作者介绍 威廉•罗森是获奖历史著作《查士丁尼的跳蚤：瘟疫、帝国与欧洲的诞生》（Justinian’s Flea: Plague, Empire, and the Birth of Europe）一书的作者，先后在麦克米伦出版公司（Macmillan）、西蒙与舒斯特出版公司（Simon&Schuster）和自由出版社（the Free Press）做编辑和出版人长达25年。目前居住在新泽西州普林斯顿市。。 序言 序言在伦敦南肯辛顿区（South Kensington）附近的科学博物馆底层，有一条被称作“现代世界的形成”的走廊，在其中心位置的一个低矮平台上展示着世界最有名的机车。或者说那是遗留下来供展示的“火箭号”机车，车身被煤烟熏得发黑。它于1829年由乔治•斯蒂芬森和罗伯特•斯蒂芬森这对父子工程师设计、建造，它与开创了蒸汽机车时代的那种机器大不相同。它的回水管遗失了。附着在两个驱动轮上的活塞也不再保持初始的角度。两个世纪之前令它如太阳一般闪耀光芒的黄漆现在已经无法辨识。虽然如此，机车上6英尺长的锅炉、联动装置、凸轮乃至机车行驶的轨道等相关技术基本上还和1829年的状态一样。实际上，它们和那些使用了一个多世纪的铁路技术并无二致。“火箭号”机车的重要性不只于此。它实际上还标志着某些意义重大的事情的开端——两个世纪的公共交通运输。同时，它也标志着一个高潮的到来。站在“火箭号”机车面前，一个博物馆的参观者，带着些许的想象，就能发现由蒸汽机车而来的无数线索，可以追溯到现代世界最初的起点。其中第一条线索可以倒退到第一批冶金工人，他们想出了办法，可以铸造驱动“火箭号”机车车轮的铁制气缸。第二条线索导向人们发现的燃料，这样的燃料可以使铁制锅炉内的水产生蒸汽。第三条是最短的线索，但也可能是影响最深远的，它导引我们回到一项重大发现：沸腾的水能够被以某种方式转变为运动力量。第四条线索实际上就是运输线：制造“火箭号”机车就是为了从曼彻斯特向利物浦运输棉质产品，它是工业化第一阶段的标志性工业制造品。从“火箭号”机车而来的大多数线索都是非常直接的，但有一个（也是最有意思的一个）却并不那么顺畅：那是个谜团。“火箭号”机车令人迷惑不解的地方是，为什么人们制造它来从曼彻斯特向利物浦运输货物，而不是从巴黎到图卢兹，或者从孟买到贝拿勒斯（Benares），或者从北京到杭州。就此而言，自从世界上第一台汽轮机的工作模型在公元1世纪的亚历山大港被制造出以来，就存在一个疑问：为什么“火箭号”机车是在19世纪初期而不是之后才开始它的定期往返行程呢？更直接地说，为什么被称作历史断面的工业革命——有时也称作“第一次”工业革命——发生在当时那样的时间和地点呢？那条特别线索的重要性似乎是不言而喻的。大约就在那个时期，“火箭号”机车被制造出来，世界正在经历的不仅是一场深刻的产业变革——《牛津英文词典》中称为“因使用机器而带来了产业的快速发展”——而且是从农业向工业（或工业经济）的重大转变。把这两者结合在一起，不仅是革命性的，而且是独特的。“革命性”和“独特”这两个夺人眼球的词已被过度使用。在某种意义上讲，人类历史中的每一个世纪都是独特的。每一年，世界某个地方都会发生一些看似具有革命性的事件。但是风流韵事、流行病、艺术活动以及战争都是完全不同的事件，它们的影响几乎总是遵循着一类或另一类人们熟悉的模式。不管上述事件在个人、家庭乃至国家的生活中具有多么大的变革作用，在过去的一万年里，仅有两次事件实实在在地改变了整个人类。第一次发生在大约公元前10000年，当时的全球人口低于500万，标志事件是当时的人类发现了他们可以种植自己所需的食物。