《发明的历史》（中）

吴砺

                                  《发明的历史》（中）

“中国人的作风更接近罗马人，而不是希腊人。公元 9世纪，伊斯兰哲学家阿尔·哈兹(Al-Jahzi)做了这样的类比：奇怪的是，希腊人对理论很感兴趣，但很少付诸实践；中国人正好相反，对实践很有兴趣，却不搞什么理论。P073

在极盛时期，罗马人修筑了大约8万公里的道路系统，这张道路网络北到英国的哈德良长城，东到幼发拉底河流域，南到撒哈拉地区。到了公元 4世纪，这些道路已经变得年久失修，但它们直到 18世纪才被取代。在罗马帝国以外，从来没有出现过如此庞大的道路系统，这不是说在世界其他地区没有修筑 良好和广泛使用的整体交通，而是那些道路被称作路线更合适，当它们破损严重和需要维护的时候，往往被放弃。P073

前面我们只是从供水的角度考察了运河，实际上运河也担负运输的功能。早在公元前 510 年，波斯国王大流士就开凿了一条运河，连通尼罗河和红海，罗马人在欧洲一些大河之间修筑了运河，部分是为了交通运输，但通常是为了控制洪水。

古代世界中，最伟大的运河出现在中国。中国人开凿了很多有重要功能的运河，比如公元前133 年修筑的连通汉朝都城长安与黄河的运河，长150公里。更宏伟的是大运河，通过这条水路，进献给皇帝和首都的粮食从淮河和长江下游运到洛阳。大运河的第一部分于公元 610 年竣工，据称这这条运河的建设使用了500万人力，总长接近1000 公里。到了8世纪，它每天运送的货物不少于200万吨。

运河修筑中主要的问题，就是怎样消解水位变化的影响。公元前 4世纪，中国已经在使用一种最简单的办法，即修建与运河相通的水位调节部分，二者之间的滑道能够供船只进出。在其它的地方，人们使用闸门控制水位，这种方法在灌溉水渠中也经常用到。闸室直到中世纪才出现。P074

古代文明的缔造者们成功地修建了很多巨型建筑，即使运用现代工程设备，修建这些建筑也绝非容易事。早在公元纪元开始之前，著名的人类建筑就有埃及金字塔、中国的万里长城、巨大的商船“锡拉库西亚”、尤帕利诺斯在萨默斯岛修筑的隧道、北欧的巨石阵和罗马万神殿。非常明显，这些建筑都需要使用某种机械并耗费大量体力，但是迄今为止，我们对此知之甚少。

通常来讲，古代人能够使用的只有人力和畜力。除了在航海中，风力和水力几乎没有为人类做出什么贡献。但当时人们对鼎鼎有名的蒸汽动力已经有所认识，但这种动力只应用在机械的玩具中。事实上蒸汽动力对于工业革命来说，也只是促进力量，而非启动力量。P075

这是人类历史上最不寻常的一个重要世纪：这个世纪开始时，阿拉伯还是默默无闻的游牧民族，而到了末期，他们成了黄袍加身的统治者。在没有任何军事技术创新的情况下，他们打败了技术比他们高明得多的欧洲军队。这件事究竟为什么会发生，我们在这里不需要讨论，而这些胜利大部分来自对敌人财富的渴望。阿拉伯人的生活很艰苦，基本跟舒适无缘。而且，他们的信仰极端而狂热：在对抗不信仰伊斯兰教的战斗中死去，就能升入天国。

在阿拉伯广阔的新疆域中，阿拉伯语是官方语言。在阿拉伯半岛之外，统治者并不强迫人们信仰伊斯兰教，但是不信仰的人要交纳贡金。这样做的一个重要结果，就是犹太人社区继续繁盛，在穆斯林的学术中心，犹太学者和翻译受到重用。P093

阿拉伯人没有对技术的直接发展作多少贡献，但是即便没有创新，阿拉伯的工匠们还是制造了中世纪最好的黄铜制品、玻璃、香料、纺织品、皮制品、陶瓷和染料。也许是由于他们用刀剑传播信仰的教义，阿拉伯人极大地发展了炼铁和炼钢的技术。大马士革刀刃锋利，在全世界都赫赫有名，而且挥舞起来银光闪烁。大马士革刀使用的原料是伍兹钢，从印度南部进口。

