轮子问世以来的50项伟大发明

下面让我们聊聊技术层面的东西吧。最近，本刊邀请了12位专家（包括科学家、企业家、工程师、科技史学家等）对影响塑造生活品质最显著的创新进行评估。一项主要规定是：这些创新应出现在轮子开始广泛使用之后，而轮子可能是在6000年前发明的。这样，我们的祖先在几十万年前开始使用的火就被排除了。尽管无法对原子弹和犁做出公平比较（巧合的是，上述两项发明还真的同时入选了最终名单：衍生出原子弹与核电站的核裂变技术排在第21位，而极大地扩大了可耕地范围的犁则屈居第30位），我们还是要求每位专家列出25项创新并排名，为他们的选择做出解释。下面就是一些访谈结果。

简而言之，上述专家只想解答他们希望我们提出的问题，却从未打算正面回答我们提出的问题。对于那些试图管理大学和研发实验室的人们，我们不由得产生了新的同情。但最终我们会舒适地展现出轮子问世以来的50项伟大发明，因为我们有足够的交叉对比建议、足够的人手、足够的解释说明、足够的经验和背后的力量。我们将所有的答案转化为电子表格中的数值，尽可能合理地权衡这些支撑观点的深度与广度。当新的变量加入，我们观察混合排名的上升与下降。最终，我们交出了答卷——你们面前的这份名单。

我们只需粗略浏览名单就会发现，除了排名最前的创新，其余入选者及其排名都是值得争议的。如问世于1846年的麻醉术（第46名）使外科手术不再痛苦，却只勉强进入前50名，这还是因为一位专家的极力推荐。如果由我来决定排名，它会大大超过第16名的个人电脑，进入前十名的排位。这样一来，对我而言问题就转化成了：如果它们都不复存在，我将更怀念谁（专家组成员，知名科技投资人约翰·杜尔（John Doerr）说他就使用了类似于“成对比较”的方法，通过思考他最想念的科技来确定其名单的前25项）？我确乎依赖于我的电脑，不过在它发明之前我一样过得很好。然而，我会一直记得在英国国家医疗服务体系引入奴佛卡因（一种局部麻醉药）之前的牙科手术。

最终名单上另一个不太显著的特点就是，我非常想从与专家们的对话中学到些东西，即关于历史上伟大发明的分歧，以及关于这一长串创新名单是否已经接近尾声的惊人共识。

关于这种共识，一个最明显的例子是名单上的第一个条目：印刷术。12人中，有10人将其排在前几名或接近前几名的位置。作为此项调查的类比，印刷术与亚伯拉罕·林肯处于同一顶尖地位，都得到了人们明确的共识。而且，正如之前的练习所揭示的那样，有重大影响的历史人物，如危机下的政治家、工业界的开创者、流行文化的开创者，都获得了一致提名。作为上述专家团中的一员，斯坦福大学经济史学家莱斯利·柏林（Leslie Berlin）将她的提名按照功能进行了分类，而非直接给出整体名单。而放眼整个专家团的提名，类似但范围稍广的分类模式跃然纸上。以下就是我对柏林方案根据可用程度进行的调整：

创新使得人类的智力、创造力、表现力不断扩大，甚至衍生到了道德层面。这一组创新包括印刷术（第1名）和造纸术（第6名），当然还有如日中天的互联网（第9名），个人电脑（第16名）以及与数字时代息息相关的其他科技，如半导体电子（第4名），摄影（第29名）等。科普作家，同时也是《大西洋月刊》的固定撰稿人查尔斯·C·曼恩（Charles C. Mann）将驯化动物排在第三位，仅次于火的使用和农业技术的改进。史蒂夫·乔布斯（Steve Jobs）、阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）和本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin）传记的作者沃尔特·艾萨克森（Walter Isaacson）心中的前三名也来自这一分组：拼音化、造纸术和印刷术。

