How we got to now 我們如何走到今天

《我們如何走到今天∶重塑世界的6項創新》(How we got to now) 閱讀筆記

《我們如何走到今天∶重塑世界的6項創新》(How we got to now) 閱讀筆記 2

《我們如何走到今天∶重塑世界的6項創新》(How we got to now)

《How we got to now》,這是一部關於發明史的書,內容分為六個章節,由現代人日常生活中六樣常見事物(玻璃、製冷、聲音、清潔、時間、光)出發,去探討一樣事物是如何因為最初的單純需求被發明或發現,進而「演化」成後續的創新。有些演進看來似乎毫不相關,卻改變了人們千百年來的生活習慣。作者說,他試圖跳脫人類自我中心的角度,而從東西的本身去看創新的歷史。所以這本書裡面談一件事物,雖然也談論他的發明者或研究機構,卻不忙著歌功頌德。多數時候,我們只是順著敘述的脈絡,去了解一樣事物是怎麼樣隨著當時的情境演進,偶然間又如何的激發了新的創意、不同的領域的。這樣說可能有點抽象,或許這樣說會具體一點,這本書會告訴我們為什麼印刷術發明促成了顯微鏡的發明。

這本書的作者是Steven Johnson,美國相當有名的科普作家。開始讀這本書,其實是因為看到網路上推薦它的同名紀錄片版本,因為所在位置找不到這紀錄片,所以讀了原版書。讀的是英文版,它也有簡體中文版本,書名叫作《我們如何走到今天∶重塑世界的6項創新》。

在科技創新領域以外的人們,看到新鮮的科技名詞摸不著頭緒是必然。然而職責為創新的知識工作者,或許多數時候其實看不見創新技術的未來。讀這本書的時候,我試著在重溫歷史的過程中,也重新思考創新方向的可能性。心得或許能用其中的結語一言以蔽之:

“Better to make new connections than remain comfortably situation in the same routine. If you want to improve the world slightly, you need focus and determination; you need to stay within the confines of a field and open the new doors in the adjacent possible one at a time.”

以下為閱讀筆記。

從玻璃、鏡片,到科學革命和3C

人類最早對玻璃的認識,是來自於天然形成的玻璃,那是在利比亞沙漠熱化形成的天然玻璃。人們偶然發現了這些天然玻璃,大概是覺得漂亮而使得這些固態物開始流傳,早期人類便有做出類似像在圖坦卡門墓中發現了的胸針裝飾。自然的,當地的人們開始研究讓玻璃看起來更清澈更美的技術,逐漸這些早期的玻璃也使用在窗戶、杯子等工藝製作上。

人工玻璃的製作原先只在附近一帶,隨著君士坦丁的沒落,戰亂間一批來自現今土耳其的玻璃工匠移居到了貿易興盛的海港威尼斯,玻璃品也隨著成為國際貿易的興盛產業之一。

玻璃技術的大躍進,其實可說是個偶然。因為玻璃製作需要使用高溫,副作用就是造成威尼斯的木造社區多次大型火災,最終,當地政府決定規定玻璃匠需集中搬遷至附近的另一小島Murano上,無心製造了類似如今產業園區的概念。由於人才集中使得新的技術和想法得以激盪,最終在這個小島發展出了清澈的現代玻璃。

有了透明的現代玻璃之後,人們發現由於玻璃能夠折射光線,可以造成視覺上的變化。在北義大利,有些人製作出了鏡片。這些鏡片最初只是僧侶在使用,因為最初只有僧侶才讀書。1440年由於古騰堡印刷術的發明,人們有了印刷品可以看,許多人才意識到自己有遠視的問題,開始有強勁的鏡片需求。強勁的商業需求吸引了更多人投入製作及研發鏡片,隨後產生了鏡片的後續產品,那就是望遠鏡和顯微鏡。

玻璃製的鏡片到了此時,展現出對近代文明和文化的強烈影響力:一是在望遠鏡發明之後,伽利略用望遠鏡觀察天體,才有了地球繞太陽轉的日心說,因為日心說挑戰了歐洲教會,影響了後來的科學革命。二是顯微鏡的發明在三代之後促成了細菌和病毒學的研究,才有各種現代醫療如抗生素的發明。不消說,到了十九二十世紀,鏡片的技術又延續為相機、電視的發明。

玻璃的另一成就,來自於它的延展性。1887年,物理學家Charles Vernon Boys試圖使用玻璃的延展性做為測量力學的工具,為了製作出他理想中的工具,無意間創造出了玻璃纖維,是一種耐用性很高的材料。這種材料現在被應用在製作各種東西上 – 衣服、船、電路板、晶片…後來也造出了光纖,由於有了光纖,才有今日的寬頻網路和Internet。

