因緣成果：解碼科技發展的規律（上）
去年（2019）年底，我在中華民國管理科學會年會上，以「讀史欲通今日事」為題作專題演講，分享自己對產業革命發展規律的解讀，也非常感謝當時曾獲許多朋友的熱情迴響；其中就有人提醒：在投影片外，可否整理一份文字檔方便大家閱讀？由於本部落格對複雜理論的介紹已經有一段時間，因此正好回頭利用產業革命發生過程這一案例，來說明複雜系統概念如何用來解讀歷史事件，並也用它來回應對這一問題有興趣朋友們的期待。因為內容較多，所以拆成上下兩篇。
才情洋溢的已故外交家葉公超先生，退休後有感而發寫下了「讀史難通今日事、聞歌不似少年時」的詩句。當年40歲的我對這兩句話很有感覺，但為了搭配自己的年齡，就私下改動了兩個字，把它當作正向自勉用的小座右銘：「讀史欲通今日事、聞歌猶似少年時」。後來又受到司馬遷把歷史學當成「究天人之際、通古今之變」之學的啟發，就認真地在公餘之暇真把讀史當成一門功課來作，尤其是探索千變萬化歷史個案背後的通案性規律，按：古人稱這種規律為「史中之經」，也就是司馬遷所歸納那兩句話的意思。
後來，自己對公餘之暇下了不少功夫的另一門功課「複雜系統理論」的探索，開始慢慢有心得之後，有一天突然意識到複雜系統理論所具有橫跨自然、生命與人文三界的解釋能力，打通的不就是司馬遷所稱「天人之際、古今之變」的任督二脈嗎？於是就試圖把這兩門功課的心得進行交叉連結，亦即用複雜系統理論來解讀大歷史的發展規律，而產業革命就是一個相對容易下手的題目。
管理科學會108年年會的主題是「科技發展對產業的衝擊與挑戰」；微觀解讀，它反映出產業界對最新一波「數位革命」所攪和的一池春水而引發的焦慮；但宏觀看這其實是工業革命之後，任何以科技為核心的產業所必須不斷循環適應的一種外在環境。所以受邀擔任主題演講人，就決定拉高層次把自己對探索產業革命以來科技發展規律所獲的一些心得，拿出來與大家分享。
本文所稱產業革命是從工業革命算起，包括通信革命、電腦革命、網絡革命，一直到目前的數位革命。以下就從工業革命的湧現（emergence）開始說明。
工業革命：成吉思汗長鞭下的蝴蝶效應（butterfly effect）
複雜系統混沌論（chaos theory）有個著名的蝴蝶效應理論，名稱出自混沌論鼻祖，麻省理工氣象學勞倫茲教授的一個比喻：「亞馬遜雨林的一隻蝴蝶搧了下翅膀，導致了兩個月後橫掃佛羅里達的颶風」；這個比喻主要說明：複雜系統具有「初始條件（initial condition）不同，結果就大不相同」的特性。白話來說，就是如果沒有那隻蝴蝶搧動翅膀，就不會發生後來的颶風；甚至如果那隻蝴蝶不在那個地點或那個時間搧動翅膀（條件略微改變），颶風也就可能不會發生。
對於工業革命這個人類文明大颶風的湧現，確實有個非常悠長而複雜的醞釀期，它的初始條件甚至必須追溯到13世紀成吉思汗的西征，因為沒有成吉思汗這一歷史源頭，工業革命可能就不會發生，所以工業革命可說是「成吉思汗長鞭下的蝴蝶效應」。要理解這個道理，只要把成吉思汗西征之後，長達五個世紀的「因-緣-果」長鏈展開來看，就可一目瞭然。
1. 1219年成吉思汗消滅突厥裔花剌子模，其遺民西遷安納托利亞半島；
2. 1300年該批突厥裔遺民建立橫跨歐亞兩洲的非阿拉伯裔穆斯林奧斯曼帝國；
3. 1415年為了擺脫經地中海通往東方的路徑受到兩個穆斯林王國（奧斯曼帝國與摩爾王朝）的制約，伊比利半島西、葡兩國率先探索通往亞洲的海上之路，成為後來大航海時代的濫觴；
4. 1440年隨蒙古人傳入的中國活版印刷術，被日爾曼人古騰堡用來大量印製聖經，使廣大識字的基督徒可直接閱讀聖經原典，一舉突破中世紀以來只能由神職人員來解經的傳統宗教生態，為宗教革命埋下伏筆；
