2.1 創新歷史進程

從世界層面探討技術創新，主要關注的是發生在一個或多個國家的重大技術革命。這種創新的技術應用到社會生產上，能夠積極提升整個社會的勞動生產率，甚至引領整個社會的商業發生變化。在世界商業史上，這也被稱為工業革命。一般認為，到目前為止，世界性的工業革命已經發生了三次，每一次工業革命都是由技術的重大突破所引起的。了解歷史有助于我們理解創新活動的一般規律，有助于我們對未來的科技發展進行探索性的預測。

2.1.1 第一次工業革命

第一次工業革命以英國為起點和中心并非偶然。英國在17世紀中后期打敗荷蘭獲得對海洋的控制權后，大規模地擴展海外貿易和開辟海外殖民地。新航路開辟后，英國成為大西洋航路的中心。英國相應地在政策和制度方面不斷進行調整，使商業貿易成為社會的核心，有力地促進了經濟的快速發展。傳統的工場手工業的生產已經不能滿足英國國內外市場不斷擴大的需求，整個社會對工業生產領域的新技術有著迫切的需求。

在當時的英國工業中，棉紡織工業是最有利可圖的行業。通過長時間的發展，英國已經擁有一批運行良好的手工作坊，也有一整批技術工人。因此，在這樣的行業中，技術的出現和迭代更為容易。1733年，飛梭被發明出來，直接改變了當時紡織業落后的手工編織方式，使工作效率提高了兩倍。1764年，手搖多錠紡紗機（又稱珍妮機）出現，它一次可以紡出許多根棉線，極大地提高了勞動生產率。不過這種手搖的機械依賴人工，仍有很多不足。1769年的水驅動紡紗機就是為了應對這一問題而問世的。1779年，一款綜合珍妮機和水驅動紡紗機的優點而成的新型紡紗機（騾機）成為當時最新的技術產品，該機可同時旋轉三四百個紗錠。

盡管紡織工業不斷推進，但動力不足的約束始終存在。在蒸汽機出現之后，這一問題終于迎刃而解。1782年，瓦特吸收前人的研究成果，成功研制了可以從兩側推動活塞的蒸汽機。這一具有劃時代意義的技術創新，使蒸汽機成為一種強大且方便的動力機，一舉解決了工業發展中動力不足的問題。

1806年，英國基本完成了棉紡織業的機械化和動力化改造。英國棉布的產量和質量都得到大幅提高。棉紡服裝不僅穿著舒適，而且價格低廉，成為當時歐洲乃至全球的熱銷商品。1800年，英國棉紡織品出口額占出口總額的25%，1828年，這一比例達到了50%。棉布成為人類歷史上第一個全球性的商品。與此同時，瓦特改良的蒸汽機（如圖2-1所示）逐漸應用于化工、冶金、礦山、交通運輸等部門。到19世紀中葉，英國的主要工業基本實現了以蒸汽機代替傳統的人工或水力驅動的生產方式，機器大工業取代了以手工技術為基礎的家庭手工業和車間工業。

英國工業革命使得英國的社會生產力迅速發展。在短短幾十年的時間里，工業革命使英國從一個落后的農業國一躍成為當時世界上最先進的資本主義工業強國，英國被稱為世界工廠。在工業革命期間，依托強大的技術革新力量，英國建立了強大的紡織業、冶金業、煤炭業、機械業和運輸業。到了19世紀中葉，英國幾乎完全壟斷了世界市場。

英國的工業革命也對其他資本主義國家的工業革命產生了重大影響。憑借資本在不同地域間的迅速流動，其他很多國家開始學習英國的成就和經驗。1825年，英國受國內、國際上多種因素的影響，取消了機器出口禁令，這使得技術在國家間的擴散更為迅速。1825—1840年，英國的機器出口額從20 000英鎊增加到600 000英鎊，是原來的30倍。與此同時，英國的新技術和技術人才不斷外流。德國、法國、美國等國家也相繼迅速實現了工業革命。

2.1.2 第二次工業革命

隨著第一次工業革命的發展，英國成為當時世界上最強大的國家。英國的繁榮一直持續到第一次世界大戰。在這個階段，盡管英國的工業處于世界領先水平，但已經有明顯的征兆顯示危機即將到來。實際上，在第一次工業革命中占據絕對優勢的機器設備此時已經顯得陳舊，但從資本家的角度看，技術和設備的更新并不是首選，因為這需要大量的資金投入。作為最大的殖民帝國，英國擁有巨大的銷售市場、原材料生產市場和廉價勞動力市場，即使在技術和質量水平較低的情況下，資本家仍然可以從殖民地獲得巨大的利潤。但從國家的發展來看，當這個國家不能跟上技術的更新換代時，超越和淘汰就將發生。

第二次工業革命的標志是以電機為代表的電力技術。發電機、電動機、電燈等電氣設備是這一時期的重要發明。到了19世紀90年代，遠距離電流傳輸技術實現重大突破。與此同時，發明于18世紀初的內燃機在19世紀末基本得到了完善。這些發明為工業提供了比蒸汽機更方便的非生物動力，并迎來了電氣時代和內燃機時代。