创新是现代社会不可或缺的物质基础。科普作家乔治·戴森（George Dyson）认为排在37名的水泥对早期创新来说至关重要：“在工业文明的初期我们就十分清楚，没有它将寸步难行。”在约翰·杜尔的前五个选择中，有三个都来源于这一分组：排名第一的电力系统、第二的室内管道系统以及第五的饮用水过滤系统（还有一位专家提到了引水渠）。杜尔认为，在当今世界，许多贫穷地区“与那些繁荣的社会比较起来，清洁水的回报率”至少是20比1。在我们的排名中，电排在第2名，卫生系统排在第12名。在过去的半个世纪中，空调（第44名）在美国阳光地带得以扩张，起到了十分重要的作用。近来，空调对中国、印度以及海湾国家等地也发挥了类似的作用。麻省理工学院媒体实验室的负责人，参与调查的专家之一，伊藤穰一（Joi Ito）表示，“在著名的新加坡内阁资政李光耀（Lee Kuan Yew）看来，空调既提供了白领工作岗位，也使人们仿佛生活在温带气候之中。”

创新成就了工业革命及其原料输出的余波。这一分组包括蒸汽机（第10名），工业炼钢法（第19名）以及石油提炼和开采技术（分别居于第35和39名）。一个世纪前，一个类似的名单应该会加入煤的使用。尽管今天煤依然是发电站最广泛使用的燃料，但在这份名单中却寻不到它的踪迹。

从莱斯利·柏林的模式来看，创新能够延长人类的平均寿命。这一广袤的分组包括了为当今地球带来数以十亿人口、连绵不绝的农业革命：固氮技术（第11名），特别是拥有约一个世纪历史的哈伯·博世（Haber-Bosch）法，为现代氨肥的出现铺平了道路。作物一经吸收更多的氮元素，产量立即有了质的突破（同样的方法还孕育了现代炸药，以及在第一次世界大战中被广泛使用的毒气）。当然，不得不提的还有绿色革命（第22名），铧式犁（第30名），将河流与运河水引入到田地灌溉的阿基米德螺旋泵（第31名），以及科学育种技术（第38名）。这一组还包括早于当今基因革命的医学与治疗知识的进步，如：拥有将近一个世纪历史的青霉素（第3名），几百年前就已存在的接种疫苗（第8名），还有半个世纪前发明的口服避孕药（第20名）。一位组员建议将“传染病细菌理论”列为人类的十大突破之一。50年后，或许仅仅5年后，这张清单无疑会强调基因组学研究的革命性潜力，但现在它还没有削弱我们的其余名单。在延长生命的组别中，还包括了先进且致力于提高医疗服务的公共卫生措施：卫生系统（第12名）和制冷技术（第13名）。

这一组中，排在青霉素之后的是光学透镜（第5名）。我很高兴，好几位专家都提到了它，因为这正说明了某些被低估的技术会引发涟漪效应（即一个事物造成的影响渐渐扩散的情形，类似物体掉到水面上，所产生的涟漪渐渐扩大的情形）。在矫正镜片出现前，视力不佳的人在敌人和捕食者（通常是食肉动物）面前束手无策。之后，由于无法像其他人一样看清字母和数字，此类人的智力发展也会受到阻碍。没有哪位组员这么说过，但我始终认为，矫正镜片能扩大非文盲人士的数量，一副合适的矫正镜片甚至可以促成人类历史上一次大型的集体智商提升。这也是许多令人费解的“迟来”创新之一，它在罗马人发现了透镜的光学性能许多世纪以后才被发明出来。乔尔·莫基尔认为，独轮车的延迟出现，也是一个类似的谜题。他告诉我：“这是一个你能想到的最简单的省力装置，但在轮子发明后的几千年来一直都没有被发明出来。而当它在中国出现出来大约1000年后，欧洲人才发明了独轮车。”

创新使得超越了单一人声的即时通讯成为可能。很显然，互联网（第9名）为通讯带来了新的规模和速度，但真正超越以前限制的飞跃是在19世纪中叶随着电报（第26名），电话（第24名）和收音机（第28）名的发明而出现的。正如乔尔·莫基尔所说的那样，在电报之前，“除了少数例外，信息的传递不会比马背上的人快。狼烟、信鸽和信号电报都只能覆盖很少的范围，不够可靠。而电报至少原则上可使信息以光速移动，从而大大促进了远距离通信，进而指挥和控制更多的领土。”

考虑到当今社会被描述为“电视时代”的频率和人们也在电视前花费的时间，电视排在第45位就显得有些不寻常了。多年前，也许人们会把二十世纪下半叶当作广播电视成为主导技术的一瞬。回顾其显而易见的局限性，如信息的单向流动而非交互体验，以及最佳显示效果对硬件的极度依赖，大概电视系统必然要迎合个人口味的转变。亦或是我们的专家团不好意思投赞成票吧。

