《发明的历史》（下）

吴砺

                             《发明的历史》（下）

“基本问题就是将蒸汽机的运动转化为船的前进运动，在这方面还没有先例。基于两个原因，明轮得到采用。其一，它是一种长期存在的水轮运动形式；其二，人们对它了解很多，早在罗马时代，就有人建议用牛驱动踏板推动踏板船运动。而随着17世纪耶稣会传教士在中国站稳脚跟，中国人的成就越来越被西方人熟悉，中国当时也有很多人力驱动的船。P150

使用轨道引导交通工具，早在蒸汽机出现之前很久就出现了。根据人类的记录，一些希腊和罗马城市铺设石子的道路上的轨道，可能就是为了让某些标准尺寸的轮子行走使用，而不是长时间磨损造成。而中国早在公元前 3世纪就开始使用这种引导系统。16世纪，采矿业使用的卡车使用马拉动沿着木制轨道运行。不晚于1550 年真．木制轨道和带凸缘的木轮已经在罗马尼亚的特兰西瓦尼亚(Transylvania)地区使用。P155

虽然有种种优良特性，但 由于钢的批量生产程程序昂贵而缓慢，它的使用也一直有很多局限。到了19世纪中叶，当时最大的产钢国英国年产钢量大约是6万吨。而一项技术革新的出现，突然就改变了整个局面。1870 年，世界的年钢产量飙升到 50万吨，到了1900 年，更是飞升到 280万吨，美国和德国成为最大的产钢国。原因就是一项发明：将空气鼓入铁水内部或者表面从而实现钢的脱碳处理，美国的威廉，凯利(William Kelly)和英国的亨利·贝塞默各自独立完成了这项发明。这种程序的革命性在于它不需要增添燃料，这是钢材工业中前所未有、而且最初也被普遍怀疑的一项成就。虽然从17世纪开始，中国人就通过将铁水暴露于空气中“提高”铁的质量，但是这与凯利和贝塞默的发明没有可比性。P173

家是生活的中心，是人们休养生息的地方。我们已经谈过了建筑方法的发展、家用器具的制作、织布、染布以及与日常生活直接相关的其它技术。总的来说，这种相关性是不言自明的。但长期以来我们关注的都是家庭以外的世界，没有注意到影响个人居家生活，属于家庭层面的技术进步。P179

工业革命影响了人类生活的几乎所有方面，其中受到影响最大的是纺织业。纺织业所有基本工艺的机械化大大增加了产量、降低了成本。除了最贵、最精制的服装之外，19世纪的普通百姓可以拥有前几个世纪富人才穿得起的衣服。P186

用一个世纪的结束来表示一个历史阶段的完结，是一种很方便的方法。不过，这种方法本身并没有什么内在意义。但是在技术史上，1900 年却是一个例外。粗略地说，就是在1900 年前后，在复杂多变的国际环境下，各种技术（如汽车、飞机、电话、无线电、录音机、电力）迅速发展，对社会产生了重大影响。P194

大西洋的另一边，美国工业的崛起颇为壮观。美国工业繁荣的原因很复杂，但有两个因素特别重要：一、美国有大片的农业土地和各种丰富的矿藏可供开发。但美国人口稀少，无法按欧洲人的方式来开发这些资源。在欧洲，情况正好相反，这种情形促进了所有劳动密集型工作的机械化。二、美国人和欧洲人的思想观点不一样。欧洲人保守、不愿创新，总想着维持目前的状况。美国人正相反，他们乐于抱着积极的态度尝试新的东西，即使最后失败也决不气馁。P200

在远东，中国的文明程度相当高，却没什么新发展，与偏远地区的原始状况差不多。但日本却开始了一条革新的道路。在一段较短的时期，从16世纪中期到 17世纪中期，欧洲商人（主要是葡萄牙人、荷兰人和英国人）受到了谨慎的欢迎。但在幕府时代将军的压力下，  日本当时实行的是严格的排外政策。不过，随着天皇势力在1868 年短暂内战之后的胜利，日本接受了西化政策事关存亡的观点。19世纪80 年代，  日本发展起了颇具竞争力的纺织工业。19和20世纪之交，日本的重工业也得到发展。所有这一切都是在结合日本国情的基础上严格按照西方模式进行的：日本采取的技术扩张政策如此之成功，使得自第二次世界大战以来还没有哪个国家可以与之相比。P201

