第1章
發明與創新：悠久歷史與現代迷戀

我們這個物種的演化，是一部與發明成果密切相關的物理和行為變化史。發明是一把大傘，涵蓋四個主要類別。第一個類別包含各種各樣的簡單手工製品，最早是我們的祖先開始兩足行走、可以空出雙手從事複雜工作之後製作的石器。從考古發現看來，古人類製造工具的進展只能說是非常緩慢。最古老的原始石器出現於三百多萬年前，較大的、製作精良的（雙面）手斧和薄刃斧出現於約一百五十萬年前，木柄石矛出現於約五十萬年前，然後要等到約兩萬五千年前，舊石器時代晚期的狩獵者才掌握了手工製作一系列複合工具的技術，包括製作錛、斧、魚叉、針、鋸，以及配套的陶器。
農作物種植普及，是以人類發明大量農具為基礎。馴化馬匹以供騎乘始於馬嚼子和馬轡（馬鐙和馬鞍晚得多才出現）。役用動物需要許多特別設計的工具來將牠們套在犁、手推車或馬車上，例如馬用的項圈、韁繩、牽引繩、肚帶，以及牛用的軛。所有定居社會都會製作木製家具、設計和燒製陶器、冶煉礦石以生產工具和武器，有些社會還發展出精湛的技術。現代社會仍仰賴大量的這種簡單產品，包括錘子和鋸子、木椅和木凳、杯子和盤子，但因為機器普及使用，這種產品現在只有很小一部分是手工製作的。
機器屬於第二類發明，也就是固定在一個地方使用或用來運輸東西、多少有些複雜的新設備或裝置。在這個類別中，大型水車、風車、配備水車驅動皮革風箱的高大石製鼓風爐，以及遠洋帆船是現代之前最值得注意的發明。到了十九世紀末，席爾斯百貨（Sears）的商品目錄列出了數以千計的此類物品，包括懷錶、小型縫紉機以至大型打穀機，而近年我們可以看到許多過剩的例子：目前全球市場上有超過一千種型號的手機，而美國有約七百種不同型號的可載客車輛〔我不能只是說轎車，因為新車輛以運動型休旅車（SUVs）、貨卡（pickups）和箱型車（vans）為主〕。
新想法必須體現在某些東西上──無論那是簡單的實用工具、複雜的機器，還是現代工業企業不可或缺、更加複雜和現在往往高度自動化的機器組合：汽車製造廠可能是這種機器組合最好的常見例子，從搬運和定位零件到焊接和噴漆，幾乎都交給機器人去做。現成的石頭和木材只能製成種類有限的工具、機器和結構。因此，第三類發明──新材料──一直是人類文明進步的明顯標誌，標誌著人類從石器和木器時代，發展到金屬、混合物和複合材料的時代。第三類發明始於青銅，然後是鐵和鋼（碳含量很低的鐵合金），現在包括鋁和十幾種其他常見金屬，還有玻璃、水泥（多種材料的集合體），以及從十九世紀末開始的塑膠（種類至今仍在增加）和最新出現的碳基複合材料（很輕但強度高於鋼）。
第四類發明主要是新的生產、運作和管理方法，包括並不重大但具有經濟效益的改進，以及大規模製造物品、蒐集資料和處理資料的高度自動化全新方法。此類發明中最值得注意、影響最大的其中一項，是麥可・歐文斯（Michael Owens）1904年推出的玻璃瓶製造機。在此之前的多個世紀裡，玻璃瓶必須個別吹製，而十九世紀末出現了第一台半自動機器，但無論如何，玻璃瓶製造商都是雇用兒童來搬運和處理熔化的玻璃，並將玻璃瓶與模具分開。1899年時，超過七千名美國男孩在這種高溫和危險的環境下工作，當時的攝影師記錄了他們的工作情況：如此可怕的情境，只有地下深處煤礦的童工勞動可比。歐文斯的機器則是直接從熔爐中取得玻璃材料，整個過程完全不需要投入人力。即使是最早的歐文斯機器（圖1.1），每小時也能生產2,500個瓶子，而半自動機器每小時只能生產200個。