人和商品物理运动上的创新。在过去的150年里，内燃机（第7名）使得汽车（第18名）对社会、经济和环境产生了影响。推进系统的改变（以及之后喷气式涡轮发动机的出现）使得飞机（第15名）在同样的创新中出现了。为什么飞机会排在汽车之前呢？大概是因为汽车仅仅加快了人们在陆地上行进的速度，其他方式也能做到这一点，而飞机为人类运动提供了一种全新的方式。另一个重要原因约莫是飞机以一种前所未有的方式带领人们观察并了解我们所居住的星球。在18世纪末期第一次试探性的热气球飞行之前，人类从来没有在高于树顶或山川的海拔高度上观察他们所居住的环境。在20世纪的动力飞行中，人们能够亲眼看到自然轮廓和人为特征，仿佛置身于地图之上。

从18世纪开始，蒸汽机（第10名）让铁路飞快发展——想必在一个世纪前的这类名单中，它会如同自行车一般，占据排名的顶部。即使今日美国，铁路也比卡车、驳船或其他形式的交通工具承担了更大的运输量。在欧洲，它们是出行系统的支柱；在中国，它们占据了机场和公路以外的基础设施建设投资。但这远远没有结束！在这一组中的还有帆船（第40名）船上有六分仪（第23名）和指南针（第17名）。火箭（第41名）也被归为此组。（“我们唯一的客星球相当遥远，”乔治·戴森如是说）。

组织创新以更加高效与现代的方式为人们的工作生活提供了软条件。在IBM公司的企业转型期，资深副总裁琳达·桑福德（Linda Sanford）将格利高里历（第34名）作为她的首要选择，纸仅仅排在第二位。拼音化（第25名）的重要性常常被忽略，除非你在排列、检索的过程中遇到了非字母语言，特别是汉语。

最后，相较于我们在1950年或1920年预期的那样，我们对于杀戮的创新并不是那么显著——这些创新包括火药（第14名）和核裂变（第21名）。机枪只获得了一项提名，然而100年前它会是这个分组的主导者。无人机、生化武器与恐怖活动同样无人提及。但仔细思考，我们的专家团应该是正确的。除了原子弹之外，人类冲突中武器上的创新总是少于文化上和气质上的。

任何一张50项伟大发明的名单都不得不割舍至少50000项其他发明。许多运动形式依赖的，并得到两名专家联手推荐的全球卫星定位系统该被置于何地呢？思科（Cisco）公司首席技术官帕德马锡·沃里奥（Padmasree Warrior）所提出的数字零的概念又该被置于何地呢（她没有对她的25项进行排序，但其中的18项入选了最终50项大名单；多伦多大学经济学教授米歇尔·阿历斯波尔（Michelle Alexopoulos）有21项入选；沃尔特·艾萨克森（Walter Isaacson）提交了26项，有25项入选）？除了煤炭，沥青路面就没人提名吗？DNA双螺旋结构的发现呢？成功登月呢？航空飞行所依赖的微积分呢？只要我们提出更多的问题和讨论，我们所付出的努力就更容易成功。

我们注意到，创新可能不像我们想象的那么人性化。我们关于最具影响力美国人的调查的结果都是成就不凡的某个人，尽管在一些情况下，无论是伊丽莎白·卡迪·斯坦顿（Elozabeth Cady Stanton）还是马丁·路德·金，他们的成就都是说服大集团朝着一个共同的目的工作。在这次的调查中，值得注意的是，几乎没有哪一个改变世界的伟大发明是与某个单一的、英雄的诺贝尔奖获得者直接相关的。巴氏杀菌法（第33名）是前50名中唯一一个以人名命名的——除非你把格利高里历或阿基米德螺旋泵也算进来凑数。也有一些人单独创造了了不起的成就，如约翰内斯·古腾堡（Johannes Dutenberg）、亚历山大·格雷厄姆·贝尔（Alexander Graham Bell）等。但总的来说这些成就都是建立在他人多年来的努力之上的。

