世界简史：物质知识的发展

从17世纪一直到19世纪初，欧洲始终是一片各国纷争的局面，各君王相互冲突和倾轧。一方面，先是在1648年签订了威斯特伐利亚条约，而后又做了许多补充以及增加了修正条款；于1815年签订了维也纳条约，之后又增加了各种补充条款。另一方面则是欧洲人跨海远航，逐渐影响了全世界。与此同时，人类的知识也在逐步发展，尤其是对于世界的认识，处在欧洲和欧化国家与地区的人们是越来越清晰了。

这一时期，政治领域没有什么进展。整个17世纪到18世纪的发展并没有直接影响到政治方面，也没有对大众的思想层面造成深远的影响。而这一时期主要的发展所造成的影响直到后来，尤其是在19世纪后半叶时，才在那些繁荣发展、独立自主的小范围世界中充分显露出来。可以这样说，如果没有英国所谓的绅士，那么科学方法就不会在希腊首先出现，并在欧洲得到复兴。这个时代，人们又重新开始对科学思想和哲学积极探索，其中大学虽然起到了一定的作用，但不起主要作用，原因在于大学各项研究的经费主要来源于资助，可得到资助的研究往往较为局限与保守，除非得到某种独立的精神的鼓舞，否则无法推动和支持发明的发展。

前文已述，皇家学会于1662年成立，并对培根实现其新大西洋梦想起到了一定的作用。在18世纪，物质和运动概念得到了澄清，数学也取得了很大的进展，自然史更新了分类，解剖学也复活了。而由亚里士多德设想、达·芬奇（1452年—1519年）阐释的地质学也开始了一项伟大的工作：对岩石记录进行解释。

物理学的进步也推动了冶金术的发展，使之得到了改进，因此人们可以用铁和其他原料进行更大胆的大规模制造，从而推动了某些实际的发明。而更多新种类的机器不断被创造出来，终于，声势浩大的产业革命开始了。

1804年，特里维西克在运输业上运用了瓦特发明的蒸汽机，从而制成了世界上第一台火车头。1825年，第一条铁路建成于斯托克顿和达林顿之间，并成功通车。而由斯蒂芬森制造的“火箭号”货车的车头，拖着13吨重的货物在铁路上行驶，速度达到每小时44英里。1830年以后，铁路迅速发展，到了19世纪中期，铁路网已遍布全欧洲。

一直以来，陆路运输是人们生活中的最常用运输方式，到了这个时期，它的速度较以往提高了许多。拿破仑在俄罗斯遭遇惨败之后，从维尔纳附近回到巴黎，花了共312个小时才走完约1400英里的行程。他利用了一切便利的条件提高速度，可也不过是平均每小时走了5英里，同样是这段路程，倘若换一个平常的旅客，恐怕花两倍的时间也走不完。而这也已经是公元1世纪时往返罗马与高卢之间的最高速度了。突然间，速度提高了许多倍，铁路可以让任何一位普通旅客在48小时以内完成这段旅程。也就是说，铁路能够把欧洲各主要路程的旅行时间缩短到之前的十分之一，把政府的辖区扩大10倍。当然，这种可能性还有待于欧洲人去实现。在欧洲，国界网仍然是在跑马和公路时代划定的；而在美洲，铁路的功效立即显现。因此，对于正在向西扩张的美利坚合众国来说，铁路的出现意味着这样一个事实：无论处于多远的边疆属地，人们都可以穿越大陆直抵华盛顿。而铁路也意味着统一，否则，政府无法维持如此辽阔地域的统一。

蒸汽轮船要早于蒸汽机车出现。1802年，一艘“夏洛特·丹达斯号”轮船已在克莱德运河上航行。1807年，美国人富尔顿造出了“克莱蒙”号轮船，这是一艘装有英国瓦特蒸汽机的轮船，在纽约以北的哈得森河上往返。之后，美国制造了海上航行的第一艘轮船，命名为“菲尼克斯号”，它的首航航线是从纽约（霍博肯）航抵费城。美国还制造了“萨凡纳号”轮船（1819年），它是首先利用蒸汽力量（也有帆）横渡大西洋的轮船。以上所提及的都是一些明轮轮船，由于其轮桨极易破损，而一旦破损便无法行驶，所以它们并不适于在风浪强劲的海洋上航行。

螺旋桨轮船出现得比较晚，因为要克服许多的困难才能使它适合于在实际生活中应用。直到19世纪的中期，轮船的吨位才赶上了帆船。此后，海运迅速发展，人们终于可以大概预测出轮船抵达海港的时间。过去，横渡大西洋是一种冒险的航行，因为它需要花费数周甚至可能数月来完成，而现在所需的时间就大大缩短了。到了1910年，最快的船只仅需要5天，而且还可以提前估算到达目的地的时间。