这是一个毋庸置疑的世界性转变。一旦人类被拴在了生长食物的土地上，定居的社会就发展起来了，而在这样的社会中，等级制度随之出现。等级体系中最弱的成员依赖于最强者的友善，而最强者学着去操控世界上持续时间最长的收保护费的组织。定居点变为城镇，城镇发展成王国，王国又变为帝国。然而，经过各种量化指标的测量，包括寿命、热量消耗或儿童死亡率，实际上整个人类的生活经验，在农业革命（有时称作“新石器时代”）扩散至全球之后的1000年里，并没有多大改变。阿兹特克（Aztec）的农民、巴比伦的牧羊人、雅典的石匠，以及加洛林王朝（Carolingian）的商人，说着不同的语言，穿着相异的衣服，祈祷的神明也大不一样，但是他们都吃同样数量的食物，有着同样年数的寿命，不会到远离家乡的地方去，同样都埋葬过自己夭折的孩子。因为他们只是生了很多孩子——世界人口从公元前5000年到公元1600年间，由500万增长到5亿，翻了100倍——并没有做其他任何影响久远的事。根据1990年美元的不变价值计算，对人类生产力（必然是个概数）做出的最佳估算认为，7000年间每年的人均国内生产总值在400~550美元间波动。公元前800年的全世界人均国内生产总值为543美元，几乎与1600年的数据完全一样。莎士比亚时代的普通人并不比生活在荷马时代的人过得更好。17世纪的普通人的生活与7世纪的人们一样贫困,而第一个解释这一现象的人是英国人口学家托马斯•马尔萨斯。他在《人口论》（Essay on the Principle of Population）中论证，纵贯整个人类历史，人口的增长速度总是快于食物的供给速度。为了找到数学表达式的可靠支持（这在社会科学史上是个常用的修辞），他认为，除非未受到战争、饥荒、流行疾病或少量无人关注的新闻的影响，否则人口总是会呈几何级数增长，而增长的人口所需的资源，主要是食物，总是以算术级数增长“几何”（geometric）和“算术”（arithmetic）是马尔萨斯的用词，对应于现代的用词是，“指数”（exponential）和“线性”（linear）。。“马尔萨斯陷阱”这个学术术语已经通用了好几个世纪，它明确指出，虽然人类在饲养、制衣、运输或（更为频繁）相互征伐方面，时常发现或发明一些更有效率的方法，结果是人口的快速增长消耗了生产盈余，让每个人完全回到了以前的生活状态（水平）。更常见的情形是，人口显示暴增，然后在食物耗尽后暴跌。路易斯•卡罗尔（Lewis Carroll）的“红色皇后”理论（Red Queen）可能在一只火柴盒背后写下了整个人类历史：“嘿！听着，你能跑多快就跑多快，这样你才能停在原地。如果你想去其他地方，你至少要以两倍的速度奔跑。”这就是“火箭号”机车诞生的历史时刻如此独特的原因。这台被煤烟熏黑的蒸汽机车恰恰处在一个历史拐点上。这条描绘了人类生产能力的直线，千年以来平直得如同堪萨斯州的州界线，而如今像曲棍球球杆的发力端一样，转了个弯。“火箭号”机车诞生的时刻就是人类最终学会如何以两倍的速度快速奔跑的时刻。人类现在依然奔跑在路上。如果考察一下自1800年以来每20年人类社会各项指标的增量，把每一项能够量化的人类福利指标都绘制在图表上——这些指标不仅包含年人均国内生产总值，它在2000年已攀升到6000美元，而且包括婴儿死亡率（其实包括了任何年龄段的死亡率），卡路里消耗量，传染病的流行，成年人的平均身高，终身残疾者的百分比，贫困人口占比，人均居住空间，初、中、高等教育入学率，文盲比率，以及人均闲暇时间——那么，这张图表显示的每项测算数字，在一个时期的末尾总要好过这一时期的开端。