众所周知，需求是发明之母。但要和有利的经济、社会环境合作需求才能产生发明。然而，在战争时期，这一正常的模式（这种模式各个因素相互影响的方式十分复杂）遭到了破坏，生存成了头等重要的问题。在战争情况下可以不顾正常的限制开展大事业，这种情况在20世纪最多，因为世界大战以及许多其它局部大规模战争已经浪费了10 年时间。P201

打字机的发明对社会的影响很大，它为女性提供了一种新职业。就像之后的电话接线员一样，打字员在那个时代是一个可以被社会接受的职业。可以很公平地说是打字机首先帮助女性打开了通向商业世界的大门。P220

19世纪初以前的2000多年里，交通运输方式几乎没有什么改变。然而，铁路的出现突然改变了这样一种状况。火车不仅在速度上远远超出了人们以前认为可行的、可能存在的或可以实现的交通工具，而且它使普通人进行长途旅行的梦想成为可能。19世纪中期，英国铁路的年载客量为1000万人。但到了1900 年，这个数字上升了很多。到 19世纪末的时候，货物运输量也非常大，大约有70000节车厢提供正常的运输服务。铁路可以说是交通运输的一次革命。但 20世纪还有两次同样重要的交通革命，一次是发生在陆地上，一次是发生在空中。建筑不像其它技术，如无线电通信、电力供应、汽车、飞机，20世纪的到来在建筑业的历史上没有什么特别重要的意义。总的来说，20世纪前半叶是一段发展时期：实际上唯一的一次创新，但也是特别重要的一次创新——是20世纪20 年代发明的预应力混凝土。P259

第二次世界大战之后逐渐形成的  舅世界与二战刚开始时的世界在政治、社会、经济等方面有很大的区别。不仅世界格局发生了变化，美国毫无争议地成为世界头号强国，而且历史的进程再次表明在战争中技术领先是藏功的最好保证。这里说的技术领先不仅指武器装配及其辅助设备上的领先c这一点我们后面将谈到，，而且还指  ：工业方面的领先——用以支持非常环境中的国民经济和平民生计。

在非常的战争环境中，国家存亡是重中之重，军事和民用技术之间的区别不可避免地被模糊化。但无论是在军事和民用领域，正常的经济限制都不再适用。正因为如此，战争往往使人们不得不做出某种创新，而一些与战争并不直接相关的技术的发展速度可能会变慢。我们可以从6个不同的领域看到这种情况。

在战争爆发前两天公布的试验结果确定了在技术上利用核能的可能性。可能的军事用途大大加速了美国曼哈顿项目的发展。虽然即使没有战争，核能最终也将得到开发，但它的发展过程肯定会不一样。人们对于核能的反感大部分是源于它在军事上的应用。若非如此，人们对于核能用于和平目的的接受度可能会更大。

战争推动军事进步的另一个例子来自医疗领域。实际上又是在战争前夕，牛津的研究人员开始了一个项目，该项目最终将医学界最重要的发现（虽然这种说法存在争议）——青霉素推广到了世界各地的医疗实践中。毫无疑问，这是迟早要发生的事情。但正是因为青霉素在治疗伤兵上的潜在价值使得美国，特别是在1941 年 12月珍珠港事件之后，热情地接待了来自牛津的使者，并立即开始了一项生产青霉素的紧急计划。

20世纪30 年代，各种偶然的观察结果显示通过反射的无线电波人们可以从地面确定飞机的位置。虽然民用飞机已经在使用无线电塔进行导航，但首先吸引人们支持这一发现的还是它在军事上的可能性。这使得几乎整个研发都在严格保密的状况下进行。大多数强国都开发了某种形式的雷达。但最成功的雷达可能要算英国开发的那种。这主要是因为英国开发的不仅仅是一个探测装置而且是一个探测系统。系统和装置是不同的。先进雷达的出现是战后民用航空业迅速发展的一个促进因素。

