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《塑造世界经济的五十项伟大发明》:重大发明带来的启发

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发表于 2020-7-1 10:40:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
 

 

一、本书简介
  即使2008年发生全球金融危机这样的经济灾难也无法掩盖如下事实:今天绝大多数人的生活比过去要好得多。一个世纪以前,全球人口出生时平均预期寿命只有35岁;而如今这个数字上升到70多岁了。在全球生计最艰难的国家,如缅甸、海地和刚果民主共和国等,新生儿的存活率都要比1900年高。全世界生活在极端贫困中的人口比例已经从200年前的95%下降到大约50年前的60%,如今再降到10%。这些伟大的进步最终来自本书所阐述的科技创新。然而,科技创新的故事很少是完全正面的,有些科技发明造成很大的伤害。作者聚焦于世界经济运行中令人着迷的一些细节,为此挑选了50项具体发明——纸张、条形码、知识产权和书写本身等。在每一个案例中,作者会带我们近距离观察,看看这些发明到底改变了什么。读者可以根据兴趣挑选发明案例阅读。
  二、关于作者
  蒂姆·哈福德,经济学家出身,后来专职写作,成了《金融时报》的专栏作家。蒂姆·哈福德写书风格幽默风趣,很擅长使用经济学的视角来解释现实世界。十多年前,蒂姆·哈福德写过一本经济学科畅销百万册的普书《卧底经济学》。
  三、核心收获&故事
  (1)突破性发明的滞后效应
  突破性发明能带来全行业的增长,但在发挥作用之前需要更多要素:以发电机发明为例,
  1946年2月14日,世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生,名叫埃尼阿克,它是图灵完全的电子计算机,能够重新编程,解决各种计算问题。1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代,计算机逐渐变得随处可见。然而,经济发展方面的顶级思想家罗伯特·索洛(Robert Solow)在1987年表示:“计算机随处可见,唯独在生产力数据中没有体现出来。”要跟踪创新对经济的总体影响并不容易,最好的衡量标准是“全要素生产率”。经济增长时,意味着经济在某种程度上会从机械、劳动力和教育等投入中挤出更多的产出。20世纪80年代罗伯特·索洛发表上述看法时,正是几十年来增长最慢的时候,比大萧条时期还要缓慢。技术似乎蓬勃发展,生产力却几乎停滞不前,经济学家称之为“生产率悖论”,这如何解释呢?
  回到100年前,也有一项令人失望的新技术——电。一些公司投资购买发电机和马达,并在工作场所安装,然而并未带来生产力的迅速提高。
  电的潜力似乎很明显,托马斯·爱迪生和约瑟夫·斯旺在19世纪70年代后期发明了灯泡。1881年,爱迪生在曼哈顿的珍珠街和伦敦的霍尔博恩建造发电站。进展很快:一年之内,他将电力作为一种商品出售;一年后,第一台电动机被用来驱动机器制造。然而直到1900年,美国工厂的机械驱动力不足5%来自电动机,大多数工厂仍处于蒸汽时代。
  蒸汽动力工厂令人生畏,机械动力来自一台大型蒸汽机,发动机转动中央钢制驱动轴,其长度接近整个厂房,有时甚至延伸到厂房外面的另一建筑内。附轴通过皮带和齿轮连接,驱动锤子、冲床、压力机和织机。有时皮带会通过天花板上的一个洞垂直通向二楼,或三楼。昂贵的“带塔”将它们封闭起来,防止火势从缝隙中蔓延开来。一切都是通过滴油器持续不断地滴油润滑。齿轮和轴承不停旋转,皮带上沾满油脂和灰尘,工人随时会有因袖子或鞋子被绊倒,被卷入冷酷无情的机器当中的可能。