阿拉伯对世界历史有长期而深远的影响。阿拉伯学者汇集和传播了古代世界的经典学识，也推广了自己的哲学思想。他们不仅翻译希腊典籍，还从中国、印度、波斯等古老文明中汲取精华。阿拉伯正好处于东西方之间，随着阿拉伯人成为富裕的贸易民族，他们极大地刺激了用于会计和审查的数学、用于称量和测量的度量衡、天文知识（不仅与航海和日历制定有关，还与神学需要相关，比如确定麦加的精确方向和斋月的开始日期）的发展。他们从印度引进了数字和十进位制，并传往西方，被称作“阿拉伯数字”，对罗马笨拙的符号记录起了巨大的推动作用。阿拉伯人没有满足单纯进口知识，他们在化学、物理学和医学上都有重大发现。可以说阿拉伯学者涉及了各个领域，研究结果汇集在丰富的典籍和几部大型百科全书中。他们还在中心城市，  比如巴格达、开罗、巴士拉(Basra)、托莱多和科尔多瓦，还建立了巨大的图书馆，到公元 1000年，科尔多瓦图书馆已经藏书 50万卷。这些城市也成为教学和学术论战的中心，希腊、罗马、伊斯兰和犹太学者们互相交流和争鸣。西方世界的全部知识都汇集到了伊斯兰之下。P095

在唐朝以及随后的宋朝（公元960-1279 年）统治下，茶叶和棉花种植成为主要的产业，印刷术得到很大的发展，中国人发明的纸张也开始向外传播：公元 751 年，伊斯兰统治下的撒马尔罕建立了一个造纸厂。宋朝的军队装备了火药武器，包括炸药，它的船队使用指南针导航。后来成吉思汗率领的蒙古部落，在大都（今北京）建立了自己的政权，取代了宋朝。蒙古人的帝国扫荡了整个西伯利亚草原，征服了众多的草原民族，建立了元朝，正是在这个时期，马可波罗等欧洲旅行家来到中国。14世纪60 年代，明朝灭掉蒙古人建立的元朝之后，中国开始闭关锁国。中国人发明的很多重要的技术，都传到了西方，推动了西方文明的繁盛。P096

公元 9世纪，地理学家和自然历史学家阿尔，贾西兹(Al-Jahiz)这样描述了西方、阿拉伯和东方的力量对比：智慧在三种事物上闪烁：法兰克人的头脑、中国人的双手和阿拉伯人的嘴。P097

跨越国界的教堂组织，也被纳入封建体系当中。教会摒弃了原始的思想，再抱这种思想的统统被当作异教徒，教会是传习知识的场所，而且它还是大地主，促进了农业发展。P097

知识的发展为文艺复兴作了铺垫，这场伟大的文化革命14世纪从意大利开始，逐渐地影响了整个欧洲的生活和思想。意大利的城市通过复杂的欧洲贸易网络变得富裕，它们还是从东方来的香料和奢侈品的分销站，从中获得了巨大利润。新的商人和银行家阶层诞生，并且成为文学艺术的支持者。但并不只是文化革命，米开朗基罗和达芬奇对设计使用的设备兴趣浓厚，  比如机械和防御工事，他们的雕刻与绘画也达到了无法超越的水平。希腊人对各种知识和其应用都有极大兴趣，提出了很多世纪的难题，这让伊斯兰的哲学家都感到困惑。现在，这些困惑都被对技术程序日益增长的兴趣取代。

很多影响深远的变革，都加强了未来技术的重要性。其中最重要的是活字印刷术，由中国人发明，并于15世纪中期传到欧洲。印刷术传入之前，欧洲人只能手工抄写，所以印刷术将知识传播的速度加快了很多倍。中国人的另外一个发明——火药，改变了战争的方式。还有一项归功于船舶设计重大改进的重要发展。是葡萄牙人和随后西班牙人的远洋航行，这是为了打破意大利人对东方与欧洲之间利润丰厚的贸易的垄断。1492 年，哥伦布开始向西航行，希望能到达印度，这一年阿拉伯人被逐出西班牙，费迪南德(Ferdinand)和伊莎贝拉(Isabella)的统治得以巩固。哥伦布的航行揭开了欧洲人向美洲移民的序幕，也开启了未来一个文明的发展历程。这些事件的直接后果就是西班牙的崛起，大量金、银，以及奎宁和橡胶这样的新事物涌入欧洲。这场航行也带来了悲剧，欧洲人用野蛮的方式灭绝了美洲的玛雅和印加文明，并且用这些独特文明的毁灭为代价，开始了向美洲移民的过程。P099

