文献一 人工智能与现代生产率悖论：预期与统计的冲突

摘要

我们身处一个充满悖论的时代。运用人工智能（AI）的系统在越来越多的领域达到乃至超越人类水平，借助其他技术的飞速进步，推动着股价的持续攀升。然而，过去十年间，可计量的生产率增长却下滑了一半，自1990年代末以来，美国大多数人的实际收入陷入停滞。

我们梳理了造成这一"预期与统计的冲突"的四种潜在解释：虚假希望、计量偏差、利益再分配，以及实施滞后。尽管每种解释都有其一定道理，我们认为，实施滞后很可能是这一悖论最主要的成因。人工智能（AI）最令人瞩目的能力——尤其是基于机器学习的那些——尚未得到广泛扩散。更重要的是，与其他通用目的技术（GPT）一样，AI的全面效益只有在大量互补性创新得到开发和落地之后才能真正实现。所需的调整成本、组织变革与新技能，可以被建模为一种无形资本。这种无形资本的部分价值已经体现在企业的市场估值中。然而，展望未来，国家统计数据可能无法完整衡量新技术带来的全部收益，某些指标甚至可能出现方向性偏误。

一、导言

围绕近期总体生产率增长格局的讨论，揭示出一个表面上的矛盾。一方面，新技术的潜在变革力令人叹为观止，可能大幅提升生产率与经济福祉（参见Brynjolfsson and McAfee, 2014）。某些早期的具体迹象已经显现，其中最为突出的是人工智能（AI）性能的近期飞跃。然而与此同时，过去十年间可计量的生产率增长却显著放缓。这一减速幅度巨大——与减速前十年相比，生产率增长被削减了一半甚至更多。这一减速还具有广泛性：遍及整个经合组织（OECD），近年来在许多大型新兴经济体中同样出现（Syverson, 2017）。

由此，我们似乎面临着索洛悖论（Solow 1987 Paradox）的翻版：变革性新技术随处可见，却难觅于生产率统计数据之中。

本文回顾了现代生产率悖论的证据与成因，并提出一种解决方案。亦即：面向未来的技术乐观与回望过去的统计失望，二者之间并不存在内在矛盾，完全可以同时并存。事实上，当经济体经历与变革性技术相关的结构性重组时，有充分的概念依据预期两者将同时出现。本质上，在技术变革时期，对未来企业财富的预测者与对历史经济表现的计量者，分歧最为显著。本文将论证并呈现一些证据，表明当前经济正处于这样一个特殊时期。

二、技术乐观主义的来源

联合利华首席执行官保罗·波尔曼近期宣称："创新速度从未如此之快。"微软联合创始人比尔·盖茨同样指出："创新正以令人生畏的速度推进。"Khosla Ventures的维诺德·科斯拉预见到"未来十至二十年将迎来快速加速的开端"。Alphabet公司执行主席埃里克·施密特认为，"我们正步入……丰裕时代，在丰裕时代，一个新纪元将到来……智能时代。"雷·库兹韦尔则著名地预言：奇点——AI超越人类的时刻——将于2045年前后到来。

这些断言在一定程度上反映了信息技术（IT）在诸多领域的持续进步：从计算能力的持续翻倍（尽管基数越来越大），到对云基础设施等关键互补性创新的成功投资，以及新型服务化商业模式的兴起。但更大的乐观来源，是人工智能（AI）近年来的一波改进浪潮，尤其是机器学习的进展。机器学习代表着与第一波计算机化截然不同的根本性转变。历史上，大多数计算机程序由人类将知识逐步编码、一步步映射输入与输出而创建。相比之下，机器学习系统借助通用算法（例如神经网络），通过大量标注样本数据集，自主发现输入到输出的映射关系。这些机器学习方法利用数据总量与数据处理能力的增长，使机器在感知与认知两项技能上取得了令人瞩目的进步——而这两项技能恰恰是大多数人类工作的核心所在。

例如，在ImageNet数据集（包含逾1000万张图像）上为图片内容贴标签的错误率，已从2010年的30%以上降至2016年的5%以下，在2017年ILSVRC竞赛中，SE-ResNet152模型更将其压低至2.2%（见图1）。

虽然尚未达到职业人类水平，Facebook AI研究团队近期运用卷积神经网络序列预测技术改进了已有最优机器翻译算法（Gehring et al., 2017）。深度学习还与强化学习相结合，形成了一套强大的控制与行动系统，通过对自主代理进行训练，使其在给定环境状态下采取行动以最大化未来奖励。尽管仍处萌芽阶段，这一领域的进展已相当可观。除在围棋上取得的胜利外，Google DeepMind在众多雅达利（Atari）游戏中均实现了超人表现（Fortunato et al., 2017）。

这些技术里程碑意义重大，也正在改变经济格局，为商业价值创造和成本削减开辟新的空间。例如，一个采用深度神经网络的系统接受了与21位经董事会认证的皮肤科医生的对比测试，在诊断皮肤癌方面与其不分伯仲（Esteva et al., 2017）。Facebook每天使用神经网络完成逾45亿次翻译。

[图1：AI与人类在ImageNet图像识别上的错误率对比]

越来越多的企业已对上述机遇做出响应。谷歌现在将自身定位为"AI优先"，微软首席执行官萨蒂亚·纳德拉则称AI为技术领域的"终极突破"。他们对AI的乐观不只是口头表态，苹果、Facebook和亚马逊也都在AI上进行大量投入。截至2017年9月，这五家公司已成为全球市值最高的五家企业。与此同时，以科技股为主的纳斯达克综合指数在2012年至2017年间翻了一倍以上。据CB Insights数据，全球对AI领域私人企业的投资增速更为迅猛，从2012年的5.89亿美元攀升至2016年的逾50亿美元。

三、令人失望的近期现实

尽管上述技术潜力巨大，几乎没有迹象表明它们已经对总体生产率统计数据产生影响。大量发达经济体的劳动生产率增速在2000年代中期下滑，此后持续低迷。例如，美国总体劳动生产率增长在2005年至2016年间年均仅为1.3%，不及1995年至2004年间年均2.8%增速的一半。在OECD汇编了生产率数据的其他29个国家中，有28个呈现出类似的减速态势。这些国家的不加权年均劳动生产率增速从1995—2004年的2.3%降至2005—2015年的1.1%。

[图2：分地区劳动生产率平均年增速（经平滑处理，百分比）]

资本深化与全要素生产率（TFP）增长共同推动劳动生产率提升，二者均对近期减速有所贡献（参见Fernald, 2014；OECD, 2015）。令人失望的技术进步可与上述两项指标相联系。TFP直接反映技术进步；资本深化则间接受技术变革影响，因为企业的投资决策会对资本当前或预期边际产品的改善作出响应。

这些事实在某些人看来是AI等新技术难以大幅提升生产率与收入的理由。Gordon（2014, 2015）认为生产率增长已长期下滑，1995年至2004年由IT驱动的加速只是一次性的异常现象。虽然Gordon并不否认未来数十年会有技术进步，但他基本上认为我们所经历的低增长才是新常态，未来亦将如此。Cowen（2011）同样给出了多项理由，说明创新至少在可预见的未来将保持低迷。Bloom et al.（2017）记录了许多技术进步领域研究生产率下降的现象；Nordhaus（2015）则发现技术驱动增长加速的假说在多种检验下均告失败。

这一对未来技术进步的悲观看法已渗入长期政策规划。例如，美国国会预算办公室（CBO）将其对未来10年美国年均劳动生产率增速的预测，从2016年版的1.8%（CBO, 2016）下调至2017年版的1.5%（CBO, 2017）。虽然表面上看差距不大，但这一调整意味着10年后美国GDP将比乐观情景小得多——差距相当于2017年的近6000亿美元。

四、悖论的潜在解释

当前技术乐观主义与生产率低迷并存，主要有四种候选解释：（1）虚假希望，（2）计量偏差，（3）利益集中与租金耗散，（4）实施与重组滞后。

（一）虚假希望

最简单的可能是：对技术潜力的乐观本身就是错位的、无据可查的。也许这些技术不会如许多人预期的那样带来变革，尽管它们可能对特定行业产生适度而值得关注的影响，其总体影响或许微乎其微。在这种情形下，悖论将在未来得到解决——因为实际生产率增长从未走出低谷，迫使乐观者对其信念进行修正。

历史与当今的一些案例为此提供了一定的支撑。毫无疑问，我们可以列举许多曾经令人振奋却未能兑现初期乐观预期的技术。核电从未变得"便宜到无需计量"，核聚变在过去60年里始终"还有20年"才能实现。火星的召唤依然存在，但距尤金·塞尔南最后一次登月已逾40年。飞行汽车从未真正起飞，

另一方面，乐观仍有充分依据。如下文所述，并不难构建一些粗略推算的情景，即便是现有技术中为数不多的几项，经组合后就足以显著提升生产率增长与社会福祉。事实上，知识渊博的投资者和研究者正在以真金白银和时间精力押注于这样的结果。因此，尽管我们承认过度乐观的可能性——AI早期预测的经验尤其提醒我们在本文中保持一定程度的谨慎——我们判断，在这一时点断然否定乐观态度仍为时过早。

（二）计量偏差

另一种潜在解释是产出与生产率的计量偏差。在这一解释下，对经验过去的悲观解读——而非对未来的乐观——才是有误的。这一解释意味着，新一波技术的生产率收益已经实现，只是尚未被准确计量。据此，过去十年的减速只是一种假象。这一"计量偏差假说"已在若干研究中被提出（参见Mokyr, 2014；Alloway, 2015；Feldstein, 2015；Hatzius and Dawsey, 2015；Smith, 2015）。

计量偏差假说表面上有一定合理性。智能手机、在线社交网络、可下载媒体等许多新技术所涉及的货币成本极低，但消费者花费了大量时间与之互动。因此，即便这些技术由于相对价格低廉而在GDP中占比较小，它们也可能带来相当可观的效用。Guvenen, Mataloni, Rassier, and Ruhl（2017）还表明，不断增长的离岸利润转移是计量偏差的另一来源。

然而，一系列近期研究提供了充分理由说明，计量偏差并非减速的全部乃至主要原因。Cardarelli and Lusinyan（2015）；Byrne, Fernald, and Reinsdorf（2016）；Nakamura and Soloveichik（2015）；以及Syverson（2017），各自采用不同方法和数据，均呈现出计量偏差并非生产率减速主要原因的证据。毕竟，尽管有令人信服的证据表明当今许多技术的收益未能体现在GDP及生产率统计中，但在更早的历史时期同样如此，情况并无二致。

（三）利益集中与租金耗散

第三种可能是：新技术的收益已经可以实现，但由于收益高度集中以及各方为争夺或维护这些收益而展开的耗散性努力（假定这些技术至少具有一定程度的竞争性），其对平均生产率增长的影响总体上较为有限，对中位数工作者而言几乎可以忽略不计。例如，迄今AI最有利可图的两种应用——在线广告的定向与定价，以及金融工具的自动化交易——均具有大量零和博弈的性质。

这一故事的一个版本主张：新技术的收益被经济中相对小众的群体所享有，而这些技术范围狭窄、具有竞争性的特征催生了浪费性的"淘金热"式行为。

近期研究为这一故事的某些要素提供了间接支撑。同行业内前沿企业与平均企业之间的生产率差距近年来持续扩大（Andrews, Criscuolo, and Gal, 2016；Furman and Orszag, 2015）。大多数行业中，顶部和底部企业的利润率差异也在扩大（McAfee and Brynjolfsson, 2009）。少数超级明星企业正在赢得更多市场份额（Autor et al., 2017；Brynjolfsson et al., 2008），而工人的收入越来越与企业层面的生产率差异挂钩（Song, Price, Guvenen, Bloom, and von Wachter, 2015）。有观点认为，行业集中度上升正导致市场力量扭曲带来的大量总体福利损失（De Loecker and Eeckhout, 2017；Gutiérrez and Philippon, 2017）。此外，日益加剧的不平等即使在总收入持续增长的情况下，也可能导致中位数收入停滞与相关社会经济成本。

尽管上述证据重要，却并非决定性的。行业集中度的总体效应仍有争议，且某项技术的收益分配不均，并不足以保证资源会在争夺中被大量耗散——尤其不足以确保这种浪费足以抹去可察觉的总体收益。

（四）实施与重组滞后

前三种解释，尤其是前两种，在某种程度上依赖于"解释掉"高度预期与令人失望的统计现实之间的不一致——其中一方被预设为某种意义上的"错误"：在乐观预期错位的情景中，技术人员和投资者对技术的期望偏离了轨道；在计量偏差解释中，我们用于评估经验现实的工具无法胜任精准衡量的任务；而在利益集中的故事中，少数人获得的私人收益可能确实存在，但无法转化为更广泛的社会收益。

然而，第四种解释则允许悖论的两个看似对立的部分同时为真。它断言：确有充分理由对新技术未来的生产率增长潜力保持乐观，同时也承认近期生产率增长确实低迷。这一故事的核心在于：充分驾驭新技术往往需要相当漫长的时间——通常远超通常的预估。具有讽刺意味的是，这一点对于那些最终对总体统计数据和社会福祉产生重要影响的重大新技术而言尤为突出——也就是那些应用范围足够广泛、堪称通用目的技术（GPT）的技术。事实上，潜在的重组越是深刻、越是深远，从技术最初发明到其全面影响经济与社会之间的时间滞后就越长。

这一解释意味着：将存在一个特定时期——技术发展已足够成熟，使投资者、评论者、研究人员和政策制定者能够想象其潜在的变革效应——但它们尚未对近期生产率增长产生任何可察觉的影响。只有当足够规模的新技术存量得以建立，且必要的互补性流程和资产的发明也完成之时，这项技术的应许之地才会真正在总体经济数据中显现。投资者具有前瞻性，经济统计数据则具有后顾性。在技术稳定或稳步演变（匀速变化）的时期，两类测量看似可以相互印证；但在变革剧烈的时期，二者可能完全失去相关性。

从认识到一项新技术的潜力到其效益可被计量，其间的延迟主要来自两个方面：其一，需要时间将新技术的存量积累到足以产生总体效应的规模；其二，互补性投资是充分发挥新技术收益的必要条件，而发现、开发这些互补品并将其付诸实施同样需要时间。核心发明的根本重要性及其对社会的潜力或许在一开始便清晰可见，但沿途所需的无数配套发明、种种障碍与调整，都有待在时间长河中逐一发现，而所需路径可能漫长而艰辛。切莫将视野清晰误认为路途短暂。

这一解释通过承认悖论两个看似对立的部分实际上并不冲突，从而化解了悖论——两者在某种意义上都是建立和实施新技术这一根本性现象的自然表现。

前三种解释虽然各自可能在描述悖论成因方面扮演一定角色，但在解释数据的关键方面也各自面临严峻质疑。我们认为，第四种解释——实施与重组滞后——在以下讨论的证据面前最具说服力，因此将是本文其余探讨的重心所在。

五、支持实施与重组滞后解释的论证

（一）近期低生产率并不预示未来低增速

悲观主义的隐性或显性前提是：近期生产率增速放缓预示着未来增速的长期低迷。我们首先确立这一故事中最基本的要素：今日的生产率低迷并不排除未来更快增速的可能。事实上，证据清楚表明：过去的生产率增速几乎没有任何预测力。

全要素生产率（TFP）增长是总体产出增长中无法通过可观测劳动力和资本投入变动来解释的部分，曾被称为"我们无知的度量"（Abramovitz, 1956）。它是一个残差，因此计量经济学家不应对其可预测性之低感到惊讶。劳动生产率是一个类似的度量，但不对资本积累加以校正，而是简单地以生产该产出所用劳动工时除总产出。

[图3：美国全要素生产率与劳动生产率指数，1948—2016年（1990年=100）]

[图4：美国全要素生产率与劳动生产率按十年期增速（%）]

战后时期，生产率持续增长，尽管不同时期增速有所差异。然而，尽管增长持续，过去的生产率增速历史上一直是预测未来生产率增速的不可靠指标。换言之，过去十年的生产率增长对下一个十年几乎没有任何预测意义。仅凭生产率数据，很难预见1970年代初生产率增速的下滑，也难以预判信息技术在1990年代的积极影响。

实际上，尽管生产率增速在较短时间区间内存在一定相关性，但相邻十年期的相关性在统计上并不显著。以下表格呈现了以前一期平均生产率增速为解释变量、对当期平均生产率增速进行回归（以10年为区间）的结果，以及各十年期生产率与后续十年期生产率的散点图。表1允许误差项存在跨年自相关（滞后1期），表2则按十年期对标准误进行聚类处理。附录呈现了允许更长时间尺度自相关的类似结果。

[表1：采用Newey-West标准误的回归结果]

[表2：按十年期聚类标准误的回归结果]

[图5：劳动生产率增速散点图]

[图6：全要素生产率增速散点图]

[图7：使用率调整后全要素生产率增速散点图]

在所有情况下，上述回归的R²均很低，前一个十年的生产率增速对下一个十年的增速没有统计上可辨别的预测力。劳动生产率的R²为0.009；TFP增速回归的R²为0.023；使用率调整后TFP的R²为0.03。"过往表现不能预测未来结果"这一老生常谈，尤其适用于十年乃至更长期维度上对生产率增长的预测。历史上的停滞不能为面向未来的悲观提供依据。

（二）技术驱动的生产率乐观论

简单外推近期生产率增速并非估算未来十年增速的好方法。这是否意味着我们对预测生产率增长毫无希望？我们并不这么认为。

与其只依赖过去的生产率统计，我们不如考察我们预期在不久的将来所能看到的技术与创新环境。特别是，我们需要研究和理解那些实际存在的特定技术，并对其潜力作出评估。

无需深挖现有技术宝库，也无需对任何单一技术假设极大的收益，就可以论证：现有但尚处早期的技术有可能组合出现，推动总体生产率增速出现可感知的加速。我们先来看几个具体案例，然后再论证AI是一种GPT，并探讨其更广泛的含义。

首先，考虑自动驾驶汽车的生产率潜力。根据美国劳工统计局数据，2016年私营部门共有350万人从事"机动车辆操作员"相关工作（包括卡车司机、出租车司机、公共汽车司机及其他类似职业）。假设自动驾驶汽车在某段时间内将完成同等工作量所需的司机人数降至150万。鉴于该技术的潜力，我们认为这一情景并不牵强。2016年中期非农私人部门总就业人数为1.22亿，因此自动驾驶汽车将使完成相同产出所需的劳动力减至1.2亿，这将使总体劳动生产率（以BLS非农私人部门标准序列计算）提升1.7%。若该转型历时10年，仅此一项技术每年就能直接贡献0.17个百分点的生产率增速。

这一增益相当可观，且尚未计入自动驾驶汽车扩散所可能伴随的诸多互补性变化带来的生产率收益。例如，自动驾驶汽车与"交通即服务"而非个人购车模式天然互补。典型的私家车目前95%的时间停在某处（Morris, 2016），而在密度足够的地区，自动驾驶汽车可按需召唤，从而在更多时间内提供有效的交通服务，即便考虑更多磨损，也能降低每客英里的资本成本。因此，除了用机器取代司机带来的劳动生产率提升，资本生产率也将大幅改善。

第二个例子是呼叫中心。截至2015年，美国约有220万人在逾6800个呼叫中心工作，另有数十万人以家庭为基础从事呼叫中心业务或在较小的站点工作。

除节省劳动力外，AI的进步还有望提升全要素生产率（TFP）。例如，谷歌DeepMind团队近期训练了一组神经网络来优化数据中心的能耗。通过精心追踪数千个传感器已收集的温度、用电量、泵速等数据，系统学会了如何对操作参数进行调整，最终将制冷能耗降低了40%——与人类专家所达到的水平相比。该算法是一个通用框架，能够应对复杂的动态变化，因此不难想象它可以被推广至谷歌其他数据中心乃至全球范围。

更多类似的机器学习应用可在各类商业和工业活动中落地。例如，制造业每年创造约2.2万亿美元的增加值。通用电气等制造业企业已在使用AI预测产品需求、未来客户维护需求，并分析来自设备传感器的性能数据。近期有研究通过训练深度神经网络同步实现物体感知与感觉运动控制，使机器人能够完成一系列手眼协调任务（如拧开瓶盖、挂衣架）（Levine et al., 2016）。Liu et al.（2017）利用一种称为"模仿学习"的技术，训练机器人完成若干家务劳动（如扫地、将杏仁倒入锅中）。在这一方法中，机器人通过观看任务的原始视频示范来学习执行任务。这些技术无疑将对未来制造工艺的自动化产生重要影响。上述研究还表明，AI可能很快改善家庭生产任务的生产率——根据估算，2010年家庭生产的非市场增加值高达约2.5万亿美元（Bridgman et al., 2012）。

尽管上述每个案例都暗示着不可忽视的生产率增益，它们也不过是迄今已被发现的AI和机器学习应用中的一小部分。James Manyika及其同事分析了2000项任务，估计美国经济中人们所从事的约45%的有偿活动，可以利用现有水平的AI及其他技术实现自动化。他们强调，自动化的速度还取决于技术可行性以外的诸多因素，包括自动化成本、监管障碍与社会接受度。

（三）人工智能是一种通用目的技术

尽管AI的具体应用可能已经举足轻重，我们认为AI、机器学习及相关新技术更重要的经济效应，源于它们具备通用目的技术（GPT）的特征。

Bresnahan and Trajtenberg（1996）认为，一种GPT应当具备三个特征：普遍性、持续改进潜力，以及催生互补性创新的能力。

蒸汽机、电力、内燃机与计算机，都是重要通用目的技术的典型案例。它们每一项不仅直接提升了生产率，还通过催生重要的互补性创新产生了更深远的影响。例如，蒸汽机最初最重要的应用是从煤矿中抽水，但随后催生了更高效的工厂机械，以及汽轮船和铁路等新型交通方式。这些配套发明反过来又推动了供应链和大规模营销的创新，推动了拥有数十万员工的新型大型组织的出现，甚至促成了标准时间这一看似无关的发明——而这是管理铁路时刻表所必需的。

AI，尤其是机器学习，毫无疑问具备普遍性、持续改进的潜力，以及催生互补性创新的能力，使其成为一种重要GPT的候选者。

正如Agrawal, Gans, and Goldfarb（2017）所指出的，当前一代机器学习系统特别适合于增强或自动化那些至少包含某种预测环节（广义界定）的任务。这涵盖了广泛的任务、职业和行业——从驾驶汽车（预测方向盘应转向何方）和诊断疾病（预测病因），到推荐商品（预测顾客喜好）和创作歌曲（预测哪段音符序列最受欢迎）。当前系统所涉及的感知与认知核心能力，对于人类所从事的许多任务而言，即便不可或缺，也是普遍性存在的。

机器学习系统还具有随时间自我改进的特性。事实上，使其区别于早期技术的，正是它们被设计为能够持续自我改进。与其要求发明者或开发者逐步将流程编码不同，只要给定足够大量的从输入到输出的标注样本集，机器学习算法就能自主发现连接一组输入X与一组输出Y的函数（Brynjolfsson and Mitchell, 2017）。这种改进不仅来自新算法和技术的发现——尤其是深度神经网络领域——还得益于它们与计算硬件大幅提升及可用于训练系统的大体量数字数据集之间的互补性（Brynjolfsson and McAfee, 2017）。

最重要的是，机器学习系统能够催生各种互补性创新。例如，机器学习已经大幅提升了机器执行多种基本感知类任务的能力，从而扩展了更广泛应用的可能性。以机器视觉为例——这是识别、标记照片中物体并解读视频流的能力。随着识别行人的错误率从每30帧约1次降至约每3000万帧1次，自动驾驶汽车变得日益可行（Brynjolfsson and McAfee, 2017）。

机器视觉的改进还使各种工厂自动化任务和医疗诊断成为现实。Gill Pratt曾将此比拟为5亿年前动物视觉的发展——那场演化点燃了寒武纪大爆发，地球上生命物种随之大量涌现（Pratt, 2015）。他还指出，机器拥有一种任何生物物种都不具备的新能力：几乎能即时与他者共享知识和技能。云计算的兴起已使以远低于以往的成本快速扩展新想法变得更加容易。这对于推进机器学习的经济影响尤为重要，因为它使云机器人成为可能：机器人之间的知识共享。一旦某台机器在某处学习了一项新技能，便可通过数字网络将其复制给其他机器。

这反过来提高了改进速度。例如，遇到异常情况的自动驾驶汽车可以将信息上传至共享平台，汇聚足够多的样本后便能推断出规律。一辆自动驾驶汽车所经历的异常情况，可以让众多车辆从中学习。Waymo（谷歌子公司）每周在真实路况下行驶2.5万英里的自动驾驶里程，并模拟行驶约1900万英里。所有Waymo车辆都从彼此的联合经验中学习。

将AI视为一种GPT，其对产出和福祉的潜在收益远超早前分析中的估算。例如，自动驾驶汽车可能深刻改变众多非交通行业。零售业可能进一步转向按需到家配送，从而创造消费者福利增益，并释放当前用于停车的宝贵高密度土地。交通和安全状况可得到优化，保险风险可能下降。美国每年有逾3万人死于汽车事故，全球范围内接近百万，这提供了拯救众多生命的机会。

六、为何未来技术进步与当前低生产率增长并不矛盾

在为技术乐观主义建立了论据之后，我们现在转向解释：为何这一乐观主义与低当前生产率增长并不矛盾——事实上，二者甚至可能是相互关联的自然结果。

与其他GPT一样，AI有潜力成为生产率的重要驱动力。然而，正如Jovanovic and Rousseau（2005）所指出的（并援引David [1991]的历史案例）："GPT并不会在到来之际立即带来生产率增益"（第1184页）。一项技术可以在某个时刻既已存在并发展到足以让人想象其变革效应，同时又对当前生产率水平没有任何可察觉的影响。这正是我们认为当前经济可能所处的状态。

我们已在上文讨论到，一种GPT可能在某一时刻既已存在，又不影响当前生产率增长——这可能是因为需要建立足够规模的新技术存量，或者是因为有形和无形的互补性资本类型有待识别、生产和到位，才能充分发挥GPT的生产率收益。

建立充足资本存量所需的时间可能相当漫长。例如，自集成电路发明后，直至1980年代末（逾25年后），计算机资本存量才达到其长期稳定水平，约占全部非住宅设备资本存量（历史成本计）的5%，而10年前这一比例仅为约2.5%。因此，当索洛提出他那以他命名的悖论时，计算机才刚刚开始真正无处不在。

David（1991）在电气化扩散中观察到类似现象。直至1919年（即交流多相电流的转型开始约30年后），至少半数美国制造业企业仍未实现电气化。起初，采用电力的驱动力是为传动提供动力的简单成本节约。然而，最大的收益姗姗来迟——来自互补性创新。管理者开始从根本上重组生产方式：淘汰工厂的集中动力源（轴传动系统），为每台机器配备独立的电动机（单元驱动），这使设备布局更加灵活，并使有效的物料流转装配线成为可能。

这种工厂组织方式事后看来显而易见，却花了长达30年才得以广泛采用。为何如此？正如Henderson（1993；2006）所指出的，恰恰是因为在位企业是围绕当前运作方式设计的，并在此方面高度熟练，以至于对新方法视而不见或无法吸收，而陷入路径依赖的困境——他们承受着"知识的诅咒"。

工厂电气化的例子说明了技术涌现与可计量生产率效益之间存在时间差的另一原因：互补性资本的安装（乃至发明）的必要性。这既包括有形投资，也涵盖无形投资，而发明、获取并安装这些互补品所需的时间，通常远超前述资本积累所需的时间。

