房龍《人類的故事》57 機器的時代

當歐洲人為民族獨立奮力抗爭時,他們所生活的世界也因科學技術的一系列發明而徹底改變。18世紀發明的老式的笨重蒸汽機成為了人類最忠實、最勤苦的仆役。


以前的時代


人類最大的恩人死於50多萬年以前。他是一種低眉毛、凹眼睛,長著沈重的下顎和虎牙般堅利牙齒的長毛動物。如果出現在一個現代科學家的聚會上,他這副尊容肯定不雅觀。可我敢擔保,科學家們會爭先恐後地圍上去,敬他為自己的主人。因為他曾用石塊砸開堅果,也曾用長棍撬起巨石。他發明了人類最早的工具——錘子和撬杠。他對人類福祉所做的貢獻遠超過此後的任何人,也遠超過與人類共享這個地球的任何動物。

從那時開始,人類就通過使用更多的工具來便利自己的生活。當世界上第一只輪子(用一棵老樹制成的圓盤)在公元前10萬年發明出來的時候,它所引起的轟動肯定不亞於幾年前飛行器的問世。

在華盛頓,有一個故事講的是一位上世紀30年代初的專利局長。他建議取消專利局,因為“一切可能發明的東西都已被發明出來”。當第一張風帆升起在木筏上,人們無須劃漿、撐篙或拉纖便能從一個地方去到另一個地方的時候,史前世界的人們一定也產生過與這位專利局長類似的想法。

事實上,人類歷史中最有趣的章節之一,就是有關於人們如何想盡辦法讓別人或別的東西替他工作,自己則悠享著閑暇的樂趣,坐在草地上曬太陽、去大巖石上畫畫、或者耐心地將小狼小虎訓練成溫順討巧的寵物。

當然在最早的年代,奴役一個弱小的同類,逼迫他去做那些令人不快的苦累活,這是很容易辦到的事情。古希臘人、古羅馬人和我們一樣,擁有一個聰明的頭腦,可他們卻未能造出有趣的機械,原因之一就是由於奴隸制的普遍存在。當能夠去最近便的市場,以最低價格買到所需的全部奴隸時,你怎能指望一個偉大的數學家會把時間耗費在線繩、滑輪、齒輪等亂糟糟的什物上,而把自己的屋子弄得煙霧騰騰、鬧鬧哄哄?

在中世紀,雖廢除了奴隸制,代之以較為溫和的農奴制,但行會不讚成使用機器,它認為此舉會導致大批行會兄弟丟掉飯碗。另外,中世紀的人們對大批量生產商品不感興趣。裁縫、屠戶和木匠只為滿足他們所在小社區的直接生活需要而工作。他們不想與同行們競爭,也不願出產超出社區需求的商品。


機器的動力


到文藝復興時期,教會對科學探索的偏見已經不能像以往一樣嚴格強加給世人了。許多人開始投身數學、天文學、物理學及化學的研究。在30年戰爭開始的前兩年,蘇格蘭人約翰·內皮爾出版了一本小冊子,論述對數這一新發現。在戰爭期間,萊比錫的戈特弗雷德·萊布尼茨完善了微積分體系。在結束30年戰爭的威斯特伐利亞條約簽定的前8年,偉大的英國自然科學家牛頓降生,而意大利天文學家加利略於同年去世。隨著30年戰爭將中歐地區化為一片廢墟,當地突然興起一股“煉金術”熱潮。煉金術是一門源於中世紀的偽科學,人們希望通過它將普通金屬變成黃金。這當然是不可能的。可當煉金術士們躲在自己詭秘陰暗的實驗室里孜孜操勞時,他們碰巧也產生出一些新想法。這為他們的繼任者化學家們的日後工作,提供了極大的幫助。

