车轮问世以来50项最伟大的科技突破

发布时间: 2014-08-18 作者:未知 来源:中国日报网企业▪家 收藏本站
ChinaDaily导读 : 有些问题的提出是为了得到正确答案,而另一些问题则因没有正确答案而变得有价值;对答案的一系列探索产生了回报。对于我们的时代来说,科技及不一定正确的创新带来了环境、人...

  【中国日报网企业▪家】有些问题的提出是为了得到正确答案,而另一些问题则因没有正确答案而变得有价值;对答案的一系列探索产生了回报。七年前,《大西洋月刊》对一群知名的历史学家进行调查,让他们评出美国历史上最具影响力的100位人物。历史学家们很快就名单的前几位达成一致——林肯(Lincoln)、华盛顿(Washington)、杰斐逊(Jefferson)——但他们随后便产生了有趣的分歧,分歧不仅反映出历史学家个人的价值观,同时也反映出这些人物影响美国的不同方式。选刘易斯(Lewis)和克拉克(Clark),还是亨利·福特(Henry Ford)?选托马斯·爱迪生(Thomas Edison),还是马丁·路德·金(Martin Luther King)?排名结果无疑是不科学的。但这个提问、比较和选择的过程能帮助我们深入了解这些历史人物的贡献以及美国社会受这些富于才干又意志坚决的人物影响改变最多和最少的领域。

  我们来看科技方面。《大西洋月刊》最近将12名科学家、企业家、工程师、科技史学家等专家组成一组,评估对现代生活性质影响最大的创新。评估的主要规则是这些创新应晚于车轮广泛使用的时间,车轮可能出现于6000年前,这就排除了我们的祖先几十万年前开始使用的火。尽管对原子弹和犁不可能做出公平比较(碰巧的是,它们都出现在最终排名中:核裂变的发现与应用导致了原子弹和核电站的出现,排在第21位,铧式犁极大地扩展了农民可耕种土地的范围,排在第30位,在原子弹之后。),每位专家仍被要求选出25项创新,对其排名并作出解释。我在采访中跟进了其中几位专家,也了解了其他专家排名的大致情况。

  一位专家不按发明的重要性而按出现时间先后排名,从最早出现的(水泥)排到最晚出现的(GPS卫星)。有的专家不强调具体的科技突破而强调成就广泛的重要性。例如西北大学经济史学家乔伊·莫克尔(Joel Mokyr)将“模块化”排在前10位,他认为工业流程的精细化使得功能一致的零部件高产成为可能,进一步使大规模生产和亨利·福特式的生产流水线(第49位)成为现实,实现手工制作向量产各种产品的深刻转变。模块化没能进入最终排名;航运领域的模块化——标准集装箱的采用则与排名失之交臂。

  总之,这些富于创造力的科学家回答的是他们想让我们问的问题,而不是我们提出的确切问题。我们同情这些试图管理宇宙和研发实验室的人们,但最终我们从有着充分经验与洞察力、有着充分清楚解释的足够的人们那里得到足够的有可比性和交叉性的建议,展示出《大西洋月刊》人类自车轮问世以来50项最伟大的科技突破这一调查结果。我们将所有答复转化为可输入电子表格中的值;我们尽可能地增加论据的深度和广度;我们观察着每一条新的答复录入时排名的上升与下降;然后我们整理出了你所看到的最终排名。

  当你浏览排名时你很容易发现一点:除了排名最前的几位,其他的入选及其排名都有争议性。例如1846年问世的乙醚(46)开始使外科手术与折磨人区别开来,仅因一位专家的强烈贬斥只勉强进入前50名。如果由我排名,会将其列在前10名,排在个人电脑(第16位)之前。在这种情况下,这次测试对于我来说就意味着:哪种科技不存在之后我会最想念它呢?(知名科技投资者约翰·杜尔(John Doerr)被问到这个问题时说,他是用一套类似“两两比较”的方法排出前25名的。)我依赖个人电脑,但我在它们发明之前也生活得很好;我仍记得的是在英国做的一个牙科手术,当时国家医疗服务体系不支付麻醉剂的费用。