最终，我们能从这项调查中学到的最显著道理也许会是：科技为何能培养乐观主义情绪？

流行文化总是把发明创造的明星奉为神明。一个世纪之前，这意味着莱特兄弟（Wright brothers）、爱迪生和汽车先驱们；在艾森豪威尔（Eisenhower）时期，这意味着乔纳斯·索尔克（Jonas Salk）和沃纳·冯·布劳恩（Wernher von Braun）；在过去的一代里，先是比尔·盖茨（Bill Gates），然后是史蒂夫·乔布斯。但总体来说，当技术突飞猛进之时，文化和政治态度也被很好地融合。对于任何一位对技术创新所可能带来的变革持热情欢迎态度的作家，思想家，或是政府领导人来说，相应的也会注意到对这些变革的警告。从布莱克（Blake）到狄更斯（Dickens），从大都会到刀锋战士，从厄普顿·辛克莱（Upton Sinclair）到雷切尔·卡森（Rachel Caeson）……这样的配对清单可以开出一长串来，一个技术驱动时代的文化不断发挥追赶效果，以纠正现代性的破坏性和非人性化特征。

在我们的时代，由技术带来并加剧的问题，也是更为迅速的创新不一定能解决的问题，与环境、人口和社会经济息息相关。环境问题是由强加给地球上海洋、天空、土地和人类之外一切生物的过重负担造成的；人口问题是由医学和公共卫生条件的迅速进步，以及发达国家人均寿命的提高造成的；社会经济问题是由拉大贫富差距而又无处不在的全球化、高科技经济造成的。

当人们深刻地思索过创新的根源和影响后，会同时想到它的利益与弊端，就像我们的专家团所做的那样。对于这一点，也许我不该感到惊讶。值得注意的是，一位与我聊过天的技术人员自告奋勇为我列出创新增加的危险名单。“创新是否增加了这个星球的财富？我深以为然。”曾助力于谷歌（Google）、亚马逊（Amazon）等技术巨头出世的约翰·杜尔说道：“但技术对日益扩大的贫富差距放任自流，而非努力缩小差距。”尽管创新的前景依然让他激情澎湃，他却表示：“长远看来，我不认为有任何理由假设存在足够‘好’的工作来匹配足够多的人。” 乔尔·莫基尔也指出，创新往往是把双刃剑，“看看抗生素、杀虫剂、运输法。我们每次解决一个问题的时候，一个新的就出现了。” “每个发明都依赖于后续的发明为它收拾烂摊子。”

请停下来想一想：除了科学，技术，以及每个家庭创造的遗产之外，人类正在努力为今日累计成就感。相较于我们祖辈的时代，今天的政客是否有提高呢？今天的公众辩论水准如何？音乐，建筑，文学，美术，这和世界其他文化表现形式一样，都是不断变化的，不必提高。托尔斯泰（Tolstoy）和陀思妥耶夫斯基（Dostoyevsky），谁是今天莫斯科最畅销的作家？曾经优雅的宾夕法尼亚车站是否会被仓库所替换？

对于技术人员来说，一个核心问题就是：材料和生产领域的创新能否持续——或者相反地说，我们是否可能进入一个标志着人类历史上冗长而停滞不前的时期，包括快速进步时代之后的一段时期。在今天全新而进步的猛攻下，任何形式的经济放缓似乎已不大可能——但还是值得期待的。关于经济放缓可能有害的说法，有三种主要形式。

第一种是历史的。一些社会闭关锁国，甚至干脆拒绝发明：最著名的例子就是明朝前辉煌的中国，以及欧洲文艺复兴前兴起的阿拉伯伊斯兰世界。由于无法进步，他们不可避免地相对于他们的竞争对手不断退步，面临环境和经济双重威胁。如果社会和知识的创新氛围再度变糟，重蹈覆辙也不是没有可能。

第二种是由于技术为基本问题提供的解决办法明显放缓。在1850年到1950年间，得益于抗生素、免疫系统和公共卫生措施的综合影响，美国人的预期寿命几乎翻了一番。而在那之后，增长便明显慢了下来。在1920年到1970年间，汽车、公里、飞机，甚至火车都开展了改进，以营造更快捷、廉价、安全、舒适的环境。从那以后，发达国家旅游业的进展也很慢。每亩作物产量一代的绿色革命之内增加了一倍，但并没有再次翻番。