  但是蒸汽机也有其优点,至少很少停止工作,如果工厂需要运行机器,需要添加煤炭烧火就可以。更重要的是,在那时蒸汽机相较于电动机更为便宜。
  一些工厂老板尝试将蒸汽机更换为电动马达,从附近的发电站引进现代的、清洁的电能,然而他们往往对大幅度的开支感到失望。直到1910年左右,许多企业家还在研究改选择旧的蒸汽机系统还是新的电力驱动系统,并大多选择了前者。根本原因是,为了利用电力,工厂主不得不用一种完全不同的方式思考问题。当然,他们可以像使用蒸汽机那样使用电动机,将其接入旧体系,但电如果采取全新系统,电动马达可以发挥更大作用:
  由蒸汽驱动的工厂需要足够坚固以承载巨大的钢制驱动轴,因而蒸汽动力工厂必须按照驱动轴的逻辑来布置安装。而由电力驱动的工厂,电力不是通过大型的、单一的旋转驱动轴,而是有发电机发电,再通过电线传输来提供动力。这样工厂可以按照安装生产线的逻辑来安排工厂。小型电动机运行高效,有了电力,就可以在需要的地方随时供电。每台电动机驱动一个轴,随着技术的发展,每个工作台都可有自己的机床和电动机,因而新型电动工厂宽敞开阔,侧厅和窗户可以带来自然光和空气。
  但是——这是一个很大的“但是”,并非简单地通过拆卸蒸汽机,用电动机取而代之,就能得到这些结果。你需要改变一切,包括建筑和生产过程,而且因为工人们会有更多的自主权和灵活性,甚至不得不改变招募、培训员工和支付薪酬的方式。工厂主人犹豫不决,理由可理解,他们当然不想抛弃现有的资产,也更不想抛弃原有组织形式。
  最后,变革势在必行,部分原因是供电变得越来越便宜和可靠。美国制造业也受到意外力量的影响,其中之一是在20世纪第二个十年后期的经济复苏和20年代出现的新发明:护照。得益于与护照有关的一系列新的法律,受战争蹂躏的欧洲移民入境受限,平均工资飙升。工厂雇用工人越来越注重质量而不是数量,受过训练的工人可以使用电力赋予的自主权。随着越来越多的工厂老板思考如何充分利用电动机,关于制造的新观念开始扩散。
  到了20世纪20年代,美国制造业的生产率以前所未有的速度飙升,以至于我们现在公认电是第二次工业革命的核心之一。
  了解到这里,你会明白,制造业的跃进不能仅仅归功于某项新技术,而是正如经济史学家保罗·戴维(Paul David)所说,制造商终于弄明白了如何使用一项已经存在了半个世纪的技术。他们必须改变整个系统:建筑、后勤和人事政策都被改造以适应电动机。
  这一理解使得索洛的讽刺有了新的意义,到2000年,大约在第一个计算机程序诞生半个世纪后,生产率有所提高。两位经济学家,埃里克·布林约尔松(Erik Brynjolfsson)和洛林·希特(LorinHitt)发表的研究结果显示,许多公司在计算机设备上的投入回报很少,甚至完全没有回报,但其他一些公司却因为计算机的使用获得了巨额利润。
  如何解释这种差异?为什么计算机让有些公司收益增加,而另一些公司却没有变化。埃里克·布林约尔松和洛林·希特透露的解释是:关键是公司在安装了新的电脑后,是否愿意进行改造,充分挖掘电脑的潜力。这往往意味着分散经营、外包、精简供应链以便为客户提供更多的选择。不能添加了新的电脑,但依然使用旧系统,正如增加电力,但依然保留老式蒸汽动力工厂一样。你需要做些不一样的事情,需要改变整个系统。
  正如曾经热衷于蒸汽机的工厂主人,在发电机发明很多年之后,最终意识到需要电力方面全面的革命,才真正利用了“电”,让制造业得以飞速发展。技术革命就是要改变一切,正因为如此,我们称其为革命,而改变一切需要时间、想象力和勇气,有时需要付出巨大努力。
  我们再回到计算机和互联网的故事。
  在世界上第一台微处理器诞生的二十年后,万维网标准于1991年落地。随后,互联网逐渐进入人们生活。与互联网有关的 3 个行业,网络基建、工具软件、门户网站,在二级市场上受到资本大力追捧。Amazon和网易等公司筹集了大量资金,“万维网将改变一切”的观念深得投资者心。
