技术与文明

1791年，瓦特完善蒸汽机后还不到一代人，一心想成为下个世纪领先的思想家的伊拉兹马斯·达尔文（Erasmus Darwin）博士用下述诗句来描述新的动力：

你的武器——解放了的蒸汽必将

拖拽缓慢的驳船和飞快的车辆，

或驱动空中飞驰的战车

借助于挥动展开的翅膀。

洋洋得意的乘员俯视苍茫，

高傲地让方巾随风飘扬，

战斗的鼓声让平民目瞪口呆，

军队也畏缩在云层阴影的下方。

其领悟力很敏捷，预言也正确。下一世纪的技术史，直接或间接的，就是蒸汽的历史。

要达到更深的矿层，就需要更有效的开采工具，于是推动了对于新泵的探索，它必须比人力或马匹更有力，比风力和水力更有规律、更易于取得并掌控，还必须摆脱水的限制。于1575年发表于欧洲的希罗（Hero）的气动力学的译本，包括了利用蒸汽的装置并提及16世纪的多位发明家，例如波尔塔、卡当和德科斯（De Caus)，他们曾提出利用蒸汽的力量来工作的各种建议。一个世纪以后，伍斯特（Worcester）侯爵二世忙于蒸汽泵的发明（1630年），把科学实验的玩具变成了实际的机械。1633年侯爵的“控制水力的”机器获得了专利，他还建议成立一个水厂给伦敦的居民供水。虽然这个建议没有实现，但他的工作得到了发展。托马斯·萨弗里（Thomas Savery）称自己的装置为“矿工之友”，并于1698年首次公开亮相。

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在法国，帕潘博士（Dr. Papin）沿着同样的思路发展，他把自己的机器称为“以低成本产生较大动力的新机器”：这个名字清楚地表达了其目标。纽科门（Newcomen）继续帕潘的工作，于1712年推出了改进型的泵机。虽然机器很笨拙，而且由于在冷凝过程中失去了大量的热能，其效率也不高。但它在功率上超过了以往任何一个动力机械；煤矿则可以通过利用蒸汽动力而摆脱水淹的限制而采掘得更深。发明的主要思路在瓦特介入之前就已制定了。瓦特的使命不是发明、而是改进蒸汽机。他单独设立了冷凝室，并对蒸汽的膨胀压力加以利用，于是大大提高了效率。他从1765年开始研究，并于1769年申请了专利，1775年至1800年之间在英国建造了289个蒸汽机。直到1781年瓦特才开始致力于发明旋转的动力机械，其结果就是1786年安装于阿尔比恩（Albion）面粉厂的伟大的双冲程50马力引擎，之前第一个这类产品是用于伦敦酿酒厂的10马力引擎。当时对动力的要求非常迫切，不到二十年内他就为棉纺厂安装了84台引擎，为毛纺厂或精纺厂安装了9台，为运河安装了18台，为酿酒厂安装了17台。

瓦特的改进反过来又要求冶金术的改进。那个年代的机械加工是很不精确的；给引擎活塞镗孔的时候，活塞的直径不过28英寸，却不得不容忍一个小手指宽的误差。改进引擎的要求导致了1776年的威尔金森（Wilkinson）镗床以及一二十年后莫兹利（Mandslay）的多个发明和简化，包括对车床的法兰西滑动刀座的完善。—这一切大大推动了机械加工的进步。顺便说一句，伦尼（Rennie）设计的阿尔比恩面粉厂不仅是第一个利用蒸汽来磨麦的工厂，而且是第一家其中全部重要设备都是金属制成的企业，包括轮轴、转轮、齿轮和轴杆。

在许多方面，18世纪80年代都可算是古生代技术时期的丰收年，默多克发明的蒸汽车辆、科特（Cort）发明的反射炉、威尔金森的铁船、卡特赖特的动力织机以及茹弗鲁瓦（Jouffroy）和费奇（Fitch）的汽艇，后者装备的螺旋桨一直沿用到近代。

