二戰(zhàn)后從事生物學(xué)研究的一大批生物學(xué)家，原本是學(xué)習(xí)物理的，后來因?yàn)榭吹搅嗽訌棻▽θ祟愒斐傻膫?，或者讀了薛定諤《生命是什么》那本書之后受到了啟發(fā)，轉(zhuǎn)而從事生物學(xué)研究了?！陡蛔恪穮擒娭?/blockquote>

之前的學(xué)記中有說過，吳軍老師認(rèn)為基礎(chǔ)學(xué)科非常重要，比如數(shù)學(xué)和理論物理學(xué)，因?yàn)檫@兩個學(xué)科教給人的都是最底層的邏輯。

我其實(shí)在這之前對基礎(chǔ)學(xué)科的重要性沒有什么感覺，直到我?guī)讉€月前看了一個電動牙刷的評測視頻(也就是我在「學(xué)記65 | 《一口好牙的自我修煉》: 關(guān)于牙齒的八個問題」中提到的視頻)，里面有一部分講解了飛利浦牙刷的機(jī)械結(jié)構(gòu)，才讓我覺得基礎(chǔ)學(xué)科的重要性。

飛利浦電動牙刷中的電機(jī)結(jié)構(gòu)屬于盤式電機(jī)，其發(fā)明專利可以追溯到上個世紀(jì)九十年代。一位名叫David Giuliani的美國大爺作為第一發(fā)明人申請了電動牙刷的專利，并和華盛頓大學(xué)教授 David Engel 和 Roy Martin 一起成立了 Optiva 公司，共同研發(fā)Sonicare聲波震動牙刷。

2000年10月，皇家飛利浦電子集團(tuán)收購了 Optiva 公司，Sonicare聲波震動牙刷也就變成了飛利浦電動牙刷。

不同于傳統(tǒng)的圓形電機(jī)，盤式電機(jī)可以在體積受限的電動牙刷上面實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的動力。

更妙的是電機(jī)上方的結(jié)構(gòu)，直到今天依然是電動牙刷機(jī)械結(jié)構(gòu)的巔峰。

電動牙刷的原理是電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子帶動傳動軸，從而模擬巴氏刷牙法的擺動。飛利浦使用了一個V字型的縱梁作為傳動軸，并在中間使用螺絲固定在機(jī)身上。

這么做的目的是什么呢？我們先來簡單的介紹一個現(xiàn)象——駐波。

駐波大概長下面這個樣子，就像以特定頻率震動一根一端被固定的繩子一樣， 繩子出現(xiàn)一個波峰和波谷交替的形態(tài)，中間靜止的位置叫「波節(jié)」， 波峰或者波谷的位置叫「波腹」。

c回到飛利浦電動牙刷的結(jié)構(gòu)，中間用螺絲固定的位置就是「波節(jié)」，當(dāng)電機(jī)帶動了橫梁擺動產(chǎn)生機(jī)械波，與重物存儲自動回中的波周期一致時(shí)，就產(chǎn)生了共振，擺幅就得到了放大。

在芯片算力提升與控制電路微型化的今天，在大部分國產(chǎn)電動牙刷依然沒有超過30年前飛利浦這套盤式電機(jī)加駐波共振的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

感興趣的話可以看一下下面這個視頻中第8分28秒到第11分13秒的部分，建模做的非常好，能更直觀的理解。

飛利浦的思路更接近物理學(xué)的本質(zhì)，一切力的傳遞都是以機(jī)械波的方式。一旦從波的角度來理解力的傳遞，波可以其實(shí)可以被儲存、疊加，甚至放大。

這可能就是發(fā)達(dá)國家所謂的技術(shù)壁壘吧。

我在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)學(xué)科的時(shí)候，覺得考試時(shí)能算出題來就可以了，不會想到去理解物理學(xué)的本質(zhì)，更不會想到可以用在電動牙刷上。通過上一篇學(xué)記和這一篇學(xué)記，我才開始明白為什么吳軍老師說數(shù)學(xué)和理論物理學(xué)教給人的都是最底層的邏輯，也明白了基礎(chǔ)學(xué)科的重要性。

在羅輯思維·啟發(fā)俱樂部中第327期，羅振宇也提到為什么一些基礎(chǔ)學(xué)科(比如數(shù)學(xué)和中文)很重要:

第一，現(xiàn)在的社會變化速度太快，大學(xué)入學(xué)的時(shí)候選的可能是熱門專業(yè)，如果再讀個研，畢業(yè)之后至少七八年過去了，到時(shí)候熱門專業(yè)還熱不熱門就不一定了。

第二，中文和數(shù)學(xué)這樣的專業(yè)，雖然看起來沒什么用處，但他們是基礎(chǔ)工具，學(xué)好這樣的專業(yè)，別人是不容易趕得上你的，是所謂的「童子功」。

這兩個理由背后是一個總的趨勢，就是人才和行業(yè)的分離。

在過去的傳統(tǒng)社會中，一個人進(jìn)入一個行業(yè)就成了他一生的職業(yè)?？赡芟乱淮惨鲞@個職業(yè)，比如鐵匠的兒子還是鐵匠，殺豬的兒子還是殺豬的，賣豆腐的兒子還是賣豆腐的。但是現(xiàn)在的社會變了，大量的新行業(yè)不斷出現(xiàn)，一個人有三四十年的工作時(shí)間，而一個行業(yè)的壽命可能都沒有這么久，如果學(xué)好基礎(chǔ)學(xué)科，換一個行業(yè)也不用再從頭學(xué)起了，因?yàn)榛A(chǔ)的知識都是相通的，是可以復(fù)用的。

插個題外話，專利號末尾的數(shù)字 ? A、U、S為專利文獻(xiàn)種類代碼，其中，A代表發(fā)明專利公開（發(fā)明專利授權(quán)是B），U代表實(shí)用新型授權(quán)，S代表外觀設(shè)計(jì)授權(quán)。

感謝你花時(shí)間讀到這里。

參考

1.專利US5189751A-Vibrating toothbrush using a magnetic driver

https://www.freepatentsonline.com/5189751.html

2.專利CN101479497A-用于電動牙刷的節(jié)點(diǎn)彈簧組件(皇家飛利浦電子股份有限公司)

https://doc.paperpass.com/patent/CN101479497B.html

3.羅輯思維·啟發(fā)俱樂部的第327期--行業(yè)和命運(yùn)里

4.《富足》吳軍著

5.知乎 - 一篇文章教你看懂專利文獻(xiàn)的編號！

https://zhuanlan.zhihu.com/p/47039466

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