一万字读懂人类技术史:技术和科学是不同的源流

技术源于人类生存和进化的需要。技术(工具)的获得使人类从周围的动物中分离出来。凭藉实践的智慧,技术扶助人类前行,从蒙昧走向文明。人类历史就是一部技术史。

科学源于对自然奥秘的兴趣和精神追求。青铜器时代末期,科学在希腊滥觞发源。其后三千余年的时间里,即使经历了16-18世纪的科学革命和工业革命,技术与科学仍隔行如隔山。科学活动沿袭亚里士多德传统,追求智识和精神上的满足,不考虑理论应用。技术行家们也未吸取科学的营养,知其然不一定要知其所以然。科学与技术各行其道。

19世纪,科学渐趋成熟,形成了物理和化学的基础定律。电动力带来了第二次工业革命。与历史不同的是,此次革命是物理学定律和物质科学用于工业实践。科学不再是纯理论。科学和技术开始携手,相互促进。

20世纪以后,科学与技术的联合使社会出现革命性进步,技术创新越来越密集,重塑了人们的生活方式,创造了一种快捷而高效的文化。

但科学和技术仍属不同的源流,会各按自己的规律独立发展。很多科学家仍会沿袭希腊先哲的纯理论传统,很多技术也仍会在实践中先于科学,开辟新天地。技术越来越支配人类,这是喜是忧,或许会是科学和技术要面对的终极难题。

更深入而具体的案例讨论,见新书《五十大突破性技术》。该书收集可能改变世界的五十大突破性技术,并邀请国内外专家进行评点。《麻省理工科技评论》从2001年开始每年遴选“十大突破技术”,即“TR10”。这些技术全是世界最聪明的工程师们的天才创意,或是科学家们多年探索的集大成者(比如深度学习),值得未来十年内给予特别关注。(详情请点击文末“阅读原文”)

人类发展经历了漫长时期。最重要的进化,是学会使用工具,有了“技术”。

没有工具,人类就是一个十分脆弱的物种,没有任何人种可以手无寸铁面对自然。技术的获得使人类从周围的动物中分离出来。技术伴随人类成长,从野蛮走向文明。人类历史就是一部技术史。

十多万年前,开始旧石器时代。人类学会了磨制石器,发展出“石刀技术”,从石核制出薄片,采割食物,捕猎或宰杀动物,剥制兽皮。后来又有了以兽骨、兽角或燧石为尖端的长矛和绳索、投石器、投矛器、弩、弓箭。之后,学会了取火。

火对于古人类犹如电对于现代人。火能煮熟食物,以前无法吃的块茎、种子、皮肉可成为熟食,增加了食物来源。火提供温暖,让人类在冰河时期未遭灭绝。火提供照明,夜幕降临也能活动,并能进入洞穴等黑暗场所。火能避免野兽的侵袭。火能制造新工具,加快了人类的进化。

语言是取火之外的又一重大技术,让人类得以交换智慧。语言从唱鸣喊叫进化而来,最初的语言是少数惊叹词和名词,慢慢发展到表达行动和关系。

约12000年前,以制陶器技术为标志,新石器时代开始。制陶技术属于“火化技术”,后来发展出冶金技术,用天然粗铜冷加工制作了很多有用的工具。新石器时代房屋建造已经使用灰泥和砂浆,利用土料土坯和石块建造房屋。到了新石器时代晚期,有了专职的陶匠、编织匠、泥水匠、工具制作匠。

人们观察天空,判断方向、季节和收割时间。依仗技术的转型,人类从食物采集转至食物生产,开始农耕和游牧,发展出农牧技术。谷物必须收集、脱粒、研磨。从捕猎到圈养、放牧,驯化和繁殖能生产更多的牛羊蛋奶。编织技术出现,剪羊毛,种植亚麻和棉花,纺线,织布。人类开始过着定居的生活,开始了较完备的食物生产和生活方式。

约6000年前,以青铜器(铜锡合金)的出现为标志,人类进入“青铜器时代”,直至公元初年。较之石器,金属工具有更大的优点。金属制造涉及采矿、冶炼、锻造和铸造等复杂技术,需要熔炉风箱。金银加工、面包酿酒技术也随后出现。

动物被用来牵引和运输,出现了车、船。依靠新的灌溉技术和农业技术,生产力提高,人口增加,国家开始出现。为了分配剩余产品,需要把口头的和定量的信息记录下来,于是,出现了书写和计算。