木器时代的全部技术现在必须用难熔金属—铁——来加以完善。当然，始生代技术时期到古生代技术时期的转变也是逐步进行的，但不可能停留在中途。例如，木头在美国和俄罗斯可能直到19世纪的70或80年代仍然应用于机车和汽船，随着机器体系的普及和燃料的大量应用，对煤的需求也随之增长。瓦特的蒸汽机，每马力大约耗煤8磅半，而斯米顿（Smeaton）的空气介质的发动机，每马力大约耗煤16磅。因此，对瓦特蒸汽机的需求不断增加，其应用领域也不断扩大。直到1832年水轮机才得以完善，在此之前的三四十年间，蒸汽占统治地位而且一直是提高效率的象征。即使在荷兰，开垦须德海（ZuyderZee）的时候也引入了高效的蒸汽机。一旦确立了新的尺度、新的度量、新的规则，如果没有其他因素帮助的话，风力和水力是无法与蒸汽相竞争的。

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但请注意一个重要的区别：蒸汽机有利于垄断和集中。风力和水力是免费的；而煤是要花钱的，蒸汽机是昂贵的投资，它所驱动的机器也是如此。采矿和高炉中流行的24小时作业，现在扩散到了过去晚上不营业的其他行业。一心只想从每一分投资中赚取利润的纺织业延长了工作时间。15世纪的英国，夏季每天工作14-15小时，2.5-3小时的休息和吃饭时间。而现在每天工作16小时，不分冬夏，只有1小时吃饭。动力靠蒸汽机，照明靠煤气，工厂可以24小时运行，那工人为什么就不行呢？蒸汽机成了定调者。

因为蒸汽机需要司炉和工程师的持续关照。一台大的蒸汽机要比许多台小的效率高。用若干小机器，不如用一台大机器。因此，蒸汽动力助长了本已存在于制造业的、工厂越变越大的趋势。由于蒸汽机的特性，规模成了效率的象征。受到蒸汽机制约的工艺流程让工业巨头接受了集中化和巨型化，不仅如此，他们还变得迷信规模，相信巨型化就是进步的标志。大蒸汽机，大工厂，大农场，大鼓风炉；人们认为效率与规模成正比，更大意味着更好。

而且，蒸汽机还在另一个方面助长了集中化和巨型化的趋势。虽然铁路增加了运输的距离以及机车和运输的规模，但是它只能在相对较小的局部地区发挥作用。若坡度大于2%，铁路的性能就很低，因此新的铁路线总是沿着水路或谷地。这就迫使始生代技术时期依靠高原道路或运河的那些地区的居民向外迁徙。随着铁路网的建设和国际市场的发展，人口趋向集中于终端大城市、铁路交点和港口。干线快车的推出更增强了这种集中的趋势，而支线和跨国路线则衰落、倒闭或主动停业。跨国旅行往往要走两倍的距离；先通往某个中心城市，然后再返回来，走一个马蹄形。

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虽然蒸汽车辆比铁路更早发明，并已在英国原有的邮路上投入运行，但它从未对铁路形成挑战，因为铁路一出现英国议会就通过一项法案把蒸汽车辆逐出赛场。因此，蒸汽动力不但增大了城市的范围，而且促使新居民区沿着铁路干线和运输主路聚集起来。这种帕特里克·格迪斯称之为大都会的人口大量聚集是煤炭-钢铁体系的直接产物。然而必须把它与社会职能上自然形成的城市区别开来，虽然它们之间有着表面的相似：集中的建筑物和聚集的人口。这种新的人口聚集区的前景取决于其中新工厂的规模、人口的数量以及增长率。于是，蒸汽机在每个方面都强化、深化了之前三个世纪内缓慢发生的、生活中追求数量的趋势。1852年铁路传到了东印度，1872年传到了日本，1876年传到了中国。铁路铺到哪里，矿业文明的理念和技术也就传到哪里。