出现这种现象的地区并不局限于欧洲和北美，类似的改善在世界各地都出现了。一个在1800年出生的法国婴儿预期活到30岁，比2000年一个刚果共和国出生的婴儿少25年。19世纪法国的新生婴儿面临着特别严重的危险，比如饥饿、传染病、暴力侵害等。即使他或她活到成年，也不太可能学会阅读。换一种方式想想。在17世纪的英国、法国或中国，一个熟练的劳动者，比如纺织工或铁匠，在自己的专业上一周花费的时间和生产的布匹或钉子，与奥古斯都时代其先祖的产出大致一样。他每天获得的收入、购买的食物数量和种类也都与其祖先时代相差无几。他的妻子像她的先人一样，负责准备食物；她可能会从村里的面包师那里购买面包，但她几乎亲自做了一切事情。她甚至为其家人做衣服，并且会考虑到气候和时尚方面的特殊情况。不过这样的衣服与10个世纪之前的任一家庭所做的衣服没有多大区别，都是手工纺织的毛料，如果当地能出产亚麻，那就再加点亚麻线。劳动者和他的妻子可能会生8~10个孩子，按照通常的概率会有3个能活到成年。如果他要去旅行，他只能选择徒步，或者假如他格外有钱，那也可以乘坐两轮马车或四轮马车，前者一小时跑3英里，后者一小时跑7英里。还是与他的先人一样，这就意味着他的活动范围不会超过离他出生地5~6 英里的地方。于是，历史上第一次出现了大变革，而且是最基础层面的变革。公元4世纪，一个君士坦丁堡的熟练织工可能需要工作三个小时才能赚到足够的钱来购买一磅的面包。到1800年，一个诺丁汉的织工至少要花费两个小时。而到了1900年了，一个织工不到15分钟就能赚到购买一块面包的钱。到2000年，只需要5分钟。生活在21世纪的发达国家的中产阶级家庭所享受的奢华生活，是两个世纪之前一个国王都无法负担的。这种说法算是老生常谈了，但却是事实。这并不意味着变革会突然发生。一小部分学者直言不讳地表达了自己的意见，质疑有关这一现象的革命因素甚至产业因素的真实性。最近的研究已证明，1760~1820年间的生产率和国民所得的增长远低于人们曾预期的速度。其中一部分原因是，工业化之前欧洲人的收入比人们预先相信的收入高很多。而事实上，欧洲至少从9世纪起就有了城市中心区、马路以及沿着马路到市中心的巨量贸易往来。另外，历时一个世纪变革进程并没有减弱它的革命意义。很明显，的确发生了些什么。并不是每个人都认为位于科学博物馆走廊里的东西是精巧的、奇特的。按照流行的说法，有超过两百种试图解释工业革命的不同理论。它们包括这样的想法：首先由社会学的先驱人物马克斯•韦伯将它普及，即相较于中国的儒家思想或法国和南欧的天主教教义，北欧的新教伦理与创新观念更加融洽。或者说，同时代的中国无法获得原材料，特别是煤炭，因而阻碍了一场亚洲工业革命的发生。对于那些有着某种心态的人来说，还存在一种理论，即英国没有内部关税，拥有土地的农民也不多，这就使它在短时间内就跃入了工业化国家行列。工业化是来自海外殖民地的税收的结果吗？或是底层社会的人工成本比较高的缘故，或者是上层社会的家庭规模比较大，阶级冲突，抑或是缺少阶级冲突？即使所有这些理论解释减少到最小数量，在某种程度上也仍是正确的。解开谜团的方法有许多，其中不少将会在本书后续章节涉及。其实，这些理论解释中的不足之处就在于，它们倾向于对最明显的解释轻描淡写。该理论认为，工业革命首先是一场关于发明的革命。它不仅仅是大大小小的新发明在数量上的急速增加，而且是发明过程本身的根本变革。发明对每一代人都很重要。