  我着迷于从与许多专家的谈话中学习关于重要历史性突破的类型的多样性观点,以及现已记录的漫长创新进程是否接近尾声的共识。

  新发明:一种分类学

  达成共识的最明显的例子是在最终汇编时提出的第一样事物——印刷术。在12个人中,有10个提交的排名中出现了它或是把它排在前面。换一种说法来说,印刷术与阿拉伯罕·林肯(Abraham Lincoln)相当,两者都是专家达成清晰共识的首选。同时,我们通过先前的研究发现了历史人物施加影响的主要形式——像政治领导人运用危机时期,像工业先驱运用流行文化或设计——一系列分类方式从个人排名中萌生。我们的一位专家,斯坦福大学的商业史学家莱斯利·柏林(Leslie Berlin),不仅将她的排名整理成一份全面的名单,也按功能将其分成不同的类别。一套相似却略广的分类系统便从专家们的排名中萌生。以下是我从柏林(Berlin)的文摘中节选的一段:

  创新发明拓展了人类的智慧和创造性、表达性甚至是道德可能性。这一组包括印刷术(1)、造纸术(6),当然还包括现在的因特网(9)、个人电脑(16)以及现代数据时代的相关技术——半导体电子(4)和摄影(29)。科普作家及《大西洋月刊》记者查尔斯·曼(Charles C. Mann)将写作列在火和农业技术的改进(包括动物的驯化)之后,排在第3位。史蒂芬·乔布斯(Steve Jobs)、阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)、本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)的传记作者沃尔特·艾萨克森(Walter Isaacson)排的前三位创新发明分别是:拼音化、纸、印刷术。

  创新发明对于现代世界的基础设施建设来说是必不可少的。科技作家乔治·戴森(George Dyson)认为,最终排在第37位的水泥是一项关键的早期创新发明,“如果没有水泥,人类文明的基础大部分会崩塌。”约翰·杜尔(Johh Doerr)则将电力系统排在第1位,室内管道排在第2位,与饮用水有关的过滤系统排在第5位。(一位专家提到了渡槽。)杜尔(Doerr)说,在如今世界的大部分贫困地区,谈到社会繁荣,能够享受干净水的比例至少是20比1。在最终排名中,电排第2位,卫生系统排第12位。半个多世纪以来,空调(44)的发明在美国阳光地带的扩张中发挥了重要作用。现在,空调在中国、印度、海湾国家及其他地区都发挥着相似的作用。 麻省理工学院媒体实验室主任伊藤穰一(Joilto)说,空调“是被新加坡李光耀认定为让居民拥有白领工作和让人们得以在热带气候下生活的技术”。

  创新发明引发了工业革命及其连续不断的物质输出。这些发明包括蒸汽机(10)、工业炼钢法(19)、炼油(35)和石油开采(39)。虽然煤并未出现在今天的排名中,但如果在一百年前进行类似这样的排名,煤作为被发电厂使用最广泛的燃料还是应该列入排名。

  用莱斯利·柏林(Leslie Berlin)的话来说,创新发明拓展了我们的生活。这包括持续进行的养活地球数十亿人口的农业革命:固氮技术(11)使得植物能够利用更多的氮,打破作物产量限制,一个世纪前的哈伯博斯制氨法则引发了现代氨肥的产生。(制氨法也导致了现代炸药和一战中毒气的使用。)此外,这类突破还包括绿色革命(22)、铧式犁(30)、抽水灌溉田地的阿基米德螺旋泵(31)、科学育种(38),还包括早于现代基因革命的医疗事业发展:第3位,青霉素(近100年前);第8位,接种疫苗(几百年前);第20位,口服避孕药(半个世纪以前)。一位专家认为,“传染病细菌理论”应为人类十大科技突破之一。一份50年前的排名,或是5年前的排名,都一定会强调基因学革命性的潜力,如今它也在我们拟定的最终排名中。影响生活的突破还包括随着医疗水平的提高不断完善的公共卫生措施:卫生系统(12)和制冷(13)。

  除青霉素外,这类科技突破中排名最高的是光学透镜,排在第5位。我很高兴它们能被几位专家提到,因为它们的入选展现了某些技术在不被看好之后的连锁反应。在矫正镜片出现以前,在人类早期的猎人-武士阶段,视力不好的人在面临敌人或食肉动物时会很脆弱,之后,由于不能像其他人一样看清字母或数字,他们会产生智力上的缺陷。尽管没有专家这样说,但我一直认为矫正镜片的使用扩大了潜在的文明人的数量,这一时期实际上是人类历史上智商增加最快的一段时期。这也是几个令人费解的“迟到的”创新发明之一,在罗马人和其他民族发现镜头的光学性能几百年后才出现。据乔伊·莫克尔(Joel Mokyr)所说,独轮车的“迟到”也是一个类似的谜团。“这就像你能想到的简单省力装置,”他告诉我,“但在车轮问世后的几千年间没有人想到它,欧洲人在这项发明上晚了始创者中国人一千年。”

