奇妙的天才阿玛尔·博斯

奇妙的天才阿玛尔·博斯

汤姆·克莱恩斯 (Tom Clynes) 撰写的《好奇心让生活更美好》最初刊登于 2004 年 12 月的《大众科学》杂志。发明家兼工程师阿马尔·博斯 (Amar Bose) 于 2013 年 7 月 12 日在马萨诸塞州韦兰的家中去世。享年 83 岁。—编者

阿马尔·博斯是我见过的驾驶姿势最敏捷的 70 岁老人。我们沿着夏威夷岛的海岸飞驰,他每年都会在这里度过几周,当博斯在弯道上转弯时,我试图解释他驾驶的自信。他曾向我表示,他一生都热爱跑车,所以这一点是肯定的。还有他完美的视力(他说,这要归功于他每天进行的一系列眼部锻炼)。更平凡的是,他的仪表盘上有一个雷达探测器。

但在与 Bose 一起聊了几天,从网络理论和冷聚变到哲学和羽毛球,我确信他对速度的偏爱背后还有更根本的东西。Amar Bose 只是非常渴望走向未来。

作为麻省理工学院的教授和他白手起家创立的同名公司的首席执行官,Bose 在声学、航空、国防甚至核物理等众多领域取得了突破性进展。他说,有时他会为了追求某个想法而冒着整个公司的风险。“如果在一家由 MBA 管理的公司工作,我可能被解雇一百次,”他告诉我。“但我从不是为了赚钱而做生意。我做生意是为了做一些以前没有做过的有趣的事情。”

事实证明,好奇心并没有毁掉这家公司。无论创始人的意图是什么,Bose 公司确实在赚钱——但它用这些钱做什么肯定符合他最初的使命。据 Bose 说,该公司预计销售额为 17 亿美元,其中大部分利润都投入到了研究中。“我做过的最好的决定之一就是让公司保持私有化,这样我们就可以承受短期痛苦,获得长期利益,”他说。“上市公司必须每 90 天都表现良好才能取悦市场,所以他们不能这样做。”

“如果在一家由 MBA 管理的公司,我可能被解雇一百次。但我从不以赚钱为目的做生意。”开车时,75 岁的 Bose 身材苗条,精力充沛,他倾身讲述故事,就像倾身弯路一样。他说话声音沙哑,热情洋溢,让人想起电影《奇爱博士》中乔治·斯科特 (George C. Scott) 的角色。

Bose 租用的凯迪拉克没有配备 Bose 品牌闻名的高端音响系统,也没有配备他迄今为止最大胆的创新——Bose 悬架系统。经过 24 年的研发,Bose 悬架系统于今年夏天面世,是一项重大突破,它用超快线性电动机取代了汽车减震器。Bose 预计将在四年内将该系统推向市场,该系统可将乘客舱与颠簸和下沉隔离开来,同时消除制动和转弯时的俯仰和滚动。

那么 Bose 公司是如何生产出这样一款产品的呢?原因很简单:创始人很好奇。Bose 从 20 世纪 50 年代开始就一直在研究汽车。“我很好奇,”他说,“如果车身和车轮之间可以随时施加任何你想要的力,那么汽车悬架在没有硬件限制的情况下可以做什么呢?”

1980 年,他决定一探究竟。汽车制造商花了半个世纪的时间优化基于流体的悬架硬件,但 Bose 却从完全不同的方向着手,无视硬件假设和限制,首先专注于弄清理论上可以实现什么样的性能。研究项目始于五年的数学分析,结果发现了巨大的性能差距,无法通过调整现有的减震器硬件来弥补。

Bose 公司工程副总裁 Tom Froeschle 表示:“减震器只能吸收能量。此外,流体固有的惯性使得任何气动或液压系统都无法快速做出反应,无法提供我们所需的性能。”

1985 年,该团队开始专注于电磁解决方案。这种方法只有使用高效、高功率的线性电机和放大器才有可能实现。它需要极其复杂的控制算法来稳定电机,以及超高速微型计算机来运行系统。

这些都不存在。

* * *

Bose 的父亲是一名政治异见人士,曾积极参与印度独立运动,1920 年移民美国,结婚后搬到了费城郊区。20 世纪 30 年代,Amar 还是个孩子时,他就开始拆解模型火车,到 13 岁时,他就能诊断和修理大多数收音机了。

第二次世界大战期间,由于非军事运输中断,老博斯的生意(从印度进口椰子纤维门垫)变得无法维持。十几岁的阿马尔建议父亲在曾经卖过门垫的五金店张贴招牌,提供收音机维修服务。父亲负责收集收音机,年轻的阿马尔则在放学后在地下室修理收音机,这门生意帮助一家人度过了战争年代。