  到了 1999 年,美国有 457 家公司上市,308 家来自科技行业,117 家在上市当天市值就翻了一番(存活到今天的只有小几十家)。像美林、高盛这样的投行,也开始推出互联网专项基金,投资这些新上市的科技公司。思科的 PE 达到 148 倍,Oracle 达到 153 倍,高通 达到 167 倍,AOL-时代华纳达到 217 倍。
  这也就形成了一个闭环:二级市场股价上升—一级市场投入更多资金—更多人利用互联网概念创业—更多创业公司进入上市潮—进一步推动二级市场股价。这个过程中,美国的降息和减税政策,也为这个闭环源源不断地提供动力。在这个期间,索罗斯的反身性被极大地验证了,大多数人都说服了自己,因为人们总是觉得互联网企业就该是指数增长的,早期的亏损都是为了等待那个拐点。
  然而接下来的多重诱因导致互联网景气度下降,这包括美联储加息、互联网公司盈利低于预期、微软垄断案等。
  《巴伦周刊》报道是压死骆驼的最后一根稻草:这篇基于207家互联网公司的研究报告指出,将会有51家网络公司,现金流面临枯竭,而且股价下行+高管套现+投资风险厌恶上升+市场资金缩减+再融资市场的冷却,多重效应叠加下,这些公司的再融资问题无法得到解决,最终将会面临行业的大洗牌,破产加重组。
  市场出现踩踏行情,加之杠杆功能,更是加速了互联网泡沫的破裂。
  纳斯达克指数从2000年3月的5048的高点跌至2002年9月份的1172点。
  对于投资者来说,2000年网络泡沫的破灭令人震惊。
  历史不会重复,但总会押着相同的韵脚。网络泡沫破灭后的2002-2004 年,Myspace、LinkedIn 和 Facebook 成立,Amazon和网易等互联网公司也重获新生。电子计算机和互联网最终深刻地影响了世界,现在也被公认为第三次工业革命核心之一。
  (2)组合式创新与政府在创新生态的重要性
  组合式创新带来了很多伟大的创新,而在创新生态中政府的价值不可低估:以苹果手机发明为例
  组合式创新来源于“还原论”:利用创新思维将已知的若干事物合并成一个新的事物,使其在性能和服务功能等方面发生变化,以产生出新的价值,即“已有事物+新组合”。以产品创新为例,可根据市场需求分析比较,得到有创新性的新的技术产物的过程,包括功能组合 、材料组合、原理组合等。 正如一位哲学家所说:“组织得好的石头能成为建筑,组织得好的词汇能成为漂亮文章,组织得好的想象和激情能成为优美的诗篇。
  2007年1月9日,地球上最具标志性的企业家发布了一款新产品——后来成为历史上最赚钱的产品。这款产品就是苹果手机,其创新过程是组合式创新的一大典型案例。
  苹果手机对现代经济的影响是多方面的:首先,这东西为公司带来丰厚的利润:事实上,世界上只有两到三家公司赚的钱和苹果在智能手机上所赚的一样多;其次,它创造了一种新的产品类别“智能手机”,成了大多数人渴望的对象;最后,苹果手机改变了软件、音乐和广告等其他市场的模式,带来了移动互联网时代,诞生了包括Uber、字节跳动、美团、滴滴在内的伟大互联网公司。
  我们敬重史蒂夫·乔布斯和苹果公司的其他领导人物——早期的合伙人史蒂夫·沃兹尼亚克,继任者蒂姆·库克,目光长远的设计师约翰·伊夫,称赞他们在苹果手机发展过程中付出的努力。然而,我们也不应该遗忘与苹果手机有关的一些最重要技术,这些技术使得苹果手机成为可能。经济学家玛丽安娜·马祖卡托(Mariana Mazzucato)列出智能手机运行的12项关键技术:
  五个硬件技术:一,微处理器;二,内存芯片;三,固态硬盘;四,液晶显示器;五,锂电池。
  然后还有网络和软件技术:六,快速傅立叶变换算法,一种可以迅速地将模拟信号,如声音、可见光和无线电波转换成计算机所能处理的数字信号的巧妙的数学运算;七,互联网技术;八,HTTP(超文本传输协议)和HTML(超文本标记语言),将难以使用的互联网转变为易于访问的万维网语言和协议;九,移动网络,否则就无所谓“手”机;十,全球定位系统(GPS),使得基于地理信息的服务变为可能;十一,触摸屏,基于传感器的技术;十二,苹果语言助手(Siri),语音激活的人工智能代理。