第三种，也是最为广泛的一种说法就是，作物产量或旅行时间的放缓都是经济学家称之为边际收益递减的一般模式的一部分。很自然地，首先被提出的是最简单的改进；之后无论发生什么，都只会更缓慢和艰难。

近来，对于上述观点最系统的介绍出自于西北大学经济学家罗伯特·J·戈登（Robert J. Gordon）。他认为，美国作为一个国家的历史恰好与科技史接近尾声的稀有时刻相重合。“事实上1750年以前都没有经济增长，”他在最近的一篇文章中这样写道。这就为“过去250年的飞速发展也许是人类历史上一个独特阶段，而未来以相同速率非无休止进步的保证”提供了可能性。乔治·梅森大学的经济学家泰勒·考恩（Tyler Cowen）说，在“伟大的停滞”时期，美国的几百年的快速增长为收获“唾手可得”的开阔地。而廉价的能源和工业时代的突破使得收获可能难以为继。

每个与我交谈的人都对这样的警示分析颇为熟悉；没人会对其置之不理以至于一发不可收拾。但当压力来临时，每个人都表示，他们希望有实际作用的创新步伐加快而非减慢。同样，他们的解释代表了上述三种主要形式。

首先，也是最令人放心的一点，即一个专家所了解的任何领域，一定是他或她认为最有前途的。约翰·杜尔强调了更便宜、更高效的电池将是清洁能源经济的一个重要元素，具有彻彻底底的变革潜力（风力发电机，太阳能电池板和其他可再生能源产生的功率无法匹配网格的需求计划；现代电池的成本太高，储存的能量又过少，只有在供不应求时用于缓冲；关于这个问题，请参阅“技术博弈”）。在与其他人交谈的过程中，我看到了其他领域类似的前景。伊隆·马斯克（Elon Musk）并非我们专家团的正式成员，不过他可能是这个时代最雄心勃勃的创新者。他同时领导者一家火箭制造公司太空探索公司（SpaceX），一家时尚电动车公司特斯拉（Tesla），以及一个太阳能发电厂的优先供应商SolarCity。我问他什么是希望在有生之年看到，但担心可能没有被发明的创新，他说，“火星上可持续的人类住区。”

大部分美国专家对于创新在美国的前景十分乐观，他们认为这儿比世界上任何地方都要好。这种判断来源于人对基础研究资助和其他挑战持续侵蚀的充分认识。“我们可以只关注创新环境的最后1个百分点，但那是因为我们把一切视为理所当然，”莱斯利·柏林这样对我说。

其次，许多人指出，更加廉价与迅速的计算能力自身就能促成全方位创新——就像19世纪的蒸汽机和20世纪的电力一样。举个例子：马萨诸塞州剑桥伯德医学研究所主任埃里克·S·兰德（Eric S. Lander）（他也不在我们的专家团中）指出，在过去的12年中，对每一个人类DNA测序的成本已下降到以前的水平的百万分之一。他表示，成本的降低意味着未来十年应该是一个“在了解了疾病，尤其是癌症的遗传基础后，会出现强大影响及惊人进步”的时机。

最后，与我聊天的人说，创新的终结这一概念无视了一切关于人类问询的理解。“如果你回首20世纪，人民生活水平极有可能得到改善，”乔尔·莫基尔告诉我。“两次灾难性的世界大战，冷战，大萧条时期，极权主义——它的崛起一直是在灾难中完成的，这是一条可能已经足够让我们重回野蛮状态的道路。然而过去的半个世纪一直是有史以来技术发展速度最快的一次。我认为没有什么放缓脚步的理由。”

乔治·戴森则用一种完全不同的观点来理解它。他采用的是最为乐观的情感。“我是一个技术层面上的进化论者，”他说：“我认为宇宙可能是相位空间，我们正在的其中一个随机游走。最后，我们要填补一切可能的空间。”

戴森最希望在他生活的相位空间里看到什么创新呢？很显然，他之前就考虑过这个问题，因此不假思索地给出了答案：“将返航的轮船变成具有商业价值的交通系统”。他说，即使是在布帆和麻绳的时代，三桅帆船也能将原始能量（即风能）的60%转化成动能。随着现代材料和设计的兴起，它们在途中可以捕捉比以前更多的能量。“当一支船队抵港，它们不仅可以提供货物，还能把能量送入电网。”这就是创新者的想法。（作者：James Fallows）