在蒸汽机普遍用于海上和陆上交通运输的同时，伏特、伽瓦尼和法拉第等人对电力现象的研究也取得了重要成果，他们的研究给人类的交往带来了无穷的便利。1835年电报机问世，1851年，法兰西和英格兰之间成功铺设世界上第一条海底电缆。没过几年，电报系统迅速发展，遍布世界。以前，消息是在地方之间次第传送，如今，几乎在同一时间就可以把消息传到世界的各个角落。

在19世纪中期，人们普遍认为火车和电报这类东西已经是最惊人和最具革命性的发明了。其实，它们不过是人类在整个发明过程中最早出现的一批粗陋、简单的成果而已。这一时期的工艺知识和技术取得了飞速的发展，而且达到了非凡的程度。这种情况起初并不明显，不过后来在人类掌握了越来越多的结构材料时，其作用就越来越重要了。18世纪中叶以前，工匠一直是用木炭把铁从矿石中冶炼出来，然后制成小块，再锤锻成一定的形状。作为原料，铁的质量与锻造方式主要取决于铁匠的经验和才智。16世纪时，能锻造出来的铁块最大也不过两三吨（所以大炮的体积也会受到限制）。到18世纪，鼓风炉出现，并随着焦炭的使用而日益改进。18世纪以后，首次出现了碾压的铁板（1728年）、铁棍和铁条（1783年）。奈斯密斯的蒸汽锤直到1838年才被发明出来。

在古代，低劣的冶金技术使得人们无法利用蒸汽的力量。铁板出现之前，别说蒸汽机，连最原始的抽水机都难以制造。以现代的标准看来，早期的发动机不过是一堆粗铜烂铁，可它已经是当时的冶金技术能达到的最高成就了。到了1856年，贝西默尔冶炼法出现了。8年后（1864年），平炉冶炼法出现。于是，人们可以用前所未有的方法和规模对各种钢铁进行熔化、精炼和铸造。发展至今天，人们可以看到钢水犹如沸腾的牛奶在电炉中上下翻腾。就其结果而言，人类以往的各种进步都无法与随心所欲操控钢铁的成功相媲美。新冶金技术的初步运用，使铁路和早期的各种引擎相继出现。紧接着，各种钢铁的船舶、巨大的桥梁、新型的钢筋大建筑也相继出现。不过当时的设计者们把火车铁轨的间距设计得过于窄小，不然旅行就可以更稳当更舒服，可惜等人们发觉这一失策时为时已晚。(www.xing528.com)

19世纪以前，世界上还没有载重量超过2000吨的轮船，而现在，载重5万吨的巨轮已非常普遍了。有些人讥笑这不过是在“体积”上取得进步，而这正暴露了这些人的知识局限，不思进取。这些巨轮和钢筋建筑并不是人们所认为的那样，只是放大了过去那些小船或小型建筑，它们的性质完全不同。它们建造得更轻便、坚固，采用更优良、耐久的材料。与过去仅凭着经验来制造不同，它们是经过精细的计算和复杂的设计后才开始建造的。以前建造房屋或船只时受制于材料的限制，如今建造新的房屋和船舶，人是主导，物质被人征服，人们可以随意取得材料并进行改造。想想看，矿山和矿井中的煤、铁和沙被开采出来，经过了绞、锻、熔、铸等工序制成钢铁和玻璃，最后被建成无比壮丽辉煌的细长塔尖，居然能以600英尺的高度巍峨地耸立在繁荣的都市之中。

以上我们详细地叙述了人类钢铁冶炼知识方面的进步，以及所创造的成果，而这仅仅是其中的一个例子。人们同样更加了解铜和锡，以及许多其他的金属，比如19世纪以前尚未被人们认识的镍和铝。机器革命取得的主要成就就在于人类对种种物质，如各种玻璃、各种岩石和石膏、各种染料与纺织品的控制能力不断加强。但是目前，我们还只是处在取得成果的初级阶段。我们有了这种能力，但还需要学习如何才能更好地使用这种能力。而对于如何使用科学成果，人们还没有一个清晰的认识，不少人只是看到其表面的作用，甚至把科学成果愚蠢地用在了错误的地方甚至是可怕的领域，即使是各方面的专家们，也没有真正运用到科学的强大功能。