1. 铁与血

煤与铁统治了古生代技术时期。到处是它们的颜色：浅灰、深灰直至黑色。黑色的料仓、黑色的烟囱管帽、黑色的马车或客车、炉膛的黑色铁框，用于烹饪的黑色锅、盘和炉子。难道是在哀悼吗？或者是一种保护色？或者仅仅是感官的压抑？不论古生代技术时期的环境的本来颜色是什么，它很快就由于具有时代特征的煤烟或灰烬而褪色了，变成典型的肮脏的棕色、灰色或是黑色。英国新工业中心被恰当地称为黑色的家乡。1850年美国匹兹堡地区也出现类似的黑色，不久又出现在鲁尔区和里尔的周边地区。

铁成为无处不在的物质，人们晚上在铁床上睡觉，早晨在铁盆里洗脸，用铁哑铃或其他铁制举重器械锻炼，在夏普和罗伯茨家族制造的铁制台球桌上打台球，坐在铁制火车头的后面、沿着铁路旅行，走过铁桥到达带有铁顶的火车站。1847年之后，甚至美国的办公大楼的前脸都用铸铁制成。在最典型的维多利亚时代的乌托邦计划中，也即

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J·S·白金汉的计划中，理想城市几乎全部由铁建造而成。

虽然意大利人在16世纪就设计了铁桥，但第一座铁桥是英国人于1779年建造的塞文河（River Severn）大桥；第一个铁制圆顶于1817年安装在巴黎的布雷大厅（Halles des Blés)；第一艘铁船建造于1787年，第一艘铁制汽艇建造于1821年。古生代技术时期如此沉迷于铁，使它还曾是药品的偏爱，因为除了切实利益之外，它还具有让人联想到力量的魅力。同样的理由，还有人销售用于制作男子的袖口和领子的铁质原料，虽然并未得到实际应用。另方面，随着弹簧钢的发展，铁甚至取代了鲸须，成为用于改变妇女乳房、骨盆或臀部形状的设备。虽然钢铁最广泛、最有效的应用是在战争中，但人类生活的每一个方面都直接或间接地受到了这种新材料的影响。

更便宜、更有效的制铁工艺就是巨大的军用需求的一个直接结果。达尔比（Darby）的铸铁工艺和亨茨曼（Huntsman）的坩埚炼钢工艺之后第一个重要进展来自英国海军代理商亨利·科特（HenryCort)，他于1784年为其搅炼工艺申请了专利。这个发明不仅为英国的钢铁出口，而且为英国打败拿破仑作出了适时的贡献。1856年，英国人亨利·贝塞麦（Henry Bessemer）取得在蛋形转炉中给铸铁脱碳的炼钢专利。稍早之前肯塔基一个铁厂的厂长威廉·凯利也独立发明了这个工艺。由于有了贝塞麦炼钢法以及稍后的西门子-马丁平炉炼钢法，炮兵装备在战时出现了从未有过的繁荣。之后又出现了使用长程火炮的铁甲战船和钢甲战船。这既是最可怕的战争武器，也成了国家收入的最大开支项。廉价的钢铁使得装备前所未有的庞大陆军、海军成为可能，更大的火炮、更大的战船、更复杂的装备。而新的铁路系统又可以把更多的军队送往战场，并保证他们与遥远的供应基地的联络。于是战争成为大规模生产的一个组成部分。

1851年，就在庆祝和平与国际主义的胜利的时候，古生代技术体系却在准备一系列更加致命的战争，由于现代化的生产和运输体系，整个国家最后必然卷入其中：美国国内战争、普法战争以及最可怕、最邪恶的战争——世界大战。军备工业已经由于铁路的建设和以往的战争而过分膨胀了，在战争的养育下它们又在寻找新的市场。在美国，一个出路是钢铁建造的高楼大厦，但最终它们还得回到更可靠的战争出路上来。它们煽动竞争双方的恐惧以及国家之间的敌意，以求其投资的回报。最近美国钢铁制造商破坏1927年国际裁军会议的丑恶表演，只不过是一个典型；上一个世纪就有成百上千个类似的行动，只是没有那么出名而已。