第二次世界大戰之後，幾乎所有固有的大規模工業生產方式都因為電子控制技術的應用而改變了──效率提高了，成本降低了，速度加快了。現在新的電子鍋或咖啡機幾乎全都內建電子控制裝置，而電子技術對資料的獲取、處理和傳播的影響甚至更大。第二次世界大戰期間，英文calculators（現在多指「計算機」）和computers（現在多指「電腦」）是指從事乏味的資料輸入和處理工作的（通常年輕的）女性；現在，每一台小型筆記型電腦的資料處理能力都遠遠超過1960年代末最先進的電腦（當時的電腦還沒有微處理器可用），而現今電子設備範圍很廣，小至微型監控裝置（有些小到可以貼在飛蟲背上），大至巨型伺服器場（因為這種設施的用電需求一直很高，通常會建在可以提供便宜電力的地方）。
在一般使用上，發明（invention）和創新（innovation）這兩個詞的含義有很大的重疊，但創新也許最好理解為引進、採用和掌握新材料、新產品、新工藝和新想法的過程。因此，事實上可以有大量的發明但沒有相應的創新，而蘇聯也許是這種不一致現象近來的最佳例子。蘇聯科學家有許多重要的發明，其中八人獲得諾貝爾獎（包括低溫物理學方面的朗道和卡皮察，雷射和邁射方面的巴索夫和普羅霍羅夫），而當局特別重視、投入大量資金的軍事研發工作，則使蘇聯的軍備可與美國媲美。
蘇聯累積了45,000個核彈頭。米格29和蘇25位居歷來投入使用的最佳戰鬥機之列，而美國工程師設計世上第一架隱形飛機時，使用了蘇聯人彼得・烏菲莫切夫（Pyotr Ufimtsev）的方程式來預測飛機表面的電磁波反射。蘇聯在世界上最重要的能源領域也表現出色：蘇聯科學家和工程師發現了西伯利亞的巨型油田和氣田，發展出世上最大的石油和天然氣工業，並建造了（完工時）世界上最長的油氣管道，為歐洲提供當地需要的大部分原油和天然氣。
但蘇聯1991年解體（值得注意的是，過程中沒有發生任何暴力事件），而當時它正因為創新方面的許多不足而受困擾，從關鍵的初級產業到滿足基本消費需求的產業皆不例外。鋼鐵是現代文明最重要的金屬，而在1990年代初，歐盟、北美和日本都已經完全不用平爐煉鋼法（從1950年代起已開始被轉爐煉鋼法取代），但這種1860年代開始用於煉鋼的十九世紀工藝，在蘇聯的最後時期仍貢獻了該國接近一半的金屬產出。蘇聯在大規模生產一般消費品（從牛仔褲到個人電腦）方面創新滯後，長期以來一直是民眾不滿的原因之一，而且無疑也是導致蘇聯政權滅亡的一個因素。
中國1990年之後的經濟發展，則與蘇聯的創新失敗形成鮮明對比，堪稱迅速利用外國各種發明大量創新的最佳例子，而且是史無前例的。中國經濟規模成長了13倍，人均所得增加了10倍（均以固定幣值計算），不是因為該國國內出現了前所未有的大量重要發明，而是因為該國大量引進和採用其他國家數十年前（最新技術則是數年前）就已經發展出來的設備或做法。在中國國內的堅定努力和以兆美元計的外國直接投資之外，外國最新的機器、設計和工藝大量移轉到中國。這種移轉得以發生，有賴取得專利，以及急著進入中國市場的美國、歐洲和日本廠商分享技術訣竅，而伴隨著這些合法移轉的是廣泛和持續的產業間諜活動。
