序言：從19世紀的1865年到20世紀的1914年，美國社會出現了幾項極其重要的新發明：鋼鐵、石油、電力、汽車、電話。

美國鋼鐵廠示意圖

影響美國的發明（1）：鋼鐵

鋼鐵時代是一陣風吹來的。1856年，英國人亨利·貝塞麥爵士發現，把冷空氣吹向已經熔化的生鐵，可以使空氣中的氧氣和生鐵中的碳元素結合，自動清除生鐵中不純淨的成分。鐵製品自人類文明誕生之初就出現了，鐵在過去通常用於製作武器或餐飲器具。早在喬叟的年代，英國的謝菲爾德鎮就是以生產鐵器聞名的，但在第一次工業革命期間，鋼鐵並沒有發揮任何重要的作用，主要是因為當時批量生產鋼鐵還相當困難。

亨利·貝塞麥改變了這種局面，貝塞麥最初發明瞭一種新的炮彈，但當時用生鐵打造的炮筒非常脆弱，不能承擔這種新炮彈的發射任務。他正在嘗試不同的方法，想要造出一種更堅硬的金屬，就在實驗過程中，一陣風恰巧吹過已經融化的生鐵，使這些金屬原材料過度加熱，最終變成了鋼鐵。

亨利·貝塞麥畫像示意圖

亨利·貝塞麥很快就開發出一種工業化生產的方式來重複這個幸運的意外。採用貝塞麥的方法的工廠可以用2.5噸焦炭燃料生產出1噸高質量的坩堝鋼，而用舊方法鍊鐵的工廠，需要燃燒7噸煤炭才能製造出1噸低質量的泡鋼。貝塞麥的發現可以說是一連串重大發現中的一個，而這些重大發現至今仍在生產過程中發揮著作用。大約10年之後，平爐鍊鋼法進一步提升了鋼鐵的生產效率。自此之後，鋼鐵生產商進一步學會了如何利用生產中剩餘的金屬，從而減少了浪費。到19世紀末，生產1噸鋼鐵所需的成本比世紀中葉的成本下降了90%。

採用貝塞麥鍊鋼法生產的鋼鐵的批發價格（1867-1902年）

事實證明，美國比任何一個競爭對手都更擅長於充分利用生產技術的進步：這個國家在1870年只能生產38萬噸鋼鐵，到1913年已經能生產2840萬噸鋼鐵。美國比其他任何一個國家在鋼鐵產業上都更具優勢。所有鋼鐵生產所需的原材料都儲藏在地表之下：在國家的交通基礎設施建好以後，這些生產元素就能以相對低廉的價格被整合到一起。美國的鋼鐵產業也是從零開始的：相比之下，全球鋼鐵生產初期的領軍國家英國當時投入了大量的精力建設以舊方式生產鋼鐵的工廠，美國則從一開始就引入了很多新式的工廠和冶煉方法。

美國鋼鐵軌道示意圖

短短10年之中（19世紀80年代），全美境內用鋼鐵鋪設的軌道里程數從最初的佔比30%增至最後的佔比80%。當時的美國可以稱得上一個鋼鐵王國，正如當今的美國是一個硅的王國一樣。由鋼軌連接起來的大陸，運行效率比鐵軌連接的要高很多。鋼軌的使用壽命通常是鐵軌的10倍，而且能夠承載更大的運輸量：自重更大的車頭能拉動承載量更多且車身更長的車組。

鋼鐵鑄造的管道，加上鋼鐵製造的泵和空壓機，能夠將石油和天然氣運輸到製造企業所需的地方。鋼鐵鑄造的橋樑開始出現在各大河流上，鋼鐵框架也支撐起了更多的摩天大樓。鋼鐵的出現使每個人都用上了價格低廉的工具，每個人的餐桌上都出現了更為便宜的餐具。正因如此，才誕生了美國曆史上最有錢的人，也就是安德魯·卡內基，以及美國曆史上最大的企業美國鋼鐵公司。

美國工人開採石油示意圖

影響美國的發明（2）：石油

如果說美國的新經濟是用鋼鐵建成的，那麼為這個新經濟體提供潤滑的就是石油。1855年，耶魯大學的一位化學家本傑明·西利曼發表了一篇文章，名為《關於石油或者賓夕法尼亞維納戈公司生產的汽油的報告——著重強調其在照明和其他方面的功能》。論文發表之後的第三年，埃德溫·德雷克開始在賓夕法尼亞州泰特斯維爾市開採石油，他當時使用的是原本在鹽井中使用的生產方式。