战争结束后,Bose 利用剩余的雷达管和燃油变压器制造了社区的第一台电视机。1947 年,他的父亲借了 10,000 美元,以便 Bose 能够进入麻省理工学院学习,他说他“勉强”被录取了。

尽管 Bose 在电子领域拥有丰富的实践经验,但他在进入麻省理工学院之前却缺乏微积分背景。意识到自己“被超越”后,他以高中时所缺乏的毅力投入学习。除了其他节俭措施外,他还限制自己每周只花两个小时听他喜爱的古典音乐。

最终,他推翻了大多数关于高保真声音再现的主流观点。九年后,Bose 完成了博士研究,决定奖励自己一套一流的立体声音响系统。他说,他像一名典型的工程师一样对待这项任务。“我研究了相关文献,并根据规格购买了最好的音响系统。但当我把它带回家并插上电源时,它听起来很糟糕。我感到失望和困惑。为什么我所学的很多东西都说它应该很好,而我的耳朵却说它不好?”

突然间,撰写复变量理论博士论文的任务变得枯燥无味。现在,Bose 的思想被声学和心理声学(研究人类对声音的感知)所占据,在接下来的 12 年里,他一直痴迷于这些研究。最终,他推翻了大多数关于高保真声音再现的流行观点。

不过,就在最初对声学效果感到失望的时候,Bose 被选拔去教麻省理工学院的网络理论入门课。他勉强同意尝试两年。

他说:“教学从来都不是麻省理工学院的重中之重,大部分都是口头承诺。除了少数几个非常明显的例外,重点是写论文和获得终身教职。有些教授对我影响很大,但影响并不在他们教授的科目上。他们通过交流传达自己的思维方式,从而对我产生了影响。这就是我想传授给我的学生的东西:我想教授思想,而不是公式。”

Bose 扔掉了他拿到的教学大纲——“它更适合技术人员的培训”——并将九块黑板搬进了教室。他招募了一批教授和助教来指导复习课,并鼓励学生提出尖锐的问题。他敦促各部门负责人“大声思考”,以说明解决问题的过程。他取消了考试时间限制,允许开卷考试。

很快,Bose 就赢得了学生的狂热追捧。尽管每周要完成 18 到 20 小时的繁重家庭作业,Bose 的工程学课程(其中一门被学生课程评论指南描述为“生命 101”)最终吸引了数学家、物理学家、生物学家和大学各个学科的学生。现任约翰霍普金斯大学校长的 William R. Brody 于 1962 年在本科期间选修了 Bose 的课程。Brody 回忆道:“他走进一个有 350 名学生的讲座,你甚至可以听到针落地的声音。”“他
他的智慧和对学生的全心投入赢得了很多尊敬。他的课给了我解决高风险问题的勇气;它让我具备了
我需要解决问题的技能,这些技能是我在多个职业中取得成功所需要的。阿马尔·博斯教会了我如何思考。”

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在 Bose 成为一名教师的同时,他继续将精力投入到电子研究,为电力处理的新效率奠定了基础。1964 年,Bose 的一位导师 YW Lee 将 Bose 叫到他的办公室。Yee 在二战期间被困在上海,靠寻找文物和古玩幸存下来。

“我有一个由两部分组成的梦想,想告诉你们,”李说。“这是每个古玩商人都有的梦想。梦想的第一部分是,有一天他会走进山里,一件物品会落入他的手中。第二部分是,他会认识到这件物品的价值,不会让它从他的指尖溜走。”

Bose 说:“李的天才之处在于,他会给你二加二,然后让你得出四。我花了几天时间思考,最后我意识到他告诉我要成立一家公司,开发我们一直在研究的一些应用和专利。”于是他成立了 Bose 公司。一份开发军用喷气式飞机电力调节系统的合同为他提供了早期的收入来源(如今,Bose 系统调节着许多商用喷气式飞机的电力),这笔钱被投入到额外的研发中。

“我知道最好不要告诉他我的想法,因为越多的人说这是不可能的,他就越兴奋。”
1966 年,Bose 经过多年的深夜声学研究,发现反射声的作用一直被忽视,受此启发,他推出了一款使用多个小型扬声器的扬声器,利用扬声器 80% 到 90% 的声音向后辐射这一事实。该系统取消了低音扬声器和高音扬声器,并采用了有源均衡器。为了正常工作,扬声器必须放置在房间的角落。