  所有这些技术都是苹果手机或任何智能手机实际运行的重要组成部分,它们不仅重要,而且不可或缺。
  这些技术创新被乔布斯和其团队天才地组合在一起,转化为跨时代的产品:苹果手机。
  但是当玛丽安娜·马祖卡托在列举这一系列技术列表时,回顾了历史并发现了一些惊人的事情。开发苹果手机最重要的人物不是史蒂夫·乔布斯,而是政府:这12项至关重要的技术的每一项都得到了政府——特别是美国政府——的大力支持。
  其中有些众所周知。比如很多人都知道万维网的出现归功于蒂姆·伯纳斯–李(Tim Berners-Lee)的工作。伯纳斯–李是欧洲粒子物理研究所(日内瓦)粒子物理研究中心的一名软件工程师,该中心由欧洲政府资助。而互联网的前身为阿帕网——美国国防部在20世纪60年代早期资助的史无前例的计算机网络。
  GPS是一种纯粹的军事技术,在冷战时期发展起来,直到20世纪80年代才开始民用。
  其他一些虽名气不大,但重要性毫不逊色。快速傅立叶变换是一系列算法,可以从电话、电视和留声机通过模拟信号运行的世界,转移到一切都数字化的世界,因此可以由苹果手机等电子设备进行处理。美国伟大数学家约翰·图基(John Tukey)正是在作为肯尼迪总统的科学咨询委员会一员研究“苏联会在什么时候试验核武器”对快速傅立叶变换做出了重大突破。
  没有触摸屏的智能手机不能称为智能手机——但触摸屏的发明者是名为E. A. 约翰逊的工程师。他的初步研究是在被英国政府命名的皇家雷达研究所(RoyalRadar Establishment)雇用的时候进行的。这项工作在欧洲核研究组织再次进一步发展。美国特拉华大学的研究员韦恩·韦斯特曼(Wayne Westerman)和约翰·伊莱亚斯(John Elias)将多点触控技术商业化后,把公司卖给了苹果公司。即使在后期阶段,政府也扮演了重要角色:韦斯特曼的研究奖学金由美国国家科学基金会和中央情报局资助。
  除了触摸屏,接下来就是会发声的Siri。早在2000年,第一部苹果手机问世7年前,美国国防高级研究计划署就委托斯坦福研究所开发一种可以协助军事人员工作的虚拟办公室助理,这是Siri的原型。20所大学参与了该项目,利用所有必要的技术努力使语音激活的虚拟助理成为现实。7年后,这项研究成果得以商业化,一家初创企业Siri公司上市,直到2010年,苹果公司才以未公开的数额收购了该公司。
  硬盘驱动器、锂离子电池、液晶显示器和半导体也都有类似的故事。每一种技术的出现都离不开科学研究人员的聪明才智以及私营企业的创业精神。当然,还需要美国政府等政府机构的庞大资金支持,尽管对于美国政府而言,时常是出于军事目的。
  另外与微处理器、内存芯片、固态硬盘等技术密切相关的硅谷的发展得益于开发了第一个商用集成电路的仙童半导体公司。这家公司的早期发展依赖于美国政府军事采购。事实上,硅谷乃至风险投资的发展都与政府采购和技术投入有密切关系。
  当然,美国军队没有制造苹果手机,欧洲粒子物理研究所也没有创建脸谱网或谷歌。今天人们生活所依赖的这些技术,都是私营企业不断打磨并商业化后的产品,但政府的资金和政府购买使所有这些都成为可能。
  政府对于创新生态的重要性在苹果手机的发明历程中体现得淋漓尽致。然而这不是个例,中国政府也在中国创新生态起到了重要作用:一方面,中国政府在高铁上的投入带来了大量高铁产业链机会;另一方面,中国政府依托于三大运营商对3G、4G乃至5G的投入,为华为、BAT、TMD的腾飞奠定了信息技术基础。随着李克强总理在2014年9月夏季达沃斯论坛上“大众创业、万众创新”的讲话,中国创新创业氛围更是大幅提升,移动互联网创新、企业服务都有各类创新出现。但值得注意的是,政府对从创新生态的影响也有两面性,这一点会在其他文章中讨论。
