这个故事运转于 19 世纪末的好意思国第三方公司，余烬复燃的“镀金时期”。

里奥·亨德里克·贝克兰（Leo Hendrik Baekeland），1863 年降生于比利时。他出身平日，父亲是个普通工匠，而母亲是个仆东说念主。但他凭借着对学问的爱好，读上了大学并继续深造、终末成为了化学锤真金不怕火。1889 年，他移居好意思国，干预了工业制造行业。

1905 年，他第一次东说念主工合成了一种叫“酚醛树脂”的产物，是寰宇上第一种弥漫由东说念主工合成的塑料。他随后注册了这种塑料的专利，以我方的名字定名（Bakelite，中语翻译为“电木”或者“胶木”），并干预了遍及分娩，而他也在1940 年 5 月 20 日被《时期》周刊称为“塑料之父”。

那么，这个经由是何如回事？我们又能从中学到什么呢？底下我们就来聊聊。

一些陈腐的电话，外壳材料等于电木。图片着手：pixabay

新材料在召唤

塑料这种低价的工业居品，突破了自然材料的适度，绝缘、褂讪、耐腐蚀，从而成为了万用材料，而贝克兰我方也凭借着这个发明成为了工业富翁。

这个故事乍一看是一个学问滚动为讹诈，况兼得回巨大得手的故事。关联词，塑料的诞生并不是一帆风顺的。而贝克兰大致合成出塑料，也有着相配多的机缘恰恰。

那时辰，参与化工材料行业的东说念主，大约齐抱着两个方针，一个是代替自然材料，另一个是征战绝缘材料。工业篡改之后，中产阶层崛起，关于高级耗尽品的需求大大擢升。一部分东说念主想要用东说念主工材料来取代自然材料，举例象牙、玛瑙、琥珀等等，使其不错量产。

举个例子，其时的耗尽市集，对台球的需求绝顶高，但若是使用象牙来造的话，一根象牙也就能制作 8 个台球，产量了然于目，于是征战新材料变得有意可图。

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在约束摸索中，东说念主们发现，自然含纤维的材料，举例木头、棉花等，经过一些处理，加入硝酸和樟脑并加热，就能酿成具有可塑性的材料，能倒模作念成不同的表情，质感和象牙绝顶雷同。这种材料被称为“赛璐珞”（celluloid）。

关联词，这种材料有一个十分致命的污点：易燃。而台球又约束地承受着击打，配上易燃的赛璐珞材料可谓是定时炸弹，也难怪其时的台球厅里偶尔会传来可疑的爆响了。毕竟，赛璐珞主要要素是硝化纤维，竟然很不褂讪。不信你在安全空旷周围莫得易燃物的所在，用打火机点个乒乓球（主要要素是赛璐珞），就能稍许感受到这玩意烧起来有多快。

11月30日，神舟十二号乘组航天员刘伯明在香港理工大学分享。新华社记者 吕小炜 摄

而另一种需求，则来改过兴的电力行业。

电力的崛起带来了关于合成材料的渴求，东说念主们想要找到一个不错低廉、量产的合成材料，以闲静电线认识的绝缘需求。雷同于橡胶的东西是他们的“范本”，但即使热带隶属国的橡胶培植园开足马力，也赶不上电力扩展的脚步。但那时辰，合成材料的“技能点”还压根点不了那么远，东说念主们关于好材料的遐想也十分有限。

更要道的问题在于，在其时，岂论是找自然材料的代替物，照旧找绝缘材料，其实齐和确切的化学商议距离相比远。那么化学家那时辰在干什么呢？

谜底山水相连，然则……

其实，其时的化学家距离“正确谜底”一经很近了。早在 1872 年，德国化学家阿说念夫·冯·拜尔（Adolf von Baeyer）就发现，苯酚和甲醛反馈后，会有一些无色、树脂状、欺侮的残留物留传。但这些残留物，被其时的化学家行为垃圾丢弃了。

这不成怪化学家“目大不睹”，这是因为那时辰的化学行业，很大一部分细心力齐汇集在染料上，以致自后的制药行业，齐是由染料的制造而养殖出来的。鼎鼎大名的“百浪多息”（Prontosil），寰宇上第一种东说念主工合成的抗生素，前身等于一种红色染料，征战的公司名为法本（Farben），亦然德语的“神采”的根由。一心寻找纯洁染料的化学家，对这种看起来没什么用的残留物，虽然也就不太伤风了。

说回到贝克兰本东说念主。他在干预制造业之前，的竟然确是化学商议出身，即使其时化学作为一个学科发展还莫得自后那么成体系，但也系统地考验了他对学科的敏锐，独特是对履行的高度喜爱。

