书城经济富裕的杠杆:技术革新与经济进步
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第5章 技术史描述(1)

§§§第2章欧洲古典时期

直到最近,人们对古典文明(古希腊文明、希腊化文明和古罗马文明)的一致意见是,这些社会在技术上并非极为成功(Finley,1965,1973;Hodges,1970;Lee,1973)。可是,正如有些近期的评论家所指出的,这样一种判断过于草率了(K.D.White,1984)。首先,若干重大的技术突破是在古典时期取得的,由于文字记载和残余考古证据的缺乏,其程度很可能被历史学家所低估。其次,当时的确有种观念认为,科学由于能够应用于有形物体,而不是出于其本身的缘故而得到人们的尊崇。这种观念在希腊化时代的技师中发展得尤其充分。再次,如同芬雷(Finley,1973,p.147)所强调的,对古代社会的这种草率判断,在某种意义上是因为我们把自己的价值体系强加于一个对增长不感兴趣的社会。“无论怎样定义一种可以令人接受的生活方式,只要它能够得以维持,那么其他的价值观就有上演的舞台。”在对希腊人和罗马人最重要的领域中,他们取得了巨大成就。西波拉(Cibola,1980,p.168)补充道,由于我们的社会拥有一个机械论占主导的文明,我们往往在很大程度上把技巧看成等同于技术,而古典文明被导向的是其他形式的技术。在古典技术成就中,若干重要的成就出自本质上非物质性的技术领域:新造语词、按字母表排序、速记法和几何学等都是信息处理范畴的一部分,而不是经济的物质产品领域。即便他们在物质领域取得了成就,也主要是在建筑方面,而不是在机械装置方面。虽然如此,对于一个在文学、科学、数学、医学和政治组织等方面都取得如此辉煌成就的文明,前述判断反映了我们对该文明本能的失望。甚至在技术的非机械领域,例如化学和农业,这些领域在我们看来原本属于古典世界的潜力所在,但古典世界的记载似乎同我们这种预期不相符合。

在古典社会里,尤其是在古罗马时期,所取得的技术进步是为公共部门而不是为私人部门服务的。古罗马的领导人通过完成公共工程得到了声望和政治权力。罗马帝国的历史尤其展现了阿格里帕(Appa)和阿波罗德罗(Apollo Pedro)等人的重要性,他们协助各自的主人(分别是奥古斯都和特拉扬)完成了规模宏大的公共工程。同1800年欧洲各文明国家的首都相比,公元100年的罗马拥有更优良的铺砌道路系统、污水处理系统、供水系统和消防系统。可是,在农业、制造业和服务业等方面取得的成就较少,也较缓慢,这些工作大都是由私人部门完成的。希腊和罗马得以驰名的主要领域是在民用水利工程和建筑方面。建造水路管道,既为了供应淡水,也为了排水,这些引水管的建设日期始自古希腊早期。掌握了庞大资源的罗马帝国,把涉及公共利益的工程发展到了极致,尽管大多数工程壮举——包括道路和沟渠,采用的都是当时的技术。罗马供水系统是由阿皮欧·克劳迪欧(Apio Claudio)于公元前312年开始建造的,到公元1、2世纪,供水系统达到了史无前例的复杂程度。污水和废物处理系统也高度发达。罗马的一套集中供热系统是为用于家庭和公共浴室而发展起来的。在描述城市对罗马技术的取向时,霍奇斯(Hodges,1970,p.197)推断,“罗马市对其规模比对其设计的新颖性更感兴趣”。

