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以前尝试制造偏光片，都是利用天然滤光材料如方解石和电气石中普通分子排列生成的大块晶体。兰德也用此方法作了试验，却发现它太麻烦而且极不理想。于是，他采用了完全相反的手段：制造出数百万的小滤光晶体，然后，在透明玻璃或塑料上以低密度排列在一起。兰德把这种完全相反的解决问题的方法叫做“直角思维”，而“直角思维”则成为他那充满创造力的头脑的显著特征。
1929年9月，兰德回到哈佛，他在偏光器方面的研究吸引了物理系的注意。系里为他设立了一个小实验室，这对一个本科生来说是难得的礼遇，他还与长他六岁的物理教师乔治·W.维尔赖特建立了亲密关系。1932年夏，维尔赖特提议他俩成立一个独立实验室。他们在剑桥租了一处寓所，然后搬到波士顿西郊韦斯顿一个空荡荡的挤奶厂里。在接下来的6月里，兰德的第一项专利获得了授权。
此后的20年里，兰德和他招来的一小组科学家们在发展了大规模生产滤光材料的技术之后，他和维尔赖特的合作就渐渐发展成创造性的研究和工业企业。兰德－维尔赖特实验室（公司最初的名字）把这种新材料叫做“宝丽来”。1937年，兰德和维尔赖特把实验室转型为一个新公司，取名“宝丽来公司”。1942年，维尔赖特离开了该公司。
经过这些年的发明和成长，兰德获得了一种科学的直觉和洗练能力，并使他成为艾森豪威尔总统及其继任总统们的极难得的好顾问。兰德洞察一切、思想开阔、善于接受新想法，尤其是对那些看似难以克服的问题的奇特解决方法。他在哈佛和麻省理工学院建立的包括詹姆斯·基利安在内的朋友圈，使他有机会接触到全国最优秀的科学家。他与柯达和其他工业公司，及他自己的公司的工作联系，培养了他在企业运作方面的创造潜力。
宝丽来战时承担的政府工程包括制造降低反光用风镜、火炮瞄准器，开发精密测距仪、潜望镜和轰炸机瞄准器等。战争即将结束时，兰德帮助凡尼弗·布什为富兰克林·罗斯福总统草拟了一份关于战后科学在美国的地位的报告。电气工程师布什曾开发了第一台电子模拟计算机，曾在麻省理工学院执教，是罗斯福总统的主要科学顾问，领导协调美国战时科学研究和发展办公室。报告提议建立独立机构，负责为基础科研分派联邦资金。这条建议最终导致国家科学基金会的成立。
因为战争的缘故，兰德很愿意做任何能提高国家军事技术的努力， 并因此被引见给华盛顿的政府高层。后来加入了塔山调查组，1951年又被选进由加州理工学院的西奥多·万·卡门所领导的空军科学顾问委员会。后来，成为吉姆·贝克情报系统小组成员之后，兰德在侦察事务上的指导作用更是大大加强了。
1954年，基利安邀请兰德加入他具有划时代意义的技术研究团队时，经验和直觉已使兰德成为引导国家进入空中侦察新时代的理想人选。基利安为第一位情报分委会选择的主席，波士顿智囊团阿瑟·D.立特公司的布鲁斯·S.欧得，也被囊括进这一伟大项目。已经提名兰德进入该研究负责委员会的基利安要求他领导这个情报分组。兰德接受了这一请求，并表示他希望精简小组人员，人数要精简到能够只用一辆出租车。他很快退出了与阿尔弗雷德·希区柯克制作三维电影的合作，从他在好莱坞的临时工作室搬回到东部。
45岁的兰德在好莱坞收拾行李时，就决定把小组人数限制在六个以内，包括他自己（那时的出租车后部有跨接座儿，除司机外还能容纳五个人）。他希望行动能更迅速更果断，他深知，工作组越大越不灵活。兰德从他的科学和工业界朋友圈子里吸收人才，组成了一个博学的小组。成员有吉姆·贝克，哈佛物理学家及诺贝尔奖得主爱德华·珀塞尔，普林斯顿数学家约翰·图凯，华盛顿大学化学家约瑟夫·W.肯尼迪和他在宝丽来时的同事艾伦·拉兹姆。