從運冰、冰箱、冷凍長途運輸、冷氣到全國政治變遷

冰,本是一種天然就存在的東西。冰成為一種生意,還是比較近代的事。波士頓商人Frederic Tudor在一場災難性的加勒比海之旅中受炎熱的天氣所苦,而有把家鄉波士頓的天然冰運到熱帶賣的想法。為了做賣冰生意,他發展出了幾項技術。首先,他找出了使用木屑保冷來運送冰的方法。憑著幾乎免費的冰、木屑、和北送貨物後南返的空船,運冰生意在低成本下運作起來。後來,他又為了在南方炎熱的天氣中儲存運來的冰,以實驗發明了原始的冰庫。運冰生意受到了大眾歡迎,冰也成為人們在盛夏的奢侈品。後來的生意人除了運冰,還由於冷凍的關係得以順便運送肉類等食物,這些技術帶動了長途冷凍貨運興起,不同地方的人們得以開始享用遠方運來的食材,對民間社會影響不容小覷。

南方有了冰之後,佛羅里達的醫生發現,可以使用冰來幫助發燒的病人降溫,於是冰意外的成為醫療工具。為了確保診所裡一直有冰可以使用,他開始研究並且最終發明了製冰機。這項發明最初並不受大眾歡迎,因為運冰的成本比製作便宜,不過後來到了南北戰爭時期,運冰受阻,美國商人Carrier製作的冰箱和製冰機在美國開始流行。隨著家戶開始購買冰箱,可長期保存的冷凍食物隨之普及,大大改善了平民在欠收季節的營養攝取。

Carrier生意越做越大,發明了冷氣。起初冷氣需要長時間才能冷卻又昂貴,只在賣場、電影院等大型空間才使用。後來隨著技術進步,發明了窗型冷氣,價格也逐漸降低,終究普及到一般家庭。冷氣的普及有個意外的後果,那就是帶動了人口遷移,不少人從氣候涼爽的北方搬到物價便宜卻炎熱的南方退休,在美國佛羅里達、南加、德州等南部地區的人口倍增,大幅改變了當時美國的政治版圖。

從聲音紀錄、電話,到無線廣播與民權運動

人類自古以來就有想要紀錄下聲音的欲望,就如同擁有繪畫的慾望一樣。最早接近留聲機的發明,來自於一個名為Scott的速記員。當時的科學家已有了對聲波及人耳結構的基礎理解,Scott發明了一種機器,試圖用記錄聲音振動波型的方式取代速記。不過,當時僅有記錄,卻沒有播放功能。這是因為他的初衷是取代速記,速記是藉由一系列的速記符號完成,所以他的想法是由人來閱讀這些記錄,翻譯為文字,這個想法並沒有實現。

雖然Scott的想法沒有實質意義,後來貝爾在他的想法之上做了改進,發明了能夠捕捉且傳遞聲音的電話,創立了後來美國的第一個電話公司,AT&T。

由於電話網路建立的複雜性,AT&T說服了美國政府,以獨占的方式建立網路。作為獨占權的交換,美國政府要求AT&T的研究機構 Bell labs所研發出的任何創新技術必須要開放給所有未來的其他公司商業使用。這意外的將Bell labs變成一個史無前例的研究環境,創造出接下來後半個世紀一個又一個的創新概念,從Bell labs出來的研究,包括可以減少噪音的數位訊號、無線電、真空管等等新科技。

由於無線廣播技術和真空管、音響的發明,美國開始有了越來越多的廣播電台。新型態的媒體衝破了邊界,把南方紐奧良的爵士樂帶到了紐約、芝加哥等大城。從此開始有黑人歌手成為名人、黑人文化變成流行文化的一部份,黑人民權運動隨之獲得越來越廣泛的支持。

無線電聲波在另一方面也發展出超音波聲納的技術,聲納原先是為了保護船隻安全發展出的技術,後來也用到了醫療上。科技的進步並非全無壞處。由於使用超音波檢查能看到產婦肚子裡的胎兒性別,在像中國這種重男輕女的國家,造成了嚴重的性別失衡現象,就是其一。

從汙水下水道、殺菌漂白,到近代時尚和廣告業的興起

能想像嗎?在十九世紀中期芝加哥還是個沒有下水道的城市。那是什麼概念?滿街的人、馬、動物糞便。在像芝加哥這種建立在平原上的城市,雨水不會把這些髒亂沖走,下過雨後,人們得泡在過膝的泥濘雨水中。隨著城市人口逐漸增多,問題也愈形嚴重。為了解決這個問題,芝加哥請來了工程師,設計了美國第一個汙水下水道系統。

由於下水道的建置,自然而然的,人們家裡也裝設了水管,開始養成洗澡等個人衛生習慣。在此之前 ,還沒有自來水的時代,別說打開水龍頭取水了,人們甚至沒有洗澡等個人衛生習慣。

由於將髒汙排入鄰近湖泊河川也會汙染水源,喝水一度是個在賭性命的概念。在顯微鏡發明以前,唯一能知道水潔淨程度的辦法是,喝看看會不會有很多人生病。在顯微鏡發明之後,才開始發展出測量估計水中含菌濃度的辦法,建立了乾淨水源(也就是不會生病)的標準。

