逆向思维, 我的第一个美国专利

在北京上大学时，班里大姐的兄长早几年去日本留学。 回国探亲的时候带了一些圆珠笔回来。我因为从小喜欢和大孩子玩儿，跟大姐关系好， 也得到一只。 这笔外形漂亮书写流利。有一次在吃饭的时候我夸赞日本的圆珠笔真好用。

“咱们中国的，常常笔珠坏了，写不出字来。”。大姐说，日本圆珠笔以前也有笔珠坏的情况。 常常笔芯里的油墨还剩1/4或更多， 笔尖的珠就磨损坏了，写不好或写不出字了。

企业花了很多时间和钱，又请专家研究，总是不行。 后来一个日本工人说，既然搞不出更好的笔尖，就把笔芯的油墨减少1/3嘛。 结果还不等笔尖的圆珠磨损坏掉，笔芯的油墨已经用得干干净净。 问题就这样解决了。 大姐说，这就叫“逆向思维”。

我在美国研究生毕业进公司时，因为面对极新的产品，都没听说过。 招聘广告上的6条要求，我只符合第一条 — 某某专业的PhD。 当时的未婚夫如今的娃爹说，这个工作你怎么能申请？都没听说过这个仪器。我说我不知道仪器，但我知道要求里的分辨率（resolution）和校准（calibration）啊。 估计也是实在没人知道这个新仪器， 大家都没有工作经历。 我被录用了。

进公司后我先读了很多产品的资料，了解制作原理和仪器的工作原理之后，我就经常到车间的生产线上去。每台产品组装好后要经过各种校准， 之后要经过检验，合格了才能卖。

校准中有重要的一项是保证整个平面的线性。用一个标准模具，上面有十三到十七根均匀分布的直线。 然后经过一系列的软件计算去调试硬件，让产品的信号尽量能像模具一样呈现直线，均匀分布。工程师和技师们都说这一项是最复杂的，常常通不过测试，只好再把模具放上去重新校准。 有时要重复十几次才能通过。

我把仪器的测量数据打出来，仔细一看就发现不对。正常的误差应该是高斯分布，这里所有的数据误差是一边倒的：要不都是正的，要不都是负的。这说明有系统误差，仪器的校准过程把信号调整得往一边歪。

我去问当初负责线性校准的工程师，那时已经是公司的副总，他是根据什么定的校准基点？ 他看着我小得意地说，我用了中心那条钱。 我问为什么要用中心线呢？ 他说因为各种型号的仪器表面不一样大，模具形状也不一样， 只能用中心线啊。

这是基本的数学分析问题， 被他简单变成了几何问题。 想校准的系统误差最小，需要使用卡方拟合（ Chi-square fitting）找出校准基线， 中心线并不一定是最好的。 我立刻回到办公室改写校准程序， 

程序改写完后， 我用它来校准，之后测量。 数据比以前的校准结果进步一截。 然后我就去找老板， 告诉他这一切。 建议公司使用我的新程序来校准仪器。

老板没说什么，叫来了另外的工程师和技工，把新程序的硬盘交给他们， 说用这个新程序校准， 然后测试。再和现在的程序比较。我的心里非常笃定。 上帝可能会打盹儿，科学是不会错的。 他们一共校准和测试了10台仪器，新程序完胜10比零。





老板立刻安排律师申请专利。 这就是我的第一个美国专利， 也是我人生的第一个专利。 当把道理讲出来之后，觉得好简单。可是以前的工程师们就是看着仪器被卡在这个参数上，猜测和寻找各种可能的毛病，从来没想过校准的基点不一定是那个几何上的中心点。

后来我又有了其他的美国专利，但第一个是难忘的。很多时候，人很容易想当然。“逆向思维”，就是打破常规的思维方式，“反动”地思考问题。这世界上每天都在产生新理论，新说法。 Show me, then I believe you！