兰德苦心经营情报组，频繁安排与政府官员会面，但也鼓励成员内部进行坦诚自由的讨论。兰德常常工作到深夜，这个习惯影响了他领导过的许多顾问组成员的作息时间表。理查德·加文六七十年代在一个科学顾问组与兰德共事的时候，对他有很多了解，他是这样描述这些夜晚的：“有时我们就在承包商的仓库里开会，有时在宝丽来豪华的董事会会议室里，在那时，兰德的厨师还会为我们准备晚宴。一次，兰德小组直到黎明时分才休会。这种情况不多，但工作到半夜是家常便饭。每当那时，兰德都会邀请大家到他的私人实验室，花半小时用彩色影像展示他的最新作品。”
兰德以科学研究中的好奇和决心来领导技术能力调查组的情报分组，推动小组站在新的高度看待能改变情报工作的新技术。斯坦福大学物理学家西德尼·德雷尔，他后来曾与兰德同在中情局一个顾问委员会，在建议政府实施技术情报工程方面起到过核心作用，他发现兰德是天生的帅才。“他全身散发着自信和智慧，”德雷尔说，“他是很好的聆听者，说得不多，但往往一鸣惊人，意味深长。会议气氛随意而自由，他总是能让大家浮想联翩，尽情发挥。”
由于对侦察技术共同的兴趣，莱格霍恩认识了兰德，兰德喜欢承担政府最保密的情报工程和预算——华盛顿称之为“‘秘密工程’，”莱格霍恩说，“兰德感觉自己能做好这些事。他听取意见，然后付诸实施，最后一切都搞定了。”
珀塞尔也有相似的印象。“兰德比我们其他人知道更多机密，” 珀塞尔告诉兰德的传记作者维克托·K.麦克尔赫尼。珀塞尔发现兰德总能给人留下深刻印象，“不全是因为他的技术性的建议，而是他以独特方式分析我们所讨论的事情的相对重要性的能力。当然，他的大胆创新也是他经商的天性：只讨论你真正能做到的。”
兰德对国家情报需要的预见性把他与忙于各种间谍活动的政府官员和商人区别开来。他们更倾向于具体地集中在某些特殊问题上，以直接影响公司和机构。在中情局任职超过1/4个世纪的约翰·麦克马洪逐渐熟悉了兰德，认为他简直是个设计师。“他对于所有要做的事情和对策都有不错的计划，”麦克马洪说，“而且他有敏锐的政治直觉，以对华盛顿施加影响。他洞悉华盛顿的一切。他对科学界人物（尤其是在华盛顿地区）的熟悉，无人能敌，每个人都很尊重他。”
作为总统顾问小组的一部分，兰德小组有充分的权利获知国家情报机密，接触任何他们想见的五角大楼、中情局和其他机构的官员。“我们进去会见负责情报的将军和海军上将们，然后满怀忧虑地离开。”1984年，兰德这样告诉中情局历史学家唐·韦尔奇恩贝奇，“我们五六个年轻人来了，问了一通那些高官们答不出来的问题。”中情局的遭遇也一样。
兰德和他的小组成员们一开始就知道，对抗突袭的首要防御措施就是获得更多苏联军事力量的情报信息。他们的任务是找出国家侦察工作的弱点，推荐补救办法，尤其是革新技术。他们集中于美国是否有能力察觉即将发生的苏联进攻的迹象这个核心问题——情报用语是“战略预警”。万一发生空袭，预警器将报告各种信息，其中包括进攻美国基地的苏军轰炸机的边境调配状况，原子弹、航空燃料和到这些分段运输机场的机组人员的行踪，及其他军种的强化训练和动员等。
兰德小组还想弄清楚，美国是否对苏联军事力量和工业生产有全盘的了解，以对苏联实力作出长远估量，以及美国如何在满足国内需求的同时，对现有资源进行最合理的配置以对抗苏联的威胁。在呈给艾森豪威尔总统的报告中，小组恰当地概述了这类信息的关键作用：“如果情报能预报新的军事威胁，我们就可以采取对付行动。如果情报能暴露敌方的具体弱势，我们就可以加以利用。有了准确的情报，我们就能避免为预测失误或在失误的时机备战而浪费资源。”
兰德、贝克和其他组员从以往为五角大楼所做的顾问工作的经验中意识到：苏联社会的保密性、其大陆的广袤及美国克服障碍的情报收集系统的欠缺，都严重阻碍了美国的侦察工作。这些人通过查看美国侦察总计划及中情局估测苏联军事力量之艰难，认识到华盛顿对苏联当时的军事计划和行动的了解少之又少，更遑论其长远规划。1955年2月，工作小组交上的这份惊人的报告在政府高层官员中引起了很大反响。兰德和他的组员们在报告中写到：“我们推断，没有有效的战略性的提前预警系统，突袭的可能性就确实存在。”
