本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
近年來，“偉人”理論 又悄然回到大眾文化中，並被重新用於企業家、科技初創公司和數字企業集團的世界。埃隆·馬斯克徹底革新了電動汽車。馬克·扎克伯格開創了社交網路。史蒂夫·喬布斯和他在蘋果的團隊發明了 iPhone。
這些英雄敘事既不符合事實，也無濟於事。從教育的角度來看，整整一代人都在勵志的 YouTube 影片中長大，這些影片崇拜個人主義和一些令人不安的領導特質（有關喬布斯和蘋果公司陰暗面的內容，請參見此處）。然而，世介面臨的挑戰——能源危機、糧食短缺、氣候變化、人口過剩——需要我們所有人，包括全球公民和國家，進行協作與合作。這些挑戰過於複雜、相互關聯且瞬息萬變，任何個人、想法、組織或國家都無法解決。我們需要利用所有研究的根本原則——站在巨人的肩膀上，每一個新的突破都建立在之前其他人的工作之上。iPhone 的隱秘故事就是對此的證明。
蘋果公司眾多團隊的不懈努力和聰明才智是毋庸置疑的。但是，如果沒有數百項研究突破和創新，iPhone 甚至不可能問世。每一項都是無數研究人員、大學、資助者、政府和私營公司將一項創新疊加在另一項創新之上的結果。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您將有助於確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
為了證明這一點，以下是更詳細地介紹構成 iPhone 基礎的三項研究突破。
觸控式螢幕
如果沒有其標誌性的觸控式螢幕技術，iPhone 就不會是 iPhone。
第一個觸控式螢幕實際上是在 20 世紀 60 年代由在英國政府研究中心工作的雷達工程師埃裡克·阿瑟·約翰遜發明的。當正義兄弟樂隊失去愛意時，約翰遜正在工程技術學會出版的Electronics Letters文章中發表他的研究成果。他 1965 年的文章“觸控顯示器——一種用於計算機的新型輸入/輸出裝置”至今仍被研究人員引用。隨後的 1969 年專利現在已被眾多著名發明引用——包括蘋果公司 1997 年的“行動式計算機手持蜂窩電話”專利。
自約翰遜邁出第一步以來，公共機構和私人投資者已向觸摸屏技術研究投入了數十億美元，而且往往是一個引導另一個。劍橋大學，例如，最近剝離了一家有限公司，以確保為其自身的觸控式螢幕技術研究獲得更多投資，併成功完成了一輪 550 萬美元的投資，投資方來自英國和中國的風險投資家。
蘋果公司一項關於觸控式螢幕技術的專利引用了 200 多篇科學同行評議文章，這些文章由一系列學術協會、商業出版商和大學出版社出版。這些作者並非孤軍奮戰。他們中的大多數人都是研究小組的成員。許多人因其研究而獲得資助。每篇文章都由至少一位外部學者在學術研究核心的同行評審過程中進行了獨立評估。以 Elsevier 的 Information Sciences 期刊最近發表的一篇關於觸控式螢幕技術的文章為例。六位作者和兩位盲審評審員被致謝。保守地將這些數字推算到蘋果公司引用的 200 篇文章，總計超過一千名研究人員，每個人都為觸控式螢幕技術領域做出了重要貢獻。
約翰遜可能邁出了第一步，而蘋果公司則利用了它的潛力，但我們觸控式螢幕技術的成就歸功於全球眾多研究人員的集體努力。
鋰電池
電池電量低。閃爍，閃爍。我們都知道 iPhone 會消耗大量電量，但如果沒有可充電鋰電池，它們將一無是處。
英國科學家斯坦利·惠廷厄姆在 70 年代在埃克森美孚的實驗室工作時，創造了第一個鋰電池原型，延續了他最初在斯坦福大學與同事進行的研究。之前的研究已經表明鋰可以用來儲存能量，但惠廷厄姆和他的團隊弄清楚瞭如何在室溫下做到這一點——而沒有爆炸的風險（三星 請注意）。
牛津大學教授約翰·古迪納夫隨後透過使用金屬氧化物來提高效能，從而改進了惠廷厄姆的原始工作。反過來，這引起了索尼的興趣，索尼成為第一家在 1990 年代將鋰電池商業化的公司，並在 1991 年在日本推出了一款鋰電池供電的手機。所有這些都為大規模使用奠定了基礎，蘋果公司在 2007 年首次向超過一百萬使用者推出 iPhone 時，也適時地順應了這一趨勢。