雖然美國內戰導致石油開採出現短暫中斷，但內戰結束之後，美國出現了一股"石油熱"，非常像當年加利福尼亞州出現的淘金熱。賓夕法尼亞州的西北部地區很快就出現了大量臨時搭建的石油鑽井和非常原始的煉油廠。在這些地方，提煉石油的人就如同提純威士忌一樣，他們將液體加熱，簡單地聞一聞這些液體能否用於提煉煤油。賓夕法尼亞州的地勢重巒疊嶂，導致石油運輸非常困難。

美國煤油和原油價格（1851—1945年）

1865年，美國新建了一條石油氣輸送管道，有效移除了運輸上的障礙：石油開始從賓夕法尼亞州輸送到鐵路罐車上或者液貨船上，然後進一步運往各大煉油廠，對石油的供應與需求急速猛增。1880年—1920年，美國的石油提煉量從2600萬桶增至4.42億桶。隨著賓夕法尼亞州的石油儲量下降，人們在其他地方（尤其是得克薩斯州和加利福尼亞州）發現了新的石油儲備。圖3-4向我們展示了1860-1900年消費者支付的煤油價格的驚人下降趨勢，這種下降趨勢在1920-1930年再次出現。

美國石油示意圖

可以說，美國比世界上任何其他國家都更依賴廉價石油。美國人之所以能住在遠離城市中心的郊區，就是因為他們給車輛加油的成本很低。他們在氣候惡劣多變的地區能興建大面積住房，也是因為燃料富足。加利福尼亞州是美國以廉價石油為基礎建設人類文明的典型代表：這裡的人們希望自己擁有充足的空間，而不是擁有很多鄰居，零售業很快根據這種稀鬆的人口分佈建設了更多大型商場和可以不下車就買到東西的駕駛穿越型門店。

20世紀70年代出現過石油恐慌，它在一定程度上代表了對美式生活的嚴重挑戰，甚至一度激起了人們關於是否應該放棄依賴石油的生活習慣的社會大討論。隨著石油價格的回落，美國人很快就恢復了原來的生活方式。

美國電力示意圖

影響美國的發明（3）：電力

19世紀80年代出現了兩種革命性新科技，那就是電力和內燃機。經濟學家把這種科技統稱為"通用技術"，因為它們除了自身具有強大的力量外，還促進了一系列伴生科技的進步，在它們的共同作用之下，美國人的生活方式發生了改變。電力對社會的影響力之大，以至當時的美國人都將其視作一種魔法。生產電力的成本很低，運輸距離遠，輸出損耗小，生產過程中不會產生煙塵。內燃機則整合了蒸汽機的能量和馬匹的靈活性。

電池示意圖

美國並不是這些偉大發明的專利所有者。電力革命的基石來自眾多發明家共同奠定的堅實基礎。意大利人亞歷山德羅·伏打發明瞭世界上第一節電池。英國人詹姆斯·普雷斯科特·焦耳第一個向世人展示了磁石發電機如何將機械動能轉化成電能。邁克爾·法拉第也是英國人，他於1831年製造出世界上第一臺發電機，其實它只是一個圍繞著馬蹄磁鐵的兩極旋轉的銅盤。德國人卡爾·本茨在1879年的新年夜發明了世界上第一臺內燃機，此時距離愛迪生向世人展示電燈只有10個星期，在此之後又過了6年，1885年，本茨發明了世界上第一輛汽車。

不過，我們卻可以說美國是把這些通用技術推廣到全民日常生活中的領軍國家，在這一點上它比其他任何國家都要做得好。美國人的天賦隱藏在三個方面：其一是能把偉大的發明做成更便於用戶使用的產品，其二是能讓把新發明商業化的企業成長壯大，其三是能用新的手段使企業經營獲得成功。