  (3)科技创新的双面性
  哈柏-博许法使得人们可以利用氮气制造化肥,但也带来环境污染问题和二战时的炸药。但整体而言,科技带来的好处还是多一点。
  为了帮助德国赢得第一次世界大战,弗里茨·哈柏积极地向军队建言在战场上施放氯气毒死盟军。哈柏的妻子克拉拉因为指责其野蛮行径,而被哈柏认为背叛祖国。1915年德军第一次在伊尔雷斯战场上毁灭性地使用氯气后,哈柏被任命为陆军上尉,而克拉拉拿起丈夫的枪终结了自己的生命。
  克拉拉去世8年之后,哈柏的一项重大的发明取得了突破,如今该项发明被视为20世纪最重要的发明。如果没有该项发明,今天地球将无法养活近一半的世界人口。
  植物生长需要氮、钾、磷等基本养分,也需要水和阳光。在自然状态下,植物生长时从土壤里吸收氮等各种养分;植物死亡后,它们含有的氮返回到土壤中,新植物又用土壤中释放的氮来生长。农业生产破坏了这个循环,我们采收农作物并吃掉它们。从最初的农业耕作时起,农民就在一起尝试防止作物收成随着时间的推移逐渐降低的各种方法:比如使用有氨气的粪便堆肥,将豌豆或黄豆用于作物轮种以使用与豆类作物共生的根瘤菌固定空气中游离的氮。但这些技术均难以充分满足植物对氮的需求。
  哈柏–博许法是利用空气中的氮气制造氨,然后可以将其用于制造氮肥。
  事实上,直到19世纪,化学家才发现氮对植物生长的重要作用——具有讽刺意味的是,空气中78%的气体是氮气,但它能以植物可以直接利用的铵根离子形式存在。在空气中,氮气由紧密地锁在一起的两个氮原子组成。植物需要将这些原子“固定”,或与其他元素化合。例如,在海鸟粪中发现的草酸铵,制造硝烟和火药的硝酸钾等都是氮与其他元素的化合物。在南美洲发现的鸟粪、硝石等矿产,开采后被运往世界各地,然后再埋入土壤中。但是到19世纪末,科学家对这些矿产资源用完后世界面临的肥料匮乏忧心忡忡。
  要是能将空气中的氮气转化成植物可以吸收的养分,这将是多么美妙的一件事。
  这正是弗里茨·哈柏要做的事情,一部分原因是好奇心驱使着他这么做,一部分原因是心中涌动的爱国主义情怀(这种情怀导致他走上了研发化学武器的道路),还有一部分原因是研发成功后将与巴斯夫化学公司签署利润丰厚的合同。该公司的工程师卡尔·博许(Carl Bosch)随后以工业生产的模式复制了哈柏的工艺流程,后来两人均获得了诺贝尔奖。
  哈柏–博许法提供了耕地有面积限制的解决办法,即不是扩大土地面积而是用制造氮肥的方法来增加土地的产量。植物生产了更多的食物供养更多的人口。随着利用哈柏–博许法生产的肥料开始广泛应用于农业生产,以及作物育种等技术,更多粮食得以生产,全球的人口一直在增长。
  为了创造每年能够生产1.6亿吨氨水的条件——其中大部分氨水用于制造化肥——哈柏–博许法就必须消耗1%以上的世界能源。这一方面造成了大量的碳排放;另一方面肥料中所含的氮只有一小部分可以通过农作物进入人类的胃——也许只有15%,大部分氮都排入空气或水中,从而带来了更多的环境污染:一氧化二氮是强大的温室气体,能污染饮用水,产生酸雨,使土壤酸性更强,从而破坏生态系统的平衡和生物的多样性;当氮化合物流入河流时,它们会促使一些生物体过度增长,从而破坏其他生物的生存环境,由此产生水域“死亡区”。
  另外一方面,氨可以制造爆炸物和肥料——它不仅仅是空气中的面包,也是炸弹。哈柏-博许法使得德国在第一次世界大战中能大量地生产氨,而氨当时是生产化肥尤其是生产炸药所急需的。
  然而,当纳粹在20世纪30年代掌权时,这些贡献都不能超越他的犹太血统。他被剥夺了研究工作,被迫逃离了德国,最后孤寂潦倒地死在瑞士的一家酒店。
  回顾哈柏-博许法,我们可以认为,哈柏-博许法是一把双刃剑,不仅仅是对这个世界也是对于哈柏个人而言。但整体而言,哈柏-博许法的好处还是多一点。
  

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