由“结绳记事”进化到文字,出现楔形文字、象形文字、拼音文字。书写替代了身传口授,其后渐渐产生出有文学价值的成分。计算是随同书写一起发展起来的技术,用于计数、交换、记账等事务。

天文学、占星术、气象学和法术伴随历法出现,历法不仅用于农业,也用于仪式活动和经济活动,如确定签约和履约的日期。天文学、占星术和神秘学问用于预测庄稼收成、军事行动或皇帝的未来。医术也发展起来,皇家有专职御医,他们积累解剖学和草药的经验和知识。

青铜器时代后期,出现埃及、华夏、印度、希腊、罗马等古文明。强盛的罗马帝国横跨地中海、欧洲和近东。

古罗马人是古代最伟大的工程师和技师。罗马文明就是技术的文明。技术铸就了所向无敌的罗马军团。四通八达的道路网和供水系统提供了至关重要的基础设施。罗马政体民主、法律完备,是保证帝国机器运转的极重要的社会技术。

公元前100年罗马人发明了水泥。这是创造世界的一项关键技术。它改变了建筑工程,成为构筑罗马文明的砌块。可以说,水泥支撑了罗马帝国的扩张。到处都有技术和工程活动。工程师得到社会的认可,有的人还得到过国家工程领域的最高地位,如罗马的维特鲁维(Vitruvius)曾担任罗马皇帝奥古斯都的建筑师。

约公元前600~前300年,史称古希腊时代。希腊人的心智中萌生了一种奇特的崭新的精神力量,开始了发现世界和认识自然的抽象思索。科学,又称为自然哲学,由此滥觞发源。

希腊海岸曲折,山岳嶙峋,寒风凛冽,生存条件并非优越,却孕育了一个活力充溢的种族,建造起先进的文明。没有哪个古代社会像古希腊一样涌现过那么多的贤哲,在远古建立过那么良好的政体。完善的民主制度释放出自由空气,赋予希腊人思索的闲暇和乐趣。能理性地探讨社会制度,也就能理性地探究自然原理。科学在希腊诞生,绝非偶然。

泰勒斯

泰勒斯

希腊米利都的泰勒斯(Thales of Mliletus,公元前625~前545年)也许是世界第一位科学家。他用三角形原理测量海上船只的距离,提出尼罗河水每年的泛滥是地中海季风引起,大地像船浮在水上,地震是浮托大地的水在作某种运动引起,水是孕育生命的万物之源。他的观点也许是幼稚的,方法却是“科学”的。他采用理性思考的方式,没有涉及神或超自然的东西。别忘了当时是巫术和迷信盛行的蒙昧时代。泰勒斯及其追随者都是有神论者,他告诫人们“神无处不在”,例如,磁石就有“灵魂”。泰勒斯却让自然界脱离神性,把自然当作研究目标,理性思考,提出解释。

希腊不断涌现科学家。毕达哥拉斯(Pythagoras,公元前580~前500),证明了毕达哥拉斯定理(勾股定理)。恩培多克勒(Empedocles,前495~前435),提出月亮由反射而发光,日蚀由月亮的位置居间所引起。德谟克利特(Democritus, 公元前460~前370),提出万物由原子构成。欧几里得(Euclid,公元前330~前275),总结了平面几何五大公理,编著流传千古的《几何原本》。

阿基米德螺旋提水器

阿基米德螺旋提水器

阿基米德(Archimedes,公元前287~前212),静力学和流体静力学奠基人,用逼近法(微积分的雏形)算出球面积、球体积、抛物线、椭圆面积,研究出螺旋形曲线(“阿基米德螺线”)的性质。看到农民提水浇地费力,他发明了“阿基米德螺旋提水器”,成了后来的螺旋推进器的先祖。研究螺丝、滑车、杠杆、齿轮等机械原理,提出“杠杆原理”和“力矩”的观念,曾说“给我一个支点,我就能撬起整个地球”。设计、制造了举重滑轮、灌地机、扬水机等多种器械。为抗击罗马军队入侵,制造抛石机、发射机等武器,最后死于罗马士兵剑下。

这些科学开拓者要么自己拥有资产,要么以担任私人教师、医师为主,并不存在“科学家”这一职业(“科学家”这一名词到二千多年后的1840年才出现)。苹果掉落在地上,星星为什么悬在空中?古希腊人探索科学完全自发于对自然奥秘的兴趣或精神追求,形成了亚里士多德的纯科学传统。

亚里士多德(Aristotle,公元前384~前322年)与柏拉图(Plato,公元前428~前347)、苏格拉底(Socrates,公元前469~前399)并称为西方哲学奠基人。