那么，东西方指南针的发展有什么联系呢？没有证据表明，指南针经陆路从中国传到欧洲，但是很有可能是通过海上由来已久的贸易航线，通过阿拉伯人传播的。但是，在1232 年之前，阿拉伯文献中没有指南针的记载，而欧洲已经有记载。所以现在这个问题还没有满意的答案，也可能是东西方各自独立发明了指南针。P112

没有争议的一点是风车起源于波斯，  向东传到中国，并由中国人进行了设计上的改进；向西通过阿拉伯人，传到西班牙，而后又传到西印度群岛的甘蔗种植园。那里直到17世纪，很接近锡斯坦风格的风车，p115

在中国，公元 2世纪时，天文学家张衡制造了浑天仪，它由漏壶或者叫水计时仑驱动，能够模拟天上的星象变化。到了8世纪，一行法师和梁令瓒制造了机械表。沿着这条发展路线，后来在1088 年出现了最著名的用水驱动的水运仪象台，能模拟天体的运动，主持制作这个伟大装置的是天文学家苏颂，他也是中国宋代宰相级的高宫。P118
毫无疑问，文艺复兴促进了工业革命和19世纪科技工业的发展。意大利16世纪的知识精英们，都赞成通过实验进行独立的科学研究。1560 年，为了给自然科学家们提供交流思想的平台，那不勒斯成立了自然科学学院，加入学院的条件是要有新的自然科学发明。在这里我们能看到一个曲折的发展历程： 983 年，诚实兄弟会诞生在曾为阿拉伯文献翻译中心的西西里岛。这是一个为促进科技知识发展而成立的伊斯兰教组织。这个兄弟会很短命，接下来是1603 年的猞猁学院(Accademia dei Lincei)，它的后继者是1657 年成立的西芒托学院(Accademia del Cimento)，有两位热爱科学的美第奇家族成员赞助。西芒托学院的成员包括伽利略，伽利略的助手和继承人伊万格里斯塔，托里拆利(Evangelista Torricelli)和生理学家乔万尼·阿尔方索。波雷利(Giovanni Alfonso Borelli)。

意大利的一枝独秀，并没有持续很长时间。在北方，1660 年伦敦成立了皇家科学院，如今它是世界上最古老的科学机构。1666 年法国成立了巴黎科学院，这两个机构都致力于促进科学和有益的艺术创作，在德国，17世纪早期成立了类似的组织，但是直到 18世纪才出现全国性的科学机构——柏林的皇家科学学院。瑞典、丹麦和匈牙利的王室都在推动科学研究。自然科学在整个欧洲都被景仰，成为一种时尚的追求。

当时，欧洲是世界科学研究的领导者，但是挑战者正在出现，虽然还构不成重要威胁。成立皇家科学院的想法在英国内战时期成形，在一段时间里，有人提议将它建在美洲，叫自然知识促进协会，由康涅狄格总督约翰，温斯鲁普(John Winthrop)领导。在王政复辟时代，科学院的计划被搁置，查理二世成为它的赞助人，而温斯鲁普及本杰明，富兰克林都是科学院院士。其实早在1683 年，波士顿就成立了一个短命的哲学学会，后来在美国又陆续出现了其它类似的学会。1743 年，美国哲学学会成立。

如今，技术已然几乎等同于应用科学，整个科学体系都是建立在1下和18世纪科学发现的基础上。当然，真正实现工业革命的大都不是科学家，而且“工业革命”这个词直到1840 年才出现。工业革命的缔造者是没有受过教育或者正式教育，眼睛紧盯着利润的实干家们。他们有金钱和地位，比如早期的化工实业家阿齐巴尔德·柯奇逊(Archibald Cochrane)，第九代东纳德伯爵(Earl of Dundonald)，他们接受的几乎都是传统教育。实际上，思想方法可能完全对生产无益，17世纪的哲学家培根说过：“伟大的技术发现，比哲学和艺术更古老……当思想和教条的科学出现时，有用的技术发现工作也就停止了。”培根本人就是一位著名学者，寻求“科技的伟大复兴”，关于人类知识的纲领。P126