5. 1453年奧斯曼帝國攻陷伊斯坦堡，東羅馬帝國滅亡，致使：(1) 大批拜占庭學者攜帶希臘文古典聖經逃難至義大利；以復興希臘羅馬文化為矢志，成為西歐文藝復興的濫觴；(2) 西歐諸國為突破奧斯曼對東進亞洲的封鎖，從此正式展開長達三世紀地理大發現（大航海）時代；
（按：文藝復興精神是指倡導希臘文化「理性高於信仰」的人本思想，為下階段的「宗教革命」、「科學革命」埋下種子）。
6. 1517年德國人馬丁路德根據希臘文古典聖經所譯的新約聖經，發現多處拉丁版聖經的誤譯，加上中世紀以來天主教的長期腐敗，發起宗教革命運動；
7. 1543年波蘭人哥白尼提出日心說（地球不是宇宙中心）動搖了傳統基督教的教義，不只進一步激化宗教的改革，也正式吹響了科學革命的號角；
8. 1687年牛頓把從哥白尼開始16世紀以來的數學、物理、化學等領域的重大科研成果，集其大成撰寫出《自然哲學數學原理》成為科學革命的里程碑。
（按：科學革命精神是指「科學知性探索可改進人類生活」、以及「實驗檢驗真理、思想講究方法」的信念，它是歐洲科學理性新文化運動的基礎）。
就在以上一波波蝴蝶效應堆疊下，終於使工業革命自然而然應運而生、湧現成形，並蔚為澎湃壯闊的洪流。
工業革命
工業革命是符合「內因爲依據、外緣為條件，因緣俱足、和合成果」因緣成果定律的一座人類文明劃時代的豐碑。它的內因是 (1)人類的企圖心（motivation, M）通過科學革命過程，建立了人類可直接觀察大自然發現宇宙真理的信心；(2)人類的能力（ability, A）根據科學革命成果，擁有了可徹底改變農業社會的生產技術。
至於它的外緣則是從14世紀的文藝復興，15世紀的地理大發現，乃至16至17世紀科學、宗教、政治、經濟、社會各面向所出現的空前變革，在西歐所堆疊孕育的嶄新大環境，以及因而所創造出來的全新市場機會（opportunity, O）。
工業革命展開來看，就像一首四個樂章的交響樂。它的第一樂章從「機械革命」入手：機械化的紡織機以及水力動能的運用，使紡織業率先突破家庭手工坊的規模，奏出革命的首部曲。接著是由動力革命所譜出聲勢浩大的三個樂章，共同宣告了人類首度突破只能利用天然力做為動能的限制，開啟了人造動能的時代。動力革命的三個樂章分別是：(1)蒸汽機時代：使機械化成果的規模，因為動能的突破而更上層樓，正式啟動了工業革命的進程，並創造出鐵道運輸，作為工業社會的物流、人流網絡骨幹；另也將船舶動力蒸氣化，徹底改變國際海洋的運輸生態；(2)內燃機時代：動能更大、體積更小的人造動能，創造出汽車工業與公路運輸，使工業社會得以全面性發展；(3)電力馬達時代：更具普及性的電動能源，推廣應用於一、二、三級產業，而電力能源更照亮全球，徹底改變人類「日出而作、日落而息」的作息傳統。
有趣的是，引領工業革命風騷的幾位關鍵人物清一色都是英國人，這種風雲際會的現象還真印證了「國之將興，必有大師出焉！」的預言；包括：
牛頓：工業革命科學理論的奠基者；
亞當史密：工業資本主義理論鼻祖；
瓦特：將熱能轉化為機械能的實踐者；
法拉第：強電（電力）理論的奠基者；
馬克思威爾：弱電（電子）理論的奠基者，也打開了通往「通信革命」、「電腦革命」之路的大門。
通信革命
通信革命的演進是一場從電報到電話、從有線到無線的另一波四階段過程。首先，1837年美國人摩斯發明電碼，旋即商用化成為有線電報服務；其次，1882年加拿大人（後歸化美國）貝爾發明有線電話，很快就取代有線電報成為通信市場主力；其三，1896年義大利人馬可尼發明無線電報，突破長途與越洋通信的限制；其四，1940年二戰期間，美商摩托羅拉生產地面作戰使用的無線對講機（walky-talky），使無線電話初次登上歷史舞台；1947年美商貝爾實驗室發展出蜂巢行動通信技術，到了1968年類比式系統成形；但遲至1983年美國政府方才發給商用頻譜，使類比式蜂巢系統商用化（台灣1989年開始引進車機式 — 書包大小；「黑金剛大哥大」手機的前身 — 行動電話服務）。從此之後行動通信就開始1G、2G、3G、4G、5G不斷升級的熱鬧演化，並逐步取代稱霸市場長達100年的有線電話，成為通信市場的主角。
