第1章 基础设施发展历史
基础设施是支持特定历史阶段经济社会运行与发展的技术-社会系统（简称技术系统），它是社会发展所需要的资源配置支持系统。资源包括物质资源、能源资源、信息资源、知识资源，资源配置支持包括支持资源流动（物质流、能源流、信息流、知识流）和支持资源利用。基础设施促进或制约着社会的运行与发展。回顾人类历史上的基础设施演进与发展的历史，对新型基础设施建设的研究、设计和实施有着重要的启发作用。本章包括4部分：基础设施的升级换代与人类社会发展的平台阶升；主要基础设施发展简史；基础设施案例研究；几点启示。作为本书的历史研究部分，希望起到借鉴的作用。由于篇幅有限，本章以通史加案例的方式进行撰述。
1.1 基础设施的升级换代与人类社会发展的平台阶升
事物的发展过程有多种模式，有直线式、波浪式、S曲线式、螺旋式、台阶式或阶梯式等。每一种发展模式都有其自身独特的动因和机理。人类发展的历史表明，人类社会的发展不是简单的线性和渐进式的，明显呈现出阶段性、平台阶升式特征，其原因是多方面的，其中基础设施的升级换代是*重要原因之一。基础设施是技术系统，包括技术和制度及管理等社会因素，技术与社会相互配合充分发挥基础设施的作用。
对人类社会发展的宏观描述取决于对社会发展动力的理解。社会发展的根本动力是什么？人们进行了不少探索，有斯宾塞（H.Spencer)等把达尔文（C.R.Darwin）的进化论提出的“生存竞争”“优胜劣汰”论运用到社会研究领域；有马克思（K.H.Marx）提出的“生产力与生产关系” “经济基础与上层建筑”矛盾冲突与适应理论；有汤因比(A.J.Toynbee)的“挑战-应战”论以及诺斯的“多元动力”论等。这些理论从微观、宏观、常态和暂态等不同角度给出了合理的解说与阐述，其共同之处在于“需要驱动”。概括起来人类有3类需要：趋利避害的需要、竞争取胜的需要、挑战应战的需要。这3类需要涵盖了个体、群体、微观、宏观、常态、暂态等不同类型和不同层次。上述理论的共同之处是认为社会发展受利益驱动、竞争驱动、应激驱动。如果我们相信知识增长是社会发展的根本原因，科学技术知识又是所有知识中*具有增长性的知识，那么就应该承认，马克思运用“生产力与生产关系”“经济基础与上层建筑的关系”来解释社会发展，是至今为止*具独创性和解释力的理论。
马克思的理论阐明“生产力决定生产关系”，那么什么决定生产力呢？一些学者对此进行了探讨，林岗等（2000）指出是社会需要决定了生产力的发展。这说明“需要驱动”已被一些学者认同。“需要驱动”原理包括三大要素：一是3类需要（趋利避害、竞争取胜、挑战应战）是事物发展的驱动力；二是只有当这些需要至少能够成为某些人或某些利益集团实现自身目的的机会时，这些需要才能转化为现实力量；三是相关的技术条件和社会条件具备。也就是说，只有需要成为具体的人或集团谋取利益的机会时，才能成为驱动力；只有同时具备相关的技术条件与社会条件，需要才能成为可实现的驱动力。如果借鉴经济学中需要与需求（需要并且有能力购买）概念的差别，“需要驱动”原理也相应地称为“需求驱动”原理（刘益东，2007）。
基础设施与社会发展的关系正是满足需要和产生需要的关系，这为我们理解基础设施发展、演变、升级换代提供了简洁的分析框架，借鉴广义进化论的软硬结构模型（图1-1）（赵南元，1994），我们提出基础设施与社会运行发展的互动增强模型（图1-2）。
图1-1 广义进化论的软硬结构模型
图1-2 基础设施与社会运行发展的互动增强模型
基础设施与社会运行发展的关系是因为社会运行发展的需用和建构产生了基础设施，基础设施的支持和约束又推动了社会运行发展，这种互动增强的机制是基础设施的重要特征。
基础设施的发展与演进具有若干特征，主要包括积累扩充、平台阶升、网络关联、适配互构、系统扩展等。基础设施不仅是“积累扩充”这一量的变化，更体现出平台阶升这种质的飞跃，使得人类社会发展也呈现出阶段性和平台阶升的特征。