“对于高保真音响界来说,这是亵渎,”Bose 说道。“它们听起来很棒,但人们有先入为主的观念,而我们扬声器背后的原因很难解释。”

第一批扬声器以失败告终。但随着第二代 Bose 901 扬声器的推出,Bose 的声誉日渐提升,随后该公司又推出了 301 扬声器和 Wave Radio,后者是该公司经过 14 年的研发后推出的。1978 年,在从苏黎世起飞的航班上,Bose 突然想到了降噪耳机的想法,并在飞机降落前设法解决了基本方程式。1982 年,他被汽车高品质音响的可能性所吸引,与 ACDelco 合作,为特定车型开发定制音响系统。

随着公司的发展,Bose 不断向外看,他为身边的机遇而兴奋。他的儿子 Vanu 记得有一次和父亲在暴雨中开车,父亲眯着眼睛看着挡风玻璃上布满了性能不佳的雨刷。“大多数人只会抱怨雨刷无法正常工作,”Vanu 说,“但他在分析雨刷无法正常工作的原因,并大声思考如何改进它们。几周后,我在他的办公桌上看到了一份新型雨刷设计的专利申请。直到后来我才意识到,并不是每个人都在寻找让事情变得更好的方法。”

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在我们继续漫无目的地开车时,Bose 经常停下车来探究引起他好奇心的事物:悬挂式滑翔机在峡谷上空表演特技,青少年冲浪者在八英尺高的海浪中冲浪,还有一处特别美丽的海滩。他的好奇心是真诚的,当我们一起探索这个岛屿时,我发现一个人可以保持这种天真和乐观,不仅能生存下来,还能茁壮成长,这让我感到欣慰。

最重要的是,Bose 的强烈好奇心让我想起了我 15 个月大的儿子。然而,Bose 的注意力却一点也不像孩子。如今有多少企业领导者拥有
耐心地将一个推测性研究项目维持 24 年?“这是这个国家现在的一个大问题,”Bose 说。“汽车行业 CEO 的平均任期仅为 4.7 年,因此他不太可能投资于长期研究。结果就是,这个本应处于研究前沿的国家正在失去其技术领导地位。”

Bose 说,他最好的想法通常都是瞬间冒出来的。“这些创新不是理性思考的结果,而是一种直觉。但如果这是一个复杂的想法,那么你需要运用所有理性工具来确定是否可以实现以及如何实现。”Bose 悬挂系统至少可以说是一个复杂的想法。副总裁 Bob Maresca 记得 1986 年的一天,Bose 告诉他当时的秘密项目,该项目的代号为“声音计划”。

“阿马尔非常兴奋,”马雷斯卡说。“他说,采用这种悬架的汽车转弯性能不亚于任何赛车,但行驶起来比任何豪华车都平稳。他说,它可以像豹子一样蹲下并跳跃,然后伸出爪子落地。我想,‘这真是一个有趣而令人兴奋的幻想——但当然不可能。’我知道最好不要告诉他我的想法,因为越多的人说这不可能,他就越兴奋。”

在发现实际可用和理论上可行之间存在巨大差距后,Bose 的悬架团队接受了设计高速线性电机、控制算法和高效放大器的挑战。他们打赌计算机行业将在他们的第四个基本项目——高速处理方面取得足够的进步。他们开始测试设计和软件,到 1989 年,他们已经开发出了一个可以进行道路测试的原型。

“未来并不在于解决我们已经知道答案的问题。而是在于学习如何解决你在生活中会遇到的问题。”
其核心是安装在每个车轮上的线性电磁马达,以取代传统的减震器。功率放大器基于 Bose 在麻省理工学院率先开发的技术,根据控制算法发出的信号向马达输送电力。马达转动速度快、力度大,可以向下伸展,使轮胎滚过深坑,然后快速缩回,车内乘客只感觉到轻微的震动。在坑洼的另一边,马达充当发电机,因此悬架所需的功率不到普通汽车空调系统的三分之一。

8 月份,我在马萨诸塞州弗雷明翰的 Bose 总部预览了该悬架系统。我驾驶雷克萨斯 LS400 行驶在模拟驾驶装置上,在一条坑坑洼洼的鹅卵石路上颠簸,感觉就像使用传统高端悬架一样。接下来,在 Bose 模式下,汽车行驶在同样的崎岖道路上,但车内我只感觉到轻微的震动。看着车库墙上的镜子,我可以看到雷克萨斯的轮胎疯狂地颠簸,好像它们是另一辆车的轮胎。