有了乾淨程度的標準,就開始有人想辦法淨化水源。第一個做了大型的水資源殺菌實驗的人是一個紐澤西的醫生,名叫John Leal。他發現可以用氯來消毒後,大膽找了在Jersey city水公司的工作,瞞著眾人直接將氯投入了市民的飲用水中。這當然是種非常冒險的做法,被發現後也引起了軒然大波,不過這個作法實實在在的成功了。各地開始效法,城市的死亡率減少了七成以上。此後,可消毒的公共游泳池開始流行,帶起了後來一系列的服裝(尤其是泳裝)流行,影響了人們的時尚審美觀。

氯的功用也引起了商人注意,有一群人開始販售漂白水。最初漂白水的目標客群是大型企業,但生意卻不怎麼好。直到有位投資者的太太決定拿特濃漂白水來稀釋,做為居家使用,反而受到了家庭主婦的歡迎,創立了後來很有名的清潔用品公司Clorox。Clorox 的成功開啟了新的居家清潔產品產業,大量居家清潔產品包括肥皂等等都進入市場。因為競爭激烈,各家公司開始在報章雜誌上大肆宣傳,又活絡了新興的廣告行銷行業。當電視開始流行,這些廣告也進入電視領域,帶動新媒體的發展,至今我們還叫連續劇為肥皂劇,就是當時的歷史痕跡。

或許有點意外的是,清潔的發展也和現在我們熟知的晶圓生產有關。晶圓製造需要非常乾淨的無塵環境,若非清潔技術百年來的進展,如今也不會有無塵室,也不會有晶片和科技製造業了。

從計時、鐘錶,到GPS和考古學

在十六世紀以前,人們是沒有精確的時間觀念的。一般人沒有測量時間的方法,只能粗略的敘述時間,例如吃一頓飯的時間、從這裡走到某處的時間之類。雖然可以用太陽對時,計算一件事情所需要的時間卻是相對困難的。直到伽利略注意到油燈的晃動有規律性,將這個概念發展成了鐘擺,人們才有了較為精確的計時方式。

隨著計時技術被廣泛使用,人們發現準確度需要一再改進。起先最大的問題來自航海的需求。航海者行船,使用出發地和目的地的兩個鐘的時間差來確定位置。目的地的時間可以用太陽位置校對,但出發地的時間,就只能靠鐘的準確度了。不準的鐘會造成距離測量失準,造成路線判讀上的失誤。在大航海時代,這可是個嚴重問題。為了解決這個問題,伽利略研究出用石英鐘將精準度提高到秒級。

精準的時間概念與工業化相輔相成,有了手錶,人們開始使用時間來決定生活的一切。工廠可以規定上下班時間、火車可以有時刻表。不過,最初每個地方的人都是用太陽對時,所以鄰近的城鎮可能就有幾分鐘的時差,使得旅行非常麻煩。在火車普及之後,每坐一站車就得調一次時間,就成了一個很麻煩的問題。由歐美開始,人們著手進行時區的標準化,之後擴展到世界層級,我們今日的國際市場、航空旅行,才有了現在的時區概念依據得以運作。

時間測量精準度的提升,後續同樣帶動了許多更精密的科學發展。例如,我們現在有利用衛星訊號時間差判斷位置的GPS系統。此外,居禮夫人研究分子鐘和半衰期,也更進一步的使人類可以使用碳定年做為考古學的依據。

油燈、蠟燭到大型商場

在古代,每到日落後,就是一片黑暗。人造的光源在較早期品質欠佳,雖然中世紀就有油燈、蠟燭,不過品質不佳,容易製造出嗆鼻的煙霧。直到十八世紀,人們才在抹香鯨的身上發現了製作更高品質、不易冒煙的蠟燭材料。蠟燭生意一度火紅,據說華盛頓一年就要花等值於現今一萬五千美金的錢購買蠟燭照明。抹香鯨至今沒有絕種,得要歸功於化石燃料的發現,使後來的柴油燈比蠟燭更加明亮。

對光線的追求,終於促成了電燈的發明。愛迪生的GE公司由於電燈的發明,獲得商業上的巨大成功。自從電燈發明,支援照明的電力系統也在各個城市建立起來。閃光燈的發明讓昏暗空間的攝影成為可能,帶動了新的藝術發展;霓虹燈和閃亮招牌使得如拉斯維加斯等不夜城得以發展,與夜晚城市有關的一系列商業活動、人們的夜生活逐漸蓬勃起來。

有些研究人員開始著手定向雷射光的研究。雷射光研究最先並沒有什麼商業價值,不過後來終於發展出真正有意義的商業應用 — 條碼掃瞄。這項發明在現代發明意義上進展算是緩慢,花了二十年, 條碼才被印在了第一項商品上。不過隨著商店、超市逐漸開始使用,終究促使了大型商場的興起。商品庫存的管理是商場擴大最主要的痛點之一,而使用條碼讓庫存管理變得簡單的多,成本容易控制,因此,成功的大型商場逐漸取代了街頭商店,成為二十世紀末的主要消費場域。


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