欧洲人在为了民族独立而战之际,一系列的发明完全改变了他们生活的世界,18世纪笨重的老蒸汽机成了人类最忠诚,最有效率的奴隶。
人类最大的恩人死于50多万年之前。他是个浑身长毛的家伙、眉毛低、眼窝深,下巴粗大,牙齿粗壮得就像虎牙一样。如果和现代的科学家们站在一起,他看起来肯定不怎么样,但科学家们都会尊他为大师。他用石头敲开了坚果,用棍子敲开了大石头。他是人类首批工具,斧头和杠杆的发明者。他的贡献超过了所有的后来者,因为有了这些工具,人类就比同在一个星球的其他动物有了巨大的优势。
从那以后,人类就一直在发明更多的工具,想要生活变得更加轻松。公元前10万年,轮子问世,在当时人类群体中产生的震动绝不亚于几年前飞行器横空出世。
在华盛顿,一位19世纪30年在专利局工作的局长说,应该取消专利局了,因为“可能被发明出来的东西都问世了”。在史前时期,木筏上挂上了帆,人们不用划桨撑杆就能从一个地方到另一个地方,那时肯定也有人说过同样的话。
的确如此,历史上最有意思的一个篇章就是人类为了让别人或是别的东西代为工作而努力,这样他就能享受闲暇时光,坐着晒晒太阳,或是在岩石上画画,或是驯服狼崽子和小老虎。
当然了,在远古时代,总是能够找到弱小的邻居来做自己的奴隶,强迫他来完成那些讨厌的工作。古希腊人和古罗马人同我们现代人一样聪明,却没有设计出更为有意思的机器,原因之一就是广为存在的奴隶制。一个伟大的数学家走到市场,付上一点钱,就能想能买到需要的奴隶,那他当然不会浪费时间去设计什么缆绳、滑轮和齿轮了,也不会用噪音和烟雾来污染周围的环境。
到了中世纪,虽然奴隶制度已经废除了,只有温和的农奴制度还存在,但行会的存在制约了人们使用机器的念头,因为行会认为,有了机器,他们自己很多兄弟就会没了工作。而且,中世纪对生产大量的货物根本不敢兴趣。当时的裁缝、屠夫和木匠生活的圈子很小,他们就是为身边的人服务,没有与他人竞争的愿望,除了必要的物品之外,他们没有多生产的愿望。
到了文艺复兴时代,教会无法再像以前那样严格地制约科学研究,于是很多人开始投身于数学、天文学、物理学和化学的研究。三十年战争爆发的前两年,苏格兰人约翰·龙比亚出版了一本小书,介绍了数学上的新发明,对数。三十年战争期间,莱比锡城的戈特弗里德·威廉·莱布尼茨完善了微积分体系。威斯特伐利亚合约签订的8年前,英国伟大的自然哲学家牛顿诞生了,同一年,意大利伟大的天文学家伽利略去世了。三十年战争摧毁了中欧的富裕繁荣,但当地突然就兴起了“炼金术”的潮流,这是中世纪的伪科学,人们希望用这种方式将贱金属变成金子。这当然是不可能的,但是炼金术士在他们的实验室里误打误撞发现了好多新概念,极大地推动了他们的后来者,也就是化学家的工作。
这些人的工作为世界提供了坚实的科学基础,在这样的基础之上,人们才得以发明出更为复杂的机器,而那些具有实际头脑的人才能对此充分加以利用。中世纪的人用木头造出了一些必要的机器,但木头很快就会耗损掉。铁这种材料就要好得多,但是只有英格兰盛产铁,其他地方都很稀少。因此,英格兰成为了炼铁的重地。要炼铁,就需要熊熊烈火。最开始只能用木材来取货,而森林是有限的资源,接着就开始使用无烟煤。煤是从地底下挖出来的,必须被送到冶炼炉中,而且煤矿必须保持干燥,防止进水。
这里就有两个问题亟待解决。当时,人们依然在使用马匹将矿车拉上来,但是为了防止煤矿进水,抽水必须使用到特制的机器。数位发明家都在忙于解决这个难题。他们都知道新机器必须用到蒸汽。蒸汽机是个非常古老的概念了。公元前1世纪亚历山大城的希罗[315]就向我们描述了这种利用蒸汽作为动力的机器。文艺复兴时期的人也搞过用蒸汽做动力的战车。牛顿同时代的人伍斯特侯爵在他有关发明的书中讲述了一种蒸汽机。不久之后,到了1698年,伦敦的托马斯·塞弗里申请了一种抽水机器的专利。同时,荷兰人克里斯汀·惠更斯正在努力完善一种能够引发火药不断爆炸提供动力的机器,就像是我们的发动机利用汽油那样。