在他来好意思国之前，他在比利时的根特大学锤真金不怕火葬学，神秘顾客应用而他商议的是摄影化学，也等于怎样使用各式妙技优化成像本领。他的商议本色，等于商议各式化学反馈的催化剂和要求，收敛各式变量，以不雅察成品的不同。

这一方面让他领有了化工成品行业的东说念主所莫得的、对各式要求和元素的敏锐，另一方面，他也得以构兵到其时一些前沿的、新的材料，并将履行室成品批量分娩，比如他参与发明的一种叫 Volex 的相纸，终末被柯达公司买走专利。纪念起来等于，贝克兰既懂商议，同期也很注再行发现的物资能拿来作念什么。

凭借着对化学反馈和合成材料制造的双重敏锐，他犀利地发现了苯酚和甲醛反馈的“副居品”的后劲，并在约束试错中，终末合成了酚醛树脂塑料并恳求了专利。

贝克兰的启示

若是我们只是看到贝克兰的得手，那就有点落入科学“励志爽文”的俗套了，底下我们稍许深刻极少分析一下。

贝克兰的得手，有几分步地造枭雄的有时，但也揭示了科技创新中的一个庞大元素：突破性的创新，往来去自于对既有框架的突破。科学本领商议学者、荷兰社会学家维比·拜克尔（Wiebe E. Bijker）用“本领框架”（technological frame）一词阐发了这个气候：东说念主们在探索新的本领发明的时辰，并不是莫得标的的，常常是出自于一套既有的框架。

而这个框架，界说了“什么是遐想”“什么是当下的问题”，以及怎样贬贬抑题的逻辑，然后在这个基础上发展相应的战略、遴荐相应的妙技、讹诈相应的本领。这么的框架有助于汇集资源，贬贬抑题，但有时辰也会导致我们错过庞大的新发现。

回到塑料的发明经由，我们也能看到这么的框架。

领先，那时辰东说念主们还不知说念什么是“塑料”，在发明的经由中，东说念主们只是站在他们既有的框架上，从一经界说好的问题和贬责花式中，探索一个决策。像其时材料行业的东说念主们，因为一经有了赛璐珞，他们的重心是要使赛璐珞不那么易燃，靠通过更换溶液、调治反馈和制模温度、掺入褂讪剂等等来贬贬抑题。而其时他们关于材料的遐想，也只设立在自然材料之上，然后再加入制作本钱、制作工艺等磋议，这个框架在其时一经进修，但却有无法贬责的瓶颈：只可改革，难以突破。

而另一边的化学家呢，他们的本领框架是迥然相异的。合成染料过甚磋议制剂的遐想，是寻找到并尽可能索要出一种纯洁的化合物，而其他的产物只是垃圾，或者“副居品”罢了。在苯酚和甲醛的反馈中，那种树脂状的“塑料”原型，很难进行提纯，因此被那时辰大部分的化学家所忽略。

这种既有的框架，提供了明晰的遐想和举止旅途，大致匡助东说念主们约束地优化现存的发明和居品。但突破性新发明的要道，就在于它的“新”，在于它的不可先见。驰名历史社会学家托马斯·库恩（Thomas Kuhn）在关于科学发展的商议中，也建议了雷同的宗旨，即“范式”（Paradigm）。范式大致助益通例科学的发展，但雷同于相对论、量子力学等全新的科学宗旨的诞生，则需要有弥漫不同的范式，突破原有的阐发框架。

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契机老是留给有准备的东说念主，也留给了大致突破既有框架，进行绽放式的遐想和不雅察的东说念主。贝克兰的塑料帝国，是步地造枭雄，亦然具有胆识的机动的念念考的效用。

这种念念考，常常是跨学科、跨领域的。而我们的创新，也不是关于“圭臬谜底”的追求，不成只是局限于关于边界和干预的计较，也不宜放置领域和框架。当下，好多科学和本领领域齐极度专科化，专科之间的调换就显得尤其庞大。本领的创新，也不是一个东说念主、一个发明大致促进的。异日的科技跨越，需要不同社会群体、不同剖判框架的交锋和切磋，能力约束地突破既有框架的照顾。

参考文件

[1]Bijker， W. E. (1997). Of bicycles， bakelites， and bulbs: Toward a theory of sociotechnical change. MIT press.

[2]Sovacool， B. K. (2006). Reactors， Weapons， X-Rays， and Solar Panels: Using SCOT， Technological Frame， Epistemic Culture， and Actor Network Theory to Investigate Technology. Journal of Technology Studies， 32(1)， 4-14.

[3]Kuhn， T. S. (2012). The structure of scientific revolutions. University of Chicago press.

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本文为科普中国-星空经营作品

出品｜中国科协科普部

监制｜中国科学本领出书社有限公司、北京中科银河文化传媒有限公司

作家丨郑李 科普创作家

审核丨李宗鹏 国度轻工业塑料居品性量中心 高级工程师

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