一些籍籍无名的苏美尔人（Sumerians）曾经用一根木棍穿过一段中空的树干中心，做成最初的车轮，从他们的邻居面前驶过。用很长时间想出一个仅仅解释发明是什么的有用理论，这多少有点让人疑惑。当代的认知科学家已经提出了好几个有关发明的不同策略和分类法，而其中最有影响力的一个理论已有80年历史，他由经济史学家艾博特•佩森•厄舍（Abbott Payson Usher）所创。1929年，46岁的厄舍出版了《机械发明史》（A History of Mechanical Inventions），这部著作虽然晦涩、陈旧，对今天的参考价值不大，但它用了大量篇幅记录了人类致力于通过发明机器，持续不断地改善生活的各种途径，从早期中东地区农夫使用的犁，到船舶、蒸汽机，以及19世纪中期的铁路（有意思的是，厄舍写《机械发明史》的时间并不在电力时代）。正如《物种起源》（Origin of Species）中的理论得到了自然界数以千计的实例支持那样，《机械发明史》中也包含了不少令人印象深刻的实例，从史前役畜磨损的马具、埃及的水车和手推石磨，到古老的横梁压力装置、中世纪的谷物磨粉机、滴漏，当然还有蒸汽机。但该书不只是对人类发明的精巧装置做了编年记录，它也呈现了关于发明的最具说服力的历史理论。厄舍的贡献超过了其他任何人，他给了我们一个工具包，用以分析和描述人们如何构想、设计和建造“火箭号”机车（及它的零部件）。在厄舍之前，很多科技史学家还没有与普通历史学家先于他们而涉足的两条相同路径偏离太远。第一条路径是，号称“英雄人物”的史学理论，该理论认为，通过一些主要人物的行为就可以理解众多历史事件。这个理论在本书语境中，就是“伟大的发明人”理论。第二条路径是，将前述同样的历史事件视为历史不变法则的结果。对于科学技术史而言，这通常就意味着要将很多事情解释为某种由自然选择引起的发明的演化过程。厄舍讨厌这两条路径。无论从哲学观念还是个人性格看，他都是非常民主的人。他完全相信，发明的能力广泛地分布在每一个普通人身上，发明的冲动到处都存在。如果发明现象和呼吸一样自然存在，那么人们可以预见，发明活动将会像呼吸一样，无论出现在2世纪的埃及抑或18世纪的英国，表现都差不太多。而厄舍的确就是这么认为的。对他而言，每一项发明都必然遵循着以下四个顺序：1意识到了存在未得到满足的需求；2认识到满足这种需求的现有尝试中，有自相矛盾的地方，或缺少某种东西，厄舍称为“不完全模式”；3对这种模式有了一种突然的洞察力；4“关键性的修正”过程，在此过程中洞见经受考验、改进乃至完善。厄舍对发明创新领域的指引作用是不可估量的。在接下来的篇章里，将会多次涉及他对发明过程的逐步描述。但正因为他提出的发明顺序，可以应用在从新石器时代的挖掘棒（印第安人使用的掘土工具）到机械织布机的所有发明物上，所以它不能解释为什么——一排学童在介绍艾什顿为工业革命撰写的简短而又不可或缺的历史时的难忘情景——“大约在1760年，一批小工具发明席卷了整个英国。”如果阿基米德、达•芬奇和瓦特构想出这些“小物件”的过程根本一模一样，那为什么直到18世纪中叶这一过程才从涓涓细流汇聚成滚滚巨浪呢？单纯将工业革命视为一批小工具发明的集合，并不能把蒸汽动力的位置——“火箭号”机车的动力源——推到这批小工具发明的“波峰”。毕竟，欧洲工业化的头几十年的动力主要是水力和风力，而不是蒸汽。一直到了1800年，英国的水车产生的动力仍然是蒸汽机的三倍之多。本书不是以“火箭号”机车，而是以“现代世界的形成”走廊中的另一个展物作为开端，是令人信服的。