所有這些人的工作合在一起,為世界打下了一個堅實的科學基礎,使復雜機器的發明成為可能。許多精於實干的人們充分利用這一機會。在中世紀,人們已經開始用木頭制作為數不多的幾種必要的機器。可木頭極易磨損。鐵是一種好得多的材料,可在整個歐洲,只有英格蘭出產鐵礦。於是,英格蘭興起了冶煉業。熔化鐵需要高溫猛火。最初,人們用木材作燃料。可隨著英格蘭的森林被砍伐殆盡,人們開始使用“石炭”(史前森林的化石,即煤)。你知道,煤必須從很深的地面下挖出來,運送到冶煉爐。並且,礦坑必須保持干燥,防止滲水。

這是當時亟待解決的兩大難題。最初,人們可以用馬拉煤,可解決抽水的問題不得不使用特別的機器。好幾個發明家為這個難題奔忙起來。他們都知道可以借助蒸汽作新機器的動力。有關“蒸汽機”的構想由來已久。生活在公元前1世紀的英雄亞歷山大,他曾向我們描述過幾種蒸汽推動的機器。文藝復興時期的人們設想過“蒸汽戰車”。與牛頓同時代的渥斯特侯爵在他的一本發明手冊里,為人們詳細講述過一種蒸汽機。在不久之後的1698年,倫敦的托馬斯·薩弗里為他發明的一種抽水機申請了專利。與此同時,荷蘭人克里斯琴·海更斯正在設法完善一種發動機,其內部用火藥引發連續不斷地爆炸,類似我們今天用汽油內燃機來驅動汽車引擎。

歐洲各地,人們紛紛致力於“蒸汽機”這一迷人構想。法國人丹尼斯·帕平曾是海更斯的密友兼助手,他先後在幾個國家進行過蒸汽機實驗。他發明出蒸汽推動的小貨車和小蹼輪。可正當他雄心勃勃,準備駕著自己的小蒸汽船試航時,船員工會卻擔心這種新“怪物”的出現會搶走船員們的生計,於是向政府提出了控告。帕平的小船被沒收了。他傾盡全部家產從事發明,最後窮困潦倒地死於倫敦。不過當他去世時,另一位名為托馬斯·紐科曼的機械迷正在潛心研究一種氣泵。50年之後,一位格拉斯哥機器制造者詹姆斯·瓦特改進了紐科曼的發明,於1777年向全世界推出了第一台真正具有實用價值的蒸汽機。


社會的變革


不過就在人們爭相研制“熱力機”那幾個世紀里,世界政治局勢發生了翻天復地的變化。英國人取代荷蘭人,成為海上貿易的新霸主和主要的承運商。他們開拓了許多新殖民地,將當地出產的原材料運回英格蘭加工,然後將制成品出口到全世界的各個角落。在十七世紀,北美喬治亞和卡羅萊納的人們開始種植一種出產奇特毛狀物質的新灌木,即所謂的“棉毛”(棉花)。當這種棉毛采摘下來,便被運往英國,由蘭卡郡的人們織成布匹。起初,這些布匹由工人們在家手工織成。不久後,紡織工藝有了大的改進。1730年,約翰·凱發明出“飛梭”。1770年,詹姆斯·哈格里夫斯為他發明的“紡紗機”申請了專利。一位名為伊利·惠特尼的美國人發明了軋花機,它能夠自動將棉花脫粒,大大提高了加工效率。而以前采用手工脫粒的時候,一個工人每天才能分揀一磅棉花。最後,理查德·阿克賴特和埃德蒙·卡特賴特發明了水力推動的大型紡織機。到18世紀80年代,當法蘭西三級會議召開,代表們忙於討論那些將徹底變革歐洲政治秩序的重大議題時,人們將瓦特發明的蒸汽機裝在了阿克賴特的紡織機上,用蒸汽機的動力來帶動紡織機工作。這一看似不起眼的創舉引起經濟與社會生活的重大變革,在世界範圍內深刻改變了人與人之間的關系。


蒸汽機車與汽船


一當固定式蒸汽機取得成功後,發明家們馬上將注意力轉向利用機械裝置推動車、船的問題上。瓦特本人曾推出過“蒸汽機車”的研制計劃,不過沒等他來得及完善這一設想,1804年,一輛由理查德·特里維西克制造的火車便載著20噸貨物在威爾士礦區的佩尼達蘭奔馳起來。