愛迪生畫像示意圖

我們說愛迪生的偉大之處並不在於他是一位發明家，最好的例子就是，他並不是第一個發明電燈的人。1859年，摩西·法默（Moses Farmer）就通過用電力點亮鉑絲的方式照亮了自己位於馬薩諸塞州塞勒姆的家。俄國人帕維爾·雅勃洛奇科夫（Pavel Yablochkov）在1876年發明了一種弓形燈，後人稱其為"雅勃洛奇科夫蠟燭"。英國人約瑟夫·斯旺（Joseph Swan）在1878年為自己發明的白熾燈申請了專利，以照亮自己住房的方式公佈這項發明，隨後還在紐卡斯爾的演說廳和倫敦的薩沃伊劇院進行了大規模演示。

愛迪生所做的貢獻，是為公眾接納並採用電燈技術鋪平了道路。他發明了一種高效燈泡，可以量產。他還發明瞭能為這些燈泡提供能源的發電站。他的第一次重大突破發生在1879年10月22日，也就是他用電力點亮了懸浮在真空燈泡中的棉線。數千人專程趕到門洛帕克去觀看他的演示，這種不用煙火，只靠開關的控制就能照亮世界的裝置，被人們視為"未來之光"。

愛迪生

1882年，愛迪生站在他的出資人J. P. 摩根的辦公室裡，當他打開開關時，整個下曼哈頓區都靠設置在珍珠街的發電站的電力被點亮。通用電氣公司不得不在公共區域張貼告示，告誡人們不要用火柴去點亮燈泡，從這一點上足以說明這項新技術給人們帶來的衝擊力。

新技術的傳播不是均勻分佈的。電燈的應用像野火一樣迅速鋪開：1885年，全美境內使用了25萬隻燈泡，到1902年，這一數字增至1800萬。城鎮郊區交通方式的電氣化速度很快。到20世紀初，美國全年有軌電車運輸的乘客總數已達到50億人次，芝加哥和紐約都建成了電氣化公共交通系統，芝加哥於1896年建成了有軌電車高架線，紐約則於1904年開通了電氣化地鐵。建築物的電氣化進程則比較緩慢。

美國發電廠示意圖

當時的電價比較高，主要是由於發電廠規模小，並且許多電廠老闆（包括愛迪生在內）都傾向於使用直流電，而直流電在遠距離輸送過程中損耗量較大。終於，我們找到了一個偉大的發明家站在錯誤立場的案例。1912年，也就是愛迪生點亮下曼哈頓區的30年後，只有16%的美國家庭能夠用上電能。

美國居民用電在進入20世紀之後出現了快速增長，主要原因是電力生產商從直流電轉換為交流電（1902年的電力總產能中有61%是交流電，到1917年增至95%），而且居民住房理所當然地要接入城市電網。1902—1915年，人均發電量每7年增長一倍，1915—1929年則每6年增長一倍。名義電價從1902年的每千瓦時16.2美分降至1929年的每千瓦時6.3美分——結合通貨膨脹調整之後，相當於年均下降6%。製造業的電氣化進程仍然滯後：直到20世紀20年代，美國的工業生產才大踏步跨入電氣化時代。

早期美國汽車示意圖

影響美國的發明（4）：汽車

起初，美國人對待汽車的態度和歐洲人一樣，視其為有錢人的玩具，用理查德·特德洛（Richard Tedlow）的話來說，汽車就是行駛在公路上的遊艇。喬治·珀金斯（George Perkins）是J. P. 摩根的一名得力助手，他在1906年購買了一輛法國定製的汽車，這輛車長達11英尺，是當時世界上最大的汽車，車內配置了一張書桌和一個盥洗臺。

註冊機車的總量從1900年的8000輛緩慢增至1905年的78000輛，專職司機開始像傭工一樣成為有錢人家的僱員。亨利·福特很快就提出了一個革命性的想法，這個想法不亞於工程創新歷史上的任何一項新發明：他希望為"絕大多數人"製造汽車。

早期美國汽車示意圖

第一輛T型車於1908年問世，迅速成為同業殺手：根據輜重衡量，其動力強勁（1200磅輜重，有22匹馬力），按照當時標準而言便於駕駛，由於使用釩鋼打造，車身輕便且堅固，釩鋼的張力比普通鋼材強很多倍。這款汽車還可以在泥地上行駛（1900年，美國所有硬質路面的總長度加起來還不足以連接紐約和波士頓，差不多隻有215英里）。在提高車輛質量的同時，福特決定給T型車降價，從1910年的950美元降至1923年的269美元。美國道路上行駛的汽車越來越多，1910年增至468000輛，1920年增至900萬輛，其中很大一部分都是廉價老爺車：1914年佔比46%，1923年佔比55%。