全欧洲的人都在搞蒸汽机。法国人丹尼斯·帕潘,惠更斯的朋友和助手在几个国家试验蒸汽机。他设计出了蒸汽推动的小马车和明轮船。但是,等到他坐上船试航一下的时候,当局没收了他的船只,其原因就是船夫行会提出了投诉,唯恐这样的工艺夺走了他们的饭碗。帕潘把所有的钱都浪费在了发明上,最后一贫如洗地死在了伦敦。在他去世之际,另一位机械爱好者托马斯·纽科门正在发明一种新的蒸汽泵。50年后,詹姆斯·瓦特,格拉斯哥的一位仪器制造商改善了纽科门的机器。到了1777年,瓦特给世界带来了第一台有真正实用价值的蒸汽机。
不过就在人们进行“热力发动机机”试验的几百年中,世界的政治格局发生了很大的改变。英国人替代了荷兰人,成为了世界贸易的承运商。他们开创了新的殖民地。他们把殖民地生产的原材料运往英格兰,在英格兰将原材料变为成品,然后再将成品出口到世界的各个角落。17世纪,乔治亚州和南北卡罗莱纳州的人们开始种植一种新的棉花品种,这种品种能够长出一种类似羊毛特性的棉花,也就是所谓的“棉绒”。棉绒被采摘下来后,就运往英格兰,兰开斯特的人们将它纺成棉布。这些棉布都是工人们在自己家里手工纺成的。到了1730年,约翰·凯伊发明了滑轮梭子。到了1770年,詹姆斯·哈格里夫为他的“珍妮纺纱机”申请了专利。美国人伊莱·惠特尼发明了扎花机,这种机器能够将棉籽从棉花中分离出来,而之前都是手工完成,每天一人只能摘干净一磅棉花。最后理查德·阿科莱特和埃德蒙·卡特赖特神父发明了大型的水力纺织机。18世纪80年代,当时法国的三级会议才开始,即将要彻底改变欧洲政治体系,而瓦特的机器已经得到了应用,能够驱动阿科莱特的纺织机,经济和社会革命应运而生,改变了几乎是全世界的人类关系。
固定不动的机器刚刚取得了成功,发明家们就转而关注用机械装置给船和车提供动力的问题。瓦特设计了“蒸汽机车”的方案,但还没有等他完善自己的想法,1804年,理查德·特里维西克就制造出的机车就在威尔士矿区的佩尼达兰拉动了20吨的货物。
就在这个时期,美国珠宝商兼肖像画家罗伯特·富尔顿正在巴黎劝说拿破仑使用自己的潜水艇“鹦鹉螺号”和他的“蒸汽船”,这样就能摧毁英格兰的海军优势了。
富尔顿的蒸汽船并非是他的原创。他肯定是借鉴了约翰·菲奇的构想,后者是康乃狄克州的机械天才,早在1787年,他设计精巧的蒸汽船就在德拉瓦河[316]上航行过。可是拿破仑和他的科学顾问不相信自动船有实际操作的可能,虽然这艘小船喷着蒸汽,在塞纳河上欢快地航行,可这位伟大的皇帝还是视而不见,没有利用这一强大的武器,如果用上了,他就有可能为特拉法加海战的失利报仇呢!
富尔顿后来回到了美国,他是个实际的商人,他和罗伯特·R·利文斯顿合伙成立了一家蒸汽船公司,后者是《独立宣言》的签署人之一,富尔顿在巴黎兜售发明之际,利文斯顿是美国驻法大使。这家新公司的头一艘蒸汽机“克莱蒙特号”装配上了英格兰伯明翰博尔顿和瓦特制造的蒸汽机,称霸纽约州的水域,于1807年开通了纽约与奥尔巴尼之间的定期航班。
而可怜的约翰·菲奇早在众人之前就开始将“蒸汽船”用于商业用途,却悲惨地死去了。他的第5艘使用螺旋桨的蒸汽船不幸被毁,他所有的钱都用光了,贫病交加。他的邻居嘲笑他,就像100年之后,人们嘲笑兰利教授形状奇怪的飞行器一样。菲奇本来希望能够为自己的国家造出蒸汽船,通往西部的大河,可是他的同胞们却愿意坐平底船或是步行。到了1798年,菲奇在彻底的绝望和痛苦之中服毒自杀。
20年之后,1850吨位的“萨凡纳号”下水了,时速6海里,(毛里塔尼亚号的时速只是它的四倍),从萨凡纳[317]航行到利物浦,只用了25天,创造了新纪录。此时,众人的嘲笑声终于平息下来了,他们激动不已,又把发明者的帽子扣在了别人的头上。