第二次工業革命的代表國家是美國和德國。

美國在南北戰爭（1861—1865年）結束之后清除了封建和殖民地的影響，這為資本主義經濟全面發展掃清了障礙。大量歐洲移民，特別是英國人，開始涌入美國。富饒遼闊的西部土地的開發，為新技術的使用提供了廣闊的土地。鐵路的發展使得幅員遼闊的美國能夠實現便捷的交通。以蒸汽為動力的農業機械迅速發展，為大規模工業化積累了技術。與此同時，美國一方面積極引進英國和德國的電力技術，另一方面大力激勵自己電力技術的發明和發展。1879—1914年，美國電氣工業的產值增長了135.6倍，達到3.6億美元。電氣技術的興起，一方面可以用于機器動力，另一方面則從根本上改變了通信技術。隨著電報、電話等技術的發明，美國的通信技術飛速發展，到1924年，美國已有500家電臺。第二次工業革命的另一個重大技術變革是內燃機的發明和應用，它促進了汽車和航空工業的崛起。美國在19世紀90年代才引進汽車制造技術，憑借豐富的石油和鋼鐵資源，其汽車工業的發展速度超過了其他國家。1908年，福特的T型轎車成功地從生產線中推出。1929年，美國注冊汽車總數達到2 675萬輛，平均每四個人中就有一個人擁有汽車，美國成為名副其實的汽車王國。

在第二次工業革命中，德國的崛起與美國幾乎是同步的。從19世紀中期開始，隨著英國實施自由貿易政策，德國取消了對外的機器禁運。德國借機從英國引進了大量先進的機械設備，并通過引進、消化、吸收和創新，實現了國內鋼鐵工業的發展。1840—1870年，德國生鐵和鋼產量分別增長了六倍和八倍以上。在工業化進程中，德國政府的推動發揮了巨大作用。18世紀，德國的一些大的聯邦已經建立了相對開明的專制主義制度，它們主張政府在經濟發展中扮演積極的角色。在這一背景下，各聯邦政府制定了一系列促進經濟、教育和科技發展的政策，鼓勵技術創新。在19世紀上半葉，德國各聯邦已經開始不同程度地進行農業改革和社會改革。德國統一后，隨著中央集權政府的建立，德國經濟真正進入快速發展時期。

整體來看，第二次工業革命極大地促進了生產力的發展，對人類社會的經濟、政治、文化、軍事、科技和生產力都產生了深遠的影響。不過，就整個世界范圍來看，幾個主要的資本主義國家的經濟發展是不平衡的。美國和德國取代老牌的資本主義強國英國和法國，成為世界經濟中的領先國家。新興大國與舊帝國主義在殖民地、財富、資源和勞動力方面的激烈競爭帶來了全世界范圍的戰爭，世界格局發生了巨大的變化。

2.1.3 第三次工業革命

第二次世界大戰之后，世界的技術革命中心從歐洲轉移到了美國。美國從19世紀末開始，通過第二次工業革命積攢了雄厚的經濟實力，積累了豐富的技術。兩次世界大戰期間，美國本土沒有受到大戰的破壞，社會環境較為穩定，不少國家的科技人才紛紛前往美國。第二次世界大戰之后，美國尤其重視基礎科學的理論研究，并且積極鼓勵科技成果的推廣和轉化。這些因素使得美國迅速成為第三次工業革命的發起地。

以電子計算機為代表的信息技術是第三次工業革命的標志性技術。1946年2月14日，由美國軍方定制的世界上第一臺電子數字積分計算機（electronic numerical integrator and calculator，ENIAC）在美國賓夕法尼亞大學問世。這臺電子計算機是美國軍方為了滿足火炮彈道軌跡計算的需要而定制的。因此第三次工業革命與前兩次的一大顯著不同就是，它并不是由商業需求所引發的。ENIAC使用了17 840支電子管，占地170m²，重達28t，功耗為170kW，運算速度可以達到每秒5 000次的加法運算。ENIAC的問世具有劃時代的意義。

在電子計算機出現以后，美國貝爾實驗室的威廉·肖克利、約翰·巴丁和沃爾特·布拉頓發明了基于鍺半導體的、具有放大功能的點接觸式晶體管。雖然這個發明在當時沒有特別高的商業價值，但是其發明意義重大，它的出現為集成電路、微處理器以及計算機內存的產生奠定了基礎。1978年，電子計算機的運算速度達到了運算1.5億次/s。20世紀90年代以來，隨著芯片技術的不斷發展，電子計算機朝著更快、更小的趨勢發展。與此同時，集成電路和電子計算機行業的飛速發展，造就了如今美國加利福尼亞州電子工業密布的硅谷。

電子計算機的出現和普及，使得信息成為全世界范圍內人們生活、生產中必不可少的聯結工具，信息對整個社會的影響逐步提高到絕對重要的地位。20世紀90年代以來，依托電子計算機存在的互聯網行業迅速發展，各個社會維度的信息量、信息傳播和處理速度都以幾何級數的方式快速增長，很多人也把這一時期稱為信息時代。

第三次工業革命不僅極大地推動了人類社會經濟、政治、文化領域的變革，也影響了人類的生活方式和思維方式。隨著科技的不斷進步，人類的衣、食、住、行、用等日常生活的各個方面也在發生重大的變革。