考察企业内部大规模IT投资与生产率收益之间可测量的滞后期。Brynjolfsson and Hitt（2003）发现，虽然以1年期差分衡量时IT投资与小幅生产率收益相关联，但随着差分期拉长，收益大幅增长，峰值约在7年后出现。他们将这一规律归因于互补性业务流程变革的需求：实施大型企业规划系统时，企业几乎无一例外地在业务流程再造和培训上的投入，是硬件和软件直接成本的数倍。招聘及其他人力资源实践往往也需要大幅调整，以使企业的人力资本与新的生产结构相匹配。事实上，Bresnahan, Brynjolfsson, and Hitt（2002）发现了IT、人力资本与组织变革在投资决策和生产率水平上存在三方互补的证据。此外，Brynjolfsson, Hitt, and Yang（2002）表明，IT资本存量每增加1美元，对应约10美元的市场价值。他们将其解读为大量IT相关无形资产存在的证据，并表明将IT投资与特定组织实践相结合的企业，不仅更具生产力，其市场估值也远高于仅投资其中之一的企业。这一数据规律与大量关于IT投资和更广泛的技术投资时组织乃至文化变革重要性的研究一脉相承（参见Aral et al., 2012；Brynjolfsson and Hitt, 2000；Orlikowski, 1996；Henderson, 2006）。

然而，此类变革需要大量时间和资源，助长了组织惰性。企业是复杂的系统，需要广泛的互补性资产网络，才能使GPT充分改造整个系统。试图转型的企业往往不得不重新评估和重新配置的不仅是其内部流程，还包括其供应链和分销链。这些变化需要时间，但管理者和企业家会将发明方向引向节省最昂贵投入的路径（Acemoglu and Restrepo, 2017）。根据勒夏特列原理（Milgrom and Roberts, 1996），弹性因此往往在长期比短期更大，因为准固定要素会逐步调整。

调整能否成功并无保证。事实上，有证据表明，GPT量级的变革中，多数转型以失败告终。Alon, Berger, Dent, and Pugsley（2017）发现，成立5年以上的企业群体对总体生产率增长的净贡献微乎其微——即在在位企业中，一家企业的生产率改进会被其他企业的生产率下滑所抵消。"老狗学新招"谈何容易，而且这些老狗（企业）往往还有内部激励机制抗拒学习（Arrow, 1962；Holmes, Levine, and Schmitz, 2012）。某种意义上，技术进步是以一次一家企业死亡的方式推进的。

改造整个行业和部门需要更多的调整与重新配置。零售业提供了一个生动案例。尽管电子商务是1990年代互联网热潮中最重大的创新之一，此后二十年间，零售业最大的变化并非电商，而是仓储商店和超级中心的扩张（Hortaçsu and Syverson, 2015）。直至近年，电商才成为各大传统零售商不得不正视的力量。为何花了这么长时间？Brynjolfsson and Smith（1999）记录了在位零售商在调整业务流程以充分利用互联网和电子商务方面所面临的种种困难。大量互补性投资是必要条件。整个行业需要建立起完整的配送基础设施，消费者的购物习惯也需要"重新训练"。这一切都无法一蹴而就。电商革命性改造零售业的潜力在1990年代末已被广泛认知乃至过度渲染，但其在零售总额中的实际份额微乎其微——1999年仅为0.2%。历经二十年来被广泛预测却又缓慢推进的变革，电商占零售总额的比例正接近10%，亚马逊等企业开始对传统零售商的销售额和市值产生一阶效应。

此前讨论的自动驾驶汽车案例，提供了一个关于生产率如何可能滞后于技术的更有预见性的示例。试想当自动驾驶汽车被引入时，现有的整车生产与车辆运营工人队伍将发生什么。生产侧的就业将在初期因研发、AI开发和新车工程需求而增加。此外，学习曲线效应可能意味着这些车辆早期制造阶段的生产率较低（Levitt, List, and Syverson, 2013）。因此，短期内，为完成相同数量的车辆生产，劳动力投入实际上可能增加而非减少。在自动驾驶汽车早期开发和生产阶段，生产商新增的边际劳动力超过了机动车辆操作员中被替代的边际劳动力。只有当部署的自动驾驶汽车车队规模接近稳态，可计量的生产率才能充分反映这一技术带来的全部收益。

七、透过历史GPT的棱镜看今日悖论

我们已在上文的讨论中表明，我们认为当前的悖论与历史上曾经发生过的类似情形存在深刻的平行关系。它当然与1990年前后的索洛悖论时代密切相关，但也与便携动力（将电气化与内燃机的同步增长和变革效应相结合）扩散时期的经历紧密相连。

比较两个时代的生产率增长模式颇具启发意义。图8是对Syverson（2013）分析的更新版本，它将1970年以来的美国劳动生产率与1890年至1940年间（便携动力技术已经发明并开始投入生产的时期）的劳动生产率叠加对比。（历史序列数值来自Kendrick [1961]。）现代序列以1995年为基准（=100），标注于上方横轴；便携动力时代指数以1915年为基准（=100），其年份显示于下方横轴。

便携动力时代的劳动生产率与当前序列呈现出惊人相似的规律。在两个时代，都有约四分之一世纪相对缓慢的生产率增长初始期，随后都出现了为期十年的生产率增速加速：便携动力时代为1915年至1924年，近期则为1995年至2004年。

1990年代末的加速，是索洛悖论的（至少部分）解决。我们不难想象，1910年代末的加速，也同样可以回答某位1910年假想经济学家关于"为何到处都是电动机和内燃机，却不见于生产率统计数据"的质疑。

[图8：便携动力时代与IT时代劳动生产率增长对比]

非常有趣且与当前形势高度相关的是，我们在2004年后经历的生产率减速，在历史数据中同样有对应——即1924年至1932年间的减速。如图所示，颇能启迪当下——关于AI及相关技术新浪潮（或者说，如有人更倾向的，第二波IT技术）能否再次加速生产率增长——便携动力时代末期的劳动生产率再次攀升，1933年至1940年间年均增速达2.7%。

当然，历史上这段快速增长并不保证生产率今天也必然加速。然而，它提出了两个相关要点。第一，这又是一个缓慢生产率增长之后实现加速的例证。第二，它表明由核心GPT驱动的生产率增长可以多轮到来。

八、AI驱动的生产率加速的预期效应

要理解AI可能带来的生产率效应，将AI视为一种资本——具体而言，是一种无形资本——颇为有益。它可以通过投资积累，是一种持久的生产要素，其价值可以折旧。将AI视为一种资本，有助于厘清其作为生产要素的开发和安装将如何影响生产率。

与任何资本深化一样，AI的增加将提升劳动生产率。无论AI资本被计量得多么准确（我们有理由预期其计量并不完善，原因下文将会讨论），情况都是如此，尽管可能存在滞后。

AI对全要素生产率（TFP）的影响则更为复杂，且将取决于计量方式。如果AI（及其产出弹性）能得到完美计量，并被纳入TFP分母中的投入束和分子中的产出束，那么所测TFP将准确反映真实TFP。在这种情况下，AI可以被当作任何其他可测量资本投入一样处理，其对产出的影响可以被TFP投入测量所"剔除"，从而不改变TFP。这并不是说AI的广泛扩散不会带来生产性收益，只是它可能像其他类型的资本投入一样被赋予价值。

然而，经济学家和国家统计机构在处理AI时，可能面临计量问题。这些问题有些是更普遍的资本计量问题的体现，另一些则可能是AI所特有的。

（一）计量AI资本

无论AI及相关技术对实际产出和生产率有何影响，从上述生产率展望可以清楚地看到：AI效应的计量方式，将取决于各国统计部门对AI资本的计量质量。

AI资本计量的主要困难在于，如前所述，其大量产出将是无形的。这一问题因AI被广泛用作生产其他资本（包括新型软件以及人力资本和组织资本）而非最终消费品的投入而更加突出。这类其他资本，包括人力资本本身，将与AI一样大多是无形的（Jones and Romer, 2010）。

更具体地说，有效使用AI需要开发数据集、构建企业特定人力资本，以及实施新的业务流程。这些都需要大量资本支出和维护。这些无形投入的有形对应物——包括购置计算资源、服务器和房地产——在标准新古典增长核算模型中易于衡量（Solow, 1957）。另一方面，互补性无形投资的资本品生产的价值则难以量化。有形和无形资本存量都会随时间产生资本服务流量收益。实现这些收益不仅需要简单地租用资本存量，企业在购入资本资产后还会产生额外的调整成本（例如业务流程再造和安装成本）。这些调整成本使资本比无摩擦租赁市场所隐含的更缺乏弹性。AI资本乃至更广泛IT资本的大部分市场价值，可能源于已经重组以从新投资中提取服务流量的企业所赚取的资本化短期准租。

然而，有形资产存量被记录在企业资产负债表上，对AI投资的无形互补品和调整成本的支出通常却并非如此。若不将无形AI资本品的生产和使用纳入其中，常规增长核算分解就会将AI无形资本深化错误归因于TFP变化。如Hall（2000）和Yang and Brynjolfsson（2001）所讨论的，这构成了在计算最终产出时对潜在重要资本品生产的遗漏。TFP的估算因此将不准确，且可能偏向任何一个方向：若无形AI资本存量增速快于产出，TFP增长将被低估；若资本存量增速慢于产出，则TFP将被高估。

这一效应的直觉在于：在任何给定的t期，t+1期（未被计量的）AI资本存量的产出，是t期（未被计量的）现有AI资本存量的输入的函数。当AI存量快速增长时，未被计量的产出（产生的AI资本存量）将大于未被计量的投入（使用的AI资本存量）。

此外，假设创造无形资产所需的劳动力和其他资源成本被计量了，但由此产生的无形资产增量没有被计入产出，那么不仅GDP总量将被低估，生产率也将被低估（因为GDP是生产率的分子）。因此，无形资本快速积累时期可能伴随着较低的可计量生产率增长，即便真实生产率正在提升。

（二）J曲线：计量偏差的动态演变

将上述两种效应结合，便产生了"J曲线"现象：无形资本早期积累阶段导致生产率增长被低估，而后来无形资本存量产生的产出增量则被错误地归因于TFP，造成过高估计。

形式上，设Y为产出，K₁为普通资本，K₂为未被计量的资本，L为劳动，A为全要素生产率，z为未计量投资品的价格，则总产出满足：Y + zI₂ = f(A, K₁, K₂, L)，其中I₂为对未计量资本的净投资。

可测量的索洛余量（Ŝ）与正确的索洛余量（S*）之间的计量偏差为：Ŝ − S* = (r₂K₂/Y)·g_{K₂} − (zI₂/Y)·g_{I₂}，其中g_{K₂}和g_{I₂}分别是未被计量的资本存量和投资的增长率。

当对未计量资本的新投资增速（乘以其产出份额）大于未计量资本存量增速（乘以其产出份额）时，估算的索洛余量将低估生产率增速；反之则高估。最初，新型资本将具有较高的边际产品，企业将积累该资本直至其边际回报率与其他资本相等。随着资本积累，净投资增速将变为负值，导致TFP被高估的程度增大。在稳态中，净投资的产出份额与净资本存量均不再增长，计量偏差为零。

[图9：计量偏差的J曲线（示例）]

展望未来，AI资本的这些问题可能尤为突出，因为其积累速度在短期内几乎必然超过普通资本积累的步伐。AI资本是一种全新的资本类别——不仅在经济统计意义上是新的，我们认为在实践层面也是如此。

这还意味着，从类型内部增长计算的资本量指数，在早期阶段可能难以对AI的规模和效应进行基准衡量。国家统计机构并不真正专注于计量尚未普及的资本类型。新的资本类别往往要么被归入现有类型（推断的边际产品可能偏低，导致低估新资本的生产效应），要么被完全忽视。这一问题类似于价格指数中的新商品问题。

另一个相关问题是——一旦AI被单独计量——其计量单位能否准确捕捉AI相对于其他资本存量的边际产品。也就是说，若一美元的AI存量的边际产品是经济中非AI资本典型单位的两倍，AI的量指数能否反映这一差异？这要求AI与非AI资本的可测相对价格能够捕捉边际产品的差异。相比正确计量绝对水平，更重要的是准确计量相对比例变化（无论是跨时期还是横截面比较）。

值得指出的是，上述均为资本计量的经典问题，并非AI所特有。也许这些问题对AI而言系统性地更严重，但这在事前并不明显。这意味着经济学家和国家统计机构至少对处理这类局限性有一定经验，尽管尚无完整解决方案。不过，某些计量问题对AI而言可能确实格外突出。例如，AI产出的相当部分价值可能具有企业特定性。设想一个程序，能够识别个别消费者的产品偏好或价格弹性并据此匹配商品和定价，这对不同企业的价值将因其客户群和产品选择而异，且知识可能无法跨企业迁移。其价值还取决于企业实施差别定价的能力——这可能受到企业所在市场特征的限制，例如转售机会（并非总在企业掌控之下），或者企业内部互补性实施资产和能力的存在与否。同理，每家企业在员工的技能组合、生产流程的独特需求和特定供应约束方面都各有不同。在这种情况下，企业特定的数据集及其应用将使一家企业的机器学习能力区别于另一家（Brynjolfsson and McAfee, 2017）。

九、结论

关于技术与增长，乐观者与悲观者均不乏其人。乐观者往往是技术人员和风险投资者，许多人聚集于科技重镇；悲观者则往往是经济学家、社会学家、统计学家和政府官员，许多人聚集于各大政治与行政中心。两类群体之间的互动远少于各自内部的沟通，彼此似乎常常在对话中错失对方。本文认为，从一个重要意义上说，他们确实是在各说各话。

与乐观者交流时，我们相信AI和机器学习领域近期的突破是真实而重大的，并认为它们构成了一种新的、具有重要经济意义的潜在GPT的核心。与悲观者交流时，我们相信近年来生产率增长确实放缓，现有增益的分配严重不均，使众多人面临收入停滞、健康与福祉指标恶化的处境，有充分的理由感到忧虑。人们对未来感到不确定，许多曾经主导就业和市值排行榜的工业巨头也已步履维艰。

这两种叙事并不相互矛盾。事实上，从许多角度来看，它们是一致的，是处于转型中的经济的症候表现。我们的分析表明：尽管近期过去颇为艰难，但这并非命中注定的宿命。虽然预测历来危险，我们也对预见未来保持谦逊，但我们对证据的解读确实提供了若干乐观的理由。AI技术已取得的突破尚未影响到经济的大部分领域，但预示着随其扩散将会产生更大的影响。更重要的是，这些突破催生了互补性创新，可能成倍放大其影响。AI投资和配套变革的成本高昂、难以计量、耗时实施，这可能——至少在最初——会压低当前计量框架下的生产率数字。企业家、管理者和终端用户，将为如今已能学会识别物体、理解人类语言、开口说话、做出精准预测、解决问题、并以日益灵活和移动的方式与世界互动的机器，找到强大的新应用场景。

机器学习核心技术的进一步突破无疑将带来可观收益。然而，我们的视角表明，一个被低估的研究领域在于AI新技术的互补品——不仅是人力资本与技能领域，还涵盖新的流程和商业模式。上一波计算机化所对应的无形资产规模，约为直接计算机硬件投资规模的十倍。我们认为，AI相关无形资产的规模具有可比乃至更大的量级。鉴于AI使协调与生产可能性发生的深刻变化，我们过去组织工作和教育的方式在未来不太可能仍是最优解。

与此相关，我们需要更新经济计量工具箱。随着AI及其互补品更快速地充实我们的（无形）资本存量，GDP和生产率等传统指标将愈发难以计量和诠释。成功的企业不需要工厂或计算机硬件方面的大规模投资，但它们拥有难以复制的无形资产。正在开发和/或应用AI的企业所对应的巨大市值表明，投资者相信这些企业具有真实价值。当企业资产的索取权公开交易且市场有效时，金融市场将把企业合理估值为其经风险调整的折现现金流的现值，从而提供对企业所拥有的有形和无形资产价值的估算。更为重要的是，对生活水平的影响可能远超投资者所期望获取的收益。同样可能、甚至很可能的是，许多人将无缘分享这些收益。经济学家有能力为记录和理解AI相关的通常是无形的变化及其更广泛经济影响这一研究议程作出贡献。

实现AI的收益绝非自动完成。这需要开发必要互补品的努力与企业家精神，以及在个人、组织和社会层面承担相关结构性重组所需的适应性。理论预测：赢家将是那些调整成本最低、且尽可能多地到位所需互补品的主体。这在一定程度上有赖于运气，但有了正确的路线图，这也是他们——以及我们所有人——可以为之准备的事情。

参考文献

（参考文献与原文一致，此处不另行翻译，保留原始英文引用信息。）

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附录

附录1：采用更长滞后期Newey-West标准误的回归结果

[附录表格：采用更长时间依赖性的Newey-West标准误回归结果]

附录2：J曲线玩具经济体参数

下表为J曲线示例中所用的玩具经济体参数：新投资价格z=0.3，资本租赁价格r=0.12。各期净投资、净资本存量、投资增速、资本存量增速及产出数据见原文附录2。

文献二 计算机与发电机：现代生产率悖论的历史镜像

致谢

Paul Rhode 的意见与建议在本文初稿阶段尤为重要。Weston Headley 与 Masao Suzuki 协助制备了图表和表格的相关素材。本版本吸纳了沃里克大学1989年7月10—28日经济史暑期研讨会讨论中提出的意见，特别感谢 Steve Broadberry、Jonathan Cave 以及 Nick Crafts 的贡献。Carol Pfister 帮助改善了摘要的表述。

摘要

许多当代经济趋势的观察者深感困惑：快速的技术创新与令人失望的生产率提升何以并存。本文旨在向现代经济学家及同样感到困惑的人士揭示，围绕"通用目的技术"演化而形成的技术经济范式的历史研究，与其所关注的问题具有直接的相关性。为此，本文在两种此类"引擎"——计算机与发电机——之间作出了明确的类比。尽管信息技术与电气技术之间的类比若从字面意义理解会有诸多局限，但这一类比依然颇具启发价值。现代关于"生产率悖论"的每一项主要经验现象，都在不到一个世纪前的工业化西方世界中存在着惊人的历史先例。1900年，当时的人们本可以说，电动发电机"到处都是，就是在经济统计里看不到"。探究这一状况的成因，以及计算机与发电机之间的共同特征——特别是在扩散动态、渐进改进以及初期效应难以被传统生产率指标捕捉这几个方面——为理解我们当前的处境提供了若干线索。本文强调，在讨论信息革命与生产率增长之间的关联时，有必要保持足够长的时间视野，同时应充分认识到从一种技术经济范式向另一种范式转变的过程具有路径依赖的偶然性本质。

关键词：生产率放缓、创新扩散、技术经济学、信息技术、电力工业。

计算机与发电机

现代生产率悖论的历史镜像

"一个人可以热爱悖论，却不失其睿智或诚实。"——沃尔特·萨维奇·兰道，《The Dial》，1841年

本文旨在向那些为当代技术创新与生产率增长之间的反差所困惑的现代经济学家及其他人士揭示，围绕"通用目的技术"演化而形成的技术经济范式的历史研究，与其所关注的问题具有直接的相关性。为此，我在两种此类"引擎"——计算机与发电机——之间作出了明确的类比。

尽管信息技术与电气技术之间的类比若从字面意义理解会有诸多局限，但在两者的普遍扩散动态、渐进改进以及与其他互补技术汇流等方面所呈现的共同特征，仍然颇具教益。这些特征或许能为我们提供一些必要的指引，帮助我们在讨论信息技术的未来发展及其对工业化国家生活水平、经济与社会组织之长期影响时，把握适当的时间框架。它们也可能提供一种语境，使得当前被称为"生产率悖论"的若干面向显得不那么令人惊讶、更易于理解。

1. 悖论的消失与重现

经合组织科学、技术与经济增长国际研讨会的召集人将我们的注意力引向工业化国家近期宏观经济经验中一个令人困惑、甚或令人忧虑的面向（OECD-DSTI 计划，1989年，第1页）。自1970年代中期以来，经济增长的放缓程度超出了生产要素投入增速同步减缓所能解释的范围，这意味着全要素生产率（TFP）的增速也已放慢。在此之前长达二十年间，经济分析家们已形成牢固的惯例，将全要素生产率的提升（以不同精度测量）归因于"技术变革"、"知识进步"等因素——即通过研发投资实现科学的商业化应用，以及从实际生产经验积累中获得的效率改进。由此惯例推论，尽管微电子学与通信技术、复合材料与生物技术领域相继涌现出重大技术创新浪潮，1970年代实际技术进步的实现速度必定已急剧下降。

于是，我们面临一个令人不安的悖论：

"尽管工业化国家已积累起前所未有的科学技术能力，技术变革在日常生活中似乎无处不在，这些国家却似乎愈来愈难以将这种能力转化为可测量的生产率提升……"（OECD:CSTP 计划，1989）

正是这一意外的并置，使得"生产率悖论"这一标签近来广为流传。这一状况的异常乃至自相矛盾之处，也因诺贝尔经济学奖得主罗伯特·索洛教授的那句名言而获得了特定的表述并广泛传播："我们到处都能看到计算机，就是在经济统计里看不到。"

索洛式的生产率悖论表述有宽窄两种解读。我们究竟在针对哪种解读，取决于：将"计算机"的引用视为本质上的象征性表达，抑或按字面意义理解，视为对基于微电子的计算机与通信技术的生产率预期所遭受的具体失望；以及我们所指的生产率指标是国家层面的总体生产率，还是那些在计算机与通信技术方面已进行大规模投资的特定行业的生产率。不止一位观察者指出，在美国，近年来以电子数据处理设备为核心的办公自动化热潮，以及服务业——尤其是银行、金融与保险业，批发与零售业——中计算机密集度的上升，均未伴随着这些行业人时产出指数的攀升（参见 Roach（1987, 1988），Baily and Gordon（1988），Ayres（1989））。

悖论如同其他逻辑命题一样，都从前提出发。然而，就"生产率悖论"较宽泛解读的经验基础而言，其根基过于薄弱，不足以将此事视为超越表面层次的谜题。

首先，实际技术进步是否真的放缓，本身就存在争议。全要素生产率余项的最初发现者对于将其完全归因于技术变革——更不用说归因于有组织研发的成果——原本是相当审慎的。Abramovitz（1956）将其称为"我们无知的量度"，而 Jorgenson 与 Griliches（1967）等人则对将持续效率增长概念化为从天而降（零成本）的"甘露"持怀疑态度，并着力证明该余项源于对投入的错误计量。经济学这一学科的特质由此可见一斑：曾经被认为是衡量我们无知程度之量的那个数字，其缩小乃至暂时消失，如今竟被视为需要各国领导人予以关注的危机状态。实际上，经济增长专家们目前正在建言如何尽快重建他们昔日的"无知"状态。

其次，实际技术变革的速度并不紧密关联于当下的创新速度。创新并不会立即在商业上被采用，其对经济的影响也并非一成不变，而是受多种因素制约——包括快速变化的宏观经济环境以及缓慢变迁的制度与文化背景。Moses Abramovitz（1987, 1989）深刻分析了技术前沿进步与实际生产实践之间的落差如何创造出快速生产率增长的潜力，而这种潜力绝非自动得到实现。将这一分析应用于二战后时期的直接历史背景，Abramovitz（1989）告诉我们，增长放缓相当程度上是意料之中的，这在很大程度上因为潜力实现的过程本身就是一个自我设限的过程；它依赖于一个尽管扩大、但终究可以耗尽的高回报投资机会池。就二战后加速经济增长的势头源自大萧条与战争期间积压的大量未利用或部分利用的工业技术而言（这些技术在1920至30年代引入，并在1940年代进一步发展），即使没有国际经济中不利的实际与货币冲击，这种势头也没有明显理由会无限持续。

此外，完全可以设想，若非当前这波技术创新浪潮，自1973年以来的实际收入增长与生产率放缓可能还会更为严重。无论后者对投资、市场扩张与成本降低可能提供了多大推动力，其对增长的刺激效应仍难以从旧技术机会池耗竭、以连续流程与大批量生产工业为基础的技术范式走向成熟，以及（1973年后）高能源成本对能源密集型重工业部门不利冲击的综合效应中分辨出来。

由于所谓"生产率悖论"宽泛解读的理论前提如此脆弱，我认为聚焦以下更为狭窄的问题更具意义与挑战性：

计算机革命迄今为止似乎未能在那些大量投资于电子数据处理设备的行业中引发生产率的飙升，这究竟是为何？"计算机自动化办公室"是否不过是一场骗局与幻觉，正如 Roach（1986, 1987, 1988）的报告最初所暗示的那样？1980年代中期，计算机支出约占美国私人国内固定设备投资总额的一半，这些资本形成所代表的投资是否被错误配置了？抑或问题出在传统的生产率测量方法上，它们未能充分捕捉到新安装的计算机技术对经济福利的真实贡献？我们此刻本该期待计算机-通信革命带来生产率的飙升吗？

2. 技术性远视——症状与疗法

在思考信息技术的微观经济学时——或者生物技术、新材料以及其他正在发展的"通用性"与系统性技术时——人们往往容易陷入一种"望远镜式视觉"：可能的未来既显得近在眼前，又比通往该目的地的必要中间过程——那些时间上更为临近的事件——更加清晰鲜活。

这是一种可以理解的倾向——专注于未来，紧紧把握大幅改善大众物质条件的前景，而无需直面因刻意重新分配现有财富而可能引发的公开冲突。从长远来看，现代工业民主国家试图将社会力量从再分配之争引向合力开拓科学"无尽前沿"及其商业化研发的努力，或许是一种合乎理性的回应。但在这样的努力中，我们应当对那个"长远"究竟有多长保持适当的意识：在生活平均水平每年提高2%的速度下，要使最初处于收入分布最底层五分之一的人群提升至过程起点时中等收入受益者的水平，大约需要80年。

过于着眼未来的倾向还有其他严重弊端。尽管我们的文化倾向于将远见卓识视为比近视更少的残障，但这种状态确可被视为一种病症，并命名为"技术性远视症"。患有此症者将注意力聚焦于终点的到来，而非旅途本身。患者失去了对技术变革所涉及的历史偶然性与复杂性、以及后者与经济、社会、政治和法律变革之相互纠缠的正确把握。

在现行技术范式——我们目前可以看出正从计算机与通信技术进步的汇流中浮现的范式——的实施过程中，并不存在任何自动性。正如 Freeman 与 Perez（1986）所正确强调的，从一种"技术范式"向另一种过渡，通常需要许多复杂的社会与制度调整，其复杂性与不确定性远超私人投资规划的重新定向。由此观之，常规市场过程很可能难以克服诸多困难与障碍。这些困难甚至可能导致市场放大制度错位的后果，以及政治决定的资源配置方式所带来的影响——这些制度与配置方式在更好地适应旧有福特主义、以连续生产为范式的能源密集型标准化产品制造业方面，远胜于适应许多近期评论者所设想的新型计算机集成制造与分销的信息密集型范式。

技术性远视观察者所经历的最简单、最普遍的症状之一，源于时间感的扭曲：当那些被认为即将实现的技术发展轨迹的后果，事实上似乎并未显现时，人们反复涌现出困惑之感。我能为这种症状推荐的最简单、也可能最有效的疗法，是在回顾性追求上花费更多时间，寻求对从一种技术经济范式向后继范式过渡的实际历史经验的更深理解。因此，我将避免随意地提及蒸汽革命、发电机革命、计算机革命以及这些革命之前与之后的其他革命，转而更为细致地审视围绕通用电力供应网络技术所发展起来的那个特定范式的演化动态。

我对计算机与发电机的历史比较，还旨在识别并引起注意若干系统性条件，这些条件或许是促成当代许多观察者感到不安乃至困惑的那种特殊境况的原因之一：经济总体或其主要部门的生产率增长持续放缓，与此同时，向被视为具有巨大生产率提升潜力的技术范式（计算机集成设计、生产与分销）快速迈进。诚然，在这些条件的核心，将会发现若干困难的经济计量问题，这些问题在通用目的技术演化早期阶段尤为突出。但我从 Baily and Gordon（1988）及 Gordon and Baily（1989）等研究中找到了充分理由，相信这一悖论性境况并非某种统计假象——并非世界工业社会国民收入会计人员所采用的各种计量惯例共同造成的幻觉。恰恰因为它在相当程度上似乎是一种现实，而非大众或统计假象，任何能有助于细致分析一段大体可比的历史经验的解释框架都应受到关注。由此所提供的线索，应有助于我们在现代信息技术的情形中识别若干关键因素，这些因素影响着总体（或行业）生产率增长率与正在兴起的通用目的技术效率改进轨迹及其对生产活动渗透程度之间的相互关系。

