在本节中，我们将概述一种缓慢的积累，它最终导致城市、国家和文明的出现。这种积累包括生产力和人口密度的增长，以及一种变幻不定的气候。
增长的农业生产力
人们在定居下来从事农耕之后，还需要学习很多东西。很显然，在最初几千年，农民食用他们驯化的动物，一旦这些动物长大到成年体型，就把它们吃掉；为什么要更长久地喂养它们呢？（通过动物骨骼的残骸，考古学家能够判断出它们被宰杀时的年龄。）
农民逐渐意识到，他们能够以更多方式来利用他们的动物，而不仅仅是获取它们的肉和皮毛。如果他们让这些动物活得更长久，他们就能够以它们的奶为食，以它们的毛缝制衣服，以它们的粪便为肥料，以它们的肌肉力量来拉犁和负重。
牛津大学考古学家安德鲁·谢拉特（Andrew Sherratt）将这种对驯化动物的广泛利用称为“次级产品革命”。他宣称，大约从公元前 4000 年以来，非洲-欧亚大陆的农民就开始更加有效地利用它们牲畜的次级产品：在不宰杀动物的同时可以使用的产品。不过，他的这种观点引起了争议；驯化一些动物（比如山羊）的最初原因，可能是为了挤奶。
尽管山羊奶可能很早就得到了利用，不过，奶牛的奶给人类造成了困扰。即使在今天，世界上大多数人也无法忍受牛奶中的乳糖；许多成年人喝牛奶的时候，会产生令人不舒服的肠胃胀气和腹泻。为了以牛奶为食，早期农民（或许是他们的妻子）要想办法对它们进行加工处理，以便牛奶更易于消化和储存；这样，他们就创造出了含糖较少的酸奶酪和干酪。牧牛人的后代最终进化出一种消化乳糖的基因能力。
为了生产合意的羊毛（既不是太硬，也不是太软），人们就得选择绵羊进行繁殖和培育，在此过程中，他们发现被阉割的雄性老绵羊的羊毛最好。在使用羊毛之前，人们以植物纤维来制作衣服——地中海和近东的亚麻、中国的大麻、中美洲的仙人掌以及印度的棉花。事实证明，羊毛更暖和，也更容易染色；它成为一种很有价值的商品。
次级产品的发展促进了妇女工作本质的变化。从现代农耕社会的证据来看，加工酸奶和干酪以及编织工作，似乎常常由妇女承担。妇女为何获得这些工作呢？人类学家朱迪丝·K·布朗（Judith K. Brown）于 1970 年给出了一个很有说服力的答案；她声称，在一个社会中，妇女是否成为某种特定工作的主角，取决于这种工作与照料小孩的兼容性。她指出，妇女的工作有如下特征：容易中断也容易重新开始，不会将小孩置于潜在的危险之中，不会要求劳动者远离家门。
在非洲-欧亚大陆，犁铧和轮子大约出现于公元前 5000 年，那时，人们逐渐意识到，他们可以给动物套上轭，以便更多地利用它们的肌肉力量。阉牛（即被阉割的公牛）能够牵引大型犁铧耕地，耕地面积是人力推动犁铧耕地的四倍。到大约公元前 4000 年，人们很可能在乌克兰驯化了马，在埃及驯化了驴子，把它们用于耕地和运输。
在美洲，除了美洲驼、羊驼和秘鲁的骆马之外，不存在其他可以驯化的大型动物。其他有可能被驯化的大型动物——马、大象和骆驼——因狩猎或气候变化的缘故早就灭绝了（参见第 5 章）。美洲地区历史发展的不同方式，可能主要取决于这个事实。其他生存下来的动物，包括野牛、麋鹿、驼鹿、鹿以及美洲狮，无法被驯化。
就这样，非洲-欧亚大陆的农民逐渐提高了使用驯化动物的效率。与此同时，其他族群创造出新的游牧生活方式，几乎完全以他们畜养的动物的产品为生。这就允许人们居住在不适合农耕的干旱地区，这些地方有足够多的草料喂养他们的动物，只要他们定期迁徙即可。这种地区包括欧亚大陆大草原、西南亚沙漠以及东非热带大草原。一旦人们学会主要以他们动物的产品为食，他们就可以迁移到这些干旱地区。迁徙的游牧民族能够以他们畜群的产品生活，不过，他们往往需要定居的农耕民族的谷物和其他物品，为了获得这些物品，他们要么洗劫农民，要么与他们进行贸易。他们成为历史上一股主要力量，将非洲-欧亚大陆的不同定居区联结在一起，比如，把轮车、马匹和青铜冶炼术传播到中国。
灌溉和其他技术
在公元前 5000 到公元前 3000 年间，人们发展出了另一项新技术，即灌溉，或者说用于耕作的水资源管理。这种技术可能始于农民在适当时候把溪水引入田间灌溉庄稼。灌溉包含挖掘渠道、疏浚沟渠以及在适当时机打开和关闭它们。随着岁月更替，大规模的运河、堤坝和浸水浆轮体系得以发展起来。这些技术在土壤十分肥沃而异常干燥的地区产生了重大影响。那里的农业在灌溉的帮助下非常高产，快速的人口增长随之出现。