中國共產黨很好地吸取了蘇聯解體的教訓：其領導人沒有像戈巴契夫那樣試圖改革無法改革的政治體制以放鬆控制，而是促成了一場規模空前、創新導向的經濟擴張，迅速提高了民眾的生活品質，使共產黨得以更牢固地控制中國。尼克森1972年2月為了「打開中國大門」而訪華之後，中國的第一筆商業交易是購買由美國M. W. Kellogg公司設計的世界上最先進的氨合成工廠；這次收購對防止中國這個人口迅速增加但沒有現代化肥工業的國家再次發生大飢荒至關重要。
隨後，數以千計的外國公司（以最大型的跨國企業為首，包括豐田、日立、日本製鐵、通用汽車、福特、波音、英特爾、西門子和戴姆勒）與中國分享了它們的技術訣竅，通常是被迫成立合資企業，為中國人從事逆向工程提供完整的技術資料。中國顯然得益於一種後發優勢，借助了因為採用外國已完善的發明而掀起的巨大創新浪潮。當然，日本和韓國也走過這條路，分別在1950年代和1970 年代起步，但一路走來，它們不但成為了堅定的創新大國，還發展出重要的創造型經濟體。就這方面的貢獻而言，重要的例子包括Sony在消費電子產品早期發展中建立領先地位，豐田開創以少錯誤著稱的及時制（just-in-time）工廠管理方法，以及三星、SK海力士、LG和松下等公司在先進微處理器、行動電話和電池方面的貢獻。迄今為止，中國還不曾作出任何同等重要、受全球歡迎、產生豐厚商業報酬的貢獻（雖然有些人可能認為不應忽視華為的貢獻）。
回顧人類發明的漫長軌跡，許多歷史學家和經濟學家認為這方面的進步加速很了不起，這一點並不令人驚訝。相對於十八世紀緩慢得多的技術進步，十九世紀真正劃時代的發明頻密得多，影響也深遠得多，而這是拜工業革命所賜。但是，二十世紀的進步可能更了不起。正如喬爾・莫基爾（Joel Mokyr）指出，雖然二十世紀發生了兩次曠日持久的世界大戰，而且極權政權一度統治歐洲和亞洲大部分地區，這種進步還是發生了：
在過去，這種大災難可能足以使經濟倒退數百年，甚至使整個社會陷入停滯或野蠻狀態。但在二十世紀，這些災難都無法阻擋不斷加速的創新產生巨大的力量，刺激已工業化和正工業化的多數國家快速發展。
二十世紀末和二十一世紀初，人們最常掛在嘴邊的一件事，就是所謂的創新不斷加快。專利數量增加顯然不能很好地反映這種創新加速（太多的專利旨在保護重大發明的微小變化和改進），但無可否認的是，美國專利商標局每十年批准的專利申請總數（包括批給外國人的專利）經歷了驚人的成長：十九世紀頭十年只有911項，1890年代有近25萬項；二十世紀頭十年有約34萬項，1990年代有約165萬3,000項，兩百年間增加了近2,000倍。
當然，這種簡單、不辨好壞、在某些方面顯然誤導的專利總數增長，總是包含一些可疑的條目，甚至是一些真正瘋狂的創造。1932年，阿爾福德・布朗（Alford Brown）和哈利・傑夫科特（Harry Jeffcot）從美國專利商標局的檔案中找出了一小部分此類案例。專業的專利評估人員竟然同意給予「改良的埋葬箱」（使人可以在「恢復知覺後經由梯子從墳墓和棺材中爬出來」）和「製造酒窩的裝置」專利保護，使人不禁思考他們是否受了什麼蠱惑。如果你認為我們已經擺脫了這種無聊東西，只要定期查看電子前線基金會（Electronic Frontier Foundation）的網頁「本月最蠢專利」（“Stupid Patent of the Month”），就會清楚認識到，現在還是不缺這種蠢事。