3. 并非太遥远的镜像

将"发电机时代"作为我们时代的镜像加以援引，其合理性之高实属惊人，而这一历史先例的存在，本身就可以在很大程度上驱散笼罩在"生产率悖论"讨论周围的神秘迷雾。如果现代分析者面对的是一个真实的谜题，至少从以下认识中可以得到些许安慰（以及若干线索）：这并非一个全新的谜题。当代关于"生产率悖论"的每一项主要经验现象，都可以在不到一个世纪前工业化西方世界的状况中找到惊人的先例——只是新技术的象征与现实，从当时的发电机换成了今天的计算机。

大约90年前（距经合组织位于穆埃特城堡的总部不远处），一位访客走下特罗卡德罗宫，穿过点缀着印度支那、柬埔寨、塞内加尔、突尼斯和阿尔及利亚异国风情展馆的山地公园，途经耶拿桥来到塞纳河左岸，在战神广场上会发现那些装有1900年巴黎世博会主要技术展品的庞大铁与玻璃建造的展览厅。1900年巴黎世博会是首次展出大量自行车和汽车（当时法国汽车工业十分先进）的博览会，并展示了X射线、"无线电报"以及声画同步电影等其他技术创新的首次演示。尽管如此，当时的评论者指出，与此前历届国际博览会相比，它提供的重大科学发现或技术突破为数甚少。

相反，1900年博览会在这方面给当时人们留下的最鲜明印象，是此前各项发明所许下的诺言得以兑现；是现代技术——特别是首次亮相于1881年巴黎博览会的电气技术——对城市居民物质生活条件所带来的显著变革。这不仅体现在电力宫（Palais de l'Électricité）内部，在宫外也清晰可见。尽管欧洲人早已知晓电灯数十年之久，但在巴黎1900年之前，电灯从未被用来照亮整座城市——以至于户外庆典可以延续至深夜。

这还体现在那些挤满最大展览厅——机械大厅（Gallerie des Machines）——中的规模更为庞大、效率更为高超的机械上。一位现代巴黎1900年历史学家这样描述德国展出的新型巨型发电机，以及同样更大、更快、更廉价、效率高得令人难以置信的铁路机车、高炉、起重机和拖拉机所产生的冲击（Mandell（1967：第68页））：

"在一场令部分观察者感到震惊的物质进步行进中，新机器让短短几年前还是效率巅峰之作的旧机器黯然失色，仿佛魔法般将其变成废铜烂铁。"

在1900年世博会的当代访客中，有一位对机械大厅的展品格外着迷——那便是阴郁的美国历史学家哲学家亨利·亚当斯，当时年届六十。这位两位美国总统的博学后裔形容自己流连于电气机械展品之间，在几个月后写给朋友约翰·海的信中，他叙述道，自己会：

"……数小时地坐在巨大的发电机旁，凝视着它们如行星般无声顺畅地运转，以无限的礼貌问询它们——究竟要去他妈的哪里。它们令人叹为观止。神灵都相形见绌。主要是那些德国人……这是一个新世纪，而我们过去称之为电力的东西是它的神灵。"

此后，在他的自传《亨利·亚当斯的教育》（1906年）中，他进一步阐发这一主题，试图把握自己所见之物的意义，并表达他认为其对人类未来所具有的令人不安的预兆；在那篇被视为经典的题为"发电机与圣母"的文章中，他以第三人称指称自己（Adams（1906：第380页））：

"……对亚当斯而言，发电机成为了无限的象征。随着他逐渐习惯于那个庞大的机器展厅，他开始将那四十英尺高的发电机感受为一种道德力量，一如早期基督徒感受十字架……在终结之前，人们开始向它祈祷；遗传的本能让人在沉默而无限的力量面前，表达出自然的敬意。在千种终极能量的象征之中，发电机不如某些象征那般富有人性，但它是最富于表现力的。"

将1900年标定为发电机时代作为文化与心理力量降临人类事务之元年后，亚当斯沉思着文明的命运——既然其昔日充满活力的象征（十字架，以及至今仍可在卢尔德和沙特尔等少数封闭之地感受到其力量的圣母玛利亚的形象）就这样突然被这种新的、彻底物质主义的无限力量符号所取代。

无论人们对这类形而上学思辨持何种看法，我们都难以不承认亚当斯在1900年的先见之明——他认识到世界刚刚步入一个新的技术纪元，看到了发电机作为未来事物征兆的意义，而不仅仅将其视为人类智慧与企业精神已然成就的顶点。最终将围绕电动发电机这一核心创新而建立起来的技术经济范式，从1870年到大约1893年——即从格拉姆（Gramme）为直流发电机引入环形绕组，到在美国尼亚加拉项目中决定实施交流发电和配电网络——始终处于本质上尚未成形的前范式阶段。只有此后其发展轨迹才得到确定，电力发电与输电技术在1893—1907年间迅速经历了一个"范式涌现"阶段。

因此，一位被1900年世博会将巴黎夜晚点亮的电灯展示所震撼、又被战神广场上陈列的巨型发电机所折服的访客，可以被原谅——他或她只是对已经实现的工程壮举印象深刻，仅此而已。对许多同时代人而言，巴黎1900年似乎是爱迪生等人在电力发电与照明应用方面所取得发明突破的两个十年前所做出的承诺的实现。但事实上，在二十世纪黎明之际，新的技术经济范式才在美国和德国刚刚清晰成形：以大型中央电厂发电交流电、经由延伸至广大地理区域的输电网络向居民和商业用户分配的通用电力供应公用事业体系——用户不仅将电力用于照明，还将其用于电车和铁路等牵引作业，以及从驱动机械到电解的各种工业用途。彼时，这在工程概念上仍属相对新颖，作为扩张电力公用事业企业领域的商业策略也颇为大胆创新。具有远见的工程师和企业家期待着电气化将给工厂、商店和家庭带来深刻变革，新技术将与近期通信技术创新（如电话、无线电、留声机和声画同步电影）形成互补模块，并推动后者的进一步发展。

从以下观察中或许可以获得对我们当前技术处境的有益视角：1900年巴黎世博会的访客，置身于战神广场外国展商展馆中已然存在的国际性电气制造业的证据之中，与爱迪生和斯旺（1879年）引入碳丝白炽灯、以及爱迪生中央发电站在纽约和伦敦投运（1881年）这些电力革命"突破性事件"的时间距离，与我们今天距离计算机革命可比"突破性事件"的时间距离大致相当：英特尔引入1,043字节存储芯片（1969年）和硅微处理器（1970年）。（详细时间线对比参见图3。）亨利·亚当斯本人在宣告1900年为童贞女时代终结、发电机王朝开始之时，亦指出发电机并非新鲜事物，而是最为人熟知的物品之一——对于自1881年起便一直参观国际博览会的人而言，确是如此。

然而，若亚当斯不那么沉溺于哲学沉思，他大概不会那样执着于象征意义与未来预兆。他会更关注于识别和衡量电气技术在物质领域已然造成了何种影响。的确，若亨利·亚当斯具备诺贝尔经济学奖得主级别的经济学家——如罗伯特·索洛——的兴趣与机智，他或许会因另一句话而被后世铭记，而非那个将发电机与圣母并置的隽语；那句话便是："我们到处都能看到发电机，就是在经济统计里看不到。"

事实上，他本有充足的理由——与今日计算机情形同样充足的理由——说出这样的话！试看经济史学家关于世纪之交经济所汇集的以下一组事实。其一，作为当时世界工业化国家领头羊的英国，其总体经济和工业部门的劳动生产率增速，在十九世纪临近尾声时似乎已显著放缓（参见 Matthews et al.（1982：第31页）；Crafts（1988）的讨论）。专家们对英国工业生产和实际GDP增速放缓的确切时间存在较大分歧，对劳动生产率趋势增速同步减缓的时间与程度同样有所争议（参见 Crafts, Leybourne, and Mills（1989a, 1989b））。尽管如此，学界普遍认同，在所谓"爱德华时代繁荣"的1900—1913年间，英国长期生产率进步的步伐（若依然为正的话）已跌至十八世纪末以来的最低水平。

然而——这是第二个事实——与这些令人沮丧的疲弱宏观经济走势同时并存的，是英国正式科学与技术机构正在经历一次异常蓬勃的扩张。Pollard（1989，第3章）最近指出，1890年至1910年间，英国科学与工程专业毕业生的累计总数增加了10倍，从1,447人升至14,330人；工程学和理科教席与研究员职位在这一时期在较古老的苏格兰大学乃至古老的英格兰大学相继创立。（剑桥大学在1904—1908年这五年间摘得三项物理学诺贝尔奖。）在Pollard看来，这一时期相继成立的、伦敦之外的11所市民大学和学院，代表着德国技工大学的对应物，而伦敦的综合技术学院以及各省的技术与夜校课程也在以极快的速度增加。学术科学与工程能力的发展，在这种情况下显然未能阻止生产率进步的减速，这与近年来美国和西欧的情况并无二致。

其三，美国同期也出现了劳动生产率增速的并行减缓——尽管其趋势增速并未下降到像英国那样低的水平。（参见表1。）关于细节，各统计来源之间存在一些分歧：Kendrick（1961）的估算显示1890—1912年间全要素生产率（TFP）增速有明显减缓，而较新的 Abramovitz-David 估算（见表1）则显示1890—1905年趋势时期TFP增速的长期加速出现了暂停。但两个来源均认同，1890年前后劳动生产率平均增速出现了放缓。

其四，与二战后繁荣期及1973年后增速放缓形成并行，美国在此之前长达一段时间（1869—1892年）维持了很高的增速。战后经济增长繁荣（此处指的是1861—1865年美国内战之后）的部分动力，或许也与 Abramovitz（1987, 1989）所描述的"追赶"过程有所关联。

当前处境还在另一些宏观经济方面与那面并不遥远的镜像相映照。其五，在导致美国劳动生产率放缓（这一放缓在1890年后至少持续了两个十年）的疑似原因中，近期有研究关注到1890—1921年间涌入美国逾1800万人的第一波大规模"新"南欧移民的吸收过程。这一人口压力的形式，与1960年代末二战后"婴儿潮"世代进入美国劳动力市场所引发的调整有所呼应。

此外，第六个并行来自对美国早期制造业劳动生产率和全要素生产率的重新估算（参见表2和图4a）。这些估算揭示了1888—1907年间增速的显著放缓。第七，工业生产率增速的这一减缓，在制造业工资率相对于工业品批发价格近乎停滞中得到了呼应。

Rees（1961）提供的定量证据表明，制造业工薪工人的物质生活水平在1890—1914年间实际上有所改善——这有赖于该时期批发价格与精心重建的（NBER）消费价格指数之间走势的背离。事实上，在使制造业工人实际工资序列呈上升趋势的因素中，主要是租金等项目的缓慢变动以及零售利润率的压缩。

人们完全可以沿着同样的思路继续引申，评论1900年前后金融资本主义的兴起——彼时注意力越来越转向通过安排企业合并、向公众出售股票来赚钱，而非通过技术改进或营销创新的商业开发（参见 Nelson（1959：第5、29页））。同样令人联想到当代的，是世界富裕国家之间工业和经济"领导地位"正在发生的更迭——美国人均实际国内生产总值指数超越了英国的对应指标。但我的观点已然表明。这些表面事实符合纽约洋基队著名棒球捕手尤吉·贝拉那句不朽名言——"所有这些都是似曾相识"。表面的相似性至少足以令经济学家和其他人在思考信息技术及其应用的未来时，更为深入地回顾"发电机革命"的历史经验。

4. 发电机革命（简要）再考

电气化进程的详细史实（参见 Byatt（1979），Hughes（1983），Minami（1987））提供了丰富的证据，印证并阐释了 Freeman 与 Perez（1986）所强调的论点：生产率之所以可能持续疲弱，是因为信息技术作为新技术经济范式之基础的浮现，很可能是一个充满不确定性、相当漫长且具有历史偶然性的过程。

电力发电效率提升至商业应用可行水平的基础性突破发生在1856—1880年间（参见图3和图5）。1880年至1893年间，直流电被取代为电气技术的标准……1887年后出现的新型多相交流电，成为通用供电系统的基础——得益于旋转变流器的"网关"角色，直流牵引和照明系统得以被纳入更大型的发电和输电网络（参见 David（1987）及 David and Bunn（1988）））。

然而，新技术的广泛部署在二十年后的那时仍未实现。现有扩散程度的测量数据表明，在本世纪初，电气化在美国制造业和城乡居民住宅中的渗透程度仍然相当有限（比例指标低于5%）。

这提供了与1900年巴黎世博会访客所获印象截然不同的视角（参见表3中的统计数据）。发电机的案例由此表明，在考虑具有创造新技术经济范式核心潜力的技术范式转变时，全面影响在传统指标中体现出来所需的时间尺度，可能至少长达40至50年。

早期二十世纪的电力供应系统历史上表现出以下几种正向反馈特征：(a) 技术规模经济；(b) 职能专业化经济（劳动力培训）；(c) 通过负荷平衡实现的网络规模经济；以及(d) 一系列"学习"效应，其对运营和建设成本节约的影响因更为标准化的输电网络设计的扩展而增强。类似的内生性效率提升（与扩散程度直接挂钩），最终也在美国电气制造业中得到实现，该行业积极推动系统参数（如交流电频率）和设备规格的标准化——表面上是为了实现制造规模经济。

图10展示了一个行业中传统TFP余项的计算结果，如果新技术的"改进"以相同速率提升"资本"和"劳动"的生产率，则TFP增速由[A*lHiN]给出（希克斯中性假设）。另一种哈罗德中性假设仅将内生改进限定于影响新技术上的劳动生产率，自然会产生稍低的总体TFP余项（在表A1中以[A*lHaN]给出）。但与其希克斯对应值类似，这一增速达到最大值的时间点，同样是在大约70%的总产出采用新技术生产之后。

然而，在这一将长期扩散概念化为正向反馈过程的框架中，存在一面阴暗面：将技术采用过程与技术精进及渐进效率改进捆绑在一起的同一纽带，可能使二者中的每一方都受制于另一方的延误或障碍。因此，若资本品生产商利用专利保护攫取更高利润率，将制约此类设备的安装数量。可能的后果之一是，在潜在的新技术用户群体中，有能力积累安装特定类型设备经验、或培训操作人员和管理者的企业数量，将少于正常情形。

其他许多同样会对耗费大量结构和设备投资以实施新技术范式的微观经济决策产生不利影响的考量——如对技术或经济过时的（预期）风险、对哪种特定设计变体将成为行业标准的不确定性、在安排新型资本资产融资时遭遇的制度或法律问题，以及其他减缓采用速度的外部因素——可能导致正向反馈降低技术内生改进的速度，从而削弱驱动扩散过程本身的力量之一。（这些问题在 David（1986）及 David and Olsen（1986）中有进一步的讨论和正式处理。）

尽管追踪电力扩散及其对制造业活动的最终深度渗透与变革如何转化为工业生产率测量增速的巨大飙升，对我们而言至关重要，但同样重要的是，首先理解一些特殊原因，说明为何在美国工厂电气化过程的早期阶段，大幅度的工业生产率增长并未被记录下来。

延误充分利用发电机所提供的潜在工业生产率提升的部分原因，当然在于体现适应水力和蒸汽机械动力体制的旧有制造厂房的耐久性。因此，往往是那些在二十世纪初扩张最为迅速的行业——烟草、金属制品、运输设备以及电气机械本身——才为按照进步工业工程师建议建造新型电气化工厂提供了更多机会（参见 DuBoff（1979：第142页）；对比上方表5第4列，可见上述后三个行业截至1919年实现的高度电气化水平）。

体现较旧发电和输电设备的耐久性工业设施的存续，还产生了其他值得注意的后果。在美国工厂电气化运动早期阶段——图6显示该阶段从1890年代中期延续至1920年代初——当"组驱动"输电系统仍占主导时，对现有工厂的改造通常是在现有设备基础上增装主电动机。根据 DuBoff（1979：第144页）：

"在这一早期阶段，采用创新的工厂通常保留其传动带和轴传动系统，并安装电动机来驱动连接到机器传动轴和插轴上的独立传动轴段。每台安装在附近的电动机将驱动相关的一组机器。这种'组驱动'最初证明比在每台机器上安装完整的电动机系统（'单元驱动'）更为廉价，因为可以保留蒸汽机和传动轴，从而可以避免初始投资和废弃成本。"

工厂主可以理性地忽略现有输电设备的沉没成本，只需计算以降低动力需求和改善机器速度控制为形式的收益，是否足以证明安装组驱动系统所需的边际资本支出具有合理性；但生产率核算人员则必须将原有的传动带和轴传动设备以及为其提供动力的主机，视为仍然在位的可用产能加以考量。

当然，其效果将是在二十世纪最初二十年间提高制造业表观（和实际）的资本-产出比，从而在不对全要素生产率有显著促进的情况下提高劳动生产率。这种将一个技术系统叠加于既有系统之上的"双轨并行"现象，在从一种技术范式向新范式历史性过渡的过程中并不罕见。事实上，同样的现象近年来已在计算机应用于众多数据处理和记录功能的情形中被观察到，在那里旧的纸质程序正与新的微电子方法并行保留——有时反而损害了两种系统各自的性能。

出现大幅度生产率增长延迟至1920年代工业电气化热潮的另一原因，在于通用目的技术发展初期所找到的新产品和过程应用的性质。在这方面，同样可以找到与今日计算机疑似影响中频繁提及的问题相对应的案例：(1) 新型商品引入相关的未被测量的质量变化，以及 (2) 新技术在早期偏向于增强对此前未被传统生产或消费统计所捕捉的商品和服务的生产。

以发电机为例，1914年以前在照明设备和城市交通领域的初期应用便可说明这一点。亮度、维护便利性和防火安全性等质量特征，是白炽灯的重要属性。类似地，电车所提供的更快行程速度和更短候车时间带来的便利性——为城市工薪阶层每天节省30至45分钟——以及乘坐时的舒适感，均难以完全体现在传统的产出统计数据中。

还有一个测量问题值得关注，它或许比电力供应和设备制造行业的经验更切合信息技术的情形。一种正在兴起的通用性技术被广泛应用的感知潜力越大、在各种具体背景下经历连续改进的前景越大，就越能促使在探索性应用方面进行无形投资，而非在某种特定变体形式上开展耗资持久的重大资源承诺。图11阐述了这一效应："退一步，为了跳得更远。"事实上，对于一个理性的私人投资策略而言，完全可以是在一系列学习试验上耗费资源——每次试验都需要回退到一条更低的曲线，而不是承诺将更多资源投入全面实施并沿着某一学习函数漫长攀升。其目标是培养一种评估并迅速实施最终主流形式的技术的能力。由此，未来内生改进机会的根本性提升前景，可能会在近期产生较低的已实现效率进步速度，并产生相应的在紧跟演化中的通用性技术方面的未被计量的无形投资。

从供给侧来看，除需求方潜在用户中不利于立即快速扩散的种种条件之外，还有来自供给侧——即构成电气制造业的生产商与供应商，以及公用事业公司——的力量产生着类似的抑制效应。在供给侧诸多趋于减缓电力在广泛工业活动中应用的因素中，我们应特别注意在电气制造商之间形成的紧密寡头垄断集团所行使的市场势力——在许多业务领域，这实际上是一种双寡头垄断：继1892年爱迪生通用电气与汤普森-休斯顿合并成立通用电气公司、以及1896年通用电气与西屋电气之间的专利共享协议签订之后（参见 Passer（1972：第20章））。设备供应商的市场结构很可能使电气设备的相对价格下降延迟至1900年（参见图12）。加之公用事业公司依赖于电气设备制造商在技术上的成本节约进步，这有助于减缓电力实际成本向消费者的下降，从而将美国的电气化进程推迟到本世纪第一个十年末（参见表4和图13）。

直到1907—1917年，工业用户的电力成本才经历了大幅下降（参见图14）。这一时期紧随"整合型"电力公用事业的扩散而来，这些公用事业以萨缪尔·英萨尔为先驱加以组织——他是芝加哥联合爱迪生公司的总裁，区域性电力公用事业行业监管体制也随之建立（参见 Hughes（1983：第7章），MacDonald（1962），MacMahon（1984：第102—116页））。只有此后，制造业机械传动直接驱动电气化的程度才接近一半，为充满激荡的1920年代奠定基础——此后，提升生产率的工厂电气化的潜力终于开始得到广泛实现。

5. 工厂电气化、单元驱动与工业全要素生产率的腾飞

工厂电气化的初始阶段（大约至1907年）见证了发电机的安装和蒸汽机被充当主动力的一台或数台电动机所取代。这些发展使工厂内部基于轴传动和皮带传动的输电系统基本上原封不动，这大大便利了在现有制造设施中以某种形式引入电力。但由此也同样限制了新技术的影响，因为不完全电气化使机械动力分配的根本问题悬而未决，即：系统中的大量摩擦损失，以及无论在运行多少台机器的情况下都必须维持工厂所有传动轴转动的必要性（参见 Devine（1983））。

1890年代，美国大多数工程师不建议将任何大型机器之外的机器用单独电动机驱动，主要原因是驱动一组机器所需的电力容量（从一段短轴传动——"组驱动"实践——驱动），远小于分别驱动每台机器所需容量之和。然而，到下一个十年中期，知情人士的共识已转向以下观点：单个（"单元"）驱动最终将成为驱动几乎所有大型机床的主流方法，并且还有热心人士描绘着（"很快"）连极小型机器也将采用单元驱动的愿景（Devine（1983：第362页））。单元驱动在工厂设计上的优势是多方面的，远超过不必维持所有轴传动转动而节省的燃料投入，以及通过减少传输摩擦损失而实现的更高能源效率。一位美国电气设备制造商的工程师在扩散过程早至1901年时即对此有所阐述：

"有很多工厂引入电力是因为我们承诺可以节省其20%到60%的煤炭费用；但这样的节省并不是导致今天在这个国家（原文如此）蓬勃发展的对电力设备的巨大兴趣的原因……那些最初以此为理由引入电力的工厂，发现他们正在获得除最初承诺的节省之外的其他节省，这可以被称为'间接节省'。"

短期内，这些额外的"间接"收益来自：(1) 减少为旧有皮带传动装置加油和维护所需的劳动力；(2) 通过工作流程的合理化及材料搬运需求的减少实现更好的劳动力和材料利用——这是工厂布局从传动轴和机械正交放置的旧约束中解放出来所带来的更大灵活性；(3) 提高机器控制精度，从而增加产量和质量——通过消除皮带打滑问题（造成部分机器速度随负载变化），并利用直流电动机易于实现所需机器速度变化的优势。

从长远来看，当重新设计整个工厂结构本身成为相关考量时，间接经济效益来自消除支撑沉重传动轴和皮带壳（通常安装在头顶）的动力传输设备所需的支撑结构。这带来了：(4) 通过更轻型工厂建设节约固定资本，以及 (5) 建造单层厂房的可能性所带来的进一步资本节约——以前为减少极长轴传动转动功率损失，不得不建造多层建筑。反过来，单层线性工厂布局允许：(6) 更密切地关注优化物料搬运，以及在新结构内灵活地重新配置机器摆放和搬运设备，以适应后续产品和工艺设计变化。作为一个相关考量，(7) 单元驱动系统的模块化以及布线的灵活性，减少了工厂改造期间的生产损失，因为无需关闭整个动力系统即可对部分机械进行维护和更换。

还有其他一些更具定性特征的优势，或至少仅间接影响成本和传统生产率测量的优势，包括：(8) 更明亮、更清洁的工厂——通过在原有头顶传输装置位置引入天窗而实现，以及通过消除此前将灰尘和润滑脂搅入空气中的无数旋转皮带而实现；(9) 大幅降低火灾风险，特别是通过地板上为皮带穿越而留下的洞口从一层蔓延至另一层的灾难性火灾；(10) 降低工人因运动皮带受伤的风险，或降低通过在机械动力传输装置周围安装防护屏和外壳来实现车间安全的成本。

正如 Devine（1983）所表明的，所有这些在原则上都是被理解的，并在十九世纪末之前被美国具有远见的（或许正是"远视症"的反面——短视症的对立面）电气和机械工程师的著作与演讲中所预见。然而，其实施需要在新工业厂房的背景下进行细节工作，直到1920年代，单元驱动系统的这些潜在优势才在典型制造设施中得到充分开发。尽管1909—1919年和1919—1929年间，美国工厂机械传动电气化的总体程度各上升了大约25个百分点，但制造业机构中二次电动机的渗透——反映单元驱动系统的采用——尤其集中于后一个十年。1919年至1929年间，制造业中由电动机代表的总直接容量份额从0.326猛增至0.564，占两个十年增量的逾五分之三。

这些与工厂电气化相关的技术发展与1919—1929年间美国制造业总体TFP增速的显著飙升（参见表2）之间存在着密切联系，这已被多位学者所提示（例如 Schurr and Netschert（1960），DuBoff（1966, 1967, 1979），Devine（1983），Woolf（1984））。此前的研究或者没有尝试，或者未能通过在工业截面研究中确定工厂电气化与生产率提升之间的定量关系，为该论点提供更多实证依据。

尽管如此，1920年代，二次电动机容量的比例增加与 Woolf（1984）对该行业经能源投入调整后的全要素生产率增速在该十年中的上升之间，确实存在显著的正向关联，这从表5第2列和第3列的数据对比来看几乎显而易见。对涉及的15个行业进行的简单线性（OLS）回归，证实了该关系的统计显著性，并解释了截面方差的约25%。

然而，将1920年代制造业生产率增速的所有变化都归因于这一套技术变革——尽管其影响深远——将是一种过于极端和简单化的看法。可以确定的是，已被识别为在制造业部门内成立的简单截面回归关系，最多只能解释1920年代总体工业生产率年均增速大约5个百分点加速中的一半。

因此，在总体制造业部门层面观察到的时间相关性——与单元驱动系统扩散相关的二次电动机存量的上升和工业生产率的飙升——必然还有其他近因。我们因而应当驻足，注意这一时期连续生产制造业增长和连续轮班作业扩展（尤其是石油产品、造纸和化学工业）背后的技术与组织创新所带来的节约资本效应所作出的贡献（参见 Lorant（1966：第3、4、5章））。1920年代为这三个行业中的前两个带来了重大技术突破——批次和连续流精炼操作的热裂解工艺，以及自动电动分段机器传动（使长网造纸机的速度大幅提升）。以塑料外壳收音机、快干合成汽车漆、纺织品煤焦油染料以及人造丝和各类合成品日益流行为代表的新有机化学产品的兴起，催生了一战前美国并不存在的整个化学工业分支的创建。这些新产品需要建设新的化工厂——这些设施为实施连续加工的最新原则提供了最充分的空间，自动控制的重要性在其中很快得到了认识。早在1922年，美国化学学会就召开了一次意义深远的自动过程控制研讨会；到1929年，一家化学和冶金工程的行业期刊已能报告：

"正如连续加工在任何可以有利可图地应用之处都在取代批处理一样，自动控制也在以同样迅速的速度取代手工操作。"

但即使是这些并不涉及以导线取代传动轴的发展，也未能摆脱发电机革命的影响。除了自动过程控制工程使用了电气仪表和机电继电器这一事实之外，电气化是上述创新中的一个关键互补要素——仅仅是因为纸浆和造纸、化学品生产以及石油精炼——与原生金属，以及石材、黏土和玻璃工业一样，这些行业存在类似的电气仪表用于过程控制和更密集利用固定设施的趋势——也是大量使用电热的制造业分支（参见 Jerome（1934：第62—63页，252—253页）；DuBoff（1979：第179—181页））。