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流血与产钢同步，实际上整个古生代技术时期，从头至尾都笼罩在铁血政策的统治之下。它对生命的轻视程度，也许只有为死亡作准备的宗教仪式可以与之相提并论。它所说的和平实在难以理解，所谓和平无非是潜伏的战争而已。

那么，这个对于人类事务施加如此重大影响的材料，其特性究竟是什么？陨石铁的利用可以追溯到很久远的过去。公元前1000年就有从矿石中提炼铁的记录，但其迅速氧化的特性使得更早期利用铁的痕迹难以追寻。在埃及，铁是与荒芜和沙漠之神赛特（Set）—恐惧的对象相关联的，由于铁与军事艺术的紧密联系，这个关联并非没有道理。

铁的主要优点是高强度和良好的延展性。而其中碳含量的多少改变着铁的性质，从韧性改变到脆性。作为钢或锻铁，其强度超过其他任何常见金属。而且，适当的断面形状可使诸如Ⅰ形截面的铁棒的强度与整块铁棒的强度相当，因此与石块相比，铁具有高强度、重量轻以及易运输的特点。此外，铁不仅像石块一样在压力载荷下强度很高，而且与石块不同的是，在拉伸或用于链条和缆索时其强度也很高。当中国人首先利用铁器的时候，这些特点也许就已经充分表现出来了。但这些优点是有代价的，铁必须在比铜、锌、锡更高的温度下进行加工，钢在1800℃下熔化，铸铁在1500℃熔化，而铜的熔点是1100℃，某些青铜的熔点只有其一半。因此铸铜要比铸铁出现得早得多。大规模炼铁需要大量生产的动力，所以锻铁的出现可以追溯到至少2500年前，而直到14世纪，当水力风箱实现了鼓风炉所需的高温的时候，铸铁才被发明出来。为了大量钢铁的处理，例如运送、轧制和锻造，各种辅助设备也必须高度发展。虽然古代就曾经用冷轧的方法制造硬铜工具，但钢材的冷轧则有待更先进的动力机械。发明于1838年的纳思密斯（Nasmyth）蒸汽锤最终完善了钢材的加工，催生了19世纪后半叶庞大的机器以及巨型的实用设施。

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然而，钢铁也有与其优点相当的缺点。在通常的不纯状态下，铁将迅速氧化。直到新生代技术时期发明不锈钢之前，铁器表面必须至少覆盖一薄层不易氧化的材料。若听其自然，铁器将彻底锈蚀。若不经常润滑，轴承将转不动；若不反复涂漆，铁船、铁桥和铁棚将在一二十年间锈蚀得不堪使用。除非能经常照料，否则古罗马的石砌管道就比它更适合于长期使用。再一点，铁还随着温度的变化而变化，必须为夏季的膨胀、冬季的收缩以及白天黑夜的温差而留出余量。此外，如果不敷设一层防火材料，铁的强度会在高温下迅速降低，最牢固的结构也会变成一堆扭曲变形的金属。然而，正因为铁容易氧化，它至少具有一个补偿性的属性：铁是地壳中除了铝之外最普通的金属。不幸的是，铁的普通和廉价，再加上铁在其性质被研究清楚之前很久就单凭经验的方法而付诸应用了。因此铁的利用未免有点粗放。由于了解不够深入，设计者为了安全总是在铁结构中使用过大的部件，因此无法通过减轻重量并让结构更适应功能从而充分体现审美上的优势，更不用说经济效益了。于是出现了下面这个悖论：1775年至1875年间，技术上最先进的部门却出现了技术上的倒退。既然铁这么廉价，动力又这么丰富，何必还要工程师浪费精力去节省铁材或节约动力呢？按照古生代技术的标准，这个问题是没有答案的。那个时期人们所吹嘘的钢铁业绩，其中有许多实际上是材料的浪费。