  创新发明让即时通讯超越了面对面交流的局限。因特网(9)显然给通讯带来了新的规模与速度,但打破先前限制鸿沟的则是19世纪中期出现的电报(26)、电话(24)和广播(28)。正如乔伊·莫克尔(Joel Mokyr)所说,在电报出现之前,“除了少数例外,信息最快只能用驿马传递。狼烟、信鸽、信号电报都只有很小的带宽也不可靠。电报让信息理论上以光速传递,因此大大改善了长途通信情况,从而控制更大的领地。”

  考虑到现代时代被称作“电视时代”的频率及人们现在花在电视屏幕前的时间多少,电视仅排在第45位是值得注意的。许多年后,人们可能会将20世纪后半期作为以广播电视为主导科技的短暂时期。由于信息流单向、互动性低等回顾性的限制及强烈的硬件依赖性,电视可能注定是其他更符合个人品味的系统的过渡物。或许专家们不好意思为它投票。

  人口与货物运输方面的创新发明。在过去的150年里,内燃机(7)使得汽车(18)时代带来的社会、经济、政治、环境影响成为可能。随着推进系统的变化(后来喷气涡轮引擎的出现),内燃机使得飞机(15)的出现成为可能。为什么飞机领先于汽车?大概是因为汽车旅行加快了使用其他交通工具进行陆地旅行的速度,而飞机则使得人类拥有了一种全新的旅行方式——或许同样重要的,还是一种前所未有的观察和了解地球的方式。自18世纪后期的第一次热气球飞行试验以来,这是人类第一次在超越树顶或高山的高度一览自己生活环境的布局。在20世纪的动力飞行时期,他们可以亲眼看见在地图上接近过的自然轮廓和人为特征。

  18世纪开始,蒸汽机(10)推动了铁路的增长——铁路或许就像自行车一样在一个世纪前的类似排名中会排在前面。即使是现在,铁路在美国也比卡车、驳船或其他形式的运输工具能够装载更多的货物;铁路是欧洲乘客旅行系统的支柱;在中国,铁路所占的基础设施资金投入比例高于机场和公路。但铁路仍没能进入最终排名。第40位帆船(包括第23位的六分仪和第17位的指南针)、第41位火箭(用乔治·戴森(George Dyson)的话说,“我们迄今为止唯一离开地球的方式”)也在这一类。

  为人们在日益高效和现代化的时代工作、生活提供软件的组织性科技突破。谈论企业转型的IBM公司高级副总裁琳达·桑福德(Linda Sanford)将格列高利历(34)列在第1位,将纸列在第2位。在考虑到在非拼音化语言(尤其是汉语)中索引、排列和检索的挑战性之前,拼音化(25)的重要性容易被忽略。

  最后,火药(14)、核裂变(21)等战争方面的创新发明排名落后于20世纪50年代或20年代的发明,也落后于我的预期排名。如果在100年前,如今只获得一项提名的机枪一定会排在前面。也没有人提出无人驾驶飞机、生化武器、恐怖活动或游击战。但细想起来,专家们大概是对的。除了原子弹以外,武器方面的科技突破没有文化和战争性质重要。

  要选出50个突破就必须排除50000个更多的突破。两位专家推荐的、现在许多旅行所依赖的GPS导航系统能入选吗?由思科首席技术官及首席战略官瓦里尔(Padmasree Warrior)提出的数字零的概念能入选吗?(她没有对自己选出的25项进行排名,但其中有18项出现在最终排名;多伦多大学经济学教授米歇尔(Michelle Alexopoulos)有21项出现在最终排名,沃尔特·艾萨克森(Walter Isaacson )提名26项,有25项出现在最终排名。)除了煤之外,怎么可能没有人提到柏油路呢?还有DNA的双螺旋结构?还有登月?还有宇宙航行等依赖的数学微积分?我们的排名引发越多的问题和讨论,付出的努力就会收获越多的成功。