后来我看了一段视频,视频中两名试车手驾驶一辆基本款 LS400 和一辆加装了 Bose 的 LS400 进行一系列并排测试。在双车道变换、颠簸路段和深转弯中,加装了 Bose 的雷克萨斯保持完全平稳,没有出现车身倾斜或侧倾的迹象。

影片结尾,Bose 雷克萨斯加速驶向路边。汽车蹲下,像豹子一样跳跃,越过障碍物。当它下降时,它伸出“爪子”——车轮——接受着陆。司机下车鞠躬。在他旁边,空车也鞠躬。

* * *

博斯曾对学生们说过一句名言:“未来并不在于解决我们已经知道答案的问题,而在于学会如何解决生活中、任何学科中遇到的问题。”

1983 年,工程学研究生肯·雅各布在麻省理工学院的最后一个学期选修了 Bose 的声学课程。十几岁时,雅各布是众多购买黑市套件来制作高价 Bose 901 扬声器盗版的发烧友之一,在麻省理工学院,他听到了关于 Bose 教学的传闻。课程结束后,雅各布计划为百老汇作品设计音响。

“第一堂课开始后 20 分钟内,”雅各布说,“我的所有计划都改变了。博斯教授将我所学的一切联系起来,将所有知识拼凑在一起。我说,‘我必须为这个人工作。’”

雅各布后来成为 Bose 现场音乐技术集团的总监兼首席工程师,该集团于 1994 年推出了 Bose Auditioner 程序,这是一种软件工具,可以让声学工程师在建筑施工开始之前,从大型场馆的任何座位上精确地听到拟议的音响系统的声音效果。该程序已被用于设计洛杉矶斯台普斯中心、西斯廷教堂甚至麦加大清真寺的公共广播系统,麦加大清真寺是一个充满挑战性的环境,到处都是回响的大理石,音响解决方案曾多次失败。

在雅各布公布该项目的那天,博斯承认他没想到它会成功。“他让我和一个由五名工程师组成的团队花了 10 年时间研究这个项目——大部分时间都认为这是不可能的,”雅各布难以置信地摇着头告诉我。当我向博斯重复雅各布的话时,他笑了。“我以为计算能力不够,”他说。“但这个问题已经够难了,团队也足够有才华,所以我认为他们的研究会取得好成果。此外,肯对他的想法非常热情,我没法阻止他。”

* * *

当我们停下来吃冰淇淋时,我问博斯他如何解释自己对如此多样化领域的影响。他告诉我,他曾经问过他的导师、杰出的数学家诺伯特·维纳同样的问题。“我们穿过庭院,他停下来转向我,说了两个词:‘永不满足的好奇心。’”

也许并不奇怪,对于一家以好奇心为核心价值的公司来说,制定使命宣言这样简单的事情可能会很困难。Bose 研发副总裁乔·维兰斯 (Joe Veranth) 表示:“阿马尔不喜欢被狭隘地定义。他会说,‘我们怎么知道五年后我们不会再做这个、这个、那个?我们为什么要限制自己?’”

阿马尔·博斯的价值并不在于他所发明的东西,而在于他所激发的可能性。
甚至连公司的消费者口号——通过研究创造更佳音质——也只出现在卡车上,Veranth 说,“因为卡车可以重新上漆。”在 Bose 总部大厅里,一块石头上刻着一个更广泛的口号:通过研究创造更佳产品。

即便如此,这也显得有些局限;这是一部有点单调乏味的《杰森一家》式的赞歌,歌颂产品和技术的救赎力量。阿马尔·博斯(以及他的公司)的价值并不在于他发明的东西,而在于他激发的可能性。博斯提醒我们,我们所有人都可以更加仰望天空、更加远大、更加好奇,
我们都能更加坚信自己的创造潜力。

当我们回到卡迪拉克车上,继续沿着夏威夷海岸疾驰时,我问 Bose 悬挂系统的市场潜力。他说他不知道。“它会很贵。但我们知道,我们的技术非常不同,而且好得多,几乎每个尝试过的人都会想要它。”

在汽车领域,没有什么比车身和路面之间的接口更重要。但既然 Bose 已经掌握了悬架技术,那么汽车的下一个未解大问题是什么呢?

博斯听到这个问题大笑起来,我意识到今天我第一次得不到答案。我看着他的眼睛寻找线索,但我只看到一丝闪光,一丝天才和恶作剧的火花汇聚在一起。他咧嘴一笑,显然对自己很满意,目光一直盯着前方的道路。

“我们正在努力,”他说。

点击此处查看该故事的原文,该故事最初刊登于 2004 年 12 月的《大众科学》杂志。

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