1. 对环境的破坏

古生代技术工业的第一个标志就是空气污染。本杰明·富兰克林(BenjaminFranklin）高兴地建议，煤烟，作为未被燃烧的碳，应当在锅炉中被再次利用。然而新厂商建造蒸汽机、树立工厂烟囱，却未做任何努力来彻底燃烧初次燃烧的产物以节约能量，他们一开始也并未计划利用炼焦炉的副产品或鼓风炉中所产生的煤气。尽管蒸汽机的改进被吹嘘得如何如何高妙，其效率只达到10%，所产生的热量90%都通过辐射而损失了，相当一部分的燃料通过烟道而逃逸了。瓦特的蒸汽机轰轰作响，尽管瓦特自己很想消除这种噪声，然而噪声却被看作动力和效率的标志。同样，工厂的烟囱污染空气并浪费能源，烟尘增加了天空的尘雾，遮蔽了阳光，这种不完善的粗放技术的象征，却被吹嘘为繁荣的表征。古生代技术工业的集中特性更加剧了这种恶化过程。位于乡村的小铁厂的污染和污垢可以毫不费力地被吸收或被气流带走。如果20个大铁厂集中在一起，聚集的臭气和垃圾必将导致环境的恶化。

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这种古生代技术的恶习所带来的重大损失，即使到了今天仍然能看到，而且可以用古生代技术辩护者也能理解的语言来表达。为了让匹兹堡在煤烟中保持清洁，每年的支出估计如下：额外的洗衣费150万美元，大扫除耗费75万美元，额外的门帘、窗帘清洁费36万美元。此处还没有计算建筑物腐蚀所造成的损失、烟雾期间需要照明的额外支出、由于阳光不足使健康和活力受到影响所造成的损失。生产碳酸钠的勒布朗（LeBlanc）工艺中所产生的盐酸一直被弃置浪费。直到1863年，由于周围的蔬菜和金属产品受其影响，英国议会通过了强制法案，盐酸才被迫回收，而且回收的氯最终被转化成具有较高利润的漂白粉。

在古生代技术世界里，只认金钱、价格、资本和股份，而环境，就像其他很多人类生存的要素一样，被认为是抽象的东西。空气和阳光，由于不具有交换价值，没有任何实际的地位。在萨德勒工厂调查委员会面前，内科医生基于巴黎爱德华医生的蝌蚪实验证明了阳光对于儿童成长的不可或缺的关键作用；他还指出，在经常受阳光照射的墨西哥人或秘鲁人中极少发现工厂密集的城市中常见的畸形。这比确立阳光在防止佝偻病上的作用早了一个世纪。英国维多利亚资本主义的伟大辩护者安德鲁·尤尔（AndrewUre）对此大为吃惊。作为回应，他得意地出示一张照片，其中工厂车间虽然没有窗户但有良好的煤气照明；他竟认为这可以代替阳光！

古生代技术经济的价值观是非颠倒。其中抽象的因素被尊为过硬的事实和终极的现实，而生存现实却被暴发户们认为是抽象的，是感伤的幻想，甚至是心理失常。因此，这个时期西方世界的特征就是广为流传的颠倒是非和对环境的破坏。采矿业的策略以及矿山的残骸无处不在。美国由于煤烟所造成的损失是惊人的，每年约2亿美元。毫不夸张地说，古生代技术经济所燃烧的其实就是钱啊。

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这个时期新生的化学工业没有采取什么认真的措施来控制对空气或对溪流的污染，也未尽力让化工厂远离城镇的居民区。灰尘、浓烟和废水其中有些还是有毒的，不断从苏打厂、氨厂、水泥厂或煤气厂中散播出来。1930年，比利时上默兹区一片慌乱，因为一阵浓浓的烟雾让人窒息，最终导致65人死亡。仔细调查发现，其原因是有毒气体的高度聚集，主要是硫酸酐。即使在化工厂不突出的地区，铁路也散布着煤尘和污垢。煤烟已成为新工业的标志了。如果某个工业区晴空万里，那就表明该区发生了罢工、停工或工业不景气。