1920年代扩张性宏观经济环境对生产率提升的更为通用的影响，也必然在生产率飙升中发挥了作用——现有工业设施以及监督和文书劳动力的固定要素得到了更充分的利用。战后泰勒主义与福特主义的融合所标志的对工作流程组织效率的更严格关注，部分地汲取了实际单位劳动成本上升预期所带来的推动力，这也倾向于推动通过更大程度机械化来进一步替代劳动力。这些预期（如图4a所示，在1920年代繁荣中得以实现）不仅应与工会运动中"商业工会主义"的兴起相联系，更深层地，还应与将自由移民时代永久终结的国家政策变革相联系。

6. 结论与历史类比的局限

我的结论可以简要概括。若采取适当的长视野，我们当前的处境并非前所未有。在伴随计算机革命到来的"生产率悖论"这一近期现象与约1900年前后可观察到的历史上遥远的经济与技术发展星丛之间，确实存在着一些引人瞩目的相似之处。当时，主要工业国家正在经历从以蒸汽为基础的工业体制向以电力为基础的体制过渡的早期阶段；但在美国和英国，世纪之交前后数十年均以工业生产率进步的大幅放缓为标志。

电力在照明和城市交通系统牵引动力方面的初期应用，涉及到相关产出的实质性质量改进，毫无疑问，对经济福利增长的贡献，远比1890—1914年时期可获得的传统实际产品和生产率测量所揭示的要大得多。然而，到该时期末，美国和德国已经出现了通用电力供应系统的技术范式，该范式通过在地理上广泛的区域内进行负荷平衡来降低成本，同时在大型中央发电站实现普通规模经济。一战后，这种形式的电力成本对工业用户的最终下降，促进了美国制造业设施的广泛电气化，特别是单元驱动的采用。正如工程师们在1890年代末所预见的，最终在四分之一个世纪后付诸实施的这些变化，允许对工厂建设设计和生产线与物料搬运技术的内部布局进行彻底的合理化，从而提高了许多已建立的制造业分支中劳动力和资本投入的测量效率。

因此，工业过程被新动力技术的全面改造是一个漫长而远非注定的过程。直到一半以上的工厂机械传动能力被电气化——这一阶段在纽约和伦敦第一批中央电力站开始运营约四十年后才得以实现——它才达到充分成熟。然而，当它终于到来时，在美国迟到的回报是非常明显的：1919年后制造业劳动生产率和全要素生产率增速的加速相当显著，与二次电动机更密集的使用相关，是整个经济中可观察到的全要素生产率增长加速的主要近因。

在上述关于互动扩散-精进动态中各种偶然性与延误的描述中，存在一个普适性的信息：一个围绕新型通用目的引擎构建的复杂、相互关联的技术系统就是如此被创建出来的。因此，对发电机革命故事的熟悉，可以作为一种有益的解毒剂，以抵消关于计算机革命的技术性远视症的最坏过激。这种远视症有双重表现：一方面是乐观的信念，认为我们正在走上一条预定的扩散路径，将迅速而不可阻挡地走向整个生产活动范围的成功改造，使其明显更为高效；另一方面是令人沮丧的疑虑，认为出了什么可怕的差错，这种疑虑是由信息革命对传统生产率指标和物质生活水平影响的过早预期所遭受的挫折所滋生的。但是，对若干经济技术史的更深入研究，应有助于我们避免在迈向信息时代的旅途中，既陷入过度乐观的陷阱，也陷入不切实际的不耐烦的陷阱。

尽管如此，一些警惕仍然是必要的，以免陷入过于字面类比的错误。计算机不是发电机。人机交互的本质和设计高效人机界面的技术问题，远比在实施电气照明和动力技术时所出现的问题更为微妙和复杂。此外，信息作为一种经济商品与电流不同。它具有特殊属性，使其生产和分配的直接测量非常困难，也使对传统市场过程的依赖非常成问题。

首先，信息缺乏超可加性：定量分析师不能有意义地假设，某个行业或产业所使用的信息对其他行业就不再可用。其次，与生成信息的成本相比，其传输的直接边际成本可以忽略不计。因此，在某些情况下，其创造经济租金流的能力必须通过保守秘密来维护——这是对其分配的一种刻意限制。为了有效运作，信息网络可能不得不在信息本身的安全性上做出妥协，从而危及其产品的价值。此类问题在安排电力、天然气，更不用说农业或工业生产的普通商品的分配时，是不会遇到的。

信息还有一点不同——它可能引起"过载"，这是一种特殊形式的拥堵效应，源于对通常被认为是标准经济商品特征的自由处置权的抑制。分配成本可以忽略不计是产生"过载"的原因之一；信息发送者被鼓励不加选择地广播其输出。在用户端，自由处置在信息系统的经济分析中可能是一个不合理的假设，因为我们来自重视以前稀缺信息并被教导筛选一切内容的文化。（"不要以貌取书"这一训诫的内容是什么？）然而，筛选是有代价的，因此，虽然这种形式的消费提高了风险规避信息接受者的个人福利，太多这种商品会妨碍商品和服务的可测量生产。很少有其他商品会以这种方式突然变成"坏品"；我们通常认为贵重物品与垃圾是截然不同的，但现在我们不得不学会应对"垃圾邮件"、"骚扰电话"，甚至"垃圾传真"。

或许有人认为，企业的信息结构——其收集和生成的数据的性质、分配方式以及如何处理以供解释——与生产和运输系统的实物安排和物料流模式密切类似。在某种意义上，它们确实如此；它们确实代表着沉没的固定成本，而使用它们的可变成本不会随年龄增长而上升。然而，与那些传统结构和设备库存不同，信息结构本身不会自动经历显著的物理折旧——尽管与电子和微电子设备一起使用的磁存储介质可能会退化；而且这类结构当然可能变得在经济上过时，即不再值得维护。但是，不能指望时间的流逝最终会提供一个彻底重新设计企业信息结构和运营模式的机会——就像可以指望结构和设备的退化提供一个用体现或促进更有效生产组织的资本资产来替换它们的机会那样。因此，信息密集型生产组织的演进中，可能存在一个非常强烈的惯性成分。

然而，即使是这些警示性的条件，似乎也只是进一步强化了发电机类比的主要论旨之一。它们表明，在新型信息技术商业化中存在特殊困难，在大多数信息用户能够以生产者身份从中获益之前，这些困难必须得到克服。

表1. 人时生产率与全要素生产率增速：美国（私人）国内经济，1800—1967年（年均百分比）

[表1：Abramovitz-David 与 Kendrick-商务部估算对照表。Abramovitz-David 估算显示，1871—1890年劳动生产率年均增速约1.75%，TFP约0.88%；1890—1905年分别为1.32%和0.83%；1905—1927年分别为2.35%和1.61%。Kendrick 估算显示1890—1912年TFP约1.01%，1912—1928年约1.72%，1905—1927年约1.52%，1927—1967年约1.93%。]

表2. 平均劳动生产率与全要素生产率增速：美国制造业，1869—1948年（年均百分比）

[表2：美国制造业分时期TFP增速。基于 Kendrick 与替代性估算两套数据。关键数据：1909—1919年全要素生产率约增长0.07%（几乎停滞），1919—1929年加速至约3.34%，体现了1920年代电气化驱动的生产率飙升。]

表3. 电力应用在美国的扩散，1889—1954年

[表3：美国工厂电气化与家庭电气化的扩散比例数据。工厂机械传动电气化比例：1889年0.3%，1899年4.8%，1909年24.7%，1919年53.1%，1929年78.4%，1939年86.1%。二次电动机渗透比例：1899年3.0%，1919年32.6%，1929年56.4%。城市家庭电气照明：1899年8%，1909年15%，1919年35%，1929年68%，1939年79%。]

表4. 美国电力供应实际成本指数，1883—1950年（1900年=100）

[表4：以1900年为基期100，美国电力供应实际成本各指标的历史下降。综合发电站成本：1883年153.8，1900年100，1910年80，1920年32.3，1930年23.1。居民电价（实际值）：1900年100，1910年49.4，1920年21.5，1930年19.0，1950年6.3。体现了电力成本的大幅下降。]

表5. 美国制造业二次电动机（马力）容量增长与总投入生产率加速，1919—1929年

[表5：15个制造业行业数据对照。二次电动机容量增长比率（CHSEMHP）与全要素生产率加速（ACCEL，经能源投入调整）的相关性分析。突出数据：石油与煤产品CHSEMHP=9.6，对应TFP加速2.91百分点；化学品CHSEMHP=8.1，TFP加速1.78百分点。OLS回归：ACCEL=0.226+1.211×CHSEMHP，调整后R²=0.251，F=5.68（显著）。]

技术附录A：创新扩散与生产率增速——一个启发式模型

A.0 引言

本附录描述了一个简单模型，旨在展示一种"根本性"或"基础性"过程创新的扩散对投入生产率测量增长的直接与间接效应。假定该创新使得单位产出所需劳动投入相对于既有技术有所降低，因此行业、部门或经济体中的劳动生产率将由新旧技术各自劳动生产率水平的加权平均决定，权重为扩散程度。"直接效应"指生产从旧技术向新技术（后者在投入使用方面效率更高）重新分配对总体生产率水平的影响。"间接效应"指更广泛使用新技术对其在所有应用中相对生产率水平（相对于旧技术）产生的一系列正向反馈后果。

为简单起见，此处假设的主要关系属于简约形式；它们没有展示生产者采用新技术的决策条件，也没有展示新工艺设备供应商提供改进产品的决策，或用户如何在应用新技术方面积累更多经验。因此，展示扩散率（以及特定时间点的扩散程度）与总体生产率增速相关方式的模型，并未呈现可以假定存在于扩散率与新技术内生改进率之间的复杂相互依存关系（参见 David and Olsen（1986））。

A.1 劳动生产率增速的一般模型

以下符号体系指代一个生产同质产出V的行业、部门或经济体：

π_j(t) 为在时间t使用第j种技术的单位劳动投入产出，其中j=o代表"旧"技术，j=N代表"新"技术；π_N(t) ≥ π_o(t) 对所有t成立；D(t) 为时间t采用N技术生产的总产出比例；π(t) 为时间t的总体劳动生产率。

方程(A1)：π(t) = [(1-D(t))/π_o(t) + D(t)/π_N(t)]^-1

假设M：π_o(t) = π_o，对所有t成立（旧技术不经历改进或退步）。

假设2：π_N(t) = π_N{D(t)}，∂π_N/∂D > 0，∂²π_N/∂D² < 0（"改进函数"：新技术劳动生产率随扩散程度增加而提升，但改进存在边际收益递减）。

劳动生产率增速π*(t)的一般表达式为：π* = [p(t)/(1-p(t)·D(t))] · (dD/dt) + [ε(t)/(1-p(t)·D(t))] · (dD/dt)，其中p(t) = π_o/π_N(t)，ε(t) = (∂π_N/∂D)·(D/π_N) 为弹性。方程(A3)的第一项为扩散的直接效应，第二项为通过诱导新技术渐进改进产生的间接效应。

A.2 简单模型中直接效应的滞后影响

将限制条件ε(t)=0、π_N(t)=π_N(0)加诸方程(A3)，即只有扩散直接效应运作的情形下，显然π*₁不是简单地与扩散程度变化(dD)成比例的，因而其最大值不在dD/dt达到最大时取得。通过对π*₁(t)关于时间求导可以证明，当dD/dt最大时，dπ*₁/dt = (p/(1-pD))²·(d²D/dt²) + (π*₁)² > 0，即生产率增速此时还未到达最大值，最大值将在扩散程度更高时（经典logistic路径拐点之后）才会出现。

A.3 模型的具体设定

假设3：扩散路径为逻辑斯谛曲线，渐近饱和度为D(∞)=1。

D(t) = (1+e^-λt)^-1，λ>0；dD/dt = λ[1-D(t)]D(t)；D*(t) = λ[1-D(t)]。

假设4：新技术的内生"改进函数"具有对扩散程度弹性恒定（小于1）的反应：π_N(t) = π_N(0)·[D(t)/x]^β，0<β<1，其中x为标准化常数。此改进函数具有经典学习曲线/"进步函数"形式（Hirsch（1952），Arrow（1962））。

A.4 全要素生产率增速

给定上述劳动生产率增速的表达式，可以推导出全要素生产率的相应增速。TFP增速Λ由：Λ = w_L(t)·π*(t) + [1-w_L(t)]·v*(t)给出（方程A11），其中v*(t)为资本生产率增速，w_L(t)为劳动在总产出中的份额。

假设新技术的内生改进为哈罗德中性（仅影响劳动生产率，不影响资本生产率），则[Λ(t)|HaN] = π*₂(t)·w_L(t) - [1-w_L(t)]·D*(t)（方程A18）。假设为希克斯中性，则[Λ(t)|HiN] = [Λ(t)|HaN] + β·λ(1-w_N)·D(t)·[1-D(t)]（方程A19）。两种情形下，TFP增速在约70%扩散程度时才达到最大值（参见表A1）。

表A1. 劳动生产率与全要素生产率增速沿扩散路径的模拟时间路径

[表A1：模拟数据显示，在逻辑斯谛扩散路径中，劳动生产率增速π*(t)与全要素生产率增速Λ(t)的时间演变。主要发现：当扩散程度D=0.01时（扩散起点前约42年），增速趋近于零；当D=0.50时（扩散路径中点，时间节点t=0），劳动生产率增速达约2.46%（pi-1模型）或2.77%（pi-2含学习效应模型）；TFP增速分别约为0.70%和0.76%。在D=0.70（约75%扩散后8年）时，pi-2劳动生产率增速达到最高约3.00%；TFP在D≈0.70时达到最大值约0.85%。之后随扩散程度接近饱和，增速逐渐回落。这一模型结果表明，生产率增速的最大值出现在扩散过程拐点之后相当长时间，解释了何以生产率提升滞后于技术扩散的开始。]

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文献三 从轴传动到电线：电气化的历史视角

引言

1880年至1930年间，美国的能源生产与使用形式发生了重大变革。这些变革包括从煤炭转向石油和天然气，以及从直接使用原始能源（煤炭和水力）转向使用经过加工的能源（内燃机燃料和电力）。

这些转变之所以重要，原因之一在于天然气、内燃机燃料和电力的热效率高于它们所取代的燃料。就整体经济而言，将一次能源转化为热能和机械功的热效率呈总体提升趋势，且二十世纪比十九世纪后半叶更为明显。尽管发电过程中存在大量热损失，且电力增长速度远超一次能源消费总量的增长速度，上述趋势依然成立。这一热效率的提升，在一战之后体现为能源消耗相对于国民生产总值（GNP）的普遍下降（见表1和图1A）。

能源形式向天然气、内燃机燃料和电力转型的另一重要原因，是这些能源形式的生产效率高于煤炭和水力——在相同的资本、劳动力、能源和原材料投入下，能够生产出更多的商品与服务。事实上，正如一战后能源消耗与GNP之比出现剧烈转折，制造业中某些生产率指标的走势同样在此期间发生了显著变化。每工时产出在1919年之前的平均年增长率为1.3%，此后提升至3.1%；而每单位资本投入产出的下降趋势也在这一时期出现了逆转（见表2和图1B）。

在能源利用方式的各项转变中，速度最快、最为彻底的，要数驱动机械的动力来源从蒸汽动力向电力的切换。世纪之交时蒸汽动力占据主导地位，蒸汽机提供了约80%的机械驱动装机容量。到1920年，电力已取代蒸汽成为主要动力来源；1929年——距电动机首次进入工厂仅45年——电动机约占驱动机械总装机容量的78%（见表3和图1C）。

尽管1890年至1920年间动力来源发生了戏剧性转变，总体动力装机容量的增长速度与制造业总资本的增长速度基本同步。此后，动力装机容量与资本投入之间的关系又出现了同样剧烈的变化：约从1920年起，动力装机容量的增速开始远超资本投入——这一现象一直持续到1940年代（见表4和图1D）。

人们或许会以为，这一趋势的转变应当伴随着能源消耗与GNP之比的上升；然而事实恰恰相反。

以下各节将从当时工程师和企业家的视角，详细审视这场向电力转型的过程。这些亲历者一致认为，以电力取代蒸汽动力降低了驱动机械所需的能源消耗；但更为重要的是，这一替代与工厂组织方式的改进相辅相成，大幅提升了产出相对于投入的比例。亲历者的观察与一战后能源消耗/GNP比值的下降（图1A）及1920年后制造业生产率的持续提升（图1B）相互印证。此外，对制造业动力分配系统演变的深入考察，也有助于解释这一时期制造业动力装机容量相对于资本投入升高这一令人费解的现象（图1D）。

轴传动系统

直到十九世纪末，生产机械通过直接的机械连接与驱动它们的动力源相连。在多数工厂中，一台集中布置的单一原动机——水轮或蒸汽机——通过皮带轮和皮革传动带带动铁制或钢制"主轴"（line shafts）旋转。这些主轴——通常直径约3英寸——悬挂于厂房天花板，沿厂房各层楼全长延伸，有时甚至延伸到室外以向另一栋建筑输送动力。大型工厂的楼层之间通过穿越天花板孔洞的皮带传递动力；由于这些孔洞是火灾蔓延的通道，楼层间的传动皮带往往需要封闭在造价高昂的"皮带塔"中。主轴通过皮带轮和传动带带动"副轴"（countershafts）旋转——副轴是与主轴平行、较短的天花板吊挂轴。生产机械通过皮带与副轴相连，并因此必须排列成与主轴平行的行列。这种机械动力分配的"直接传动"方式如图2A所示。

整套主轴与副轴网络从早晨蒸汽机启动到晚间关机，始终不停运转——无论实际有多少台机器在使用。一旦主轴或蒸汽机发生故障，整个房间乃至整个工厂的生产都将停工，直至修复完毕。

要启动某台具体的机器，操作工需拨动离合器，或用连接副轴的操纵杆将皮带从惰轮移到驱动轮。多个皮带轮可提供不同的转速和功率档位。悬挂于每个轴承架上方的滴油器提供连续润滑。机器操作工通常负责每日填充和调节这些滴油器，并定期调整皮带对准。随着皮带伸长松弛，必须将其略微截短并重新接紧。这些维护工作耗费大量时间——大型工厂往往拥有数千英尺的轴和皮带以及数以千计的滴油器。

电力最早可能于1883年被引入制造业用于驱动机械——即托马斯·爱迪生将电力作为商品首次推向市场的翌年。

最早可靠且高效的超过1马力直流电动机，是由爱迪生前雇员弗兰克·斯普拉格研制的。

到1890年代初，直流电动机已在制造业中相当普遍，但远未达到普及。机械驱动的电气化首先出现在服装、纺织和印刷等行业——在这些行业中，清洁度、稳定的动力与转速以及便于控制至关重要。

电力主轴传动系统的得失

到1891年，用蒸汽机和电动机带动主轴的各项成本均已经过充分比较。路易斯·贝尔博士在富兰克林研究所的一次演讲中指出，当所需动力较小时，使用电力通常比使用蒸汽更为经济。

然而，对于用电量较大的工厂，用电动机驱动机械仍比用蒸汽机更为昂贵。大型蒸汽机的能效相对较高，而大量直流电力则价格昂贵或根本无从获得。尽管如此，当时的主流观点认为：

即便蒸汽可以大规模使用，电动机也可能比蒸汽更为经济；唯一的条件是，我们能够借助电力将廉价的动力从远处输送过来……我们必须把电力视为一种极为强大、极为便利的手段，能够以最简单的方式和极小的损耗，将动力从一点传输到另一点。

这种将电力视为动力传输手段的观念在1890年代初相当普遍。人们逐渐意识到，大型工厂不必再选址于水力资源附近，也不必围绕一台大型蒸汽机来设计厂房——如果向蒸汽机供应煤炭特别不便的话。动力可以在优质水力资源地点或煤炭仓库远程产生，以电的形式输送到工厂。

1893年在南卡罗来纳州哥伦比亚建造的一座纺织厂，选址靠近水力资源，但从水轮到纺织机械的机械传动证明不切实际。西屋公司和西门子-哈尔斯克公司各自提出了符合当时惯例的传输方案：在河边发电，以直流电跨越运河输送到工厂，再由大型电动机带动主轴。在这些方案中，电力只是千英尺机械传动系统的替代品。

1895年，哥伦比亚大学F·B·克罗克尔教授前往康涅狄格州考察，在塔夫茨维尔的波内马纺织厂，水力发电厂安装在上游的大坝处，电力通过架空线路输送到工厂，电动机"位于工厂地下室，靠近其所替代的蒸汽机。它们通过皮带与皮带轮相连，皮带轮通过摩擦离合器与各自的轴相连……其中一台电动机驱动1200台织机，耗电约155马力；另一台驱动500台织机。"

在以上两例中，电力受到青睐，是因为它能够将远处的廉价动力相对便捷地输送到工厂。然而，工厂内部的动力分配方式却保持不变。蒸汽机和水轮被电动机取代，这些电动机仍然通过皮带和皮带轮驱动主轴。电力被视为向工厂传输机械动力的手段，但尚未被视为在工厂内部分配动力的手段。用一台或多台电动机取代蒸汽机、保持动力分配系统不变，似乎是将新技术叠加于旧框架之上的惯常做法。但在1880年代和1890年代，人们并未如此看待这一问题。主轴和皮带传动系统已经就位，制造商也熟悉其弊端。用电动机转动主轴是一项改进，只需改动系统的前端。然而到1890年代中后期，制造商开始以更宽广的视野审视电力，并建造动力分配系统有所不同的工厂。到一战结束时，电力主轴传动已不再普遍使用。

电力组驱动

只要电动机仅仅是作为蒸汽机的替代品用于转动长主轴，机械动力分配系统的弊端就依然存在。据机械工程师H·C·斯波尔丁所说，最严重的问题是系统中巨大的摩擦损耗，以及无论有多少台机器实际在运转都必须让全厂轴系持续旋转的必要性。

这种"组驱动"方式最早的大规模应用，可能是在纽约斯克内克塔迪的通用电气公司工厂。43台直流电动机共计1775马力，带动约5260英尺的轴系，分布于大约40个不同的车间或部门。主轴因此相对较短，每台电动机大约驱动100至150英尺的轴；这些轴以惯常方式带动副轴，进而驱动机械。该公司管理层表示，这一系统使其"得以充分利用无摩擦损耗和不使用区段无需运转的经济优势"，并且"厂区车间合计占地近十二英亩，用任何其他经济方式集中和分配动力都是不可能实现的。"

通用电气的销售人员无疑充分利用了本公司在电力组驱动方面的经验。公司早期客户中有靠近水力资源的企业，例如前述南卡罗来纳州哥伦比亚的纺织厂。1893年，销售员S·B·佩恩为该厂供电所提出的方案，与竞争对手相比有两处重要区别：将使用多相交流电而非当时更为普遍的直流电，并由十七台65马力的交流电动机分组驱动机器。采用电力组驱动而非电力主轴传动，可减少空气中的灰尘和污垢——这在纺织厂中尤为重要。采用交流感应电动机而非直流电动机，可消除换向器火花——在棉绒飘飞的车间氛围中，这是一种火灾隐患。此外，电动机将被安装在天花板上，不占用任何地面空间。

电力组驱动的其他早期采用者，是那些为利用1895年起供应的廉价尼亚加拉水电而选址于尼亚加拉瀑布附近的企业。其中之一是当时全国最大的螺母螺栓工厂——位于纽约州北托纳旺达的普拉姆、伯迪克与伯纳德公司。

电力组驱动有助于将制造工序组织成专业化的车间或部门，原因在于电动机驱动的主轴和生产机械几乎可以朝向任意方向。例如，1897年基廷车轮公司在康涅狄格州米德尔敦建造的新厂，设有六个垂直于主厂房的翼楼车间。

随着制造商在组驱动方面积累了经验，副轴被逐步取消，生产机械直接通过皮带与主轴相连，从而减少了电动机到机器之间的动力损耗，也推动了生产的进一步整合与专业化。主轴变得越来越短；许多机加工车间的主轴长度在30至50英尺之间。

1899年至1909年间，电力驱动占驱动机械总装机容量的比例从不足5%上升至25%。在这十年间，制造企业电动机装机容量的60%至70%由企业自行发电供电。1899年，制造商自发电装机容量的85%来自水电站，蒸汽机不足10%。此后十年，水电装机仅增长约2.5倍，而蒸汽装机则增长了近两个数量级，到1909年占制造企业总装机容量的71%。由此可见，1890年代末至二十世纪头十年电力驱动的增长，与现场蒸汽发电的兴起同步发生。

然而，电力组驱动最早的采用者大多是选址于水力资源附近的企业。对于这些工厂而言，从水轮到电动机轴系之间的动力损耗通常为15%至20%。

采用组驱动后能源消耗降低最显著的原因，在于任何一个部门、车间或机器组都可以独立运行——当某组机器停用时，驱动该组机器的电动机也可以停下。

电力组驱动还因为系统所含轴、皮带和皮带轮少于主轴传动系统，从而减少了摩擦造成的动力损耗。事实上，据估计，采用直接传动方式的工厂中，单纯转动轴系所消耗的动力占蒸汽机输出动力的三分之一到四分之三。

然而，在其他条件相同的情况下，电力组驱动与基于蒸汽的直接传动相比，能源节约并不特别突出。节约煤耗20%至25%是典型水平。

前文已提到，1890年代末至1900年代初，电力组驱动已在专门围绕电力分配系统设计建造的新工厂中得到应用。对于这些企业及其他企业而言，机械驱动的电气化与工厂的重组相辅相成。这种重组往往意味着整合生产工序，提高各车间或部门的专业化程度，从而提升产量、改善产品质量。重组还频繁涉及将锅炉房迁至地下室或独立建筑，从而为主厂房腾出生产空间，并将发电与用电相互隔离。此外，无论锅炉房设于何处，电力分配都能显著降低火灾蔓延的风险——因为楼板和墙壁上不再需要皮带孔，必要时可将生产封闭在独立的防火房间内。因此，许多工厂在安装组驱动后，火灾保险费率得以降低。

最后，如前所述，直接传动对单体建筑的规模和形态施加了种种限制。火灾或机械动力故障时预期的经济损失，也可能限制了建筑体量——这一点虽有推测成分，却也合情合理。我们确知的是，随着电力驱动的兴起，技术刊物上开始出现对大型工厂建筑的详细描述，而这些报道的措辞往往暗示，如此规模的设施在当时并不常见。（例如，对通用电气斯克内克塔迪工厂、西屋公司东匹兹堡工厂，以及肯特与斯坦利公司罗得岛普罗维登斯七层建筑的描述。

电力单元驱动

1890年代，大多数工程师建议不要以单台电动机驱动任何大型机器以外的其他机器。这主要是因为，驱动一组机器所需的总功率远小于分别驱动每台机器所需功率之和。

不久以前，许多人还不敢断言电动机驱动已经站稳脚跟，而今天的问题只是采用哪种电动机驱动。我完全相信，即使对于极小的机器，单元驱动也将很快得到普及。

能源与直接成本节约

采用单元驱动时，电动机通常直接安装在所驱动的机器上（图2D）。电动机与机器驱动轴通常通过皮带和皮带轮或齿轮相连；有时电动机电枢与驱动轴通过键槽联轴器直接相连。

单元驱动比组驱动节能，其原因与组驱动比主轴传动节能的原因相同。单元驱动完全消除了由于主轴和副轴旋转所造成的摩擦损耗，有时几乎将动力产生、传输和分配的全程满载效率提高一倍。

制造商驱动机械的总成本——不仅包括能源成本，还包括资本、劳动力和材料成本——在单元驱动下往往略低于组驱动。为此，能源、劳动力和材料方面的节约必须能够抵消资本成本的增加。

单元驱动的资本成本可能相当高，因为单元驱动所有电动机的总装机容量往往是组驱动单台电动机装机容量的五到七倍。

采用单元驱动后，工厂的电动机总装机容量大幅增加，但工厂实际峰值功率需求并不一定随之增加。事实上，由于消除了轴和皮带的摩擦损耗，峰值需求往往还会略有下降。这在理论上允许安装规模更小、造价更低的动力设备，节约资本成本。此外，工厂建筑可以采用更轻便、更经济的结构，因为屋顶不再需要承载沉重的主轴、副轴和皮带轮。取消机械动力分配系统所带来的最大节约，有时足以抵消增加的电动机和线路的初始成本。