平台阶升是事物发展演变的基本特征。从宏观上看，社会发展是台阶式的，马克思把历史演化看成是一个台阶式过程（陈平，2000），罗斯托的经济增长的阶段论和邓小平的阶段式发展战略，都呈现出社会发展的台阶式特征；从中观上看，企业的技术能力的发展是台阶式的（魏江，2002）；从微观上看，人的认识能力的提高也是经历“渐修—顿悟”的台阶式发展过程。台阶式发展模式早已有之，它是对应线性模式或S曲线模式提出的，可以说，凡是具有持续积累和间断跃迁特点的事物，就有可能呈现平台阶升发展的特征。库恩的范式理论就突破了线性积累模式，而范式转换主要体现在科研平台和科研活动平台的阶升。1982年，罗森伯格（N.Rosenberg）在研究技术发展过程的规律时提出“知识平台”思想，他认为技术发展是通过少数几个阶段性平台阶升实现间断性积累的结果；他把两个或两个以上知识面交叉产生新的知识，定义为知识上了一个平台。迈耶尔（M.H.Meyer）与阿特拜克（J.M.Utterback）在研究微观企业组织的动态核心能力时，提出了“产品平台”的概念，产品平台是指包含在一组产品中的设计思想和组成要素，当一个企业的产品平台出现后，就会形成同一平台下的多个产品。产品平台的特点是当核心技术发展到一定阶段后，又会形成一个新的产品平台（魏江，2002）。魏江（2002）的“平台—台阶”模式指出，企业技术能力跃迁之前的能力积累状态定义为“平台”，技术能力跃迁的过程定义为“上平台”，能力跃迁之后所处的平台和能力跃迁之前的平台之间差距定义为“台阶”。因此魏江把企业技术能力的增长轨迹归纳为“平台扩展—上台阶—新平台的扩展—上新台阶”的循环过程，而且每经过一个循环，实现一次量变到质变的飞跃。综上，我们指出社会发展具有平台阶升特征（刘益东，2007）。
纵观人类社会的发展与演变，其基础设施也具有平台阶升特点，基础设施的升级换代支持社会的阶段性发展。关于人类社会发展阶段有多种说法，人们可以用标志性工具和技术来命名不同发展阶段，如石器时代、铜器时代、铁器时代、蒸汽机时代、电力技术时代、计算机时代等；可以用社会主导产业来命名各个阶段，如农业社会、工业社会、信息社会等；可以用生产关系特征来命名不同发展阶段，如原始社会、奴隶社会、封建社会、资本主义社会、社会主义社会等；也可以以工业化程度及进展划分，如贝尔（D.Bell）的前工业社会、工业社会、后工业社会。这些说法都有一定道理，都是从不同角度来概括社会各阶段的主要特征。
基础设施是资源配置支持系统，资源包括物质资源、能源资源、信息资源、知识资源，资源配置支持包括支持资源流动（物质流、能源流、信息流、知识流）和支持资源利用，因此，基础设施不仅支持物质流、能源流、信息流、知识流的流动，还支持物质、能源、信息和知识的利用。任何时代都有这4项资源，但是侧重和其地位有所不同。作为资源配置支持系统的基础设施，不断发展演化推动着社会发展。从基础设施升级换代的角度看人类社会发展，也可以进行发展阶段的划分：人类社会经历了基础设施1.0（物质资源配置支持系统主导）时代、基础设施2.0（物质资源配置支持系统为基础、能源资源配置支持系统为主导）时代、基础设施3.0（物质资源和能源资源配置支持系统为基础、信息资源配置支持系统为主导）时代，分别对应农业社会、工业社会、信息社会，按照事物发展的规律，正在形成基础设施4.0（以物质资源、能源资源、信息资源配置支持系统为基础，以知识资源配置支持系统为主导）时代，即知识社会时代。在信息社会，信息大爆发，占有信息并非难事，可贵的是有效处理信息，因此知识更加重要。实际上在基础设施1.0、2.0、3.0时代，都不同程度地存在物质、能源、信息、知识资源配置支持的活动，但是在不同时代，这4类资源配置的比例、品质和效率是不同的。