这个展物就是理查德•阿克莱特的棉纺织机，它因动力源是水而被称为“水力纺纱机”尽管如此，蒸汽机仍然是工业革命时代的标志性装置，但这并不是因为它代表了一种不依赖于人畜体力的动力形式，水车和风车早就已经摆脱了人畜体力，也不是因为蒸汽机具有远远超过水力或风能的迅速改进的巨大潜能。蒸汽动力占据了工业革命的全部历史的真正原因是其核心位置，它连接了整个时代的技术和经济创新。它是车轮中心，连接了作为辐条的煤炭、铁和棉花。最先被发明出来的蒸汽机就是用来为矿井排水的，而矿井中产出的正是蒸汽机所需的煤炭。人们修建铸造厂来为蒸汽机制造锅炉，而熔炉和高炉都由蒸汽机操控。由蒸汽船运送到不列颠群岛的棉花被蒸汽动力纺织机纺织成布，再经蒸汽机车运至市场出售。蒸汽动力的产生必须要有成千上万的发明，而从纺织厂——很快水力纺纱机也将由蒸汽动力驱动——到远洋轮船，再到铁路，这些数量更为庞大的发明完全依赖蒸汽动力。在历经了寻找永动机的数千年时间之后，“火箭号”机车的核心机器蒸汽机的发明者创造了更好的东西：一台永久保持创新的“机器”。在这台机器上，每一项新发明都会激发出另一项更新的发明。总之，迄今为止，还将无限循环下去。永久的技术创新是现代生活中非常重要的一部分，以至于很难想象没有创新的世界会是什么样子。然而，现代世界的历史进程又是打破常规的。数以百计的不同文明在18世纪之前都经历了发明创造能力和经济增长的大爆发——其维持时间并未超过一个世纪。例如，设想一下，如果伊斯兰黄金时代（the Islamic Golden Age）的发明者做出大量发明，从曲柄驱动的风车到水力涡轮机，再到世界很先进的机械表，无所不包，延续到13世纪，过去的800年可能会大不一样。然而，像世界上所有早期的发明大爆发一样，用对这一现象做出最敏锐观察的其中一位杰出人士的话说，它“失败了”。18世纪出现的奇迹的特别之处就在于，它是第一个尚未经历失败的奇迹。从“火箭号”机车引出的多条线索构成了如此令人深思的难题，而其中真正的原因就是，前述所谓的18世纪奇迹完完全全是由英语民族造就的。“火箭号”机车包含了大大小小数百项发明，其中有安全阀、反馈控制装置、回还烟道以及冷凝器，更不必说为它供给原材料的铸铁厂和煤矿了。如果人们使用魔法将意大利、瑞典或法国、中国等地发明的那些蒸汽机全部清除，那么“火箭号”机车仍将继续奔跑。如果把同样的魔法用在英格兰、苏格兰、威尔士以及美国发明的蒸汽机上，那么科学博物馆的站台上就将空无一物。这是一个从来都不缺乏解决方案的难题（参见工业革命以及上述理论阐述）。其中一项提议就来自你手里的这本书，它的意思归结起来就是：英语民族将陷入马尔萨斯陷阱长达一万年之久的人类拉了出来，对这卓越功绩做出的好解释就是，英语世界将发明的本质大众化了。更简单地说，18世纪以前，发明创造要么是那些生活富足者的一项休闲活动（或是资助工匠代表他们自己搞发明），要么尽可能长时间地处于保密状态。在英国，一个法律与社会环境的奇特组合给了工匠们从事发明的动力，作为回报，他们被要求分享他们的发明物的相关知识。弗吉尼亚•伍尔芙（Virginia Woolf）的观察非常有名，即“人类的性格大约在1910年12月发生了改变”。这一观察不仅隐晦难解，而且有约一个世纪不为人知的历史，也可能是两个世纪。17世纪的英国极力主张“创意也属于一种财产所有权”，人性（至少是人类行为）因此而被改变，而且是永远被改变了。英国人的这种观念与历史上任何思想一样，都很重要。虽然自然法则对黄金、土地或任何其他传统形式的财产都有严苛制约，但对有潜在价值的思想观念却一点限制都没有（事实上也是如此）。