然而，劳动力和材料成本在单元驱动下通常更低：不再需要收紧调整皮带，不再需要填充滴油器。因此，能源、劳动力和材料成本的节约，往往足以抵消电力单元驱动在资本成本上的劣势，使这一方式比组驱动或主轴传动略具成本优势。

但机械驱动成本的节约并不是最关键的因素。如前所述，发电所需燃料成本或购入电力的成本是一个次要项目，通常仅占单位产出总成本的0.5%至3%左右。由此推断，驱动机械的成本在总生产成本中占比很小——肯定低于单位产出成本的十分之一，可能更接近二十分之一。

电力：生产中的杠杆

二十世纪初，制造商开始认识到，与电力单元驱动带来的其他效益相比，直接成本节约几乎微不足道。据美国电气工程师学会（AIEE）会员欧伯林·史密斯所言：

长期以来，大家讨论的问题是究竟要不要安装电动机，因为我们不知道它们是否会消耗更多的电力……但这与车间的总体开支相比，重要性微乎其微。它多耗5%还是10%或20%，与我们将从其他方面获得的巨大收益相比，根本无足轻重。

鲍尔温机车厂总监S·M·沃克兰报告了本公司的切身体验：

总而言之，采用电动机所允许的节电量固然重要，但绝非决定性因素；即使电力驱动系统不省一点电，甚至比轴传动和皮带系统多耗几倍的电力，我也会安装电力驱动系统。

电气设备销售工程师开始将推销重点从能源和直接成本节约转向"间接节约"。一位克罗克-惠勒电气公司的工程师如此说道：

许多工厂引入电力，是因为我们承诺能为他们节约20%至60%的煤炭费用；但是，正是这样的节约，并非是使电力设备今天席卷全国的原因……那些最先以此为由引入电力的人，发现自己获得了超出原本承诺的其他节约，可以称之为间接节约。

由此，随着单元驱动的出现，电力在许多人眼中已不再只是工厂内部的经济动力分配手段——它成了提升生产的"杠杆"。

制造商们往往估算可以归因于电力单元驱动的额外产量，并在技术学会会议上分享经验。1901年的一次会议上，F·B·克罗克尔教授汇总了多份报告：

实践表明，在大多数情况下，采用电力驱动的制造企业产量明显增加。常见的结果是，在相同的建筑面积、机械设备和工人数量下，产量实际提升了20%至30%，乃至更多。这是最重要的优势，因为它在不增加投资、劳动力或支出（材料除外）的情况下实现了收入增长。在许多情况下，产量提升的同时，劳动力开支也在下降。

电力单元驱动究竟如何促进了产量提升和生产效率改善？

生产流程的畅通。单元驱动赋予制造商在建筑设计和机器布置上极大的灵活性，以最大限度地提升产量。机器不再需要按照轴系位置分组排列。机器现在可以按照制造工序的自然顺序在车间地面上排布，从而将物料搬运降至最低。能够不受轴系约束地排布机器，使工厂内所有空间都同等有用，而不仅仅是像以前那样用作仓储。这种灵活性例如使美国政府印刷局得以增加四十台印刷机："虽然实际建筑面积没有增加，但有效工作面积确实显著扩大了。"

1900年以前，大型引擎驱动的顶置起重机已在装配车间使用，但架空机械传动使起重机几乎无法在其他区域使用。通过取消轴系，电力单元驱动留出了畅通的通道和净空高度，使顶置行车得以用于工厂的任何区域。1895年美国电气工程师学会会议上，一位发言者预期小型电动起重机将彻底改变物料搬运：

我认为我们没有人真正意识到，用这种方式搬运小件物品将带来多大的便利和工作效率……现在，凡是工人不能徒手直接放入机器的工件，都要花费相当多的时间将工件放入和取出机器——超出任何人的想象，往往比实际切削所需的时间还要多。而当电动机带来的净空高度使这一切成为可能之后，这些时间都可以节省下来。

九年后，电动起重机已被称为生产上"无可估量的福音"；

但单元驱动的作用不止于让工件移至机器——它还使机器得以移至工件。便携式电动工具现在可以随时应用于大型工件的任何部位。据1912年的一份记录，此类工具"在钢结构工厂、机车工厂及几乎各类现代车间中积极而广泛地发挥着作用，显著提升了产量。"

最后，正如组驱动将机械传动系统故障的影响范围缩小到受影响的机器组，单元驱动将生产中断进一步限定于单台发生故障的机器。

改善工作环境。架空机械传动的消除带来了照明、通风和清洁条件的改善。以前，密密麻麻的皮带几乎使无影照明无从实现。采用单元驱动后，灯具可以安装在原本被皮带、皮带轮和轴占据的位置。部分新建筑还设有天窗，从而改善了通风和采光。在主轴传动或组驱动条件下，轴系的连续润滑使油脂不断滴落到工作区域，而运动中的轴和皮带又使含油脂的灰尘持续飞扬。墙壁和天花板因轴系阻碍清洁而迅速积污、鲜少粉刷。采用单元驱动后，工厂变得整洁明亮，许多观察者认为这对工作的数量和质量都产生了非常积极的影响。

改善机器控制。在组驱动中常见的皮带打滑，导致某些机器的转速随负荷变化，从而降低产量和质量。

二十世纪之交以前，直流电动机提供了几乎所有的工业电力驱动。当时主流的直流电动机是并励电机，可通过调节变阻器方便地在3:1至4:1的范围内变速。配合齿轮箱可获得更宽的速度范围。在某些情况下，通过在工厂内安装多电压线路之间切换，或通过"伦纳德系统"改变施加于恒速电动机的电压来实现变速。后者是一种电动机-发电机-工作电动机组合系统，通过改变发电机的磁场激励来改变工作电动机的转速。

交流多相感应电动机由尼古拉·特斯拉于1888年发明，西屋公司于四年后将其推向市场。在相同输出功率下，交流电动机在多方面优于直流电动机：更小、更轻、更简单，不产生电火花，几乎不需要维护，成本也相当低廉。但交流电动机有一个主要缺陷：在不严重损害性能的情况下无法调速。电感电动机的转速由频率而非电压决定，而提供可变频率电流在当时并不实际。起初，采用交流还是直流电动机，取决于哪种电流可以获得，以及是否需要或希望调节机器转速。但1895年尼亚加拉瀑布交流发电系统第一期建成后，公用电力公司越来越多地供应交流电。与快速成长的公用电网相兼容，成为交流电动机的又一优势。到1901年，许多工程师认为，如果能实现高效变速，感应电动机将成为迈向"理想车间——每台机床或机器配备一台电动机的车间"的重要一步。

然而，二十世纪头十年，制造工艺开始要求更多专用机床，而这些机床运转在相当窄的转速范围内。1904年的一次技术会议上，工程师H·B·艾默森观察到：

当然，所需的变速幅度因具体安装情况而异；但行业似乎正朝着专业化方向发展，随着专业化程度的提高，对大范围变速控制的需求在减少——因为同一台机器专门承担特定工作，日复一日、周复一周。在这样的安装条件下，可以使用标准或接近标准的设备。

当然，相对廉价的感应电动机及其所需交流电的获得，都与这一专业化趋势相关联。交流电动机使用的增加究竟是推动专业化的重要原因，还是专业化趋势的结果，尚无定论。无论如何，制造业对变速控制的需求——起初曾阻碍交流电动机普及的障碍——正在减弱。交流电动机使用的增加与单元驱动的兴起相辅相成，通过稳定的转速和便利的控制，提升了产品的数量和质量。

便于工厂扩张。二十世纪第一个四分之世纪是制造业快速增长的时期。交通运输设备、电气设备与器材、石油炼制等行业增长最快，整个时期产量平均年增长率约达10%，部分企业有时还会出现更高的年度增长。

综上所述，尽管单元驱动能源消耗更少、有时成本更低，制造商们发现这些节约远不如产量提升带来的收益重要。从本质上说，电力单元驱动通过工序和流程的创新，提供了机会——使企业得以在相同的资本、劳动力、能源和材料投入下获得更高的产品产量。电力已被视为提升总体生产效率的因素。

市场渗透

图3A概述了工业生产从动力传输与分配的约束中逐步解放的趋势——这一趋势在1920年代随着单元驱动的广泛普及而达到顶峰。由于从未有过关于动力分配系统的系统性数据收集，图中的时间线基于三类证据，这些证据表明单元驱动直到一战之后才成为电力驱动的主流形式。

第一，驱动机器应采用组驱动还是单元驱动的优劣之争，在二十世纪第一个四分之世纪的技术文献中贯穿始终。1895年至1904年间，这一话题在技术学会会议上被激烈辩论；两种方式各有所长，难分优劣。

作者在电动机应用领域的经验使他倾向于认为，若非所有运行条件均已知晓，很难判断两种方案孰优孰劣……总体而言，作者认为就目前而言，单元驱动似乎占据主导——即就新安装设备而言。

两本1928年出版的教科书也明确指出，在许多情形下组驱动仍有其合理性，但1920年代的趋势是走向单元驱动的全面采用。

第二，机器必须与电动机相兼容才能实现单元驱动。生产机械传统上为直接传动系统建造，配有驱动轴和皮带轮。即使到1901年，机床也普遍不是为与电动机直接相连而设计的，某些机器采用单元驱动的控制和性能与主轴或组驱动相比仅略有改善。

机床的电气化操作不会取得持久进展，除非电动机和机床像以前锥形皮带轮专为其所在机器设计那样，被设计成彼此匹配……我们真正需要的（这一点无论怎样强调都不为过）是以仅适用于电动机操作为目标，对现有机床进行彻底的重新设计。

直到1904年，向生产机械提供动力的方式已发生了重大变化，而机器本身却几乎没有改变。然而，此后驱动方式的终极形态与新机床的发展便紧密相连。尽管如此，邓肯所倡导的"彻底重新设计"的进程并不像他期望的那样迅速。1928年的一本教科书显示，仅有"将电动机作为机床有机组成部分的趋势"。

第三，认为单元驱动直到1920年代才普及的原因，还在于电力本身直到公用事业崛起才广泛可得。1909年，电力驱动占驱动机械总装机容量的比例略低于25%；到1919年，电动机已占该用途总马力数的53%以上。这一重大转变与电力供应的变化同步发生。1909年，制造企业64%的电动机装机容量由现场自发电供电；十年后，57%的装机容量改由公共电力公司提供的购入电力驱动。尽管制造业自发电装机在此期间继续增长，但公用电力公司扩张如此之快，以至于约从1914年起，其发电装机容量就已超过所有其他工业企业的发电装机容量之和。

技术和企业创新推动了公用电力公司的快速发展。1895年后交流电的日益普及，促进了远距离经济输电的实现。中央发电站可以做到更少、更大，服务市场更广。但规模经济效应在蒸汽轮机引入之前并不显著。轮机的单位成本更低，且随规模增大而下降更快，其更高的转速还允许使用造价更低的发电机。

蒸汽轮机降低了公用电力的成本，但这一技术并非使公用电力公司能够成功与现场发电竞争的唯一创新。为了充分利用轮机带来的规模经济，电力需求和发电装机必须同步增长。确保这一点的方式之一，是将小型公用事业公司及其市场整合成单一大型系统，如联邦爱迪生公司总裁塞缪尔·英萨尔所做的那样。

当然，公用电力公司向已自行发电的企业销售机械驱动服务，远比向新建设施销售成功率低。很少有制造商愿意提前报废已安装的设备；而新工厂则可以围绕公用电力和单元驱动来规划设计。许多建设新设施的小型企业负担不起自建发电厂，往往是随厂房空间一并租用轴动力。公用电力公司首次为这些小型制造商提供了电力；在某些情况下，这类客户是电力需求增长的主要来源。

总结与结论

从蒸汽动力到电力的转变，与1870年以前从水力到蒸汽的转变有着本质的不同。后者——动力产生方式的那次转变——并未伴随动力传输与分配新方式的出现。蒸汽动力的采用没有带来任何类似于电气化所伴随的工厂设计和机器组织方式的重大变革；制造商采用蒸汽动力，主要是出于选址和季节性可用性以及直接成本方面的考量。

然而，驱动机械的成本并非采用电力单元驱动最重要的驱动因素。这一转变的主要动力，是制造商对可观间接成本节约的预期。电力因其特殊的形式，在生产中具有超越直接成本节约的价值——这可以称之为"形式价值"（form value）。

电力的形式价值，源于这种特定能源形式在空间精度、时间精度和规模精度上转移能量的能力。电动机能够在精确需要的地方——机器的驱动轴——将电能转化为机械能。这种能量转换和传输可以在时间上精确控制——即可以按需启动、停止或调节速率。最后，电动机可以精确匹配机器的功率需求。因此，电力单元驱动是一种极为灵活的机械驱动技术；正是由于这种灵活性，制造商能够将注意力从动力生产和分配问题转向改善其整体运营效率。

此外，一种根本性的视角转变先于并伴随着对电力独特灵活性的开发利用。直到1890年代，大多数制造商仍以有限的眼光看待电力：它不过是一种向工厂传输机械动力的好手段。1891年，工程师H·C·斯波尔丁指出，电力不止于此——它是在工厂内部分配动力的最佳方式。两年后，通用电气销售员S·B·佩恩证明，电力还可以以更间接的方式惠及生产。自1895年起，由F·B·克罗克尔教授主导的一系列讨论几乎确认了这一创新理念：电力可以作为生产中的杠杆。此后三十年，电力驱动不断渗透，伴随着工厂设计和生产方法的大量创新——其中许多创新之所以成为可能，正是由于电能在空间、时间和规模上所具备的传输精度。

一战后是变革尤为急剧的时期。在1910年代末和整个1920年代，电力单元驱动成为最普遍的驱动机械方式，公用电力公司成为制造业动力的主要提供者。单元驱动所实现的生产效率提升，体现在战后不久制造业生产率指数的显著上升中。

发电资源向公用事业部门的转移，助推了这些指数的上升，也带来了制造业每单位资本投入动力装机容量的急剧增加。后者更重要的原因是，单元驱动需要的电动机总装机容量是其他电力驱动形式的数倍。最终，单元驱动相较于其他驱动机械方式，明显消耗更少的能源。因此，能源节约和制造业生产率的提升，共同促成了约1920年前后能源/GNP比率趋势的戏剧性转变。

历史的结语——对当代的启示：电气化的历史表明，一种根本性的新技术所带来的生产率红利，并不随技术的初步部署而立刻兑现。最初，电力只是被嵌入旧有框架：用电动机替代蒸汽机，轴传动系统原封不动。真正的生产力飞跃，要等到工厂围绕电力的独特特性——空间精度、时间精度、规模精度——从根本上重新设计之后才得以实现。这一滞后长达数十年：技术突破在1880年代，生产率的全面绽放在1920年代。当我们观察AI在当下经济中的应用时，这段历史值得深思：将AI嵌入原有工作流程与围绕AI彻底重组流程，是两件本质不同的事。

文献四 新技术阶段

1：新技术阶段的开端

新技术阶段代表着机器在过去千年间的第三次明确演进。它是一次真正的突变：它与旧技术阶段的差异，几乎如同白昼与黑夜之别。然而从另一面看，它与原技术阶段的关系，恰如成人之于婴儿。

在新技术阶段，罗杰·培根、达·芬奇、培根勋爵（弗朗西斯·培根）、波尔塔、格兰维尔以及那个时代其他哲学家与技术人员的构想、预言与宏阔远见，终于找到了安身立命之所。十五世纪的匆促草图，如今化为可付诸实践的施工图纸；最初的猜想，如今以严格的验证技术加以夯实；最初粗陋的机器，终于在新时代精妙绝伦的机械技术中臻于完善——这一技术赋予了电动机与涡轮机种种特性，而这些特性在不过一个世纪之前，几乎还是钟表的专属。切利尼那股超凡入圣的动物性胆气——他正要铸造那尊险峻的珀尔修斯——或者米开朗琪罗构筑圣彼得大教堂穹顶时近乎相同的无畏，如今让位于一种耐心的、协作的实验主义：整个社会，如今已准备好去完成那些过去只能压在孤独个体肩上的重负。

然而，虽然新技术阶段是一个确定的物质与社会复合体，我们却无法将其界定为一个历史时期——部分原因在于它尚未发展出自身的形式与组织，部分原因在于我们仍身处其中，无法在终极关系的视野中看清它的细节，还有部分原因在于，它取代旧秩序的速度与决断力，远不及十八世纪末原技术秩序转型时的迅猛。从旧技术秩序中浮现而来，新技术制度在许多情况下却与之妥协，在其面前退让，因既得利益集团的重压而失去自身面目——正是这些既得利益持续支撑着中期工业时代那些陈腐的工具与反社会的目标。旧技术理想在很大程度上仍然主宰着西方世界的工业与政治：阶级斗争与民族斗争依然以无情的气势向前推进。原技术实践作为文明化力量在园林、公园、绘画、音乐与剧院中残存延续，而旧技术则依旧是一股野蛮化的力量。否认这一点，无异于抱守虚妄的乐土。麦尔维尔在七十年代以笨拙的诗句提出了一个问题，其意义随岁月流逝而愈发深沉：

……艺术不过是工具；
但工具，据说，属于强者：
撒旦软弱？恶行软弱？
无福兆能够主宰：
你们的艺术在信仰消亡中精进：
你们不过是在训练新的匈奴人，
其咆哮已令一些人惊惧。

就新技术工业未能改造煤铁综合体的程度而言，就它未能在整个社会为其更人道的技术奠定充分基础的程度而言，就它将其强化的力量借与矿主、金融家和军国主义者的程度而言，破坏与混乱的可能性便随之增大。

然而，新技术阶段的起点仍然可以大致确定。第一个明确的变化是原动机效率的大幅跃升——从三倍提升至九倍——其标志是1832年富尔内龙对水轮机的完善。这一成就是一系列漫长研究的终点：从十六世纪勺形水轮的经验开发起步，历经一系列研究者的科学推进，尤其是十八世纪中叶的欧拉。布尔丹——富尔内龙的导师——对涡轮式水轮进行了一系列改进（这一发展或许应归功于法国在旧技术工业上的相对落后），而富尔内龙早在1832年便建造了一台50马力的单体涡轮机。与此同时，法拉第在同一个十年间做出的一系列重要科学发现也必须与之相联系。其中之一是他对苯的分离：这种液体使橡胶的商业化利用成为可能。另一项是他在电磁电流方面的研究，始于1831年他发现导体切割磁铁力线时会产生电位差；这一纯粹的科学发现做出后不久，他收到一封匿名信，建议将这一原理应用于大型机器的创造。在伏打、伽伐尼、奥斯特、欧姆和安培已有重要成果的基础上，法拉第关于电的研究，加上约瑟夫·亨利几乎同时进行的电磁铁研究，为能量的转换与分配以及大多数决定性的新技术发明奠定了新的基础。

到1850年，新阶段大部分基础性科学发现与发明已经问世：电池、蓄电池、发电机、电动机、电灯、分光镜、能量守恒定律。1875年至1900年间，这些发明在发电站、电话和无线电报中得到了工业应用。最终，一系列配套发明——留声机、电影、汽油发动机、蒸汽轮机、飞机——在1900年之前都已有雏形，即便尚未完善：这些发明反过来又从根本上改变了动力装置与工厂，并进一步启示了城市设计与整体环境利用的新原则。到1910年，工业内部开始出现对抗旧技术方法的明确反潮流。

这一进程的轮廓被第一次世界大战的爆发以及随之而来的污秽混乱、倒退与代偿所模糊。虽然新技术文明的工具如今已经就位，虽然整合的明确迹象也不乏见，但我们却无法自信地说，哪怕一个地区——更不用说整个西方文明——已完全拥抱新技术复合体：因为即便是完整的技术实现，所必需的社会制度与明确的社会目的也付之阙如。技术上的收益从来不会自动在社会中得到体现：它要求政治上同样灵巧的发明与适应；而将机械改进的直接作用归结为文化与文明工具的粗心习惯，向机器提出了它无法回应的要求。缺乏协作的社会智慧与善意，我们最精良的技术对社会进步的承诺，不会比把一只电灯泡给到丛林中一只猴子更多。

诚然：十九世纪所产生的工业世界，在技术上已然过时，在社会上已然死亡。但不幸的是，它腐烂的尸体孕育出的生物，反过来可能削弱乃至扼杀那个本应取而代之的新秩序：或许将它变成一个无望的残废。然而，对抗这种灾难性结果的第一步，便是认识到：即便在技术层面，机器时代也并非一个连续而和谐的整体；旧技术阶段与新技术阶段之间存在深刻的裂隙；而我们从旧秩序中带来的思维习惯与战术，正是我们发展新秩序的障碍。

2：科学的重要性

蒸汽机、铁路、纺织厂、铁船的详细历史，可以在对同时期科学工作的叙述中仅作蜻蜓点水的提及。因为这些装置的实现，主要依赖的是经验实践的方法——试错与筛选：安全阀被普遍采用之前，已有许多人因蒸汽锅炉爆炸而丧命。虽然所有这些发明若有科学的参与将会更为完善，但它们的问世，大体上并未得到科学的直接援助。使之成为可能的，是矿山、工厂、机械车间、钟表匠铺和锁匠铺里的实干之人，或是那些善于摆弄材料、能够想象新工艺的好奇业余者。旧技术时代设计所受到的唯一持续而系统的科学影响，也许只有对机械运动要素本身的分析。

进入新技术阶段，两个至关重要的事实变得清晰起来。首先，科学方法——其主要进展此前集中于数学与自然科学——开始占领其他经验领域：生命有机体与人类社会也成为系统研究的对象。虽然这些领域的研究工作受到了一种诱惑的妨碍——即套用为孤立物质世界所发展出的思维范畴、研究方式和量化抽象的特殊装置——但科学在此的延伸将对技术产生特别重要的影响。生理学之于十九世纪，正如力学之于十七世纪：不再是机制为生命提供模式，而是生命有机体开始为机制提供模式。如果说矿山主宰了旧技术时期，那么葡萄园、农场和生理学实验室则引导了新技术阶段许多最富成效的探究，并为其最根本的发明与发现做出了贡献。

同样，人类生活与社会的研究也从同样的秩序与清晰的冲动中获益。旧技术阶段在这里只催生了被称为政治经济学的一系列抽象合理化与辩护，这套学说与生产和消费的实际组织几乎没有关联，也与人类社会的真实需求、利益和习惯几无交涉。就连卡尔·马克思在批判这些学说时也被其误导性语词所惑：以至于《资本论》中充满伟大历史直觉，其对价格与价值的描述却与李嘉图一样前科学。经济学的抽象，非但不是现实的孤立物与派生物，实际上是神话建构，其唯一正当性在于它们所激发的冲动与所驱动的行动。继维柯、孔多塞、赫尔德与黑格尔这些历史哲学家之后，孔德、凯特勒和勒普莱奠定了社会学这门新科学；而继洛克、休谟以降的抽象心理学家之后，人类本性的新观察者们——贝恩、赫尔巴特、达尔文、斯宾塞和费希纳——将心理学与生物学融为一体，将心理过程作为一切动物行为的功能加以研究。

简言之，科学的概念——此前主要与宇宙、无机界和"机械"世界相关联——如今被应用于人类经验的每一个层面和生命的每一种表现。对物质与运动的分析曾大大简化了科学最初的任务，如今已不再穷尽科学兴趣的圆周：人们追寻着一种更深层的秩序与事件逻辑，以涵盖更复杂的现象。爱奥尼亚哲学家早已触摸到秩序本身在宇宙构成中的重要性。然而，在维多利亚社会可见的混乱中，纽兰兹对元素周期律最初的表述——"八音律"——遭到了拒绝，不是因为它不够充分，而是因为人们认为自然不可能将元素排列成如此规则的横纵格局。

在新技术阶段，秩序感变得更加普遍和根本。原子的盲目漩涡，作为宇宙的隐喻性描述，似乎已不再充分。在这一阶段，物质本身坚硬固定的性质发生了改变：它变得可以被新发现的电脉冲穿透，甚至连炼金术士最初关于元素嬗变的猜测，也通过镭的发现而成为现实。意象从"固态物质"转变为"流动的能量"。

仅次于科学方法对此前触及甚少的经验领域更全面进攻的，是科学知识对技术与生活行为的直接应用。在新技术阶段，主要的推动力来自确立普遍规律的科学家，而非聪明的发明家；发明是派生的产物。发明电报的是亨利，不是莫尔斯；发明发电机的是法拉第，不是西门子；发明电动机的是奥斯特，不是雅各比；发明无线电报的是麦克斯韦和赫兹，不是马可尼和德·福雷斯特。将科学知识转化为实用仪器，不过是发明过程中的一个细节。虽然爱迪生、贝克兰和斯佩里这样杰出的个人发明家依然存在，但新的发明天才是在科学所提供的材料上工作的。

从这种习惯中生长出一种新的现象：蓄意的、系统的发明。这里有一种新材料：问题——为它找到新用途。或者这里有一种必要的功用：问题——找到使之得以生产的理论公式。海底电缆最终得以铺设，是因为开尔文勋爵贡献了对问题所呈现的必要科学分析；轮船推进轴的推力最终得以承受而不需笨拙昂贵的机械装置，是因为米歇尔研究出了粘性流体的行为；长途电话得以实现，是因为普平等人在贝尔实验室对问题的各个要素进行了系统研究。孤立的灵感与经验的摸索在发明中所占的份量越来越小。在一整系列典型的新技术发明中，思想是愿望之父。而典型地，这种思想是一种集体产物。

虽然独立的理论思维仍然自然地受到实际生活的建议与需求的极大激励——正如卡诺被蒸汽机激发了热力学研究，化学家路易·巴斯德被酿酒商、啤酒商和蚕农的困境激发了细菌学研究——但事实是，一种解放了的科学好奇心，随时都可能与最务实的实用研究同等宝贵。确实，这种自由、这种疏离、这种沉思的孤立——与务实成功的冲动和即时应用的诱惑如此格格不入——开始填满一个普遍的思想水库，它如同重力驱动般溢出，流入实际事务。人类生活的可能性，可以用水库本身的高度来衡量，而非用任何时刻衍生水流所表现出的压力。尽管科学从一开始便受到实际需求与对神奇控制的渴望所驱动，也许同样强烈地受到秩序意志的驱动，它在十九世纪开始充当一种抗衡力量，对抗那种将一切存在化约为即时利润与成功的激烈欲望。第一流的科学家——一个法拉第、一个麦克斯韦、一个吉布斯——不受实用主义的制约：对他们而言，科学的存在如艺术的存在，不仅是剥削自然的手段，更是一种生活方式：它所产生的心灵状态，与它所改变的外部条件同样珍贵。

其他文明达到了一定的技术完善便止步了：它们只能重复旧有的模式。传统形式的技术无法提供自我持续的增长手段。科学通过与技术的结合，可以说提升了技术成就的天花板，拓宽了其潜在的航行区域。在科学的诠释与应用中，一个新的群体出现了，或者说，一个古老的职业焕发了新的重要性。介于工业家、普通工人与科学研究者之间的，是工程师。

我们已经看到，工程作为一门艺术可以追溯到古代，工程师作为独立实体的发展从十四世纪起因军事需要而逐渐显现：设计要塞、运河和攻城武器。第一所专为培训工程师而设的伟大学校是1794年在大革命风潮中于巴黎创立的综合理工学院；圣埃蒂安学院、柏林理工学院和伦塞勒理工学院（1824年）相继建立；但直到十九世纪中叶，南肯辛顿、史蒂文斯、苏黎世等学校才陆续跟进。

早在1825年，奥古斯特·孔德便已能够说：

"在现有的科学团体中，不难认出一定数量的工程师，他们有别于严格意义上的科学家。这个重要的阶层是在理论与实践——两者出发点相距如此遥远——已足够靠近彼此握手之际，必然应运而生的。正因如此，其独特特征至今仍不够明晰。至于适合构成工程师阶层特殊存在的特征学说，其真实性质难以轻易指明，因为其雏形仅刚刚存在……工程师阶层在其适当特征上的确立，愈加重要，因为这个阶层无疑将构成科学家与工业家之间联盟的直接而必要的工具——唯有通过这一联盟，新的社会秩序才能起步。"（孔德：《第四论文》，1825年）