汽車迅速成為普通人可以掌控的新生產力：汽車代表的馬力遠比1910年動物（主要是馬）代表的馬力或者1915年鐵路代表的馬力要充沛得多。汽車也改變了美國的物理面貌：城鎮規模開始擴大，因為人們獲得了可以直達家門口的新交通工具。在鐵路時代種群數量不斷增加的馬匹，終於在這個年代開始減少。

電話的發明者：亞歷山大·貝爾

影響美國的發明（5）：電話

電話或許是我們所提到的三項新發明中革命性程度最低的一項。電報的出現已經使人類社會跨過了一條不可逆的科技界限，也就是說，電報已經把信息傳播與實物傳輸徹底區分開來。電話出現時，電話端的人所聽到的第一句話可能是："華生先生，請進來一下，我想見你。"這句話的意義顯然不如第一封電報上的內容那麼大，但電話的革命性意義肯定要比電話線上傳輸的第一句話重要得多。電話的發明者“亞歷山大·貝爾”對自己所發明新事物的重要性毫不懷疑。

1876年3月10日，貝爾首次用電話向華生先生傳遞了自己平庸的指示。當天晚上，他寫信給自己的父親："我覺得我至少為一個重要的問題找到了解決方案，終有一天，電話線路的鋪設會像水管和燃氣管一樣通達各家各戶，朋友們可以不離開自己的家門就和其他人在電話上交談。"他同時緊緊抓住了電話技術的商業潛能：儘管他不是專職從事發明的科學家，他仍然在1876年年初就為自己的發明申請了專利，而他提交申請的時間只比競爭對手伊萊莎·格雷早了幾個小時而已。

貝爾發明的電話

儘管電話為人們的生活帶來了便利，但電話技術的傳播與無線電廣播或互聯網相比還是慢得多。1893年，安裝電話的家庭數量為25萬戶，1907年增至600萬戶。電話費一直居高不下，電話技術的迭代也很緩慢。從第一部電話出現到第一通紐約與舊金山之間的長途電話打通，間隔了39年；而從電報技術出現到第一封紐約和舊金山之間的電報往來，只間隔了17年。

也就是說，電話技術的傳播用了電報技術傳播兩倍以上的時間。出現這種現象主要是因為貝爾電話公司事實上形成了對電話市場的絕對壟斷。這家公司得以生存下去，是因為世界上其他國家的電話技術都由政府壟斷，它們比這傢俬營企業的效率更低。1900年，美國人均電話擁有量是英國的4倍、德國的6倍、法國的20倍。整個紐約州的電話數量就已經相當於整個歐洲的電話數量。

美國鋼鐵廠示意圖

結束語

鋼鐵革命改變了整個工業化時期美國的社會面貌。鋼鐵革命同時還改變了製造業的地理分佈。從某種意義上來說，克利夫蘭、伯利恆、芝加哥、伯明翰和揚斯敦都成了以鍊鋼為主業的城鎮，匹茲堡變成了以鋼鐵聞名的大型城市。這些新的鋼鐵生產者的產量還遠不足以滿足社會需求。

得益於新發現的石油儲備和美國各家石油企業，自德雷克第一次開採石油之後的近100年裡，也就是在20世紀60年代海灣產油國興起之前，美國幾乎主導了石油時代的世界。快速獲取廉價石油的便利，改變了美國人的消費習慣。19世紀，石油主要用於照明，而在製造業興盛的年代，人們也將石油用作各類生產機械的潤滑劑。到20世紀，石油變成了美國的主要能源：汽車以汽油或柴油為驅動力，各行各業以石油為燃料，各家各戶用石油取暖。

電力促生出工廠和家庭使用的電器，如電梯、軌道電車、地鐵、洗衣機、電磁爐、電熨斗、電冰箱，以及對炎熱的南方來說最重要的空調。內燃機不僅直接促生了汽車、卡車和公共汽車，而且間接促進了城鎮郊區、超市、路邊旅館的發展。

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