沿著顛覆性技術讀懂人類歷史發展軌跡——創造工具是人類的本質（4）第四集：匠人盡瘁、工業革命

第四集：匠人盡瘁、工業革命

近五百年工程技術難題的解決者，不是科學家，而是匠人。

如，英國鐘錶匠哈里森（John Harrison，1693~1776)）先後做出4個海上計時儀，他發明的平衡齒輪（滾動軸承和螺旋儀的前身）防止晃動，抵消船的顛簸和晃蕩，比任何陸地上的鐘錶都精確，每日誤差不到2秒，45天的航行結束。哈里森在國會的逼迫下繼續改進，用發條替代鍾錘，進行了兩次從英格蘭到西印度群島的航海實驗，3個多月誤差不超過5秒，相當於將航天探測器降落在海王星上，降落點誤差只有幾英尺。最後，83歲生日那天哈里森得到了獎金。

17世紀是實驗科學興起和傳播的時期。吉爾伯特（Gilber，1544~1603）用磁體作實驗，伽利略不同重量球體斜塔實驗，托里拆利（Evangelista Torricelli，1608~1647）用裝有水銀的管子發現了空氣壓力原理，哈維（William Harvey，1578~1657）解剖屍體和活體以了解心臟的作用，胡克（Robert Hooke，1635~1703）測試彈簧獲得胡克定律，牛頓讓光束通過透鏡和稜鏡研究光的組成。

實驗成為檢驗理論或猜想的一種方便且必須的工具。科學家依靠儀器，同一時代的科學更多地靠技術進步，卻很少給技術以實際的幫助。第一架望遠鏡是荷蘭眼鏡匠利伯希（Hans Lippershey，1570~1619)發明的。高倍望遠鏡光束穿過透鏡後會產生色散、球面像差和畸變。解決方案還是來自技術領域，依靠玻璃製造工藝解決的。用幾種折射率不同的玻璃互相補償製成複合透鏡，這已經是1730年以後的事情。

18世紀之前，東西方人都不知工廠為何物。商品都是手工、作坊出來的。牛頓、伽利略等科學巨人引領的科學革命並沒有給歐洲帶來繁榮，社會仍然是一片農業社會景象。能工巧匠們的製品，不過是動物或人類的肌肉力量，加上木材、風力、水力而已。

18世紀六十年代，瓦特（James Watt，1736~1819）在紐科門(Thomas Newcomen，1663~1729)發明的基礎上改良蒸汽機。煤在蒸汽機中燃燒，提供動力，引發第一次工業革命（18世紀60年代~19世紀初），人類進入「蒸汽時代」。蒸汽機加快了新能源（煤）的開採和使用，很快提升了動力來源，深化了社會分工，包括煉鐵，主要靠燃燒木材逐漸被媒體替代等。

儘管11世紀中國無名鐵匠就發明了用煤做燃料的熔煉方法，直到1709年英國人亞伯拉罕?達比(AbrahamDarby，1676~1717)才發明了焦炭，但都沒有大工業用途，直到瓦特蒸汽機出現後，煉鐵局面改觀，世界才大規模進入鐵器和大機器機械時代。

英國發明家理查德·特里維西克（Richard Trevithick，1771~1833）將高壓蒸汽機用於鐵路，1814年第一台蒸汽機車出現，1830年迎來鐵路時代。1886年，德國工程師卡爾?本茨（Karl Friedrich Benz，1844~1929）製造出世界上第一輛汽車。這一系列技術革命引起了從手工勞動向動力機器和工廠化生產的飛躍。

構成18世紀工業革命基礎的所有技術，仍然是工程師、技師、工匠盡職盡責做出來的，幾乎沒有或根本沒有科學理論的貢獻。西方科學家仍沿襲亞里士多德傳統，追求智識和精神上的滿足，不考慮理論的應用。東西方的技術工匠們也未吸取科學的營養，追求實用，實踐出真知，知其然不一定要知其所以然。

儘管有人提出「一個人愛科學，就不需要財富。」，但在技術獨步天下的時代，英國率先頒行專利法，保護技術壟斷。也儘管，英國當時的大政治家愛德蒙?布克（EdmundBurke，1729~1797)在國會上雄辯經濟自由，反對製造不必要的壟斷，但英國法律規定，蒸汽機技術的專利保護期滿後可以自由，所以在英國的真正普及和重大改進蒸汽機，卻是在瓦特專利期滿之後。

然而，這場工業革命帶來的資源開發泛濫和能源危機，是當時任何人無法看到和預料的，特別是工業效率並沒有因此提升，只是改變了能源開發和利用結構，這明顯是給後人留下了一道新的難題等待解決。

這時，你會發現，科學史和技術史都證明了同樣或類似的發現發明可以在不同區域、由不同的人在不同時間作出。中國人煤炭煉鐵技術沒有大規模開發，並不影響四百年後英國人再次發現而利用，牛頓和萊布尼茨分別發明微積分，達爾文和華萊士分別發現進化論，就是有力的證明。自然規律、原理就在那裡，它們遲早會在某處或某時被某人發現或利用。蒸汽機如果不是瓦特改進，也會有別人改進。但專利法的邏輯卻是：發明或點子只能是最先申請專利的人想到，別人想到就是剽竊；最初的發明不許別人改進，否則就是侵權。這與科學背道而馳。科學與技術的這一分野，導致了人們對科學和技術的不同觀感。但並影響科學技術共同為人類發展做貢獻。

儘管中國古代一直沒有專利制度，但是民間默認技術手藝就是私人傳承，而非官方所有。特別是醫學偏方類，也包括皮匠、木匠、鐵匠、石匠等，都是一樣。只是中國是以手工業作坊為主，圍繞在城市附近不成規模而已。

中國皇帝政客們並不重視的工匠們，也並沒有降低為社會推進衣食住行水平的積極性。最早的張衡（公元78年－139年）地球儀、華佗（約公元145年－公元208年）外科醫術，到祖沖之（公元429年－500年）數學演算法、孫思邈(公元581-682)辯證醫學方法等，絕壁無論，傳承至今，依然享譽全球。這種私人主動的科學體制，極大的保護了東方科技的傳承性，但也限制了科技成果二次開發共享於民的速度。相對西方，這絕非是政治開明與否的結果。

歷史到了1821年，英國科學家法拉第（Michael Faraday，1791~1867）發現電磁感應，1870年，麥克斯韋（James Clerk Maxwell，1831~1879）總結出電磁理論方程（麥克斯韋方程），統一了電、磁、光學原理。化學、熱力學等領域也取得重大進展，形成了物理和化學的基礎定律。

這些抽象的技術發明出現，如狂風暴雨一般抽打著歷史的車輪，這又將如何影響世界格局呢？我們繼續夜讀下一集：機電集成、知識跨界。

轆轤 《沿著顛覆性技術讀懂人類歷史發展軌跡》@直線流體技術研究院

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