迄今为止我们考察过的新发展，都在支持这样的观点：工业革命由具有强烈实践特点的有野心的人带动，而非科学家。如果把蒸汽机看作工业革命的中心发明，可以说，科学欠蒸汽机的，比蒸汽机欠科学的要多。这个观点几乎无可辩驳。工业革命的先锋人物中，托马斯·纽科门(ThomasNewcomen)是五金商店的学徒，詹姆斯，瓦特是木匠的儿子，瓦特的合作伙伴马修·博尔顿是扣环制造商的儿子。托马斯，特尔弗德(ThomasTelford)，当时伟大的道路、桥梁和运河修筑者，是牧羊人的儿子，所受的只是苏格兰乡 村学校能够提供的简陋教育。詹姆斯·布林德利(JamesBrindley)，另外一位伟大的运河修筑者，几乎可以说是半个文盲。改变了陶瓷工业的约西亚·维兹武德，9岁起就开始工作。机械纺纱的先驱理查德·阿克莱特，职业生涯的第一份工作是理发师。出色的制铁商人亨利，考特(Henry Cort)，是砖匠的儿子。这个名单还可以继续往下列，但是这并不是说，这些人与他们时代的科技发展毫无关系。他们的成功大都要归功于看到新发现的实践意义的能力，并且付出巨大的热情和精力将其变成新产业的基础。他们并不缺乏知识能力，这些人晚年的时候很多都被选入皇家学会。大约在25 年的时间里，伯明翰地区的这些大工业家们中的很多人都定期聚会，他们是享有盛誉的“满月协会”的成员，共同讨论科技新发展的意义。之所以叫满月协会，是因为为了旅行方便，他介每逢月圆之时才聚会。

有这种背景的人能够获得巨大成功，一个主要原因是工业革命起初大都是关于机械和建筑——蒸汽机、纺织机械、运河、铁路、铸造和车床。在这些领域之内，实际经验和机械才能比基本原理知识更重要。大量的成就可以仅通过实际经验获得。但是，这些远远不够，随着工业的发展，单纯的技术考量变得越来越重要。P142

由于文艺复兴运动，欧洲成为世界的领先者。这并不是军事意义上的领先，因为东方的政权比如中国和日本，仍能够成功地利用军事力量实行闭关锁国政策。欧洲的领先主要体现在艺术、科学和通过商业积累财富上。在欧洲内部。领导权最终落到英国手中，18世纪中期它以崭新的政府形态出现，其财富和国力建立在制造工业的基础上。当时的英国被称为“世界工厂”。

工业革命的起止时间很难确定，但是根据比较广泛接受的看法，它在1760 到 1830 年间完成。很多人认为，在工业革命后期，英国的强势地位坚不可摧，伦敦举行的世界博览会也许强化了这种印象。P143

虽然有这么辉煌的成就，但是事实上比起欧洲其他国家，英国已经在走下坡路，这在1867 年的巴黎博览会上有所显露，英国在这次展览中只获得不到12 项奖。这极大地震惊了英国，引发了对出了什么问题和怎样应对的大讨论。英国人提出了很多解释，而最终的共识是：英国的教育体系完全不适合当时的要求。曾经与女王丈夫过从甚密的著名化学家雷昂，普雷法尔(LyonPlayfair)写道：大家都公认的一点论断是，法国、普鲁士、奥地利、比利时和瑞士拥有良好的工业教育体系，为制造厂和工场的经营者和管理者服务，而英国没有。

这个论断毫无疑问很正确。古老而著名的剑桥和牛津大学根本就忽视科学，培养了英国大部分学生的公立学校也是如此。即使在更加重视实用的格兰大学中，工科课程的教授也有限而马虎。一个明显的事实是，统治阶层觉得没有必要培训懂技术的人。P144

                                                                                                                                                                                 吴砺

                                                                                                                                                                                                2016．5．18

                        

吴砺

选自待出版的散文集《致远方朋友的信》