孔德所展望的情形，直到新技术阶段本身开始涌现时才成为可能。随着精确分析与受控观察的方法开始渗透到各个活动领域，工程师的概念扩展为更一般的"技术人员"概念。越来越多地，每一门艺术都在为自身寻求精确知识的基础。精确的科学方法对从建筑到教育的每一个工作与行动部门的渗入，在某种程度上扩大了十七世纪建立起的机械世界图景的范围与威力：技术人员倾向于将物理科学家的世界视为经验中最真实的部分，因为它恰好整体上最具可测量性；而当调查结果呈现出精确科学的一般形式时，他们有时满足于肤浅的调查。工程师那种专门的、片面的、以事实为导向的教育，工程学院本身及工程师所投身的环境中人文兴趣的缺失，只会加剧这些局限。托马斯·曼在《魔山》中打趣地向他那位半吊子的航海工程师介绍的哲学、宗教、政治与爱情等兴趣，在功利主义世界中付之阙如；但从长远看，新技术经济本身更宽广的基础将产生影响，加州理工学院和麻省理工学院恢复人文学科的举措，是修复十七世纪所开裂口的重要一步。与几乎完全从矿山中生长出来的旧技术经济不同，新技术经济在山谷地带的每一个节点上都适用——对农民的细菌学与对教师的心理学同等重要。

3：新能源

新技术阶段首先以征服一种新形式的能量为标志：电力。磁石和琥珀被摩擦后的性质，希腊人早已知晓；但关于电力的第一部现代论著，可追溯到1600年约翰·吉尔伯特博士出版的《论磁》。吉尔伯特博士将摩擦电与磁力联系起来；在他之后，马格德堡的杰出市长奥托·冯·格里克——那位以马格德堡半球著称的人——发现了排斥现象（以及吸引），而莱布尼茨显然是第一个观察到电火花的人。在十八世纪，随着莱顿瓶的发明以及富兰克林发现闪电与电力同为一物，这一领域的实验研究开始成形。到1840年，得益于奥斯特、欧姆，尤其是法拉第的贡献，初步的科学探索已告完成；1838年，约瑟夫·亨利甚至观察到来自莱顿瓶的远距感应效应：这是无线电通讯的最初预兆。

技术并不落后于科学。到1838年，圣彼得堡的雅各比教授成功地用"电磁发动机"驱动一艘船在涅瓦河上以每小时四英里的速度行驶；戴维森在爱丁堡至格拉斯哥的铁路上达到了同样的速度；1849年，佩奇教授在巴尔的摩至华盛顿铁路的列车上达到了每小时19英里的速度。电弧灯于1846年获得专利，并于1862年应用于英国邓杰内斯的灯塔。与此同时，十余种形式的电报被相继发明：到1839年，莫尔斯和斯坦希尔已使长距离即时通讯成为可能，两端均使用接地导线。维尔纳·西门子（1866年）对发电机的实用开发和尼古拉·特斯拉（1887年）对交流发电机的开发，是以电力替代蒸汽的两个必要步骤；爱迪生于1882年发明的中央发电站及配电系统随即得到发展。

在动力应用方面，电力带来了革命性的变化：这些变化触及了工业的选址与集聚，以及工厂的详细组织——同时还影响了大量相互关联的服务与机构。冶金工业经历了转型，橡胶生产等工业得到了刺激。

在旧技术阶段，工业完全依赖煤矿作为动力来源。重工业不得不紧邻矿场，或依赖便宜的运河与铁路运输手段。电力则不同，它可以从大量能源来源中产生：不仅仅是煤炭，湍急的河流、瀑布、迅猛的潮汐河口都可用于发电；直射的阳光（每太阳英亩7000马力）可用于已在埃及建造的太阳能电池；只要配备蓄电池，风车也可利用。阿尔卑斯山区、蒂罗尔、挪威、落基山脉、非洲内陆等原本难以进入的山区，第一次成为潜在的动力来源与现代工业的潜在选址：水力的驾驭——得益于水轮机约90%的极高效率——开辟了新的能源来源与殖民区域，这些区域的地形比早先时代的河谷底部和低地更为复杂，气候上往往也更为宜人。

由于煤矿的巨大既得利益，更廉价的能源来源尚未得到发明家们足够系统的关注：但目前太阳能在农业中的利用（约占接收太阳能总量的0.13%）对科学工程师提出了挑战；而利用热带海水上下层温差的可能性，则提供了另一个摆脱对煤炭依附的前景。

水力发电的可用性最终改变了现代工业在整个星球上的潜在分布，并削减了欧洲和美国在煤铁制度下所享有的特殊工业主导地位。亚洲和南美洲的水力资源几乎与老牌工业区域相当——各超过五千万马力——而非洲的水力资源是欧洲或北美洲的三倍。即便在欧洲和美国内部，工业重心的转移也在发生：在水力发电开发的领导权上，依次为意大利、法国、挪威、瑞士和瑞典，美国也出现了向两大脊柱山系转移的类似趋势。煤矿不再是工业力量的唯一衡量标准。

与长距离运输中的煤炭不同，与本地分配中的蒸汽不同，电力在传输时能量损失更小、成本更低。载有高压交变电流的导线可以翻越任何道路车辆无法逾越的山脉；而一旦电力公用事业建立起来，其损耗率是缓慢的。此外，电力可以方便地转换为各种形式：电动机用于机械功，电灯用于照明，电热器用于供热，X射线管和紫外线灯用于穿透与探测，硒光电管用于实现自动控制。

虽然小型发电机的效率不及大型发电机，但两者性能之间的差距，远小于大型蒸汽机与小型蒸汽机之间的差距。当可以使用水轮机时，在所有尺寸和功率等级上高效利用电力的优势便显而易见：如果没有足够大的水头来运行大型交流发电机，仍然可以通过驾驭一条小溪或小河、仅使用数马力，为农场这样的小型工业单位完成出色的工作；借助一台小型辅助汽油发动机，即可保证在水流季节性变化时的持续运行。水轮机具有自动化的巨大优势：一旦安装，生产成本几乎为零，无需司炉工或看守员。

4：无产阶级的位移

旧技术时期典型的生产单位深受巨大主义之苦：它们不断扩大规模、聚集在一起，却不试图将规模与效率相匹配。这一现象部分源于电话出现之前有缺陷的通讯系统：这使有效的管理被局限于单一制造厂，难以分散各单元，无论它们是否真的需要在同一场地上。这同样受到小型蒸汽机在经济发电上的困难所助长：工程师因而倾向于在同一轴上或在有限蒸汽压力管道范围内尽可能多地塞入生产单元，以避免过多的冷凝损失。从单一传动轴驱动厂内各个机器，使得机器必须沿传动轴排列，无法根据工作本身的地形需求做出精细调整：皮带传动存在摩擦损失，成片的皮带给工人带来特殊危险；此外，传动轴与皮带还限制了吊车在本地运输中的使用。

电动机的引入在工厂内部引发了一场变革。电动机为工厂设计创造了灵活性：不仅单个单元可以放置在需要的地方，不仅可以根据所需的特定工作进行设计，而且直接驱动方式在提高电动机效率的同时，也使工厂本身的布局可以按需调整。电动机的安装去除了遮挡光线、降低效率的皮带，为按功能单元重新排列机器敞开了大门，无需再顾虑旧式工厂的传动轴与走道：每个单元可以以自己的速度运转，可以按自身需要启停，而不会因整厂运转而造成动力损失。根据一位德国工程师的计算，这使效率提升了50%。在处理大型工件时，通过吊车自动服务机器变得简单可行。所有这些发展都发生在过去四十年间；不用说，只有在更先进的工厂里，所有这些运营上的精细改进与节约才得到了采用。

正如亨利·福特所指出的，使用电力后，小型生产单位仍然可以被大型管理单位所利用，因为高效的管理依赖于记录保存、制图、路线规划和通讯，而不一定依赖于本地监督。换言之，生产单位的规模不再由蒸汽机或管理人员的本地需求所决定：它是运营本身的函数。但是，由利用本地涡轮或中央发电厂电流的电动机驱动的小型单位的效率，赋予了小规模工业新的生命：从纯技术基础上看，这是自蒸汽机引入以来，小规模工业首次能够与大型单位平等竞争。甚至家庭生产也因电力的使用而再次成为可能：虽然家用谷物研磨机从纯机械角度看效率不及明尼阿波利斯的巨型面粉厂，但它允许对需求进行更精细的生产时机把握，因此无需再仅仅因为全麦面粉比白面粉变质更快、磨好后存放时间过长便会腐坏，就只能消费经过精制的白面粉。

小工厂若要高效，无需持续运转，无需为遥远的市场生产大量食品与货物：它可以响应本地需求与供给；可以不规律地运营，因为固定员工与设备的间接费用相对较小；可以利用运输中时间与能量浪费的减少，借助面对面接触省去即便是高效大型组织中也不可避免的繁文缛节。

作为面向洲际市场生产标准化产品的大规模工业中的一个组成部分，小工厂如今得以存活。亨利·福特说："集中制造，只有在能够带来经济效益时才有意义。如果我们把全部生产集中在底特律，就必须雇用约600万人……一种在全国各地使用的产品，应当在全国各地生产，以便更均匀地分配购买力。多年来，我们一直遵循这样一项政策：在我们的各分支机构中，凡是它们能够为所在地区制造的零件，就在那里制造……"

即便不使用电力，由于上述一些原因，小型作坊也在世界各地存活了下来，令早期维多利亚时代经济学家们对那些庞大纺织厂机械效率的信心汗颜；有了电力，除了铁的生产这类可能的特殊操作外，规模的优势从任何角度看都变得可疑。在用废铁生产钢铁方面，电炉可以在比高炉允许的规模小得多的操作中经济地使用。此外，自动化生产在机械上最薄弱的环节，恰恰在于出货准备中的费用与手工劳动。当本地市场和直接服务消除了这些操作时，便去除了一种代价高昂且完全无益于人的劳动形式。更大不再自动意味着更好：动力单元的灵活性、手段与目的的更紧密适应、运营时机的更精确把握，是高效工业的新标志。就集中化依然存在而言，它在很大程度上是市场的现象，而非技术的现象：由那些在大型组织中看到更便于操控信贷、虚增资本价值、实现垄断控制的机制的精明金融家所推动。

电力发电厂不仅是新技术中的驱动力，它同样也许是最具特征性的最终产品之一；因为它本身就是完全自动化的展示——正如亨德森先生和波拉科夫先生出色地论证的那样，我们现代的动力生产系统趋向于此。从由单人操控的行车将煤从铁路车皮或运煤驳船上卸下，到由机械加料机向炉中添煤，动力机械取代了人力能量：工人不再是劳动力的来源，而成为机器运行的观察者与调节者——是生产的监督者，而非积极的行动者。

新型工人所需的品质是机敏、反应灵活、对运行部件的智性把握：简言之，他必须是一名全能机械工，而非专门的操作工。在完全自动化实现之前，这一过程对工人而言仍然危险：英国纺织厂在十九世纪五十年代已经达到了部分自动化，却并未带来多少人类精神的解放。但随着完全自动化的到来，运营工厂所需的原有工作力量的那一小部分，将重获行动自由与主动性。

在所有生产完全标准化商品的新技术工业中，操作上的自动化是它们趋向的目标。正如巴内特所指出的，"机器的替代能力差别悬殊。一人操作石块刨床，可以产出八名手工劳动者的产量。一人操作半自动吹瓶机，可以产出四名手工吹瓶工的产量。一名排字机操作员可以排出四名手工排版工的稿量。欧文斯玻璃瓶机最新款式，每名操作工的产量相当于十八名手工吹瓶工。"还可以补充：在自动电话交换机中，接线员数量减少了约80%；在一家美国纺织厂，一名工人可以看管1200台纺锤。

在美国，1919年至1929年间有200万工人被裁减，而生产本身实际上增加了。不到美国总人口十分之一的劳动力，便足以生产大部分制成品与机械服务。本杰明·富兰克林曾计算，在他那个时代，如果劳动得到分配、有闲阶级被消除，所有必要的生产只需工人每日五小时的年度劳动便可完成。即便以我们在中间机器、公用事业和最终商品方面大幅提升的消费标准，若新技术工业以稳定、全时生产的方式高效组织起来，那个时间的一小部分也足以胜任。

与1870年以来电力和冶金学的进步并行的，是化学领域的进步。新技术秩序的一个明确标志，是1870年后化学工业的涌现——因为超越古老经验方法（如蒸馏和肥皂制造中所用的那些）的进步，自然受制于科学本身的步伐。化学不仅在从冶金到人造丝制造的每一个工业生产阶段中占据了更大的相对份额：化学工业本身，就其性质而言，早在机械工业表现出来之前的整整一代，便已展示出典型的新技术特征。这里，马塔雷的数字——虽然已是将近一代人之前的——仍然值得关注：在先进机械工业中，全部人员中只有2.8%是技术人员；在老式化学工业（如醋厂和酿酒厂）中，有2.9%；但在更新近的化学工业（染料、淀粉制品、煤气厂等）中，有7.1%的人员是技术人员。同样，工艺本身趋向于自动化，所雇用工人的百分比甚至低于先进机械工业，而监督工人的能力必须与发电站或轮船遥控操作台的能力相近。在这里，与新技术工业普遍的情形一样，生产的进步增加了实验室中受过培训的技术人员的数量，同时减少了工厂中人型机器人的数量。简言之，在化学工艺中——除了最终的包装与装箱外——人们见证了一切真正新技术工业所共有的普遍变化：无产阶级的位移。

自动化与动力上的这些收益尚未被社会所消化吸收，这是显而易见的；我将在最后一章回到这里所呈现的问题。

5：新技术材料

正如人们将原技术经济的风能与水能与木材和玻璃的使用相联系，将旧技术时期的煤与铁相联系，电力同样将其特有材料带入了广泛的工业用途：特别是新型合金、稀土和轻金属。与此同时，它还创造了一系列新的合成化合物，用以补充纸张、玻璃和木材：赛璐珞、硫化橡胶、电木，以及具有不易破碎、耐电阻、耐酸或弹性等特殊性能的合成树脂。

在金属中，电力使对导电性高的金属更受重视：铜和铝。就面积而言，铜的导电性几乎是铝的两倍；但就重量而言，铝优于包括银在内的任何其他金属，而铁和镍几乎毫无用处，除非在需要电阻的场合，例如电热。也许最具典型新技术性质的金属是铝，它于1825年由丹麦人奥斯特（电学早期富有成效的实验者之一）所发现，在整个旧技术高峰期仅是实验室中的珍奇之物。直到1886年——那个见证了电影发明和赫兹波发现的十年——铝的商业生产专利才被申请。铝发展迟缓并不令人奇怪：因为其商业提取工艺依赖于大量电能的使用：通过电解工艺将铝矿石还原的主要成本，是每提取一磅金属消耗10至12度电。因此，这一工业必然依附于廉价电力来源。

铝是地壳中继氧和硅之后含量第三丰富的元素；但目前主要从其水合氧化物——铝土矿——中提取。如果从黏土中提取铝在商业上尚不可行，但没有人怀疑最终将找到有效的手段：因此铝的供应实际上是无穷无尽的，更何况其缓慢的氧化允许社会稳步积累废金属储备。这一整个发展发生在短短四十余年间——就是那四十年，见证了中央发电站和工厂多台电动机安装的引入；在过去二十年间，铜产量增加了约50%，铝产量在同期增加了316%。从打字机框架到飞机，从炊具到家具，如今都可以用铝及其更坚固的合金制造。铝确立了一种轻量化的新标准：从所有运动形式中卸去了一副重担，而新型铝制铁路车厢可以以更小的动力输出达到更高的速度。

稀有金属和金属土的使用是这一阶段的另一个特征性进步：钽、钨、钍、铈用于灯具，铱和铂用于机械接触点——钢笔笔尖或可拆卸假牙的附件——以及镍、钒、钨、锰和铬用于钢铁。硒的电阻随光照强度的变化而反向变化，是另一种随电力大量使用而兴起的金属：自动计数装置和电动门都因这一物理特性而成为可能。

由于冶金领域的系统实验，这里发生了一场革命，可与从蒸汽机到发电机的变化所带来的革命相提并论。稀有金属如今在工业中占有特殊地位，其审慎使用倾向于推动甚至在开发较普通矿产时也养成节约的习惯。例如，防锈钢的生产将减少钢铁的腐蚀，增加从废料堆中回收的金属价值。钢铁供应已经如此巨大，其保护终于变得如此重要，以至于美国平炉炉料的一半以上是废金属——而平炉工艺如今承担了国内80%的钢铁生产。那些大多数直到十九世纪才被发现的稀有元素，不再是珍奇品，也不再像黄金那样主要具有装饰或荣誉价值：其重要性与其体积完全不成比例。微量之物的意义——我们将在生理学和医学中再次注意到这一点——是新阶段整个冶金与技术的特征。可以说，旧技术只关注小数点左边的数字，而新技术则专注于小数点右边的数字。

还有另一个重要的后果。虽然新技术阶段的某些产品，如玻璃、铜和铝，像铁一样大量存在，但还有其他重要材料——石棉、云母、钴、镭、铀、钍、氦、铈、钼、钨——极为稀少，或在分布上严格受限。云母具有独特的性能，在电气工业中不可或缺：其规则解理、极大的柔韧性、弹性、透明性、对热和电的非导电性，以及对分解的总体抵抗力，使其成为无线电电容器、磁电机、火花塞和其他必要仪器的最佳材料；但尽管分布范围相当广泛，地球上有些重要地区却完全没有云母。锰——硬钢最重要的合金之一——主要集中在印度、俄罗斯、巴西和非洲黄金海岸。钨有70%的供应来自南美洲，9.3%来自美国；至于铬铁矿，目前近一半的供应来自南罗得西亚，12.6%来自新喀里多尼亚，10.2%来自印度。橡胶供应同样仍然局限于某些热带或亚热带地区，特别是巴西和马来群岛。

注意这些事实在世界商品流通格局中的重要性。原技术和旧技术工业都可以在欧洲社会的框架内运作：英国、德国、法国这些领先国家拥有足够的风、木材、水、石灰岩、煤和铁矿石；美国也是如此。在新技术制度下，它们的独立性与自给自足已经消失。它们必须组织、保障并保护全球供应基础，否则将面临匮乏，并退回到更低、更粗陋的技术水平。新工业中物质要素的基础既非国家性的，也非洲际性的，而是全球性的：当然，其技术与科学遗产也是如此。东京或加尔各答的实验室，可能会产出一种理论或发明，从根本上改变挪威渔村的生活可能性。在这些条件下，没有任何国家或大陆可以自我封闭而不破坏其技术的根本国际基础：因此，如果新技术经济要生存，就别无选择，只能在全球范围内组织工业与政治。孤立主义与民族间的敌意是蓄意的技术自杀。稀土和稀有金属的地理分布，本身几乎就确立了这一事实。

新技术最伟大的进步之一与煤的化学利用有关。煤焦油——曾是旧技术蜂巢式焦炭炉的不幸废料——成为重要的财富来源：从每吨煤中，"副产品炉生产约1500磅焦炭、11.136万立方英尺煤气、12加仑焦油、25磅硫酸铵和4加仑轻油"。通过对煤焦油本身的分解，化学家生产出大量新药品、染料、树脂，甚至香水。与机械化的进步一样，这倾向于从本地条件、供应偶然性和自然变幻中提供更大的自由：虽然蚕病可能减少天然丝的产量，但首次于十九世纪八十年代成功制造的人造丝，可以部分取而代之。

化学将自身任务设定为模仿或重建有机物——讽刺的是，其第一个巨大胜利是沃勒于1825年合成尿素——与此同时，某些有机化合物第一次在工业中变得重要：因此，人们不能毫无保留地接受桑巴特关于现代工业以无机材料替代有机材料的描述。这些天然产品中最伟大的是橡胶，亚马逊河的印第安人在十六世纪就已用它制成鞋子、衣物和热水袋，更不用说球和注射器了。橡胶的发展与电力的发展恰好同步，正如西欧的棉花恰好与蒸汽机并行：正是法拉第对苯的分离，以及后来石脑油的使用，使橡胶在其原产地以外的地方制造成为可能。橡胶的多种用途——绝缘、唱片、轮胎、鞋底和鞋跟、防雨服装、卫生用品、外科手套、运动用球——使其在现代生活中占有独特地位。据齐默尔曼的数据，回收橡胶在1925年至1930年间占美国橡胶总产量的35%至51%。

几乎所有这些新应用都始于1850年之后；大多数出现于1875年之后；而胶体化学的重大成就仅在我们这一代才出现。我们对这些材料和资源的获得，同等地归功于精密仪器和实验室设备，以及动力机械。显然，马克思错了，他说机器比器皿和公用设施更能说明一个时代生产体系的特征：因为若不考虑化学和细菌学的各种胜利，便无法描述新技术阶段——在这些胜利中，机器所起的作用甚微。也许新技术后期最重要的单一仪器是德·福雷斯特从弗莱明阀发展出来的三极振荡器——或放大器——：在这个装置中，唯一运动的部分是电荷。肢体的运动比渗透的过程更为明显；但两者在人类生活中同等重要；同样，化学中相对静态的运作，对我们的技术也与速度和运动的那些更明显的发动机同等重要。今天，我们的工业深深欠债于化学；明天，它可能欠下生理学和生物学更沉的债——事实上，这已经开始变得明显。

6：动力与机动性

仅次于电力发现与利用的，是蒸汽机和内燃机方面的改进。在十八世纪末，预见了十九世纪众多科学和技术发现的伊拉斯谟斯·达尔文博士预言，内燃机在解决飞行问题上将比蒸汽机更有用。石油——古人知晓并使用，在美洲曾被当作印第安人的江湖药物——于1859年在现代时期首次通过钻井开采；此后被迅速开发。较轻的馏分作为燃料的价值，丝毫不亚于较重的油作为润滑剂的价值。

从十八世纪起，煤气发动机就是大量实验的主题：甚至尝试过使用粉状炸药——类比炮火；煤气发动机最终由奥托于1876年完善。随着内燃机的改进，一个巨大的新动力来源被开辟出来，其重要性与旧煤田不相上下，尽管注定以可能更快的速度耗尽。但燃料油（后来的柴油发动机使用）和汽油的主要特点在于其相对的轻量性和可运输性。

在电力发电厂和蒸汽船上引入液体燃料和机械加煤机的效果，是解放了一批苦役：司炉工——那些悲惨的受苦者，尤金·奥尼尔在其戏剧《毛猿》中将其残酷的劳动作为无产阶级压迫的象征。与此同时，蒸汽机效率得到了提升：1884年帕森斯蒸汽轮机的发明，将蒸汽机效率从旧往复式发动机的10%至12%提升至涡轮机的30%，而后来在涡轮机中用汞蒸气代替蒸汽，将这一数字提升至41.5%。效率进步之迅速，可从发电站的平均煤耗中得到印证：从1913年每度电3.2磅降至1928年的1.34磅。

蒸汽机和内燃机并驾齐驱：1892年，柴油通过仅压缩空气的更科学燃烧方式，发明了一种改进型油机，已可建造高达15000制动马力的单元，如汉堡的发电厂那样。八九十年代小型内燃机的发展，对汽车和飞机的完善同等重要。

新技术运输有待于这种新的动力形式——其中所有重量都由燃料本身代表，而不是像蒸汽机那样还要承担水的额外负担。有了新式汽车，动力与运动不再被束缚在铁路线上：一辆单独的车辆可以跑得和一列列车一样快：同样，较小的单位与较大的单位一样高效。

但是，这里发生的事情，不幸与工业生活几乎每个部门发生的事情如出一辙。新机器遵循的不是它们自身的模式，而是由先前的经济和技术结构所确立的模式。新式汽车被称为"无马马车"，但除了在轮子上行驶这一点之外，它与马车没有任何相似之处……这辆私人机车被安置在为马匹和货车设计的旧式泥路或碎石公路上行驶。……所有在铁路建设时期所犯的错误，都被这种新型机车重蹈覆辙。

如果有人曾冷静地问——正如莫里斯·科恩教授所建议的——这种新的交通方式是否值得每年在美国仅造成3万人死亡的代价，更不用说伤残者，答案无疑是否定的。但汽车被商人和工业家以加速的方式推向市场，他们只在机械领域寻求改进，对其他层面的发明毫无兴趣。本顿·麦凯伊已经证明，快速交通、安全交通与步行，以及健全的社区建设，是一个单一过程的组成部分：汽车对长途运输的需求是无城镇公路，对本地交通的需求是无公路城镇。

从速度本身的角度来看，解决方案也不单独依赖于汽车工程师。一辆在规划良好的道路系统上能跑50英里时速的汽车，比一辆能跑100英里时速却陷于旧式公路网的混乱与拥堵、因而被减速至20英里的汽车更快。工厂额定的汽车速度和马力，与其实际效率关系甚微。

新技术运输的这一弱点，在过去一代人中还以另一种关系显现出来：人口的地理分布。汽车和飞机较之普通蒸汽机车有一种特殊优势：飞机可以飞越任何其他交通方式都无法通过的地区，汽车可以轻松攀登对普通蒸汽机车而言无法通行的坡度。借助汽车，可以廉价生产电力、铁路进入代价高昂的高地，得以向商业、工业和人口开放。这些高地同样往往是最宜居的居所，有着美丽的风景、清新的负离子化空气和从攀岩、钓鱼到游泳、溜冰的各种娱乐。这里，我必须强调，是新技术文明的特殊栖息地，正如低地沿海区域是原技术阶段的栖息地，河谷底部和煤床是旧技术时期的栖息地。然而，人口非但没有被释放到这些新的生活中心，在许多国家反而继续涌向工业与金融的都市中心：汽车助长了这种拥堵而非消散它。

7：通讯的悖论

人类之间的通讯始于即时的生理性表达和人身接触，从婴儿的哭声、咿呀与转头，到语言在其充分形态中由以发展的更抽象的手势、符号和声音。随着象形文字、绘画、书写、字母表的出现，在历史时期发展起来了一系列抽象的表达形式，它们深化了人类交往的内涵，使其更具反思性与意蕴。表达与接收之间的时间间隔，在某种程度上具有动作停顿的效果，使思想本身成为可能。

随着电报的发明，一系列发明开始弥合通讯与回应在时间上的差距，尽管空间的障碍依然存在：先是电报，然后是电话，然后是无线电报，然后是无线电话，最终是电视。结果，通讯如今正借助机械装置，向其起点——人与人之间的即时反应——回归；但这种即时相遇的可能性，将不再受空间和时间的限制，而只受可用能量的数量和装置的机械完善程度与可及性的限制。

结果将是什么？显然，是更广泛的交往范围：更多的接触，对注意力与时间的更多需求。但不幸的是，这种在全球基础上即时个人通讯的可能性，并不一定意味着更不琐碎或更不狭隘的人格。与即时通讯的便利相对的，是书写、阅读和绘画这些伟大的经济性抽象——反思性思维与慎重行动的媒介——将被削弱。人们往往在距离上比在其即时的、有限的、本地的自我中更具社会性：他们的交往有时进行得最好，就像野蛮民族之间的以物易物，当双方都看不见对方时。

以电话为代表的通讯流，不是自我导向的，而是听任任何寻求将其转向自身目的的陌生人摆布。这里面临的是一种所有发明所共有的、被放大了的危险：无论场合是否需要，都倾向于使用它们。实例俯拾皆是：人们放弃了学习小提琴、吉他和钢琴，因为留声机的引入——尽管被动地聆听唱片绝不等同于主动演奏；麻醉剂的引入增加了多余手术的死亡率。

尽管如此，跨越长距离的即时个人通讯是新技术阶段的显著标志之一：它是那种全球范围内的思想与情感合作的机械象征——这种合作必须最终涌现，否则我们的整个文明将陷入毁灭。新通讯途径具有新技术的特征性特点和优势；在长远来看，它们承诺的不是取代人，而是重新聚焦人，扩大人的能力。但这一承诺附有一个条件：人格的文化培养，须与机器的机械发展在精致程度上并驾齐驱。