趣味性插圖：下圖是1954年好萊塢電影《龍鳳配Sabrina》男主角亨弗瑞鮑嘉使用的車上電話，那應該是當時炫富用的「自建專用」對講機系統。
通信革命所突破的是人類「裸感官」的視、聽能力極限，實現了古人「千里眼、順風耳」的夢想。它的演化顯示出一種自然趨勢，那就是 (1)服務上：從間接/非即時（電報）轉化為直接/即時（電話）；(2)網絡上：從有線傳輸轉化為無線傳輸；(3)終端設備（話機）上：從固定共用的室內話機轉化為個人化的隨身手機；(4)傳送內容上：從符號（電報）轉化為語音（電話），又再轉化為多媒體（文、圖、影像，到智慧手機的電腦與攝影機上身）。這一趨勢的終極吸引子（attractor）是使每個人都成為無所不在（ubiquitous）萬物聯網中的一個節點，可隨時隨地完成任何形式與內容的相互通信。換句話說，通信革命的後期發展已經與電腦革命、網絡革命匯流，聯手帶動最新一波的數位革命。
電腦革命
電腦硬體革命這首交響曲也有四個樂章。首先是1944年二戰期間為了計算飛彈軌跡以及破解敵方密碼任務，以真空管為元件研製的首座軍用ENIAC電腦。其次是1952年IBM推出的真空管700系列商用電腦，開啟大主機電腦（main frame）時代的來臨；其三是1961年積體電路IC問世（1947年貝爾實驗室發明作為積體電路元件的半導體），IBM旋即推出用IC取代真空管的360系列第三代電腦。其四是1975年摩托羅拉推出8位元微處理器，1978年賈伯斯以該微處理器為核心拼裝出Apple II，從而催生出個人電腦 PC時代。
半導體發明人之一的高登・摩爾在1960年代就洞察到「未來IC性能將以每兩年翻一倍的速度推陳出新」的趨勢，這一後來被稱為摩爾定律（Moore’s Law）的預言，一直到今天都還是半導體為核心的微電子產品「性價比」所遵循的演進節奏規律。
電腦革命除了硬體外，軟體也在「易用性（easy to use）」上發生了徹底的改變。早期在大主機電腦時代（甚至在過渡性的迷你電腦小主機時代），使用者必須自己寫程式，亦即「要懂很多電腦」才能用得上電腦；到了個人電腦時代，應用系統APP概念應運而生，任何人只要會操作應用系統就可讓電腦為自己工作。比爾蓋茲甚至因為推出橫掃市場的個人電腦作業系統與視窗應用系統，使他率先成為電腦革命後的世界首富。
台灣在1980年代因為取締賭博電玩行業，促使生產電玩IC、PCB（印刷電路板）零組件的業者，轉而投入個人電腦零組件的生產與拼裝行業；後來甚至發展出水平分工的代工產業鏈，解構了傳統垂直分工的產業結構，進而促成了個人電腦的大量生產與平價化發展。
電腦革命通過個人電腦以及後來已變成隨身電腦的智慧手機的易用性與平價化發展，使它們成為每個人都能買得起的生活必備工具，這種普及性就使每一個人的「運算」與「記憶」能力都因此普遍增強，所以電腦革命突破的是人腦運算與記憶這兩種能力的極限（按：運算computing與記憶memory二分法也對應半導體產品的兩大分類）。
網絡革命