“我们必须找到方法，”报告指出，“增加情报数量，以使情报预测有更牢固的基础，提供更可靠的战略预警，将遭受意外攻击的危险降到最低，减少高估或低估威胁所造成的危险。”放眼未来，兰德小组认为也许不久就能做到这一点，“我们预测不久的将来，科学在情报方面的作用会得到极大提高。创新性的技术将被发明出来，为我们提供更多事实和答案，而非仅仅是设想和估计。”
1954年8月中旬，埃德温·兰德一看到凯利·约翰逊的草图和对CL-282性能的预测，就认识到洛克希德公司具有开发那种创新性技术的潜质。如果这架飞机能飞得像约翰逊期望的那么高，能负载同样创新性的照相机系统，华盛顿或许最终能够得到苏联军事力量、尤其是莫斯科新型喷气式“野牛”轰炸机的准确信息。以他所在的基利安委员会作为CL-282的智囊团和敲门砖， 兰德开始努力使设计这架飞机获得批准，并得以制造。
新式侦察机实际上只是将照相机携入高空。在制作新式镜头方面，全国范围内，无人可与贝克匹敌。贝克同意立即开始设计新型照相机和镜头系统，能在7万英尺高空拍摄到清晰的、内容详尽的照片。这不是普通的挑战。如果兰德能赢得支持，制造出CL-282，贝克就得尽快工作，赶制出与之相配的照相机系统。
8月底，为此计划能够获得制度上的支持，兰德大胆求助于中情局。选择中情局似乎并非明智之举，虽然中情局的职责就是收集和分析情报信息（多数是与苏联有关的），还参与国外的一些秘密行动。但在开发先进技术、设计和制造飞机方面，中情局并无专门技术。它的新任主管，1953年由艾森豪威尔总统任命的艾伦·杜勒斯是最优秀的间谍，二战中，作为美国驻中立国瑞士的主要特工，他已使侦察手段臻于完美。他的兄弟约翰·福斯特·杜勒斯是艾森豪威尔时期的国务卿。艾伦·杜勒斯认为技术侦察更应该是五角大楼的领地，他对促进中情局涉足此领域毫无兴趣。
兰德在中情局的突破点是理查德·比塞尔。兰德完全可以接触中情局里包括杜勒斯在内的高层。但择友谨慎的兰德，肯定从二人共同的朋友，最可能是从基利安那里听说过比塞尔。1942年，基利安协助把比塞尔招入麻省理工学院经济系。
比塞尔后来说，与兰德的谈话让他迷惑不解，他不明白这个发明家到底想要干些什么。但他知道总统的代表来访，聪明的做法是表现出某种兴趣。9月初，比塞尔指示他属下的一名空军军官检查国家空中侦察计划。几周后，他递交给杜勒斯的副手皮尔·卡贝尔一份16页的研究报告。在封面备注上，比塞尔向卡贝尔将军强调翻看描述洛克希德公司提议的新式专用飞机的那部分。
兰德返回剑桥，把他在奥斯本第二大街宝丽来公司的办公室变成开发洛克希德公司计划的控制中心。他的情报组成了讨论的焦点，一直延续到秋季，并且最终吸引了洛克希德公司代表及喷气发动机制造商普拉特和惠特尼。兰德还邀请了照相机生产商珀金－埃尔默公司总裁理查德.S.珀金及柯达胶片专家亨利·宇茨会见小组成员。
兰德的最大目标是在情报界获得突破：新式飞机，配有新型镜头和胶片的新款相机。他希望能将新式飞机计划移交到中情局，而不是交给只会一味表示反对意见的空军。他还期望这个侦察机构能发展出新的更成熟的手段，检测拍出的照片。总之，这是一项大胆创新的计划，惟有兰德能得到所有相关组织的配合，绕过空军（他们已受到警告：凯利·约翰逊的建议正被兰德小组重新启动）的反对，此计划才能得以实施。对发明家来说，似乎最舒服的莫过于待在实验室里工作了，但兰德意志坚强，且对官僚的政治斗争有着令对手惊异的鉴赏力。
兰德聚集到完善计划所需的资源后，就打算把它兜售给艾森豪威尔总统，但他先要和凯利·约翰逊谈谈。9月中旬，兰德安排了一次与空军部长哈罗德·塔尔博特的会面，由基利安委员会副主管詹姆斯·费斯克陪同。当兰德告诉塔尔博特他对洛克希德飞机很感兴趣，并请求与约翰逊交谈时，塔尔博特表示要考虑一下。兰德愤怒地回答道：“好吧，部长先生，我想我们将不得不把你的话告诉所有的美国人民。”
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