在罗马的工程当中,陆地运输基础设施同样重要,罗马人修建的道路和桥梁被作为罗马人最伟大的成就之一而得到充分的敬仰。罗马人在这个方面所取得的大量成就归因于他们发明了接合剂石工术,福布斯(Forbes,1958b,p.73)称之为“可以归属于罗马人的惟一伟大发现”。‘我们不应该夸大罗马道路的经济意义。那些迟至中世纪还幸存的道路是没有怎么使用过的道路,而在高卢人修建的道路中,大多数因使用频繁、保养不良而变得破旧不堪了。罗马人出于军事目的才修建道路,普通公众出于贸易目的而使用道路是附带的、偶然的(Leighton,1972,pp.48—60)。到罗马帝国后期,政府对运送物的重量进行了严格的限制,而且,如果没有马具、钉马掌和马车蓬等辅助技术,那么它们在经济上的影响或许只局限于那些价值高、重量轻的货物了。罗马人对道路的使用等级森严,这对于步兵行军和轻型货物的运输影响不大,但对于商业运输则证明是太麻烦了。桥梁和水利工程上,罗马人使用了由接合剂制成的承重拱和承重梁等革命性的技术。有些水利设施,例如法国尼姆市附近著名的加尔德桥(Pont du Garr Bridge),仍幸存至今。其他工程,例如由恺撒(Julius Cesar)的军队在莱茵河上仅花十天工夫就建成的木制高架桥梁,我们只是从文献当中才得知。

在公共部门中,另一个证明技术独创性有效的领域是战争武器的制造。尽管军事技术不是本书关注的重点,但值得注意的是,希腊和罗马的军事技术是科学和技术成功协作的少数领域之一。令人奇怪的是,罗马人对古希腊和希腊化时代的军事武器改良不多,虽然罗马人广泛地使用这些武器,并建造了更大也更锋利的同种武器。

在我们今天称之为机器的领域,古典社会,尤其是希腊化社会作出了贡献,这在于他们完全认识到各种机器元件的重要性,例如杠杆、楔子和螺杆等机器元件,以及棘齿、滑轮、齿轮和凸轮等传动装置。然而,这些见识主要应用于战争武器和聪明的小器具,这些发明之所以得到人们的赞美,往往是发明物本身的缘故,却很少出于实用目的。其中的许多思想被湮没数千年而无人问津。古代发明家和工程师的许多著作流传至今,其中,也许最光彩夺目的要数亚历山大里亚的希罗(Hero,亚历山大时期的科学家,发明了水动力机和蒸汽动力机,并推导出了测定三角形面积的公式——译注)。希罗所处的时期大约在公元第一个世纪的后期(Landes,1978,p.201)。在归属于希罗的发明中,有汽转球、自动投币售卖机以及用于测量高度和角度的光学装置。汽转球是一种用于开启寺庙大门的可用蒸汽机,自动投币售卖机用于销售寺庙中的圣水,而光学装置把经纬仪(用于测量角度)和水平仪结合起来,是一种同用于勘测和建筑领域的仪器,类似于现代经纬仪。希罗的大多数发明充其量出于娱乐目的。可以说,特西比欧(tesibius)的发明也是如此。特西比欧生活于公元前3世纪,有些人称之为亚历山大大帝时代的爱迪生。据说,特西比欧发明了液压式风琴、金属弹簧、滴漏和压力泵。

最近,人们在克利特岛附近海域的一艘沉船上发现了一批货物,在这批货物中,著名的安蒂基瑟拉(Antikythera)机械装置展示了希腊化社会的技术天赋。该装置建造于公元前一世纪,是齿轮式天文学计算机器,复杂得令人惊讶。德里克·普莱斯(Derek Price)重建了这个机械装置,他告诫历史学家,要“彻底反省我们对古希腊技术的看法,制造了这个装置的民族几乎可以制造出他们想要制造的任何机械装置”(Price,1975,p.48)。这一论断似乎矫枉过正了。这种机械装置只不过证明了,希腊化文明掌握了齿轮的使用,他们对几何学的应用超出了人们以前所有的估计,证明了他们的星盘(天体观测仪,发明于公元前2世纪)在机械方面复杂精妙。安蒂基瑟拉机械装置例证了,古代文明有能力制造复杂精妙的天文学仪器,而且能够制造比迄今人们所想象的要复杂得多的齿轮式机械装置。可是,这个机械装置充其量是出于科学的或许还有占星术的目的,而用来再现月球、太阳以及各行星运动的一个小器具罢了。在我们可以断定的范围内,它没有任何直接的经济目的,而且从古代学者的视角来看,这个制造了安蒂基瑟拉机械装置的机械设计分支既不是那一时期主流发明的代表,对主流发明也没有影响(Brumbaugh,1966,p.98)。这项发明表明了古典文明具有制造复杂技术装置的智慧潜力。那么问题仍然是,使这种潜力得到运用以及使其转化为经济进步为什么会如此之少。我将在第三部分讨论古希腊一罗马社会中的技术议题。