基础设施分为硬基础设施与软基础设施，这种提法早已有之。例如，C.Lee在Infrastructure and Economic Development一文中把基础设施分为两类：经济基础设施和社会基础设施，每一类又分为硬基础设施和软基础设施。这种划分强调技术和社会各自的重要性，两者缺一不可（Lee，2011）。
1.2 主要基础设施发展简史
基础设施是技术-社会系统，每个时代有相应的技术社会系统，农业社会以公路、水运、邮政、水利系统为主，工业社会则在此基础上增加铁路、航空、电力能源网络系统等，信息社会进一步增加了信息网络系统。每一种基础设施都经历形成、发展、壮大、升级换代的过程，历经基础设施1.0、2.0、3.0时代。为了加深我们对主要基础设施的认识，这里择要列出部分系统发展简史。
1.2.1 公路发展简史
公路的发明及推广，与道路系统的发展有着密切的关系。在汽车发明之前，道路建设已经过长期的历史发展过程，其对于经济、政治、文化的繁荣至关重要。
在中国古代，“道路”名称始于周朝，原意为“导路”，秦朝时称“驿道”，元朝称“大道”，清朝由北京至各省会的道路称为“官道”。汽车出现后，则称为“公路”或“汽车路”（张银峰和彭彦彬，2007）。西周时期，道路的修建便受到政府重视，并建立了中国第一个道路网；秦统一六国以后，车轨标准统一，道路修筑也开始实行统一规划，并大力修建以咸阳为中心的驰道系统，这是中国交通史上的伟大工程，是遍布全国的驰道系统，可与罗马帝国的道路网相媲美（黄勇等，2005）；元朝时期，随着疆土的扩张，*终形成了贯穿至欧洲、可连接欧亚大陆的驿路系统，对于元朝政府巩固自身的政治统治、发展商业具有重要作用（郗恩崇，1999）。
1.2.1.1 早期道路系统及其作用
从世界范围来看，在3000年前的埃及，为运输修建金字塔的材料，埃及人修建了非常简易的道路，这也被称为世界上*早的公路；公元前700～公元前300年，古希腊建造了基于宗教用途的道路，它可通往神殿；而古代西方*为著名的公路系统，便是古罗马帝国的道路系统：主干道一般高于路面2米左右，以确保车辆行驶安全；道路以直线为主，道路平整，主干道铺设以硬质材料为主，可供步兵使用。这一道路系统以罗马为中心向外散射，分为国道、地方道和乡村道，整个公路系统四通八达（黄勇等，2005），对维护帝国的繁荣发挥着重要作用。随着城市经济的发展，城市交通公路网迅速扩展到世界主要城市，甚至是一些中小城市也开始建立起来自己的街道系统。
道路的发展与运输工具的发展是相互促进的。例如，罗马帝国时期，轮式马车（四轮马车）已经逐渐成为主要的社会交通工具，用于货物的运输及人的代步，至17世纪，它逐渐成为一种重要的公共出行交通工具，四轮公共驿车几乎承担了所有的长途客运任务。传统的道路建设，路面易受损，且不平整，促进人们不断寻求改进公路建设的方法，拿破仑时代的法国工程师特雷萨盖(P.M.J.Tresaguet)的建路法和苏格兰人麦克亚当（J.L.Madam)所发明的碎石路建造法随之出现，奠定了现代道路建设的基础。麦克亚当革命性的碎石路建造法改变了世界各地道路的建造方法，逐渐成为全世界道路建设的标准，迅速推广到世界其他各地，特别是在美国被迅速应用。1811年，拿破仑下令建造由229条帝国道路组成的路网，从巴黎一直延伸到边境，对于拿破仑的帝国扩张发挥了重要作用。这些道路都有编号，这在当时是一个创新（索斯沃斯和本-约瑟夫，2018）。
“公路”是“道路”的一种，它是随着汽车的发明及广泛应用而发展起来的。这一概念始于20世纪初（张银峰和彭彦彬，2007），英国《牛津现代英语辞典》（The Oxford Modern English Dictionary）将“公路”界定为“专门通行机动车辆的主干道路”，根据2009年《中华人民共和国公路管理条例实施细则》第二条，“公路”是“按照国家规定的公路工程技术标准修建，并经公路主管部门验收认定的城间、城乡间、
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