如果说大气污染是古生代技术工业的第一个标志，那么水流污染就是第二个。工业废物和化工废料向溪流的倾倒是新秩序的一个典型特征。工厂开到哪儿，哪儿的溪流就变得污秽而有毒：鱼儿或者死亡，或者像哈得孙河中的美洲西鲱那样被迫迁往他处。溪流变得既不适合饮用，也不适于洗澡。许多情况下，这些被任意处置的废物实际上是可以利用的，但整个工业实践是如此短视、如此不讲科学，第一个百年没人关心副产品的回收利用。溪流无法带走的废物，若不能用于充填工业城市新区中的小河或沼泽，就会任其自然地堆积成山，分布在工厂的周边。阿格里科拉也曾提到过这类工业垃圾，其历史可以追溯到古生代技术工业的早期，直到今天它们仍然是最持久的采矿经济的特征。

但由于工业向城市的集中，又出现了水流污染的第三条途径。也即人类的排泄物不经任何处理就任意排入河流或潮水，更不会设法利用所含的氮元素做肥料。一些小河，诸如泰晤士河及后来的芝加哥河，几乎变成了开放的下水道。缺乏清洁的首要元素，甚至缺乏供水系统，缺乏任何卫生条例，缺乏中世纪那种开放空间或公园，这些都使初步的污水处理也变得不可能。于是，新工业城镇成为疾病的温床。伤寒杆菌或者通过私人或公共的下水道而渗入土壤并进入贫困人群的饮用水井，或者经由用作下水道出路的河流而直接泵出作为水源。在引入氯气处理以前，有时市政自来水厂竟然是主要的传染源。污秽与黑暗引起的疾病泛滥：天花、斑疹伤寒、伤寒、佝偻病、肺结核。即使在医院，污秽也如此盛行以致抵消了外科器械的进步。许多病人熬过了外科手术，却死于细菌感染引起的“医院热症”。弗雷德里克·特勒弗斯（Frederick Treves）爵士还记得盖伊医院的外科医生怎样为他们手术服上的血污痂壳而自豪，把它们吹嘘为长期实践的标志！如果外科的清洁度尚且如此，新贫民窟中穷困的工人又能怎样？

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然而，除此之外还存在其他破坏环境的因素。首先就是工业的地区专门化。自然的地区专门化是由于气候和地理条件的强烈差异导致的，自然条件下没人会企图在冰岛种植咖啡。但是，新的工业地区专门化不是基于地区的优势，而是集中发展某一单独的工业门类，并将此推向极致，排除其他任何种类的经营。于是英国，新工业的发源地，就将其全部资源、能源和人力都投入到机械工业而听任农业逐渐萎缩。类似地，在新的工业体系中一个地区集中发展钢铁工业而另一个地区发展纺织业，不搞生产的多元化。结果就是贫乏而狭窄的社会生活以及不稳定的工业。由于专门化，地区的各种优势和机遇都被忽略了。于是，许多本来可以以同样效率在当地生产的商品被大量跨地区运输。而且单一工业的衰退就意味着当地整个社区的崩溃。更重要的，由于职业的多样化以及思维方式和生活方式的绚丽多彩而产生的心理方面和社会方面的激励因素也随之消失了。其结果是社会生活的不平衡、智力资源的贫乏以及环境的恶化。这种强烈的地区专门化，最初给工业巨头带来了滚滚财源，但其代价也是高昂的。即使从机械效率来看，这种途径也是值得怀疑的。因为它与借鉴其他工艺流程的观念背道而驰，而这种借鉴正是技术创新和催生新工业的主要途径。若将环境看作人类生态系统中的一个元素，为了机械化而牺牲生态多样化的潜力，也是非常不利于人类福祉的。为了新的钢厂和炼焦炉而牺牲公园或浴场，建造铁路时单纯追求成本和方便而不顾其他因素，建设中大量使用砖石而不顾当地的环境或土壤特点——所有这些都是环境破坏和环境恶化的形式。这种对环境的漠然与无动于衷的代价是什么呢？谁晓得。但我们至少知道，它在很大程度上抵消了生产廉价纺织品和输送多余食品给人们带来的好处。

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