航空业提供了另一个军事需求大大推动技术进步的例子。这里我们要说的是喷气推进技术。战争开始前夕，人们正在试验这种技术。在开发喷气推进技术的竞赛中，德国人赢得了胜利。在战争爆发前一周，他们的HeinkelHe 178首次试飞。战争结束前，英国、美国和俄国都已进入喷气飞机这一领域。1952 年，德哈维兰彗星号( de  Havilland   Comet)飞机首次投入民用航空业。之后，喷气式飞机很快被民用航空业广泛采用。

最后要说的是航天技术的发展。从1919-1931 年，俄国、德国和法国认真地研究了火箭。第二次世界大战期间，为了轰炸南英格兰，德国开发了远程火箭。在这些发展的基础上，美国通过阿波罗系列飞船成功地实现了登月计划。虽然 1969 年首次登月成功的是美国人，但早在1961 年俄国人就成功地将人类送入了太空。P272

每个硬币都有两面。战争促进了一些技术的发展，同时也阻碍了一些技术的发展。电视的发展就受到了战争的阻碍。P272

前面有一章，我们提到了中世纪的潮汐水车。人们将上涨的潮水储存起来，然所后再通过水闸放水，转动水。从表面上判断，只要把原始的水车换成现代化的水涡轮，这种系统就很容易扩大规模，产生巨大的能量。但是经仔细研究发现，地形环境（包括最低 4 米的潮汐）适合大规模利用潮汐能的地方世界上没有几个。法国的兰斯是其中之一。1966 年，法国电力部在这里建造了一个750 米的拦河坝，p279

直到 19世纪中期，医学还是介于艺术和科学之间的地位尴尬的行业。说它是艺术，是因为医生诊断的时候非常依靠经验；说它是科学，是因为医学观察已经在某种程度上自成体系达几个世纪之久。P281

直到现在，世界上很大一部分食品仍然通过传统方法制造。事实上，在不发达地区，农业的状况依然和公元前差不多，而且在未来的很多年中仍然会这样下去。而另一方面，现代农业已经发生了彻底转变，出现了所谓的“绿色革命”。除了机械化趋势的加速、占有更加广阔和更多土地的需要，化学品的使用也有了革命性变化。人们不仅广泛地使用化肥来促进作物生长和提高产量，还有一系列用来杀虫和治疗作物疾病的化学药品已经出现。有些农业化学品已经减轻了播种前人们料理土地的劳动量。从古到今，几乎没有出现新的作物，新西兰的猕猴桃是个例外，但有选择的培育已经大大丰富了已有的作物品种。在动物蓄养方面，情况也差「不多这样，出现了更健康的种群和系统改良的品种。

食品是农业的主要产品，但并非唯一产品。一些作物，  比如橡胶和棉花，完全是为了工业用途种植，农业和动物蓄养还生产工业副产品，比如羊毛和皮革，以及为了生产药物（比如胰岛素）而生产的分泌物。基因工程家畜，又称为“药用”动物，完全是为了让它们产奶制药而培养。新的食品处理技术，比如冻干和冷藏，为供求之间实现平衡作了很多贡献。P301

有一种现象很奇怪，虽然现在世界变化很快，但是自从第二次世界大战之后，现代世界就再也没出现过什么新材料。主要的变化是使用方法的深刻改变（比如塑料工业的爆炸性增长）、生产技术的改进、已有产品的工作方式和将几种材料结合为新产品并由此产生的新用途。P317

诞生仅仅半个世纪之后，电子计算机已经变得无所不在。电子计算机己经极大地超越了设计者们的初衷，它不再仅仅是电子计算机，而成为日常生活的一部分。从咖啡壶制造到汽车制造，它都扮演着重要角色。

从最广义的角度看待信息传输的话，我们会发现信息产业以及其复杂的相关产业所雇佣的人比其他任何产业都多。传统的信息传输方式包括书写、书籍、报纸、杂志、教育机构传授和公共会议，也有很多电子信息传输方式，包括电话、传真、广播和电视机；照片和电影；录音、磁带盒磁盘，以及通过电子方式将海量的信息传输聚集到互联 网上。信息领域不断的扩大和传输方式的不断更新，为纸张、胶片、印刷和处理机器、一系列复杂的电子、电器和复印设备、教学工具等等行业带来了大量的就业机会。P324

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                                                                                                                                                                                               2 016．5．18

吴砺

选自待出版的散文集《致远方朋友的信》