  我们发现,创新发明并不像我们预想的那么人性化。这项调查只是针对做出成就的个人,虽然在某些情况下——伊丽莎白·卡迪·斯坦顿(Elizabeth Cady Stanton),马丁·路德·金(Martin Luther King)——他们的成就是激励人们向一个共同的目标努力。在这项调查中,值得注意的是没有几个改变世界的突破能直接与个人英雄式的诺贝尔奖(创新者应得的)联系起来。巴氏消毒法(33)是除格里高利历和阿基米德螺旋泵之外在最终排名中唯一用个人来命名的。约翰内斯·古腾堡(Johannes Gutenberg)和亚历山大·格拉汉姆·贝尔(Alexander Graham Bell)等其他人也取得了其他著名的进展,但总的来说,这些集体的成就都是建立在他人多年努力的基础上的。

  我们最后会了解科技滋生乐观的原因,这也是这项活动最有意义的部分。

  未来

  大众文化经常吹捧发明之星,像上世纪的莱特(Wright)兄弟、爱迪生(Edison)和汽车先驱,艾森豪威尔(Eisenhower)年代的乔纳斯·索尔克(Jonas Salk)和沃纳·冯·布劳恩(Wernher von Braun),上一代的比尔·盖茨 (Bill Gates)和史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)。但在科技的突进方面,通常来说,文化界和政治界的态度无非是复杂的。每一位热衷于科技带来的改变的作家或思想家或政府领导人也警惕于其相伴的危险。从布莱克(Blake)到狄更斯(Dickens),从大都市到银翼杀手,从厄普顿·辛克莱(Upton Sinclair)到雷切尔·卡森(Rachel Carson),在这样一串长长的名单中,科技驱动时代文化一直不断扮演着纠正现代化的破坏性和非人性化的负面影响。

  对于我们的时代来说,科技及不一定正确的创新带来了环境、人口、社会经济方面的问题。环境方面,海洋、天空、土壤及非人类生命形式承受着不可持续性负担;人口方面,发达国家公共医疗水平的提高使人均寿命大幅度提高;社会经济方面,全球化高新技术经济正在扩大世界各地的贫富差距。

  或许我不应如此惊讶,像专家们那样深入思考创新发明来源与影响的人在知其利的同时不会不知其弊。值得注意的是,我采访的几位专家主动列出了创新发明带来的弊端。“创新发明增加了财富吗?我认为是的。”帮助推出谷歌、亚马逊等科技巨头的约翰·杜尔(John Doerr)说。“但科技扩大而不是缩小了贫富差距。”尽管创新发明的前景令他振奋,他说,“我不认为有任何理由说明将来人人自然会有‘好‘的工作。”乔伊·莫克尔(Joel Mokyr)指出科技创新一直利弊共存。“你看抗生素、杀虫剂和交通工具,每次我们解决一项问题时,又会出现一项新的问题,”他说。“每项发明都依赖后续发明来收拾烂摊子。”

  请停下来想一想:除了科学技术和每个家庭创造的遗产之外,人类今天在努力累计一种成就感。今天的政治家与我们祖父母时代相比有进步吗?今天公众辩论的水平呢?音乐、建筑、文学、优美的艺术等文化形式在不断变化却没有必要的提高。托尔斯泰(Tolstoy)和陀思妥耶夫斯基(Dostoyevsky),哪一位是今天莫斯科最畅销的作家呢?最初优雅的宾州车站和现在仓库般的样子哪个又更好呢?

  对于科学家来说,核心问题是物质和生产领域的创新能否可持续——或者我们是否可能恰恰相反地已经进入另一段有着人类漫长历史及快速发展史的长久停滞时期。在今天新科技的猛烈攻势下,任何形式的减缓脚步似乎都是不太可能却又是必需的。关于减缓可能发生并会带来危害的观点主要有三种形式:

  第一是历史因素。有些社会已经封闭自己、不再发明,像中国明代繁荣后期及欧洲文艺复兴之前的大部分信仰伊斯兰教的阿拉伯国家。由于没能进步,它们不可避免地落后于它们的竞争对手并面临环境上和经济上的威胁。如果社会和知识界的创新氛围不再,那么就可能重蹈覆辙。