6年后,苏格兰人乔治·斯蒂芬森制造出了著名的“移动引擎”,之前他一直在研制把煤从矿井中运到冶炼炉和棉纺厂的机车。现在有了移动引擎,煤炭的价格下降了近70%,而且曼切斯特和利物浦之间第一条定期客运线路也成为了可能,人们在城市之间以前所未有的时速为15英里的速度穿梭。12年之后,这个速度提升到每小时20英里。今天,情况良好的廉价小汽车(19世纪80年代戴姆勒和勒瓦索尔小型电动机器的直系后代)都能够比这些早期的“喷气机车”跑得快。
这些追求实际的工程师在改善“热力发动机”之际,一群“纯粹”的科学家(这些人每天18个小时都在研究“理论”科学现象,如果没有这些理论,就不可能有机械进步)正在追踪一条新线索,走向自然最隐秘的领域。
两千年前,数位古希腊和古罗马哲学家(其中值得一提的就是米利都[318]的泰利斯[319],还有老普林尼[320],后者在公元79年研究维苏威火山爆发的时候不幸身亡,这次火山爆发还掩埋了庞培和赫库兰尼姆这两座城市)注意到一种奇怪的现象,那就是琥珀在羊毛上摩擦后能够吸引细小的稻草和羽毛。中世纪的学生对这种神秘的“电”力量并不感兴趣。但是文艺复兴刚一结束,伊丽莎白女王的私人医生威廉·吉尔伯特就写了一篇关于磁体特性的著名论文。三十年战争期间,马格德堡[321]的市长和气泵的发明人奥托·冯·格里克修建了第一台电气机器。接下来的那个世纪里,很多科学家全身心地投入到电学的研究中。1795年,至少有3位教授发明了著名了的莱顿瓶。与此同时,本杰明·富兰克林这位美国全才也在关注电这一话题。他发现闪电和电火花都是同一电能的不同表现,他的一生忙碌和充实,直到去世之前,他都还在继续研究电力。接着就是伏打[322]发明了著名的“电堆”,还有伽尔瓦尼[323]、戴伊、丹麦教授汉斯·克里斯汀·奥斯特[324]、安培[325]和法拉第[326],所有的这些人都是探索电力本质的勤奋研究者。
他们把自己的发现无偿地给了世界。塞缪尔·摩尔斯[327](他和富尔顿一样,最开始是艺术家)认为他可以利用这种新发现的电流在城市之间传送消息。他打算用铜线和自己发明的小机器来达到这一目的。人们嘲笑他,摩尔斯不得不自己花钱做实验,很快他所有的钱都用光了,他变得一贫如洗,人们更加嗤之以鼻。他向国会申请援助,一个商业特别委员会承诺给他提供帮助。但国会的议员对此根本没有兴趣,摩尔斯等待了12年,才从国会拿到了小额拨款。接着,他就在巴尔的摩[328]和华盛顿之间建立了一条“电报”线路。1837年,在纽约大学的演讲厅,他第一次成功演示了“电报”。到了1844年5月24日,第一份长途电报从华盛顿发到了巴尔的摩,现在全世界到处都是电报线,从欧洲发消息到亚洲,只需要几秒钟的时间。23年之后,亚历山大·格拉哈姆·贝尔利用电流发明了电话。半个世纪之后,马可尼[329]在前人的基础上加以改善,发明了完全不用老式电缆就能发出信息的电报系统。
新英格兰人摩尔斯在研究他的“电报”之际,约克郡人迈克尔·法拉第已经制造出了第一台“发电机”。这台小小机器完成于1831年,当时七月革命严重打乱了维也纳会议的如意算盘,整个欧洲颤抖不已。第一台发电机越变越大,到了今天,发电机为我们提供了光和热(爱迪生于1878年发明的白炽灯是在英国人和法国人四五十年代的实验基础之上得来的),还给各种机器提供动力。我想电动引擎很快就会完全淘汰“热力发动机”,就像在远古时代,更为高效的史前动物替代了那些差劲的史前动物。
虽然我对机器一窍不通,但机器的换代肯定会让我非常高兴。电动机器可以用水力驱动,水是人类清洁友好的仆人,而十八世纪的奇迹“热力发动机”却是个又吵又脏的家伙,一刻不停地向这个世界喷吐滚滚浓烟和煤灰,一刻不停地吞噬大量的煤炭,而煤炭取自地下,劳财害命。
如果我写的是小说而不是历史,如果我可以挥洒想象,而不是坚持事实,我就要描写一下蒸汽机进驻自然历史博物馆,安放在恐龙骨骼化石、翼手龙和其他远古灭种动物旁边的美妙景象,那将是多么幸福的时刻。