也许迄今为止无线电通讯最大的社会效应是政治性的：领袖与群体之间直接接触的恢复。柏拉图将城市规模的上限定义为能听到单一演说者声音的人数：今天，这些上限所界定的不是一座城市，而是一个文明。无论新技术工具存在于何处，使用共同语言，便存在着几乎与古代阿提卡最小城市中曾经可能的政治统一体一样紧密的元素。这里的善与恶的可能性都是巨大的：与声音和图像的次级个人接触，可能增加大规模管制的程度，更何况群体中个人成员直接对领袖做出反应的机会——就像在地方会议上那样——变得越来越遥远。

8：新的永久记录

人类文化的时间传递依赖于永久性记录：建筑、纪念碑、铭刻的文字。在新技术阶段的早期，这里发生了巨大的变化，其重要性不亚于五百年前木刻版画、铜版蚀刻和印刷术的发明所带来的变化。黑白影像、彩色影像、声音和运动影像被转化为永久记录，可以通过机械和化学手段大量复制。

虽然所有这些新形式的永久记录最初主要被用于娱乐，其背后的兴趣是审美的而非狭义功利的，但它们在科学中有重要用途，甚至影响了我们的概念世界。照片首先作为观察的独立客观核验服务于科学。科学实验的价值部分在于它的可重复性，因而可以被独立观察者所验证：但以天文观测为例，眼睛的迟钝和谬误可以由相机所弥补，照片赋予了可能是独一无二、永不再现的事件以重复的效果。

在流动与变化的世界里，相机提供了一种对抗通常的衰退与消亡过程的手段，不是通过"修复"或"复制"，而是以便利的形式保存人物、地点、建筑、风景的清晰影像：从而作为集体记忆的延伸。电影连续呈现一系列时间中的影像，扩展了相机的范围，从根本上改变了其功能；因为它可以压缩生长的缓慢运动，或延长跳跃的快速运动，并能将意识中无法以同等强度和固定性保持的事件保持在稳定的焦点上。此前的记录局限于时间的片段，或者当它们试图与时间本身同步时，就被化约为抽象。而今，它们可以成为所代表事件的连续影像。

这些新的记录与再现装置对人类行为变化的影响也许被过高估计了；但其中一两点不妨提及。在原技术阶段，人们与镜子对话，产生了传记式肖像和内省式传记；在新技术阶段，人们为相机摆姿，或者更进一步，为电影表演。这是从内省心理学到行为主义心理学的转变，从维特的多愁善感到欧内斯特·海明威那张无表情的公众面孔的转变。

9：光与生命

光照耀着新技术世界的每一个角落：它滤过坚固的物体，穿透迷雾，从抛光的镜面和电极表面反射回来。随着光，色彩回归，事物的形状——曾经隐没在烟雾与迷蒙中——变得如水晶般清晰。玻璃技术——在威尼斯镜中达到了其机械完善的第一个顶峰——如今在百余个不同领域重复着它的胜利；只有石英才是其竞争者。

在新技术阶段，望远镜，尤其是显微镜，获得了新的重要性，因为后者曾被实际搁置了两个世纪，只有列文虎克和斯帕拉扎尼的非凡工作是例外。还必须加上分光镜和X射线管，它们也将光作为探索的工具。麦克斯韦对电与光的统一，也许是这一新阶段最突出的象征。莫奈和他的同道印象派画家在户外和阳光下对色彩精细辨别的工作，在实验室中得到了呼应：光谱分析和从煤焦油中提取的大量苯胺染料的生产，是典型的新技术成就。

矿山的黑暗盲目世界开始消退：热、光、电，最终还有物质，都是能量的表现；随着对物质分析的深入，旧有的固体越来越稀薄，直到最终被识别为电荷：这是现代物理学的终极建筑材料，一如原子之于较早的物理理论。不可感知之物——紫外线和红外线系列射线——在物质领域变得司空见惯，恰在无意识的黑暗力量被添加到人类世界纯粹外在而理性化的心理学的同一时刻。甚至那看不见的，可以说也被照亮了：它不再是未知的。人们可以测量和利用那些看不见、摸不到的东西。而当旧技术世界使用物理打击和火焰来改变物质时，新技术世界意识到在其他情形下同等有效的其他力量：电力、声音、光、不可见的射线和放射。

对太阳的崇拜——在这些革命性科学发展之初亲爱于开普勒——再度涌现：人们发现，裸体暴露于阳光有助于预防佝偻病、治愈肺结核，而直射阳光能净化水，并总体上减少环境中致病菌的数量。凭借这种建立于巴斯德发现所推动的有机体更新研究之上的新知识，旧技术环境本质上的反生命性质变得清晰：其典型矿山、工厂和贫民窟的黑暗潮湿，是培育细菌的理想条件，而其去活力化的饮食导致了脆弱的骨骼结构、龋齿和对疾病的抵抗力减弱。这些条件的全部影响在英国陆军征兵体检中得到了充分记录：结果因英格兰占主导地位的城市化而格外清晰显现。

数学精确性、物质经济性、化学纯净性、外科洁净性——这些是新秩序的若干属性。而且，这些属性不属于生活的任何单一部门。数学精确性在体温表或血细胞计数中是必要的；洁净成为新技术社会日常仪式的一部分，其严格程度与早期宗教（如犹太教或伊斯兰教）的禁忌不相上下。电热器的抛光铜面在手术室的洁白无瑕中得到映照；疗养院的宽大玻璃窗在工厂、学校、家庭中得到复制。

这种新技术不止步于机械发明：它开始借助生物和心理科学，工作效率和疲劳研究确立了这样一个事实：减少工作时间可能意味着每单位产量的提升。疾病的预防、以卫生取代事后修补，成为新技术医学的特征：回归自然，对有机体作为一个和谐、自我平衡单元的新信心。在奥斯勒及其学派的领导下，医生依赖自然的治愈手段：水、饮食、阳光、空气、康复、按摩、场景变换：简言之，依赖于平衡的、增益生命的环境，以及功能性调适，而非更多异质的化学和机械辅助手段。

旧技术阶段以屠戮无辜者揭幕：先是在摇篮中，然后——若他们熬过了摇篮——在纺织工厂和矿山中。儿童劳动在美国的棉纺厂中一直延续到1933年。由于孕期和分娩期间更精心的照护，以及婴儿期更好的养育方式，五岁以下儿童的死亡率大幅下降——更多是因为某些典型儿童疾病通过现代免疫学得到了更好的控制。这种对生命日益增长的关怀，缓慢地扩展到了成熟期的职业：这从危险工业操作中安全装置的引入中可见一斑，例如在研磨和喷涂中使用口罩，在火灾与热量危险严峻之处使用石棉和云母防护服，以及努力废除陶瓷中的铅釉，消除制造火柴时的磷中毒和制造表盘时的镭中毒。

10：生物学的影响

在前几章中，我们观察到，走向机械化的第一步包含着一场对抗生命的反向运动：以机械测量的时间取代绵延，以机械原动机取代人体，以操练和管制取代自发冲动和更具协作性的结合方式。在新技术阶段，这种敌意得到了深刻的改变。对生命世界的研究为机器本身开辟了新的可能性：至关重要的兴趣、古老的人类愿望，影响了新发明的发展。飞行、电话通讯、留声机、电影，都是从对生命有机体更科学的研究中产生的。生理学家的研究补充了物理学家的研究。

对机械飞行的信念直接来源于生理学实验室的研究。继达·芬奇之后，关于飞行的唯一科学研究——直到十九世纪六十年代彼蒂格鲁和马雷的工作——是生理学家博雷利的研究，其《动物运动》出版于1680年。彼蒂格鲁（爱丁堡病理学家）对动物运动进行了详细研究，证明行走、游泳和飞翔实际上只是彼此的变体：他发现"翅膀……无论静止还是运动，都可以恰当地与航海中使用的普通螺旋桨叶片相比较"……而"重量……非但不是人工飞行的障碍，对飞行而言绝对必要。"

最终实现稳定飞行所需的关键一步，来自两位自行车技工——奥维尔和威尔伯·赖特，他们研究了海鸥和鹰等翱翔鸟类的飞行，发现了翘曲翼尖以实现横向稳定性的功能。

同样，电影本质上是从对生命有机体研究中衍生出的各要素的结合。第一个要素是生理学家普拉托在研究后像时发现的运动幻觉的基础。第二步是法国人马雷拍摄四足动物和人类运动的工作：这一研究始于1870年，并于1889年投影到屏幕上。与此同时，爱德华·迈布里奇为解决斯坦福一个赌注，着手拍摄马奔跑的连续动作——后来又拍摄了牛、野牛、灵缇、鹿和鸟。1887年，爱迪生想到为眼睛做他已为耳朵做过的事，电影机的发明随之而来——这一进步又依赖于八十年代赛璐珞胶片的发明。

贝尔的电话欠下了生理学和人类游戏相似的债务。冯·肯佩伦于1778年发明了一台能说出几个单词的会说话的机器。一台类似的机器——"幸福神"——由费伯教授发明，在伦敦展出；老贝尔说服亚历山大和他的兄弟自己制作一台会说话的机器。用橡胶模仿舌头和咽喉的软组织，他们做了一次值得称道的尝试。亚历山大的祖父毕生致力于纠正言语缺陷；他的父亲A·M·贝尔发明了一套可见语音系统，并对声音的培养感兴趣；他本人是声音产生的科学研究者，在教聋哑人说话方面取得了重大进展。正是从这种生理学知识和这些人文兴趣中——在亥姆霍兹物理学研究的辅助下——电话诞生了：其受话器应波士顿外科医生C·J·布莱克博士的建议，直接以人耳的骨骼和鼓膜为模型。

这种对生命有机体的兴趣并不止步于模拟眼睛或耳朵的特定机器。从有机世界传来了一个对旧技术思维而言完全陌生的观念：形状的重要性。

你可以将一颗钻石或一块石英磨成粉末：虽然失去了特定的晶体形状，但颗粒仍将保留其所有化学性质和大多数物理性质。但一个被压扁了形状的有机体不再是有机体：不仅其生长、更新、繁殖的特定属性消失了，甚至其组成部分的化学构成也发生了变化。形状的技术重要性在整个旧技术阶段未被认识。只有随着特定新技术机器（如飞机）的发展，以及紧随其后的空气阻力科学研究，形状才开始在技术中发挥新的作用。此前被认为不重要的流线形，在实验中证明了其经济性：许多鱼类物种的钝头和长锥形尾巴，违反直觉地证明是穿越空气或水的最经济形状。

简言之，机器的整体美学组织，在新技术经济中成为确保其效率的最后一步。对形式、色彩、适宜性的眼力——畜牧业者和园艺家迄今与艺术家共有的——如今进入了机械车间和实验室：人们可以用某些应用于公牛、鸟类、苹果的标准来评判机器。

还有一种现象必须注意，它将机器与新技术阶段的生命世界联系在一起：即对微小量的重视，这些量此前未被注意或不可见，有时低于意识阈限——珍贵合金在冶金学中所起的作用，微小能量在无线电接收中的作用，激素在人体中的作用，维生素在饮食中的作用，紫外线在生长中的作用，细菌和可过滤病毒在疾病中的作用。在新技术阶段，重要性不再以体积来象征，而对微小量的关注，通过习惯性熏陶，引向各活动领域更高的精细标准。

我必须强调，我们仍可能只是处于这一逆向过程的开端——技术不再从与生命的抽离中获益，而将从与生命的整合中获益更多。重要的发展已经在地平线上显现。发光虫素和荧光素酶的冷光化学成分如今已经知晓：合成它们并大量制造的可能性，如今在理论上已在我们的掌握之中，将使照明效率大大超越目前电力利用所能达到的任何水平。某些鱼类体内有机电力的产生，同样可能为发明经济型大功率电池提供线索——在这种情况下，既不使空气失活也不污染也不过热的电动机，将在所有运动形式中发挥新的作用。

11：从破坏到保护

我们已经注意到，旧技术时期的标志是资源的肆意浪费。热切追逐眼前利润的新剥削者们，对周围的环境以及他们的行动在翌日的进一步后果毫不在意。"后代为他们做过什么？"在急切中，他们过于激进：他们把钱抛入河流，让它在空气中化为烟雾，以自身的垃圾和污秽拖累了自己，过早耗尽了他们赖以为食、赖以为衣的农业土地。

新技术阶段以其更丰富的化学和生物学知识，致力于以对自然环境节俭而保护性的使用，取代早期时期鲁莽的采掘习惯。具体而言，废金属、废橡胶和矿渣的保存与利用，意味着对景观的整理：旧技术垃圾场的终结。电力本身有助于这一转变。旧技术工业的烟雾开始消散：有了电力，原技术阶段清澈的天空和洁净的水域再次回归。

早在1866年，乔治·珀金斯·马什在其关于人与自然的经典著作中便指出了森林破坏及其所引发的土壤侵蚀的严重危险。在农业中重新利用人类排泄物作为肥料，对比旧有的污染河流和潮汐水域、浪费宝贵含氮化合物的鲁莽做法。氮的固定——在19世纪末的农业危机后发现的多种工艺——也是典型的新技术解法：弧光过程（1903年）需要廉价电力；哈伯于1910年引入的合成氨工艺给焦炭炉开辟了新用途；但同等典型的新技术成就是发现豌豆、三叶草和大豆等某些植物根瘤上的固氮细菌。

显然，氮的固定对农业效率的贡献，远远超过了加速耕作、耙地、播种、耕耘或收割的任何优秀机械装置。这类知识——如同关于运动体理想形状的知识——是新技术阶段的特征。一片大豆田，为了某些目的，可以代替一条横贯大陆的铁路、旧金山的一个码头、一个港口、智利的一条铁路和一座矿山，更不用说将这些机器和装置聚合在一起所涉及的全部劳动。这一概括在农业以外的其他领域同样适用。弗雷德里克·泰勒在科学管理名下引入的首批重大改进之一，仅仅涉及搬运铁锭的非熟练工人的动作与程序的改变。

虽然机器的增长与倍增是旧技术时期的明确特征，但我们已经可以相当有把握地说，机器的精炼、缩减与部分消除，是新兴新技术经济的特征。将机器缩减到其服务独特且不可或缺的领域，是我们对机器本身及其所处世界更好理解的必然结果。

环境的保护还有另一个新技术方面：在农业中建立适当的人工环境。直到十七世纪，人类最重要的人工产物可能是城市本身；但在这个世纪，他用于自身驯化的同样手段被应用于农业——玻璃温室的建造；在十九世纪，随着玻璃产量的增加和对土壤不断扩展的经验知识，玻璃栽培在水果和蔬菜供应中变得重要。新技术农业家，不再满足于接受自然本来的面目，而是寻求确定其所欲种植的特定作物所需的土壤、温度、湿度、光照的精确条件。在他的冷床和温室里，他使这些条件得以存在。

12：人口的规划

在所有新技术创新中，也许最重要的一项，是对人口增长与分布的规划——这居于资源有序使用、工业系统整合以及人类地区规划与发展的核心。

虽然从最早的时代起，生育就通过各种经验性手段得到控制——从禁欲到堕胎，从体外射精到雅典暴露新生儿的方法——但西欧第一次重大改进是在十六世纪经由阿拉伯人传入的。发现输卵管的法洛皮乌斯描述了子宫托和阴茎套的使用。有效的普遍避孕，换言之，发生在固特异和李斯特之后。英格兰出生率第一次大幅下降发生在1870年至1880年代，而我们已经注意到，正是这个十年见证了煤气发动机、发电机、电话和电灯丝灯泡的完善。

虽然性方面的禁忌在基督教社会运作如此之久，以至于其科学研究被推迟到远超过身体任何其他功能的时候，但临时不育技术——所谓计划生育——也许是十九世纪完成的所有科学技术进步中对人类最重要的一项。这是新技术对旧技术阶段西方人口大量繁殖的回答——那种繁殖部分是对新主食食品的引进和新食物区域拓展的反应，并受到这一事实的刺激和助长：性交是唯一一种无论如何不能被剥夺于工厂人口的艺术和娱乐形式。

避孕的影响是多方面的。就个人生活而言，它倾向于使初步的性功能与亲职功能相分离，因为谨慎进行的性交不再带来迫在眉睫的子女可能性。这里有另一个从量化标准向质化标准转变的实例，标志着从旧技术经济的过渡。第一个时期以不受控制的生产和同样不受控制的繁殖的狂欢为标志：机器炮灰和炮灰；剩余价值和剩余人口。在新技术阶段，整个重心开始改变：不是更多的出生，而是更好的出生，拥有更大的存活前景，拥有更好的健康生活和健康亲职机会。

13：当前的假晶体

至此，在讨论新技术阶段时，我比起预言和潜力，更多关注的是描述和现实。但在新技术中，凡说出甲的人已然也说出了乙，而我打算将本书最后两章致力于新技术经济的社会含义与后果，而非其典型技术工具。

然而，处理这一阶段还有另一个困难，即我们仍处于转型的过程之中。属于这一经济的科学知识、机器和公用设施、技术方法、生活习惯和人类目的，还远未在我们当前的文明中占据主导地位。事实是，在西欧和美国的大型工业区，以及在这些中心的控制下可供开发的领土中，旧技术阶段仍然完好无损，其一切基本特征依然居于首位，即便它使用的许多机器是新技术机器，或者已经通过新技术方法加以改造——例如铁路系统的电气化。在旧技术实践的这种持续中，机器最初的反生命偏见是显而易见的：好战、以金钱为中心、压抑生命，我们继续崇拜玛门与摩洛这对孪生神灵，更不用说更深入野蛮的部落神灵了。

那么，是什么造成了机器的这种误用？答案涉及比文化滞后或文化延迟更为复杂的东西。我认为，最好的解释是斯宾格勒在《西方的没落》第二卷中提出的一个概念：文化假晶体（cultural pseudomorph）的概念。斯宾格勒指出地质学中一个常见的事实：一块岩石在某些元素被浸出并被完全不同种类的物质所替代后，可能仍保持其结构。由于旧岩石的表观结构依然存在，新产物被称为假晶体。文化中也可能发生类似的变形：新的力量、活动、制度，非但没有独立地结晶成其自身适宜的形式，反而可能悄悄爬入现有文明的结构。这也许正是我们当前处境的本质事实。作为一种文明，我们尚未进入新技术阶段；若未来的历史学家使用现有的术语，他无疑将不得不把当前的过渡期定性为一个中间技术时期：我们仍然活在马修·阿诺德所说的那两个世界之间——一个已死，另一个尚无力诞生。

因为所有这些伟大的科学发现与发明、这些更具机体性的兴趣、这些精细化与技术上的精妙，其总体结果是什么？我们仅仅是用新机器和新能量来推进在资本主义和军事企业的主持下开始的过程：我们还没有利用它们来征服这些企业形式，将其制服于更有活力、更具人道的目的。

伪晶体形式的例子可以从每个部门中汲取。在城市增长方面，我们利用电力和汽油运输增加了最初由资本主义煤炭和蒸汽动力集中所造成的拥堵：新手段被用于扩展这些陈腐、低效且在人道上有缺陷的大都市中心的面积和人口。同样，建筑中的钢框架结构——允许最充分地使用玻璃和最完整地利用阳光——在美国被用于增加建筑物的过度拥挤和阳光的消除。对人类行为的心理学研究被用于促使人们接受精明广告商所提供的商品，尽管应用于华盛顿国家标准局的科学，为商品的性能提供了可测量和可评估的水准，而这些商品的价值目前是通过纯粹主观的方法来确定的。节省劳动的装置，非但没有扩散全部休闲总量，反而成为使越来越多人口保持在贫困水平的手段。飞机，非但没有仅仅增加各国之间的旅行和交流，反而增加了它们之间相互的恐惧：作为战争的工具，与毒气方面的最新化学成就相结合，它承诺一种人类迄今对虫子或老鼠都无法施加的残酷灭绝。没有相应发展的更高社会目的，机器的新技术精炼只不过放大了堕落与野蛮的可能性。

不仅旧有的技术形式制约了新技术经济的发展：新的发明和装置也经常被用来维持、更新和稳定旧秩序的结构。陈旧技术设备中存在着政治和金融上的既得利益：维布伦在《企业论》中以极大的锐利性所分析的商业利益与工业利益之间的潜在冲突，因大量资本沉陷于过时机器和累赘公用设施的事实而加剧。最初加速发明的金融贪得无厌，如今推动了技术惰性。

而且，这种不情愿、这种抵抗、这种惰性自有其充分理由：旧有的一切完全有理由惧怕新事物的优越性。新技术设计的规划化、整合性工业，承诺着远大于旧有工业的效率，以至于不会有一个适合匮乏经济的制度，在盈余经济中保持不变。这些制度确实与规划生产和生活必需品分配不相容，因为金融价值和实际商品无法在将以私人资本家为主要受益者的条件下等同——正是这些私人资本家创建了资本主义的原有结构，并为其所用。

难怪那些自称控制着工业社会命运的人——银行家、商人和政客——一直在稳步踩刹车阻碍过渡，寻求限制新技术发展，避免必须在整个社会环境中实施的彻底变革。当前的假晶体，在社会和技术上，都是三流的。它只拥有新技术文明整体所可能具有的效率的一小部分——如果它最终产生其自身适当的制度形式、控制手段、方向和模式的话。目前，我们没有找到这些形式，而是以一种方式应用了我们的技艺与发明，使旧时期许多陈腐的资本主义和军国主义制度重获生机。旧技术目的加新技术手段：这是当前秩序最显著的特征。这就是为什么大量自称"新"或"先进"或"进步"的机器和制度，往往只是在现代战列舰"新"且先进的意义上如此：它们事实上可能是反动的，它们可能挡在我们必须寻求和创造的工作、艺术与生活的新整合面前。

文献五 打开黑箱——技术史与"用中学"

第一章：技术进步的历史学

【译注：本章原以意大利文发表，题为"Progresso Tecnico: L'Analisi Storica"，收录于《当代世界》第八卷：经济与历史之二，1978年，第626—645页。英文版经《当代史批判词典》编辑许可重印。】

定义与特征

在一篇文章中穷尽技术进步的全部历史学是不可能的，即便文章篇幅远超现在也不例外。从根本意义上说，技术进步史与文明史本不可分，因为它处理的是人类在极为多样的环境条件下提高生产率的种种努力。即便我们将技术限定在相对狭义的"硬件"意义上——而我们并不打算这样做——将组织、制度与管理因素排除在外，可资讨论的材料范围依然大得令人不安。因此，以下论述必然高度有所取舍。

本章将首先考察技术进步的性质与特征，随后依次探讨技术进步速率、技术进步方向、新技术的扩散，以及最后技术进步对生产率增长的影响等方面最相关的文献。

研究技术进步的一个核心困难——也使得它难以轻易定义或描述——在于它呈现出许多不同的形态。技术进步并非一件事，而是许多事。或许，在其形态万千之下，最有用的共同基础是：它构成某种知识，使得用给定数量的资源能够（一）生产更多的产量，或（二）生产质量更优的产量。

第二类最为重要，不应被视为次要的补充。经济学家就技术变迁写下的大量文献——无论是理论性的还是实证性的——几乎都将这一现象视为纯粹降低成本的过程，仿佛对技术变迁来说一切重要之处都可用单位投入产出的增加来穷尽。技术进步通常被处理为：引入新工艺，从而降低生产一种本质上未变产品的成本。这种做法之所以流行，主要原因或许在于：它是一种有用的简化，使人们得以用相对简单的分析工具分析大量问题，并允许对无数有趣的经济问题采取定量方法。然而与此同时，忽视产品创新和产品质量改进，就是忽视了技术进步对人类福祉最重要的长期贡献。西方工业社会今天享有更高水平的物质福利，并不仅仅因为他们消费的是拿破仑战争结束时所能获得的那些商品的更大人均数量，而是因为他们拥有了全新形式的快速交通、即时通信、强大能源、能救命和减轻痛苦的药物，以及150或200年前想都没人想到的一系列全新商品。在考察漫长历史时期时若将产品创新排除在技术进步之外，无异于上演一出没有王子的《哈姆雷特》。

当然，并非所有经济学家都忽视了产品创新。不出所料，将这一主题处理得最为审慎而富有想象力的，是那些同时也是严肃经济史学生的经济学家。首先，Simon Kuznets指出，一项创新究竟是产品创新还是工艺创新，在很大程度上取决于采用谁的视角（Kuznets, 1972）。工艺创新通常涉及体现该创新的新机器或设备，而这些机器或设备从生产它们的企业角度看则构成产品创新。因此，贝塞麦转炉对钢铁制造商来说是工艺创新，对钢铁工业设备供应商来说则是产品创新。

Kuznets早在1930年就详尽记录了产品创新在长期经济增长中的核心作用（Kuznets, 1930）。他论证说，工业经济中的高总量增长率反映了产品与行业构成的持续转变。所有快速增长的行业最终都会随着技术创新的降本效果减弱而陷入增长放缓。此外，由于旧消费品的长期收入弹性和价格弹性通常较低，对这些行业进一步降成本的创新对总量的影响将相对有限。因此，持续的快速增长需要新产品和新行业的发展。

当然，Kuznets在强调新产品重要性方面并非孤军奋战。Joseph Schumpeter一生都强调技术进步在理解资本主义增长动态中的核心作用。他的鸿篇巨著《商业周期》（1939年）有力聚焦于技术创新在解释资本主义经济高度不稳定性上的历史作用。他的后期著作《资本主义、社会主义与民主》（1942年）几乎是对他所称的"永恒的创造性毁灭之风"有益影响的颂歌。这些"狂风"与扫荡生产旧产品的旧行业的产品创新密切相关。因此，对熊彼特来说，经济进步并不在于马具制造商之间的削价竞争，而来自汽车制造商的创新行为，这些行为将马具制造业作为一种经济活动彻底废除。熊彼特认为，经济学家错误地假定问题"是资本主义如何管理现有结构，而相关问题是它如何创造和摧毁它们"（Schumpeter, 1942，第84页）。

熊彼特还通过强调技术进步的不连续性，深刻影响了经济学家和经济史学家研究技术进步的方法。他将创新宽泛地定义为生产函数的转变，其原因可能是多方面的——不仅包括狭义上的产品或工艺创新，还可能涵盖开辟新市场、获取新原材料来源或行业结构重组（Schumpeter, 1934，第66页）。对我们的讨论而言更为重要的是，熊彼特极为强调技术进步构成对过去的重大断裂、巨大不连续或颠覆。正如他所言："我们称那种历史性的、不可逆转的做事方式之变化为'创新'，其定义如下：创新是生产函数的变化，而这种变化不能分解为无限小的步骤。无论你在驿马车上叠加多少辆，也永远得不到一条铁路。"（Schumpeter, 1935，第7页）

Strassmann（1959a）对熊彼特关于创造性毁灭作为资本主义增长过程之有机组成部分的观点提出了尖锐批评。他指出，至少在1850至1914年间，新旧技术和平共存，往往长达数十年。他表明，在动力生产、黑色冶金及其他行业最重要的一些创新中，旧技术下的产量在新技术引入后相当长时间内在绝对量上仍持续增长。

与熊彼特强调技术进步不连续性的观点形成鲜明对比的，是另一个更重视技术变迁连续性的思想流派。这一视角的许多方面可追溯到马克思——他毕竟与达尔文同时代，并敏锐地指出了机器设计中的进化要素。马克思还强调了技术进步中更宏观的社会力量，并淡化了个人的作用。他指出："一部技术批判史将表明，十八世纪的发明有多少是某个人单独完成的。"（Marx, 1867，第406页）

二十世纪最重要、表述最严谨的强调技术进步连续性的观点，出现在A. P. Usher的著作中（1954年；第一版1929年）。Usher不仅关注连续性要素，还关注发明过程中大量细微变化的累积意义。此外，与主要关注发明后果而非起源的熊彼特相反，Usher非常关注发明过程的性质及影响技术层面事件的力量。