與此同時,一位名為羅伯特·福爾頓的美國珠寶商兼肖像畫家正在巴黎四處活動。他試圖說服拿破侖采用他的“鸚鵡螺號”潛水艇以及他發明的汽船,這樣法蘭西海軍便能一舉摧毀英格蘭的海上霸權。

福爾頓的“汽船”設想並不新鮮,它肯定抄襲了康涅狄格州機械天才約翰·菲奇的創意。早在1787年,菲奇建造的小巧汽船便在德拉維爾河上進行了首航。可拿破侖和他的科學顧問們根本不相信這種自動力汽船的可能性。雖然裝配著蘇格蘭引擎的小船正噴著煙霧在塞納河上歡暢來去,可皇帝陛下竟未加留意,以至忽略了利用這一威力無比的武器。要知道,也許它能為他報特拉法爾海戰的一箭之仇呢!

失望之余,福爾頓回到美國。他是一名精於實際的商人,很快便和羅伯特·利文斯頓合夥組織起一家頗為成功的汽船公司。利文斯頓是《獨立宣言》的簽字人之一,當福爾頓在巴黎推銷其發明時,他正擔任當時的美國駐法大使。合夥公司的第一條汽船“克勒蒙特”號裝配著英國的博爾頓與瓦特制造的引擎,於1807年開通了紐約與奧爾巴尼的定期航班。不久後,它便壟斷了紐約州所有水域的航運業務。

至於可憐的約翰·菲奇,他本來是最早將“蒸汽船”用於商業運營的,最後卻悲慘地死去。當他建造的第五條螺旋槳汽船不幸被毀時,菲奇已經落到囊中空空、一貧如洗的境地。他的健康也每況愈下。鄰居們無情地嘲笑他,就像100年後人們嘲笑蘭利教授制造的滑稽飛行器。菲奇一直希望為自己的國家開辟一條通往中西部大河的捷徑,可他的同胞們卻更情願乘平底渡船或徒步旅行。1798年,菲奇於極端絕望之中,服毒自殺了。

20年過去,載重1850噸的“薩瓦拉”號汽船以每小時6節(“毛里塔里亞”號只比它快3倍)的速度從薩瓦納駛達利物浦,創造了25天橫渡大西洋的新紀錄。此時此刻,公眾的嘲笑聲終於平息。在對新事物的巨大熱情中,他們又將發明的榮譽安放在錯誤的人頭上。

六年後,英國人喬治·斯蒂文森制造出著名的“移動式引擎”。多年以來,他一直致力於研制一種將原煤從礦區運往冶煉爐和棉花加工廠的機車。現在,他的發明不僅使煤價下跌70%,還使得曼徹斯特與利物浦之間第一條客運線路的開通變為現實。終於,人們能夠以聞所未聞的每小時15英里的高速,呼嘯著從一個城市奔向另一個城市。幾十年過後,火車速度提高到每小時20英里。今天,任何一部運轉良好的廉價福特(上世紀80年代的戴勒姆及內瓦莎小型車的直系後裔)都能將這些“噴氣的比利”遠遠拋在身後。


電的發現與應用


當工程師們正專心致志地琢磨著他們的“熱力機”時,另一群搞“純科學”的科學家們(就是那些每天花14個小時研究“理論性”科學現象的人們,沒有他們,任何機器的進步都不可能)正沿著一條新線索的指引,深入到大自然最秘密與最核心的領域。