鋰的故事並沒有就此結束。作為無化石燃料世界的基石之一，它的生產受到嚴格保護。那麼你認為誰在 2016 年收購了索尼的電池業務？沒錯，正是蘋果公司的主要供應商之一，村田製作所。與此同時，現年 95 歲的約翰·古迪納夫仍在繼續他的開創性研究。就在幾個月前，他在Journal of the American Chemical Society上發表了一項具有里程碑意義的研究。其主張之一？古迪納夫創造了一種用於電動汽車的鋰電池，其使用壽命是目前平均水平的 23 倍。
網際網路和全球資訊網
當蘋果工程師安迪·格里尼翁在 2004 年首次為 iPod 新增網際網路功能時，史蒂夫·喬布斯遠非熱情：“這太爛了。我不需要這個。我知道它能用，我知道了，太好了，謝謝，但這體驗太糟糕了。”
多個蘋果團隊的辛勤工作將“糟糕的體驗”變成了一項革命性的東西——所有人類的集體經驗和知識都在那裡，在你的後口袋裡，觸手可及。但我們應該感謝誰呢？
蒂姆·伯納斯-李爵士被廣泛認為是全球資訊網的發明者。他的工作始於 20 世紀 80 年代，當時他在歐洲核子研究組織工作。歐洲核子研究組織更廣為人知的法語縮寫 CERN，由 12 個歐洲國家政府於 1952 年建立，並繼續由其成員國資助。伯納斯-李的想法最初是為 CERN 的一個非常具體的問題提出的解決方案：如何最好地促進 CERN 研究人員使用的大量資訊和資料的共享和更新。他的提議基於超文字的概念，這個術語最早是由理論先驅特德·尼爾森在 1965 年由計算機協會發表的一篇論文中提出的。超文字通常被比作世界各地的研究人員使用的腳註系統的電子版本，它支撐著網路，使您能夠從一個資訊源跳轉到另一個資訊源。網際網路上的任何地方。以任何形式。
但即使是伯納斯-李也不能獨攬功勞。如果說全球資訊網是地圖，那麼網際網路就是我們導航的景觀：一種連線全球數百萬臺計算機的網路基礎設施，使每臺計算機都能相互通訊，傳輸大量資訊。
要追溯網際網路的起源，我們必須回到 1965 年。當尼爾森創造超文字和埃裡克發明觸控式螢幕時，麻省理工學院的兩名研究人員托馬斯·梅里爾和勞倫斯·羅伯茨使用簡單的低速撥號電話線將他們的計算機連線到 3000 英里外的加利福尼亞州的另一臺計算機。在那之後不久，出現了 Arpanet，而不是反烏托邦的人工智慧系統，而是高階研究計劃署網路。Arpanet 由美國國防高階研究計劃署 DARPA 建立和資助，最初設想作為一種互連美國軍方在各個區域中心計算機的方式。
正是 Arpanet 真正孕育了網際網路，倫納德·克萊因羅克在下面描述了這一時刻。那是 1969 年 10 月，在人類登上月球三個月後，克萊因羅克和他的同事剛剛將美國的多臺計算機連線起來。
我們輸入了 L，然後在電話裡問，
你看到 L 了嗎？
是的，我們看到了 L
我們輸入了 O，然後問，你看到 O 了嗎？
是的，我們看到了 O。
然後我們輸入了 G，系統崩潰了……
真正的創新之路從來都不是一帆風順的。但太空時代的這些早期突破是後來一切的基礎。雖然現代 iPhone 的功能比將阿波羅 11 號送上月球的計算機強大 1.2 億倍，但它的真正力量在於它能夠利用構成網際網路的數十億個網站和太位元組的資料。
對這三項研究突破的簡要分析顯示，自蘋果公司 1997 年首次釋出其手機專利以來，已發表了超過 40 萬篇出版物的研究網路。加上其背後的支援研究人員、資助者、大學和公司的因素，貢獻網路簡直令人歎為觀止。而我們僅僅觸及了皮毛。還有無數其他研究突破，沒有這些突破，iPhone 就不可能問世。有些是眾所周知的，有些則不太為人所知。GPS 和 Siri 都起源於美國軍方，而實現數字化的複雜演算法最初是為了檢測核試驗而構想的。所有這些都以研究為核心。
iPhone 是一項劃時代的科技。劃時代的科技並非來自某個人或組織的罕見才華，而是來自一層又一層的創新和幾十年又幾十年的研究，成千上萬的個人和組織站在彼此的肩膀上，對未來看得更遠。在我們這個看似無法克服的全球挑戰時代，我們不僅必須記住這一點，而且還要從中受到啟發。
我們必須鼓勵研究核心的開放性和透明度，確保研究成果儘可能廣泛、快速和清晰地傳播。我們必須記住，每一次延遲和扭曲都很重要。研究誠信和可重複性、透明的同行評審、開放獲取、多樣性——這些不僅僅是流行語。它們是朝著改革全球研究生態系統基礎設施邁出的令人興奮的步伐，而全球研究生態系統一直是我們對未來的最大希望。