然而，灌溉会导致不可持续的、长期的副作用。就像所有的农业那样，灌溉也会把不受控制的生态系统转变为可控的体系。灌溉使得地下水位升高，常常导致土壤的水无法排干，形成水涝土壤。由于蒸发作用，灌溉也会增加土壤的盐分。来自山区的水在流过岩石时，会融化大量无机盐。这种水在用于灌溉时，会蒸发而不是逐渐排尽，从而将无机盐留在土壤中。几百年之后，这种日益严重的盐碱化会让谷物减产。
另一些技术革新为城市的出现铺平了道路。陶器的发明解决了储存、液体运输和烹食等一系列问题。陶器可能是日本绳纹文化时期狩猎和采集民族首先发明的，经放射性测年，最早的陶器碎片大约为公元前 14000 年的产品。大约公元前 6500 年，美索不达米亚也有了陶器。到大约公元 5500 年，美索不达米亚加工了一些软金属（金、银和铜）；硬金属（青铜和铁）出现的晚一些，因为它们需要更有效的窑炉来提高温度。青铜是铜与锡按照 10∶1 的比例冶炼而成；锡非常罕见，对这种金属的需求极大地促进了贸易。在大约公元前 4000 年和公元前 2000 年，青铜分别出现在美索不达米亚和中国。随着陶器和冶金术的发明，掌握了这种技术的专门人才甚至在村庄和小城镇中都大受欢迎；因为似乎不可能每个家庭都自己制造壶罐或者冶炼青铜。
人口增长、等级制度和气候变化
随着岁月更替，人口得以增加，这要归功于农业向新地区的传播，以及提高了生产力的技术进步。我们在第 5 章已经讨论过，人口密度的增加导致对领导层的需求；在大型共同体中，决策不再能够以人人参与的方式达成。（人们认为，一种平等制度可以管理的最大人口数是 300 人。）依赖谷物的大型共同体必须储存剩余粮食，因为谷物是在同一时间成熟，另外，它们还得设计一些方法来分配储存的谷物；钱币在当时还没有被发明出来。储存增加了以控制为中心的冲突；领导者由此出现，他们能够处理这种冲突以及储藏粮食以备不时之需。这种领袖也会利用这些额外资源增强他们的权力。随着人口增长，财富和权力等级制度开始发展起来。城市化一旦启动，它就是一种自我强化的过程；城市吸引人们，他们创造更多资源，从而吸引更多的人。
男女之间出现的权力等级制度，或许是最早出现的等级差别之一。早期农耕家庭的成功，取决于尽可能抚养更多的小孩，因为劳动是农民家庭某种程度上可以掌控的一种资源。前面已经讨论过，妇女承担一些工作的前提条件，乃是这种工作应当与照看小孩可以并行不悖。在家庭内部，她们可以分享工作和权力，这取决于个人品质；然而，一旦更密集的人口使得公共领域的政治和经济活动成为必要时，大多数妇女因为承担照料孩子的重任而无法担负公共领域的权力。
同时，气候，即地球上生命存在于其中的变幻不居的环境，也在发生变化。公元前 10800 年到公元前 9500 年之间突然出现了一段寒冷期，即新仙女木时期，此后，大约在公元前 8000 年，地球达到了普遍稳定的温暖期。约公元前 6000 年之后，突然出现了又一次寒冷干燥的时期，随后就是北半球的湿润期。不过，一种普遍的倾向开始出现，即气候变得越来越干燥，同时，北半球季风带缩小和南移，这或许是地球轨道变化所致（参见词汇表中的米兰科维奇循环）。在这种普遍倾向中，显著增强的干旱期不时显现，时段从几十年到几个世纪不等。大约公元前 4000 年，一段加速的干旱期出现，或许伴随着北大西洋温度的下降，大约公元前 3000 年，这种时期又出现过一次。
以最近关于气候变化的数据为依据，许多专家现在指出，干旱的环境至少是一些城市、国家和文明出现的背景。另一些人认为，日益增强的干旱是它们出现的主要动力，文明的核心就是对环境变化的适应——以昂贵的代价，即不平等加剧和疾病增多，也获得了巨大利益。
公元前 4000 年到公元前 3000 年间，非洲-欧亚大陆的气候越来越干燥，在了解到这一点之后，我们很容易想见人们从高原地区涌向低地，因为前者丧失了种植谷物所需的雨水，而后者拥有河流为灌溉农业提供水源。这或许部分解释了河谷地区人口的快速增长，当然，河床土壤农业生产力的提高也有助于人口的增加。
许多因素促进了城市和国家的出现。从宏大视角而言，城市和国家之所以出现，原因在于生产力长期缓慢增长之后人口密度的增加、集体知识创造新技术的力量，以及人们对变幻气候做出的反应。
下一节要描述的，乃是世界上第一座城市乌鲁克，以及或许是世界上第一个国家的苏美尔，我们将详细探究它们的出现所包括的进程，然后简要地探讨城市和国家在尼罗河流域、印度河流域、中国黄河和长江流域、美洲、撒哈拉以南非洲以及太平洋岛屿等地的出现。我们并不需要记住大量的日期，它们只是被用来理解事件展开的顺序。