，而互联网正在使这种合作变得更加切实可行。当然，我们并不总能在网上同用户建立起联系，或者从他们丰富的知识中受益，尤其是对那些无法使用电脑的弱势群体和缺少服务的群体来说，情况更是如此。即使人们可以上网，我们也很难真正明白他们的需求，除非花时间慢慢了解他们。这就是为什么发明者常常投身于他人的苦难之中的原因。
有些工程师和设计者甚至会采取融入种群之中的做法，在某个群体中花上几个星期或几个月的时间，力图深刻理解他们的问题。在下一章，我们将就这种投入的方式如何能够开拓想象力展开研究。 第三章他山之石
我第一次听说有关埃米·史密斯的故事是在2003年，当时几个朋友提到了麻省理工学院这位不走寻常路的教师：她把自己整个班级搬到了海地。当地农民一反常态，向麻省理工学院的学生们传授技术知识。这让我非常好奇，开始追踪史密斯——这并非易事，因为她经常行色匆匆，赶着搭乘飞往加纳或赞比亚的航班。终于有一天，我找到了她，一路小跑地跟在她身后。当时，她拎着个水桶，大步流星地穿过麻省理工学院的一处过道，想要前往查尔斯河提桶脏水回来用于课堂教学活动。史密斯一边快步走着，一边讲述了她在偏远山村进行水质检验的痛苦经历。
当我们走到麻省理工学院主楼巨大的前门时，史密斯立即冲进了外面清新的空气和喧嚣的人流中。她侧身坐到楼梯的扶栏上，同时还在谈着关于水质检验的话题。然后，她优雅地沿着栏杆滑了下来，嘴里还在不停地说着话，最后熟练地跳到人行道上。史密斯说：“在冬天，如果你穿着羊毛外套，那你滑得会更快。”楼梯扶栏生动地体现了她的设计理念：与走台阶比起来，从扶栏滑下来消耗的能量更少，而且是免费的。
我们在之前研究了挫折、痛苦和单调乏味的工作是如何激发技术洞察力的。但是，在很多情况下，工程师和设计人员却是处于封闭状态的，无法接触能帮助他们理解他人问题的实际环境。
事实上，在很多设计学院里，学生们学到的只是理解他们自己的需求、从消费者的角度来考虑问题。如果让他们自己进行设计，大部分学生只会反复炮制出大量相同的“发明”：发明一些提醒你关注火辣小妞儿、提高啤酒或手机软件销量的一些玩意儿。发明家马克·贝林斯基告诉我：“大学生通常关注的是其他大学生，他们对约会和社交活动更感兴趣，他们不会试图解决饥饿、空气质量或健康问题。”换句话说，许多学生从没学习过如何发现那些影响其他国家人民生存的问题，或者有关贫困人口的问题。
史密斯设计了自己的教学方法，把工程课程当作一门移情课程来讲授，其做法包括让自己的整个班级前往没有电网的乡村生活并学习理解那个地区特有的问题。学生们同当地人一起设计各种能让生活变得轻松一些的装置。
当我坐在埃米·史密斯的研发实验课堂上的时候，学生们围拢在一张巨大的黑色实验台周围，议论着即将到来的海地之行——他们将在几周后动身。除了要帮助当地人解决技术问题之外，学生们还要检测村里饮用水中的有害细菌。史密斯正在向他们演示如何进行检测——同时也把自己的道德倾向融入此次行动中。
史密斯指着一件水质检测装置（这个装置看起来像是一个银色的杠铃）说道：“这个实验台价值600美元。在我个人看来，这令人难以接受。”她说，等学生们实际操作时，他们将使用一套便宜很多的设备，那是她自己组装的，大约价值20美元，使用的是贝儿乐婴儿奶瓶。“用同样数量的一笔钱，你可以进行更多实验。”
在实际操作时，学生们要将水的样本放置在培养皿中，将其在恒温下培养整整一天的时间。但是，要如何在没有电的简易棚中做到这一点呢？史密斯再次想出了解决办法。她让大家传看用网袋装的一兜像白色大理石一样的东西。这种“大理石”内含有一种经常用于聚合物加工的化学物质。加热之后，将其放在封闭的环境中，这些球状物可以在24小时内稳定地保持在37℃（同人体温度一样）。它们是史密斯发明的无须用电的相变恒温器中的重要组成部分。（这种恒温器被称作“便携式恒温器”，目前，这种无须用电的恒温器已被发展中国家用于帮助诊断伤寒和副伤寒疾病。）
现在，史密斯想在黑暗中演示细菌检测，于是她让一名学生关上灯。这名学生按下了开关。刚开始，什么也没发生。不久，随着机械的嗡嗡声，房间开始震动起来，天花板上的一排天窗关了起来。所有人都伸长脖子盯着看。天窗移动得非常缓慢但来势汹汹，就像007影片中的慢镜头一样。有几个人笑出声来，仿佛他们突然意识到现场有些滑稽可笑——他们来到世界上条件最好的技术学院学习，结果却在学习如何使用婴儿奶瓶。 每天2美元
每年在自己的设计实验室中，史密斯都会给她的学生上生动的一课，以让他们认识到第一世界和第三世界之间的差距。学生们要在美国剑桥市每天靠2美元生活上一个星期——这个金额相当于普通海地人一天的收入。有一年，负责史密斯班级的教师助理杰米·德鲁亚尔也同学生们一起参加了这项任务。德鲁亚尔在海地长大，但这一点并没有让他具备任何优势。回忆起自己所犯的最严重的一次错误时，他笑着说道：“我买了一些拉面、一包热狗、一些意大利式面条和一些番茄酱。第三天之后，我就吃不下了。事实上，还没到第三天时我就开始反胃。我不应该买5包意大利式面条，而应当混合搭配才对。在海地，人们有各种创意来调节饮食。”他说，这次作业很快就让他们理解了史密斯的意图：维持基本生存需要巨大的创造力。非洲农妇有办法为自己的家人在废弃的土地上种出足够的木薯，这样的农妇同任何一位在麻省理工学院接受过训练的工程师一样都是创新者。
有一次，在学术会议自助餐期间，史密斯的同事们在她身边享受着美食，而她却从口袋里掏出一些饼干啃了起来。她还在同自己的学生们一起，坚持完成每天2美元生活费的作业。对她来说，这相对简单，因为她没有孩子，没有汽车，也没有退休打算。由于她认为获得博士学位没有意义，所以她是以讲师身份在麻省理工学院教课的——相应地，薪水也比较低。史密斯的生活与她自己的一项发明非常相似：优雅简约，比较另类。她最初决定致力于解决基础性问题的时间可以追溯到20世纪80年代，当时她是美国和平队的一名志愿者。
当时，史密斯在博茨瓦纳的一个偏远山村，每天要花很长时间把生高粱捣成高粱粉。她同当地的妇女生活在一起，这些妇女整天肩扛
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