2000年前,許多希臘與羅馬哲學家(最著名的有梅里塔斯的泰勒斯及普林尼,公元79年爆發的維蘇威火山淹沒了羅馬古城龐培和赫庫蘭尼姆,親臨現場觀察的普林尼也不幸罹難)已經察覺到一個奇特的現象:用羊毛摩擦過的琥珀能吸附小片的稻草和羽毛碎屑。中世紀的經院學究們對此神秘的“電”力現象興趣寥寥,研究因此中斷。可文藝復興後不久,英國女王伊麗莎白的私人醫生威廉·吉爾伯特便寫出他那篇著名的論文,探討磁的特性及表現。在30年戰爭期間,瑪格德堡市長及氣泵的發明者奧托·馮·格里克造出了世界上第一台電動機。在隨後的一個世紀里,大批科學家投入對電的研究。1795年,至少有三名教授發明了著名的“萊頓瓶”。與此同時,世界聞名的美國天才本傑明·富蘭克林繼本傑明·托馬斯(他因同情英國而逃離新罕布爾什,後被稱為朗福德伯爵)之後,將注意力轉向這一領域。他發現閃電與電火花屬於同一性質的放電現象。此後,到忙碌而成果累累的一生走到盡頭,富蘭克林一直在對電進行研究。隨後出現的是伏特和他的“電堆”,還有迦瓦尼、戴伊、丹麥教授漢斯·克里斯琴·奧斯忒德、安培、阿拉果、法拉第等耳熟能詳的名字。他們終其一生,勤奮不懈地探索著電的真正特性。

這些人不計回報地將自己的發現公之於世。薩纓爾·摩爾斯(像福爾頓一樣最初是藝術家)認為,他能利用這種新發現的電流,將信息從一個城市傳遞到另一個城市。他準備采用銅線和他發明的一個小機器來達成目標。人們對他的想法嗤之以鼻。摩爾斯不得不自己掏錢做實驗,很快便花光了所有積蓄。人們對他的嘲笑聲更猛烈了。摩爾斯請求國會提供幫助,一個特別財務委員會答應為他提供所需的資金。但是,滿腦子政治經的議員們對摩爾斯的天才想法既不理解也無興致,他不得不苦苦等上12年,才最終拿到一小筆國會撥款。隨後,他在紐約和巴爾的摩之間建造了一條“電報線”。1837年,在紐約大學一個人頭湧動的講演廳里,摩爾斯第一次成功地演示了“電報”。1844年5月24日,人類歷史上第一個長途電報從華盛頓發至巴爾的摩。今天,整個世界布滿林林總總的電報線,我們將消息從歐洲發到亞洲只需短短幾秒鐘的時間。23年後,亞歷山大·格拉漢姆·貝爾利用電流原理發明了電話。又過去半個世紀,意大利人馬可尼更進一步,發明出一套完全不依賴老式線路的無線通信系統。

當新英格蘭人摩爾斯為他的“電報”奔忙之際,約克郡人米切爾·法拉第制造出第一台“發電機”。這台不起眼的小機器完工於1831年,當時的歐洲還處在將維也納會議的美夢徹底顛復的法國七月革命的巨大震感之中,沒人留意到這項改變世界的發明。第一台發電機不斷改進,到今天,它已能為我們提供熱力、照明(你知道,愛迪生於1878年發明的小白熾燈泡就是在同世紀四五十年代英國及法國的實驗基礎上改進而來的)和開動各種機器的動力。如果我的推想沒錯,那麽電動機將很快徹底取代熱力機,就如同更高等、更完善的史前動物取代他們生存效率低下的鄰居們一樣。

就個人而言(本人對機械一竅不通),我將非常樂於見到這種情形的 發生。因為電機由水力驅動,是人類清潔而健康的忠仆。可反觀作為18世紀最大奇跡的“熱力機”,它原本喧鬧且骯臟,讓我們的地球豎滿無數荒謬可笑的大煙囪,沒日沒夜地傾吐著滾滾的灰塵與煤煙。並且,為源源不斷地用煤來滿足其貪得無厭的胃口,成千上萬的人們不得不費盡艱辛、冒著生命危險向礦坑深處挖掘。這種情景並不美妙。

如果我不是一名必須堅守事實的歷史家,而是可以隨意揮灑想象力的小說家,我將會描寫把最後一部蒸汽機車送進自然歷史博物館,置於恐龍、飛龍及其它已滅絕動物的骨架旁的動人情景。這將是令人倍感愉快的一天。

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