结果就是，整个国家没有财产的平民大众都受到激励去创造思想观念，进而获得应用这些观念的权利。观察任何族群的人——如果你愿意的话——你都能发现他们的发色或肤色都有来自其祖先的遗传线索。在显微镜下观测血细胞或皮肤细胞，你会得到更多信息。把受试者的DNA做一个排序，你会了解到相当多的信息，包括他们许多代的先人曾生活在地球的哪一部分，以及他们每个人之间的基因遗传关系。站在“火箭号”机车前，你可能会看到“仅有的”一台结构特别复杂的机器。但以历史学家的显微镜观测它的话，蒸汽机车乃至以它为例证的工业革命的“基因序列”都变得清晰起来。它自身包含了100种来自十多个不同学科领域的“血统”，与一个欧洲贵族家族的家谱一样，华丽又复杂。蒸汽动力的产生不仅取决于人们对空气与真空的性质的全新理解，还取决于人们对热力学出自经验的而非科学的理解，以及描述一种物质如何移动其他物质的新型机械学语言。它完全依赖于由几代单个英国家庭所开启的新“铁器时代”；它是在理解国民财富方面的一次变革，而对国民财富的理解本身是来自苏格兰启蒙运动的贡献；它还是对水——作为储存和释放热量的媒介——的特殊性质的一次全新认识。也许最重要的蒸汽机之父就是认为创意即财产的那种观念，而这个观念本身就源于其中一位英国最伟大的法学家（也是英国最知名的政治哲学家）。“火箭号”机车身上附着的各种线索把人们带回到牛津的学院、伯明翰的工厂、什罗浦郡的锻造厂和康沃尔的矿山，也把人们带回到约克郡的修道院、弗吉尼亚的面粉厂、威斯敏斯特的法庭，以及皮卡迪利大街的制锁作坊。那些线索终结在历史上最了不起的某些“发现时刻”（eureka moments）：一位爱丁堡大学的教授发现了二氧化碳；一个移居美国的人证明了热量和运动是关于相同事物的两种思考方式；一个希腊渔夫发现了公元1世纪的计算器。所有这些——冶金术与法律辩护，化学与动力学，物理学与经济学——都将在本书各篇章中一一展现。但在这些篇章中最重要的仍是发明本身。站在“火箭号”机车前的人，很快就会思索这项特别的人类活动的历史，以及它涉及的心理学、经济学乃至社会背景。蒸汽的故事可能受到了机械学发展局限的制约，但它是由发明者的行为以及本书接下来的篇章所限定。而本书的这些篇章不仅试图探讨发明人的实际作为，还将探讨发明人在那样做时，其大脑里究竟在想些什么，会涉及神经生物学、认知科学以及进化论社会学的最新研究成果。自从进化成两足动物之后，人类已发明了很多东西，比如240万年前东非的石器，8000年前安纳托利亚地区（Anatolia）的陶器。5000年之后，意大利塔兰托的阿尔库塔斯描述过滑轮结构。阿基米德可能发明了杠杆、螺丝和楔子。在X-Y坐标图上，可以把1000个世纪以来表示人类发明速率的公式绘制成一条直线。有时这条直线稍微陡峭一些，有时平坦一些。在18~19世纪之间的几十年里，在一个没有特别的地理资源的岛国，仅一个单一变量就改变了这个公式。结果是机器改变了一切，包括发明创造这种观念自身在内。“火箭号”机车乃至工业革命的组成部分不是齿轮、杠杆和锅炉，而是关于齿轮、杠杆和锅炉的思想观念——自农业文明诞生以来最重要的思想观念。其间是有差异的。从两河流域的新月地带（Fertile Crescent）、中国长江三角洲地区到印度河流域的很多区域都独立演化出了农业文明。而持续创新的奇迹却有着的来源。在的时间、的地区，人类第一次将发明、权力和财富连在了一起，从而发现了世界上最有力量的思想观念。
占位居中
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