  第二是解决基本问题的科技措施明显成效不如以前。1850-1950年,在抗生素、免疫及公共卫生措施的作用下,美国平均寿命几乎提高了一倍,此后便没有什么大的变化。1920-1970年,汽车、马路、飞机、铁路使旅行更快、更便宜、更安全、更舒适。此后,发达国家的旅行慢慢改善。一代的绿色革命期间,每亩作物产量提高一倍,但这种现象此后不再出现。

  第三种观点形式最为广泛,认为作物产量或旅行时间方面成效的减缓都是经济学家叫作边际收益递减模式的一种。较容易的改进自然先发生,之后的改进都会更慢、更难。

  这类观点最系统的陈述出自美国西北地区的经济学家罗伯特·戈登(Robert J. Gordon),他认为美国历史碰巧与如今接近尾声的技术史上的一个罕见时期相吻合。“1750年以前,美国几乎没有经济增长,”他在最近的一篇文章中写道。他说,这留下了“过去250年以来的快速成就可能是人类历史上独特的一集而非未来以同样速度继续发展的保证”的可能性。乔治梅森大学的经济学家泰勒·考恩(Tyler Cowen)说,美国几世纪快速发展以来的大停滞意味着收获开阔土地、廉价能源、工业时代科技突破的成熟果实——一种不可持续的收获。

  我采访的每个人都知道这类警示分析;这类分析都逃不出他们的手心。但采访时,他们每个人都说希望有用创新加快而非减缓。他们也同样提出三种解释:

  第一,令人放心的是专家们都认为他们最了解的领域最有前景。约翰·杜尔(John Doerr)强调了电池从根本上更便宜、更高效的变革潜力,这同时也是清洁能源经济(风力发电机、太阳能电池板等不按系统需求计划产生能量的可再生能源。现代电池耗电太多,储电太少,对于缓冲能源供不应求的情况有一定作用。参见这一期的“科技赌一赌”。)的一个关键因素。我采访的其他人也在其他领域看到了类似的前景。我们并未正式邀请参与调查的伊隆麝香(Elon Musk)算是这个时代最有野心的创新者。他同时领导着一个建造火箭、航天器的公司、一个生产大众电动车特斯拉(Tesla)的公司、一个行业领先的研发太阳能、创造太阳能城市的公司。当我问他担心自己因为寿命原因担心看不到什么创新发明时,他说,“人类在火星的可持续定居。”

  这些美国科学家大多认为,创新发明的前景始终在美国最好。这一论断来源于充分了解基础研究资助的不断减少和其他挑战因素的人。“我们能关心创新发明环境的最后百分之一,但那是因为我们把其他任何事都当做理所当然。”莱斯利·柏林(Leslie Berlin)告诉我。

  第二,许多人指出更便宜、更快的计算能力自身能够推动其他领域的创新——像19世纪的蒸汽机和20世纪的电一样。举个例子:马萨诸塞州剑桥大学医疗布若德(Broad)研究所主任埃里克·兰德(Eric S. Lander)(也不是调查邀请的专家)指出,在过去的12年里,测序人类DNA的成本已经下降到原先的百万分之一。他说,这意味着未来十年应该是“在理解疾病的遗传基础取得巨大进步,对研究癌症产生巨大影响”的时期。

  第三,我的采访对象称创新终结这一概念藐视了他们关于人类探索的所有理解。“如果你去看20世纪,那时生活水平改善的可能性是巨大的,”乔伊·莫克尔(Joel Mokyr)告诉我。“两次灾难性的世界大战,冷战,大萧条时期,极权主义——一个接着一个,足够让我们回到野蛮状态。但过去的半个世纪却是科技发展最快的时期。我看不到任何发展应该减缓的理由。"

  乔治·戴森(George Dyson)用一种最乐观的方式换了一种说法来谈论这个问题。“我是一个科技进化论者,”他说。“我把宇宙看作一个可能事件的相空间,我们在其中随机行走。最终我们将用所有可能的事物填满这个空间。”

  戴森(Dyson)有生之年在生活的相空间内最想看到什么创新发明呢?他显然之前想过这个问题,马上答道:“帆船重新成为一种可行的商业运输工具。”即使在布帆和麻绳的岁月里,他说,三桅帆船可以利用60%的风的原始能量。运用现代的材料和设计,它们能利用更多的能量。“一支船队入港时,它们不仅能运输货物,还能发电。”这就是创新者思考的方式。

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