Vernon Ruttan曾有趣地尝试融合与调和熊彼特和Usher著作中的若干有益要素，并在此过程中厘清了发明、创新和技术变迁三个相关但不同的概念（Ruttan, 1959）。

将技术进步视为无数细微改进与修正的稳定积累——重大创新极为罕见——这一观点很好地体现在S. C. Gilfillan的《发明船只》（1935a）中。他对海洋发动机演化（第2章）的分析是一个缓慢序列：锅炉蒸汽压力与容量逐渐增强，随着钢铁变便宜越来越多地使用钢铁部件，石油润滑剂逐步被采用。

Albert Fishlow对1870至1910年间美国铁路系统生产率与技术进步的深入研究，试图量化提高生产率、降低成本的各个独立因素的作用（Fishlow, 1966）。这一时期生产率增长极高，也有一些重要发明，如气刹、自动车钩、信号装置，以及以钢轨替代铁轨。然而，Fishlow发现，迄今为止对成本降低贡献最大的是一系列机车和货车设计的改进，尽管这一过程中没有任何一项可以轻易辨认或令人难忘的发明。其累积性质和缺乏单一重大创新，不应掩盖其速度之快：在约四十年间（1870—1910年），货车容量增加了两倍多，而机车牵引力翻了一番以上。

Samuel Hollander对杜邦人造纤维工厂效率提升来源的研究得出了类似结论：细微技术变化对成本降低的累积效应大于重大技术变化的效应（Hollander, 1965）。John Enos研究了二十世纪石油精炼行业四种主要技术工艺的引入，发现后续改进所带来的成本降低远大于最初引入时的成本降低，并得出结论："来自石油精炼行业的证据表明，改进一种工艺对技术进步的贡献甚至大于最初开发它。"（Enos, 1958，第180页）

技术进步的速率

技术进步的历史问题之一是其在时间和空间上的极端差异性。历史上最引人注目的事实之一是，不同社会在产生适合其经济需要的技术创新方面存在巨大差异；在采用和利用别处开发的技术创新的意愿和难易程度上，也存在极大差异；各社会在自身单独的历史进程中，其技术动态性的范围和强度也发生了显著变化。这些差异的原因目前尚不甚清楚，与更大社会系统的运作方式、其制度、价值观和激励结构密切相关。

对马克思而言，技术动态性与资本主义制度的历史兴起直接相关。资本主义阶级是历史上第一个利益与技术变迁而非维持现状不可分割地联系在一起的统治阶级。然而，尽管马克思有力地论证了西方的快速技术进步在历史上与资本主义不可分割，他并未真正解释为何这一快速技术进步的制度载体没有在中东或亚洲等地方出现。

在关于西方资本主义兴起的叙述中，宗教的作用一直是一个主要主题。Max Weber于1904—05年发表的《新教伦理与资本主义精神》自此引发持续争论。Lynn White则将基督教作为整体与其他宗教进行了对比（White, 1967）。他认为，在世界主要宗教的宏观背景下，基督教在培育一种对自然界主动和改造性的态度方面是独一无二的："基督教……不仅确立了人与自然的二元论，而且坚持改造自然是神意。"White的著作《中世纪技术与社会变迁》（1962年）是迄今为止对中世纪技术发展最好的单本入门书。

David Landes在其权威著作《解放的普罗米修斯》（1969年）中，识别出欧洲（尤其是英国）技术动态性的两个独特特征：一是政治、制度和法律发展的模式提供了私人经济企业运作的有效基础；二是对合理改造环境的高度重视。

另一值得关注的论点来自Joseph Needham及其同事的巨著（Needham, 1954—），有力地表明中国文明在技术上比欧洲更先进，直至约15世纪，且在将自然现象知识应用于基本人类需求方面通常更为成功。然而中国的学者官僚价值观、法律和制度始终未能为可能导致具有改造社会能力的资本主义阶级的出现提供动机或行动自由。

A. R. Hall有力地指出：欧洲文明的显著特质是其吸收能力——从伊斯兰、中国、印度吸收——以及在制造工艺和自然科学方面随时采用任何有用和适宜事物的意愿。

技术进步的方向

除技术进步速率外，还有一个独立的问题：发明活动的方向。Hicks（1932年）曾论证，发明"自然地"指向减少某一正在相对变贵的生产要素的使用：劳动力变贵，自然会刺激节约劳动力的发明。

近年来，Fellner、Samuelson和Salter等经济学家对希克斯观点提出了质疑。Salter指出："企业家关心的是降低总成本，而不是某种特定成本……无论通过节省劳动还是资本来实现这一目标都无关紧要。"（Salter, 1960，第43—44页）这一辩论在理论家和经济史学家之间至今未能解决。

这场争论在H. J. Habakkuk的开创性著作《19世纪的美英技术》（1962年）出版后变得清晰。该书在过去二十年里可能是经济史领域最具影响力的著作。在Habakkuk的表述中，劳动力稀缺和资源丰裕导致了对节约劳动力发明的追寻，而这一追寻是在资本密集型端进行的，在当时的技术知识状态下发明可能性最为丰富。

Paul David更进一步，提出了一个局部化做中学论证：关于技术的决策影响后来的学习过程，因此技术选择的决定远比通常认识的更具决定性，因为它们引发了连接要素价格、技术选择与技术变迁方向的长期演化过程。大卫的结论是：

技术"学习"依赖于实际生产经验的积累，因此对生产什么、尤其是如何用当前已知方法生产的短视选择，也实际上支配着后来能学到什么。技术选择成为当前经济条件影响技术知识未来维度的纽带。这在历史上可能远比经济学家倾向于描绘的那种理性、前瞻性的发明者和创新者对市场或需求诱导的技术变迁的反应更为重要。

新技术的扩散

数十年来，许多历史学家——甚至经济史学家——几乎将全部注意力集中于技术进步问题的一个方面："谁是第一？"他们考察不同个人对优先权的主张。然而，新技术被采纳并嵌入生产过程的速率却很少受到关注。扩散过程往往被视而不见。方法是将一项发明的经济影响等同于其首次展示技术可行性的日期，或者——这几乎是两码事——取得专利的日期。

然而，从技术进步历史的角度看，优先权问题是次要的。从经济影响的角度看，至关重要的是扩散过程。这是因为优越技术提高生产率的效果，取决于它们在适当地方的实际应用。

Marc Bloch的名作"水磨的出现与征服"（1935年）提供了一个经典分析：水磨发明与其广泛采用之间竟相差整整一千年，主要原因在于影响农奴劳动力可用性的法律和经济条件变化。

技术扩散中积累了大量实证研究。Zvi Griliches（1957年）关于杂交玉米的开创性文章表明，扩散过程的时机完全可以用经济术语来解释：利润预期支配了农民和杂交种子生产商的行为，在利润大而明确的地区（如爱荷华），农民在四年内就将杂交玉米种植面积从10%提升到90%。Edwin Mansfield研究了十二项重要创新从企业到企业传播的速度，其实证结果表明扩散过程普遍缓慢，且特定技术的采纳速度存在巨大差异——模仿率是创新盈利能力的直接函数，并随所需投资规模的增大而下降。

从技术层面看，扩散过程通常依赖于对发明性能特征的一系列改进与修改，对其进行调整以适应各专业细分市场的需求，以及其他互补性投入的引入——这些共同使原始发明更为有用。这些要点在Rosenberg（1972年）中有所发展。资本品行业在推动这一扩散过程（以及在发明中的核心作用）方面具有独特重要的历史地位。

技术进步对生产率增长的影响

过去二十年，经济学家和经济史学家试图建立技术进步对经济增长之贡献的严肃定量衡量。这一研究充满方法论和概念上的困难。Moses Abramovitz（1956年）和Robert Solow（1957年）对美国经济长期增长进行的探索发现，只有极小一部分人均产量长期增长可以用资本和劳动投入的增加来解释——大量"余项"表明，人均产量的增长更多依赖于资源生产率的提升，而非更多资源的使用。Abramovitz将未解释的生产率增长描述为"我们无知的度量"。

这些令人吃惊的结果引发了广泛回应。Edward Denison考察了1929至1957年以及1909至1929年的美国经济增长，尝试量化一系列变量的贡献，其中最重要的发现是知识进步的重要性和规模经济效应。

在评估新技术是否值得采用时需要考虑：技术改进不一定会直接融入生产过程，特别是当改进需要企业购买新资本品时——技术改进的实现与现有资本存量的年龄分布及新资本品的获取速度密切相关（Salter, 1960）。

技术改进与实际生产率增长缺乏对应关系的第二个原因涉及技术尚未广泛采用的阶段。在新技术发展初期，生产成本很高，即便重大的成本降低也可能对采用率几乎没有影响。当通过累积改进成本最终降低到与旧技术大体相当时，即便进一步的细微降低也可能引发大规模采用。这就是说，存在一个阈值水平，在此之前大量技术改进几乎不产生实际影响，而一旦越过阈值，即便细微的进一步改进也可能迅速带来大规模生产率后果。

Robert Fogel关于铁路对美国经济增长贡献的研究提供了一个有力说明。他论证说，若铁路从未出现，到1890年美国国民生产总值也只会比实际低不到5%。这一"反事实"分析的要点是：评估创新的经济重要性，需要仔细分析的不仅仅是它占据了投入产出表中多少格，还有它将成本降低了多少——必须与可替代技术的成本结构相比较，对创新广泛使用情况的观察本身并不足够。

或许以对Fogel所作观点的一个轻微变体来结束这篇技术进步历史学的综述是恰当的：在一个能够产生快速技术进步的社会里，没有任何单一创新是不可或缺的。然而，原因不在于个别创新在某种绝对意义上无关紧要，而在于这样的社会能够轻易产生替代性创新。正是这种产生许多可能创新的能力，使任何单一创新都可以被替代。若此成立，则在本文前面"技术进步速率"一节中讨论的问题——关于社会产生技术进步能力的社会决定因素——就变得更加引人入胜了。因为在这一最根本的问题上，我们的理解充其量仍处于初级阶段。

第六章：用中学

一

经济活动包含重要的学习维度，这一断言大概能得到普遍认同。在这样一个简单而宽泛的层次上，几乎没有什么可以反对的。当我们试图为这一断言赋予实证或分析内容时，更有趣的问题才随之浮现。

我将论证，我们可以富有成效地将技术创新视为一个学习过程——事实上，是几种不同类型的学习过程。这些过程有时相互重叠，或彼此形成反馈。因此，一个必要的第一步是认识到存在几个不同的学习类别。实现一定的概念清晰度非常重要，因为我将论证，创新过程中至少有一种形式的学习尚未被认识到，而这种学习在高技术经济中很可能具有日益增大的重要性。

本文因此应被视为一项更大学术事业的组成部分，其目的是识别几种不同类型的学习过程，以及这些过程的性质和它们融入构成技术创新的更大活动模式的方式。本文的主要关注点不在于熊彼特意义上的重大创新，而在于决定重大创新所能产生的生产率增长速率的细微改进。在这方面，本文的一个主要目的是厘清技术过程与其经济后果之间的联系。

我们现在所称的"研究与开发（R&D）"本身是一个在新技术生成中的学习过程，实际上包含几种不同形式的与创新过程相关的学习。在基础研究端，学习过程涉及获取关于自然规律的知识；在开发端，学习过程在于搜索并发现产品的最优设计特征，同时兼顾市场所需的产品特征组合以及科学和工程知识的约束。这是一个非常微妙的过程，尤其是当我们处理具有高度系统复杂性的产品时，这种情况日益普遍。

近年来最受关注的学习方面是做中学，即Arrow在其开创性论文"做中学的经济含义"中所强调的内容。这是一种在产品设计完成之后、在制造阶段发生的学习——如Arrow和其他人所述，这种学习在于发展日益熟练的生产技能，其效果是降低单位产量的实际劳动成本。这一过程的重要性已在包括机体生产、造船、机床和纺织品在内的若干行业中得到记录。

文献中未被充分强调的一种相关的做中学形式，也作为生产活动的副产品而出现。关键在于：有许多种生产率改进——单个来说往往很小，但累积起来非常可观——可以通过直接参与生产过程而被识别出来。这是一种技术创新的来源，通常不被明确认定为R&D过程的组成部分，也不接受任何直接支出。参与生产过程需要专业化知识，其中大量可能是特定工业过程所独有的，而可能的改进通常需要对生产序列的细节有深刻的了解。

二

迄今为止提到的学习类别涉及：产生新的科学知识，将新知识融入新产品设计，在新产品投入生产时学习新的生产活动，以及学习从生产过程经验中产生的改进生产过程的方法。现在我想提请关注一个单独的学习类别，它只在某些新产品被使用之后才开始。就某一给定产品而言，我想区分两种收益：生产过程内部的收益（做），以及由于该产品随后被使用而产生的收益（用）。在一个拥有复杂新技术的经济中，有些学习的基本方面是使用者最终使用产品经验的函数，而非生产产品经验的函数。这对资本品而言尤其重要。因此，用中学所指的学习场所与做中学截然不同。

之所以如此，有多种原因。最一般地说，耐用资本品的性能特征往往只有在长期使用经验之后才能被理解。对于涉及复杂、相互依存的组件或材料、将在极端环境中承受多样或长期压力的一系列产品，这些部件相互作用的结果无法被精确预测。从这个意义上说，我们处理的是科学知识或技术无法非常准确预测的性能特征。这些产品的性能因此高度不确定。此外，此类产品的许多重要特征只有在密集或更重要的是长期使用之后才会显现。

这类学习的中心特征之一是昂贵资产的有效寿命。用中学过程的基本目的之一，是确定耐用资本品影响有效寿命长度的最优性能特征。与此密切相关的是：最优服务和维护特征只有在广泛使用之后才能确定——在许多情况下，这需要多年时间。

高技术社会所需的大量技术知识，往往对于所涉及过程和机器的性质极为专门或专一。不仅如此，这种知识无法从科学原理或方法论中精确预测，也不能从相关或类似技术的经验中准确预测。

von Hippel分析的另一个产生此类知识的过程提出了一种可能性：某些资本品的产品差异化在一定程度上可能由用中学驱动。在许多情况下，某些类型资本品（特别是仪器）的用户可能自己对资本品作出重要改进，这些改进被纳入后续型号。

用中学经验产生两种非常不同的有用知识，借用已有术语，我们可将其称为体现性的（embodied）或非体现性的（disembodied）。第一种情况是：对新技术的早期经验带来了对特定设计特征与性能之间关系的更好理解，从而允许对后续设计进行改进——我们描述的是发展阶段的一个反馈回路。最优设计往往需要许多次迭代。第二种情况是：产生的知识带来某些使用上的改变，这些改变不需要（或只需极少）对硬件设计进行修改——长期使用硬件揭示出关于性能和操作特征的信息，这反过来导致新做法的产生，从而通过延长使用寿命或降低运营成本来提高硬件的生产率。

用中学在其最纯粹的形式上是非体现性的。然而，这一过程产生的新信息最终导致硬件的物理修改。从这个意义上说，它构成了对新产品开发设计方面的一个反馈回路。对飞机的广泛使用可能最终导致发现组件或设计的缺陷，如在"彗星"客机中发现的金属疲劳，或"伊莱克特拉"发动机支架最终被异常共振削弱。此类用中学显然需要对飞机进行体现性修改。另一方面，其他信息则逐渐积累，涉及最优飞行性能条件，如与燃油经济性相关的信息，这类学习可能不涉及硬件修改，而是被纳入培训手册和飞行人员的指导。

三

飞机行业——在1940年代观察到生产中的做中学——也为体现性和非体现性两种用中学形式提供了有益证据。由于实际使用飞机，关于设计方面和影响新机型运营成本的许多因素的学习也在进行。在操作一架新飞机的过程中，运营成本的降低在很大程度上依赖于对系统和组件性能特征了解的加深，从而更清楚地了解新设计的全部潜力（以及潜在问题）。

这种初期谨慎的大部分源于飞机设计中无处不在的不确定性。尽管在风洞中进行了日益复杂的实验，并运用了日益精确的空气动力学理论技术，比例效应、可压缩性和湍流仍不断产生意外结果。跨音速气流行为事实上已被证明极难分析。随着喷气发动机的问世，飞机进入了一个全新的高空、高速环境，遭遇了意想不到的空气动力学效应，包括致命的失速。在飞机在其新环境中的行为被合理理解之前，经历了大量学习。金属疲劳仍是飞机设计和制造中的难题，模拟加速老化过程的方法在实践中已被证明并非可靠指南。

设计师对新飞机结构完整性的信心是经过时间和使用的递增函数。在高度成功的727投入使用若干年后，波音作出了许多更早时候不会有信心作出的修改，包括拉伸机身。

以DC-8为例，考察其上体现的一系列变化。这架飞机在其生命周期内的每座公里运营能源成本降低了50%，尽管基本构型大体未变，改进相对于不同机型之间的差异来看也相对简单。DC-8-30增加了下垂式襟翼；DC-8-50设计了前缘延伸。后续型号增大了展弦比并重新定位了襟翼。发动机发展出的推力增加了，油耗下降了，从而提高了潜在有效载荷、直接降低了运营成本。机翼翼型的改进减少了阻力。这些修改共同为最终将飞机从123座拉伸到251座的决定发挥了关键作用。必须记住这些技术改进的相互依存：拉伸的可能性取决于更强大发动机的可用性、减少阻力以及其他设计修改。

发动机技术在涡轮时代经历了戏剧性增长——单位发动机重量推力在二十年间增加了50%以上。更戏剧性的是每磅推力每小时的燃油消耗记录：1950年约需0.9磅；1960年代初随涡扇发动机的发展降至约0.75磅；1968年前后引入的高涵道比涡扇发动机使这一数字降至0.6磅。这30%的降幅对在涡轮世代内增加飞机可交付载荷有直接影响。

此外，高涵道比涡扇发动机的引入凸显了复杂、高度相互依存的技术涉及创新过程时的一些微妙之处。核心点是：最终结果极不确定，因为任何给定创新的某些交互后果难以预料。当高涵道比涡扇发动机于1960年代末引入时，预计会使每磅推力每小时的燃油需求减少20%，这一预期得到了实现。然而，这种新的燃油经济性带来了意料之外的劳动成本上涨——具体而言，每磅推力每小时的维护成本增加了100%。因此，新发动机更好的燃油经济性只有以大幅增加维护成本为代价才能实现。

从"彗星"到747的喷气运输机拉伸过程，是一个在技术上不很有趣但在经济上至关重要的过程的典型例子。这一过程反映了发动机性能与机身之间的基本互补性。

飞机的载重能力首先取决于发动机的容量。随着发动机性能的改善，利用其潜力需要对机身进行重新设计或改装。最简单的回应是拉伸机身，增加座位。随着用中学对这些关系提供了更好的理解，大多数飞机被有意设计为便于后续拉伸。由于设计师预期这些未来的发动机改进（以及其他互补性技术改进），他们有意识地将灵活性融入飞机，尤其是机身设计。这种前瞻性设计——为尚不存在的互补性改进预先留出接口——是高复杂度技术产品开发中的一个普遍特征。

四

现在让我们以动力系统维护问题为例，考察非体现性用中学形式。适当的动力系统运营需要大量维护，在螺旋桨发动机情况下，需要在特定时间间隔后进行全面大修。在喷气发动机的情况下，这一间隔最初基于活塞发动机经验，随着经验的积累而延长。这是一个渐进的学习过程；结果是，随着对新发动机获得足够的信心，大修间隔期得以延长。

这一增加的意义可从以下事实判断：航空公司在活塞发动机飞行2,000至2,500小时后就进行大修，而在积累若干年的喷气发动机经验后，大修间隔延长至高达8,000小时。由于喷气飞机飞行速度远高于活塞飞机，喷气发动机在两次大修之间所完成的有效工作量远大于仅从增加的小时数所显示的数量。波音707（喷气时代的早期主力）大修间隔的延长，是随着经验积累、对飞机结构完整性信心增强而逐渐实现的。

维护改进对降低飞机系统运营成本非常重要。整体维护通常占劳动和材料直接运营成本的30%。即便如此，这一数字还低估了整体影响，因为计划外维护需求造成的收入损失也可能相当可观。例如，在美国航空公司1972至1975年的三十七个月期间，维护问题平均造成了21%的所有延误成本，年均归因于维护的成本超过800万美元。

图1显示了普惠JT3D涡喷发动机维护成本的典型轨迹。引入第一年维护成本上升，反映出实际在线运营的严苛条件所暴露的早期设计问题的影响——JT3D的设计困难涉及由于润滑剂热稳定性相对于高操作温度不足而导致的部件过度磨损。此后，维护成本急剧下降，在十年运营期间通常降至初始水平的30%。

维护历史特别反映了用中学，其中基于活塞螺旋桨发动机的先验知识在很大程度上不足以预测燃气涡轮发动机的耐久性和可靠性（事实上，早期经验反而具有误导性）。早期喷气发动机维护程序基于以运营时间小时数计量的允许大修间隔（TBO）规范，严格执行，且只能以200小时为增量延长。这种做法虽然在最初因安全考虑和对新技术能力的无知而合理，但极为昂贵，因为在过于频繁的间隔下进行了不必要的维护工作。

当这一点被认识到后，下一阶段是一种改良的TBO程序，取消了以各种测试和检查为条件的强制拆卸。如今已没有强制性时间表；修缮在飞机保持在线状态下进行的常规测试所指示时进行——包括使用内窥镜检查磨损、分析旧润滑剂、目视检查等。波音707的检查最初每天要求进行，后来延长至常规每周监测。

这种改进的维护调度带来的飞机可用性提高，明显更多依赖于对硬件的熟悉，而非对新硬件的技术进步。然而，用中学过程对发动机硬件确有明确影响：基于需要的发动机维护迅速找出限制耐久性的因素，于是再设计工作聚焦于这些要素。此外，可互换模块的使用带来了成本降低。诊断硬件也取得了重要技术进步——更先进的电视传输内窥镜、内部加速度计以及用于检测金属疲劳和应力的同位素小球等，均已被引入维护诊断阶段。体现性与非体现性的用中学形式在此再次交织在一起。

这一维护程序的改变反映在发动机拆除频率相对于运营时间的统计数据中（图2和图3）。新维护制度下，发动机拆除在前十年持续下降，此后达到主要结构构件耐久性极限，拆除频率在后期年份增加。

这一模式再次低估了新维护计划的全部影响，因为它未包括当飞机必须退出服务进行频繁但不必要的维护时所不再放弃的大量机会成本。新计划允许的大幅缩短停机时间使飞机在其生命周期中更高比例的时间保持服务状态，结果当然是飞机产出/资本比率的显著提高。

变化的动力系统维护实践展示了用中学如何负责从诸如涡喷发动机这样的重大新创新中逐渐挖掘出显著的生产率改进。事实上，据一位行业权威估计，在1920至1936年间，活塞往复发动机的发动机维护成本下降了80%，构成了那一时期发动机制造商对航空运输发展的最大贡献。然而这一贡献不能也不可能单由发动机制造商做出，只有与航空运输承运人的用中学相结合才成为可能。事实上，现在应当清楚，用户在改进技术过程中的积极参与，是区分用中学与做中学的关键特征之一。

五

即使此处描述的用中学对飞机行业很重要，它在其他行业也重要吗？或者，换一个问题，有什么理由相信用中学正变得越来越普遍？这些问题只能通过实证来回答。但我认为，飞机行业中这些现象的重要性来源于某些并非飞机行业独有的特征，因此有充分的先验理由预期用中学会与其他行业的类似特征相关联。

哪些特征与用中学相关？它们似乎与高度的系统复杂性相关。这种复杂性是最优设计、维护和操作程序需要如此长时间才能确定的根本原因：产品本身使用寿命长，且对其最终操作特征存在很大不确定性，这是因为产品由许多子系统组成，这些子系统以复杂的方式相互作用。

粗略检视表明，蒸汽电厂中的电力生产与飞机生产具有许多相似之处。与飞机一样，它是一个复杂的相互作用部件系统。除设备本身的高固定成本外，还有巨大的开发成本、漫长的前置时间，以及大量只有通过使用和经验才能消除的性能不确定性。维护和修理是运营成本的重要部分，减少停机时间有强大的经济理由，可靠性是主要考量。因此，飞机行业必须处理金属疲劳和确定最优维护程序等问题，而电力行业则一直忙于处理各种污垢——生锈、腐蚀、裂缝、泄漏、堵塞、炉渣积累、灰烬等。所有这些问题在过去都导致了高维护成本或短寿命预期，直到更好的处理方法被开发出来。结果，该行业在早期历史中饱受频繁停电之苦。随着这些困难被克服、更高的可靠性标准能够被理所当然，通过消除对重复设备的需求，资本成本大幅降低。

更重要的是：即使在最近几年，新型、更大规模机组在电力行业的运营中也存在相当大的性能不确定性，这些不确定性只有在大量使用和经验之后才能解决；根本问题甚至可能在几年后才显现。

可靠性是高技术行业中普遍关注的问题，达到高可靠性标准是开发阶段的主要关切。在某些情况下，如飞机，可靠性对所提供的服务是绝对必要的。在其他情况下，如电力行业，可靠性不足会产生高资本成本——当基本组件发生停机和故障时必须提供备用或其他重复设施。此外，维护和修理的高劳动成本是改进可靠性的强大动力。这一问题因设备在无法接近的地方发生故障时极难处理而更加复杂——海底电缆和通信卫星都是典型例子。

对减少劳动密集型维护和修理活动的渴望甚至催生了二十世纪最重要的发明之一——晶体管。贝尔实验室多年来一直致力于提高可靠性和降低系统组件维护成本的研究。由Mervin J. Kelly在1930年代发起的旨在提供固态放大器的研究项目，最终以Bardeen、Brattain和Shockley在1947年发明晶体管而告终。

此类用中学——有时导致产品设计修改，有时导致维护实践改变，有时仅导致操作程序改变——似乎越来越成为更多高技术行业的特征。

将用中学作为商业战略的创造性使用，现在可能是某些高技术行业的重要因素。以计算机行业为例，该行业近年来日益依赖复杂软件产品使其系统对更广泛用户有用。有效软件的开发高度依赖于用户经验。响应这种经验对软件系统进行修改，现在已成为软件工程的内在属性。这是因为大多数软件产品允许输入和处理选项的广泛变化，而这些选项在发布前不可能完全测试。因此，软件的最优设计依赖于来自用户的信息流。许多计算机公司常规提供广泛的软件支持，涉及当用户发现软件缺陷时——这是不可避免的——进行软件修改。支持服务在发布后改进产品的有效性，对计算机企业的竞争成功似乎非常重要。这样的服务安排实际上代表了计算机行业对利用用中学现象的程序化制度安排。

模块化系统日益增多地采用也在同时改变维护活动的含义。随着电子电路成本的下降与维护和服务的高劳动成本相比，模块化设计将无疑进一步延伸。

因此，我认为进一步实证研究用中学现象将大有裨益。它有望通过更清楚地识别产生技术变迁的活动的性质和场所，来改进我们对技术变迁的理解。我认为用中学与大量且不断增长比例的资本设备相关，尤其是以高度系统复杂性为特征的组件。其次，用中学中包含的改进在采用新技术的决策中发挥着重要作用。因此，对此处讨论的活动的更清晰识别，可能揭示扩散过程时间路径的某些奥秘。

例如，对用中学的直觉熟悉，以及在性能不确定性被解决之前往往必须经过的时间，可能构成私人企业推迟采用某一创新之决定的重要原因。这意味着：采用与生产率收益之间的滞后在很大程度上是内生的，而非一个令人困惑的谜题——它是技术学习本身性质的必然结果。

最终，对用中学的更好理解可能进一步阐明先进工业社会如何产生生产率改进，以及因此如何产生经济增长。宝贵的、具有重大经济相关性的信息是使用新技术的一个重要且缓慢出现的副产品。因此，这种特定的学习经验可能持有高技术行业生产率改进的某些关键。因为恰恰不是偶然的，那些大量依赖用中学的行业——飞机、电力生产、电话，以及近年来的计算机——在二十世纪拥有最令人印象深刻的一些生产率增长记录。