随着机器制造的功能越来越强大，电学也迅速发展起来。不过这个领域的研究直到19世纪80年代才开始产生效果，进入人们的视野。之后，电灯和电力牵引问世。再之后，人们发现了力的转化原理和输送能量的方式，他们可以用铜丝把能量输送出去，就如同用水管送水一样简单，而他们也意识到通过力的转化，人类可以随心所欲地把能量转变成机械运动、光或热。

在这个伟大的知识增殖时代，英国人和法国人是最初的领导者，后来，在拿破仑统治下学会谦恭的德国人在科学研究方面表现出来的巨大热情和坚忍不拔甚至超过了英法两国。英国科学的创造者，通常是一些学术研究中心之外的英格兰人和苏格兰人。

在当时，英国的各大学都热衷于研究迂腐的拉丁和希腊古典，导致教育水平不断下降。而法国的教育同样也被禁锢在耶稣会学者的古典传统中。相比起来，德国人要组织一个研究者团体容易许多，虽然规模不大，但比起英国和法国有限的研究者与实验者，数量就相当可观了。而且虽然科学研究和实验工作使得英法两国成为世界上最富有强大的国家，然而科学家们却没有因此获利。通常热爱、忠诚科学的人都超凡脱俗，他们在自己的研究上倾注了全部心血，因而根本无暇去策划考虑通过科学研究赚钱。于是，科学家们各种发现所带来的经济效益，就被贪婪之徒轻而易举地收入囊中。于是，英国的每一个科技新进步，都会产生大量的富人。虽然这些富人还不至于去侮辱和杀害这些为国家产下金蛋的鸡，如同经院派学者和牧师一样，但也对这些为他们取得利润的人的窘境安之若素，视若无睹。在他们看来，发明家和发现者生来就是为更聪明的人赚钱的。

不过在这一点上，德国人更聪明。德国的“学者”们并不那么强烈地憎恨新的学问，他们允许研究者不断发展新知识。而德国的商人和制造厂主也并不轻视科学家，不像他们的英国竞争者那样，他们相信，知识犹如农作物，肥料施得越足，长势就越好。所以他们给科学研究者们创造了大量的机会，也投入了更多的经费去支持科学研究。而反过来，回报他们的是更为丰厚的报酬。到了19世纪的后半期，德国科学领域的进展已经遥遥领先，每一位科研人员，要是不想落伍，就一定得掌握德语，以便去德意志进行学习。而在某些学科上，尤其是化学方面，与西方邻国相比，德国取得了压倒性优势。而19世纪六七十年代里德国科学所做的努力，效果在80年代逐渐凸显，它的技术和工业发展逐渐追上了英国和法国。

19世纪80年代，一种新型发动机的投入使用，使得发明史开始进入一个崭新的阶段。这种内燃发动机更为轻便，它用爆发性混合物代替了蒸汽进行膨胀，更加高效，于是人们就用它来制造汽车。而后，人们不断对它进行改进，直到它在重量和效率上达到了一个新的高度，使它足以用于飞机上。这个很久以前人们设想过的梦变成了现实。早在1897年，华盛顿史密斯研究所的兰利教授就成功地制造了一架飞机，不过它还无法载人。而到了1909年，飞机已经可以载人飞行了。

随着铁路和公路的日臻完善，人类似乎已经无法再提高交通速度，然而飞机的出现又进一步缩短了地面上两地之间的有效距离。18世纪时，从伦敦到爱丁堡要花8天时间，然而到了1918年，根据英国航空运输会的报告，几年之内，用同样的8天，人们已经可以绕行地球半周，完成从伦敦到墨尔本的旅程了。这种明显缩短两地路程往来时间的进步，我们似乎无须过分地夸耀，因为这仅仅只是一个方面，人类还可能取得更深远、更重大的发展。比如19世纪，农业科学和农业化学也取得了同样的进步。人们已经懂得如何让土壤更为肥沃，在相同的面积上，农作物的产量比17世纪时多了四五倍。医学方面也有了更令人瞠目结舌的进步，人的平均寿命增长了，日常效率也提高了，而由疾病导致的死亡率则下降了。

总之，人类的生活已经发生了巨大的变化，步入一个崭新的历史阶段，而仅在100多年的时间里，机器革命就得以完成。在这一段时间里，人类在物质方面所取得的成就要远远超过从旧石器时代到农耕时代，或者从埃及的斐比时代到乔治三世时代的漫长岁月中取得的一切成就。人类似乎也形成了一个新的物质构架。而显然，我们也应在社会、经济和政治的方式上面随之做出调整，不过，因为它们至今还只是起步，所以这一调整还有待于机器革命的进一步发展。