網絡革命與電腦革命都同樣濫觴於軍事應用。有趣的是網絡革命也同樣可分為四個階段。首先是1960年美國軍方為一旦核戰爆發必須保留的通訊戰力，發展出「把訊息拆成小包，分由不同路徑送達目的地後再重組、還原成為原訊息」的封包交換（packet-switching）技術。接著1969年美國軍方為了將電腦系統進行遠距聯網，就根據封包技術訂出稱為TCP/IP的網絡訊息通關規格，建立起稱為ARPANET的軍網系統（網際網Internet的前身）。其三1986年美國國科會根據軍方Internet技術，發展出供大學與研究機構電腦聯網用的NSFnet。最後1993年NSFnet正式開放商用化，全球從此正式進入以Internet為基礎的網絡時代。台灣在1990年推出臺灣學術網絡TANet，1994年由尚未「政企分離」的電信總局推出商用HiNet，步調跟得不算太慢。
網絡革命是以「通信革命與電腦革命的基礎」為因，以市場需求為緣，所得到的因緣成果成就。不過，也因為通信革命與電腦革命在Internet商用化初期還沒有完全到位，所以就使網絡革命一開始就出現了兩隻攔路虎：(1) 商用通信網絡的頻寬太小（傳統的語音通訊從9.6K起跳），完全無法滿足傳輸多元化內容的需求；(2) 當時運算上的封包壓縮/解壓速度不足，而記憶體的容量也太小而且成本太高。這兩大瓶頸就使各種想像中的Internet商機落空，以致在2000年就發生了嚴重的網絡泡沫化危機。直到這兩個瓶頸逐步改善，網絡革命才真正離地起飛。
網絡革命在通信與電腦革命的左右護法加持下，促成了以下的改變：
(1) 硬體環境：展現出從固定到移動、從共用到個人化、從窄頻到寬頻，從文字到影像、視頻的技術大趨勢。
- 在大主機電腦時代：從利用只有輸入功能的笨終端機（Dumb terminal）以有線電路連結主機，到後來有線聯網的主從式客戶端-伺服器環境。
- 個人電腦時代：先用桌上電腦上網，再用筆電、平板上網，然後是已成隨身電腦的智慧手機上網，逐步實現了網絡的「無所不在性Ubiquity」。
- 數位革命時代：雲-端系統成為建構網絡世界的基建（infrastructure）->把傳統的伺服器與數據中心演化成網絡上許許多多容量不限，可用有線、無線去連結與存取的「雲」。
(2) 網絡應用：數位網絡空間（cyberspace）的形成與演化。
- 網絡空間的演進：從具查詢功能的搜尋引擎開始，到具連結功能的選單式入口網站（portal）、具有交易功能的B2C, C2C網站、具有社交通訊功能的社群網站、發抒個人意見的自媒體網站、網絡遊戲網站、…。
- 網絡媒體技術：影音技術的高解析度化與立體化是當然趨勢，虛擬實境創造出「似真實假」的影音幻境是目前發展中的方向。
- 網絡商業模式：(1)「甲提供服務給乙，但由丙替乙付錢給甲」的第三方付費模式，(2) 「根據本夢比而非本益比的投資決策」模式；這兩種模式出資者著眼的都是巨量網絡節點效應下的潛在爆發性商機。
- 網絡文明現象：網絡世界是個去中心化的自組織世界，它會出現自發性的一窩蜂（swarming或flocking）現象；而由人類組成的自組織世界，又因為每一成員都有自己主觀的情感與情緒，所以這種一窩蜂傾向又會進一步出現物以類聚、同氣相求的分群化、分眾化現象；這也就是所謂的「同溫層stratosphere 」、「回聲室echo chamber」、「言論濾泡filter bubble」等效應；最不幸的情形是因此陷入「集體失智 groupthink」狀態，成為網絡世界黨同伐異、霸凌異議者的暴力來源。
歸納來說，網絡革命突破的是人類「生活空間」的限制。人類傳統的生活空間是一個具象的六合（上下左右前後）世界，充其量再加一個時間軸，仍然是個很清楚的四度空間世界；但網絡的「線上on-line」世界出現後（過去的傳統生活空間退居變成了「線下off-line」世界），O2O（online-to-offline）的實體虛擬空間相互連結所構成的嶄新生活空間，為人類的生活創造出許多到今天人們都還無法完全適應的無限新可能。
（下篇待續）
本文作者：毛治國
作者官網：https://www.ckmao.pro