希腊化文明和古罗马文明在许多领域作出了永久性的贡献,其中一个领域就是水的提升和汲取。在古代,各种各样的泵广泛应用于灌溉、矿山排水、消防和舱底排水。罗马人熟悉并使用了压力泵。压力泵必须沉浸在水里,这个缺点使它们难以操作和安装。可是,显然作为压力泵辅助装置的抽水机直到19世纪才发明出来(Oleson,1984;Iandels,1978,ch.3)。提升水的装置导致机械学中的若干进步,例如电力传输设备的发展(齿轮、凸轮和链条)。可是,从水的提升向其他行业的技术溢出却难以看到能够确认的积极表现,有些在机械上很重要的见识也都遗漏了,例如曲柄和飞轮。

在私人部门中,例如农业、纺织业,以及能源和材料业,在公元前500年至公元500年间所取得的进步是适度的。新的思想虽然不是完全没有,可是新思想的传播和应用却时有时无,而且势头缓慢。从纯经济观点来看,杠杆原理是由阿基米德发现的,这个发现是最重要的技术突破。杠杆结合了制造螺丝钉的螺旋原理,用于传动、附着和挤压。与这些技术相关联的是古代工程师的这样一种认识:在某一端上施加的力会随着距离的缩短而在另一端上产生较大的力。葡萄榨汁器就是这个原理的一个例子。葡萄榨汁器最初是由普利尼(Pinv)于公元70年提到的,他认为这是希腊人在上一个世纪发明的。另一项发明是复滑车。复滑车使起重机可以抬升重物。在这些发明中,有一部分是否直接归之于阿基米德仍不清楚。有可能是先有实践后有理论,而不是相反,就像其他许多例子一样。

在冶金和矿业中,主要进步是斗式水车和阿基米德螺杆的使用。在把已萃取的矿物从矿渣中分离出来的过程中,希腊人取得了若干进步,不过在公元前300年以后,实质性的变化基本不多。希腊和罗马的炼铁技术发展缓慢,生产的产品质地不均,因而质量糟糕。炼铁过程是:铁矿石在锻铁炉里加热,把矿石中的碳燃烧掉,留下了含有矿物质的矿渣,然后把矿渣移动到其他地方生产出我们今天可以称之为熟铁(即,不含碳的铁)的东西。古代铁匠没有能力在足够高的温度下生产用于铸造的铁,这是古代冶炼技术的局限。古代铁匠生产出来的铁块柔软,呈面糊状,在生产出至少有用的金属之前,这些铁块还需要进行频繁的锻打和进一步的加热。尽管西方的锻铁炉能够制造某种较低质量的钢,但是“丝制钢”(或称伍兹钢)这种最优质的钢是从印度进口的(Baclough,1984,V0l_I,p.19)。到公元4世纪,风箱很可能在熔炉中得到了使用,但是由于产生不了足够高的温度,铸铁还不为人所知。在这方面,古典社会以及中世纪早期的西方世界落在中国后面。中国早在公元前3世纪就熟知铸铁技术。我们能够确定的是,尽管希腊人和罗马人广泛地使用了铁,但是在冶炼方面进步甚微。有关技术进步的证据没有说服力,而且证据往往主要来自东欧和英国,具有罗马所统治的地中海世界的典型证据几乎没有(Tylecote,1976,p.53)。我们至多可以说,罗马帝国传播了最具实践性的技术,或者见证了稍大一些的熔炉的采用和少许边缘性的改进。