苏格拉底之死(油画

苏格拉底之死(油画)

苏格拉底年轻时喜欢自然哲学,但哲学的偏好使他放弃了自然研究,专注于思考人的体验和美好生活,建立了“知识即道德”的伦理思想体系,“把哲学从天上请到地下”。苏格拉底后来被雅典法庭以侮辱雅典神和腐蚀青年思想之罪名判处死刑,本可以逃亡,但认为逃亡会破坏法律的权威,自愿饮毒汁而死。他的衣钵传给柏拉图。柏拉图建立了一所私人学校(柏拉图学园,存世800年之久),传授和研究哲学、科学。学园大门上方有一条箴言:“不懂几何学者莫入”。亚里士多德、欧几里得是其中的学生。

柏拉图逝世后,亚里士多德在爱琴海各地游历,公元前343年被召为王子的家庭教师,王子就是后来的亚历山大大帝。如同所有的希腊科学家一样,他不接受国家当局的监督,与当权者无任何从属关系。他的讲书院设在雅典郊区的一处园林里。他的纯科学研究涉及逻辑学、物理学、宇宙学、心理学、博物学、解剖学、形而上学、伦理学、美学,既是希腊启蒙的巅峰,也是其后二千年学问的源头。

他塑造了中世纪的学术思想,影响力延及文艺复兴时期。他论述力学问题,解释杠杆理论,观察自由落体运动,提出“物体下落的快慢与重量成正比”。认为“凡运动的事物必然都有推动者在推着它运动”,因而“必然存在第一推动者”,即存在超自然的神力。地上世界由土、水、气、火,四大元素组成。白色是一种纯净光,其他颜色是因为某种原因而发生变化的不纯净光。

他还对五百多种不同的植物动物进行了分类,对五十多种动物进行了解剖研究,是生物学分门别类第一人,也是著述多种动物生活史的第一人。他的显著特点是寻根问底:为什么有机体从一个受精卵发育成完整的成体?为什么生物界中目的导向的活动和行为如此之多?他认为仅仅构成躯体的原材料并不具备发展成复杂有机体的能力。必然有某种额外的东西存在,他称之为eidos,这词所表示的意思和现代生物学家的遗传程序所表达的颇为相近。亚里士多德坚信世界基本完美无缺而排除了进化的观点。

他专注于科学,却远离技术,认为科学活动不应考虑功利、应用。在追随亚里士多德的历代科学家看来,他代表了科学的本质和纯粹——对自然界和人类在其中地位的一种非功利的、理性的探索,纯粹为真理而思考。

亚里士多德的科学方法论,被奉为经典影响了二千年。科学清高脱俗,不触及实际问题,更不用说去解决实际问题(阿基米德是唯一例外)。不仅如此,从柏拉图开始就形成了一种轻视体力劳动的风气,排斥科学的任何实际的或经济上的应用,使理论与实践分离。

罗马与希腊相反,工程技术欣欣向荣,科学却不景气。罗马人不重视——实际是蔑视——科学理论和希腊学问。

公元476年,罗马帝国灭亡,被蛮族文化取代,大部份罗马文明受到破坏,欧洲进入黑暗的“中世纪”(约公元476~公元1453年)。罗马先进的知识和技术,包括水泥制造技术,都失传了。在其后的1200年里,欧洲人不得不依赖落后的沙土黏合材料建造房屋,直至1568年法国工程师德洛尔姆(Philibert de l’Orme, 1514~1570)重新发现罗马的水泥配方。

在此后的一千多年里,中国成为技术输出的中心,向欧亚大陆输送了众多发明,如雕版印刷术、活字印刷术、金属活字印刷术、造纸术、火药、磁罗盘、磁针罗盘、航海磁罗盘、船尾舵、铸铁、瓷器、方板链、轮式研磨机、水力研磨机、水力冶金鼓风机械、叶片式旋转风选机、活塞风箱、拉式纺机、手摇纺丝机械、独轮车、航海运输、车式研磨机、胸带挽具、轭、石弓、风筝、螺旋桨、活动连环画转筒(靠热气流转动)、深钻孔法、悬架、平面拱桥、铁索桥、运河船闸闸门、航海制图法,等等。

活字印刷术

活字印刷术

英国哲学家法兰西斯·培根(Francis Bacon,1561~1626)写道:“我们应该注意到这些发明的力量、功效和结果,尽管这些发明远不如三大发明那么著名。印刷术、火药、指南针这三大发明在文学、战争、航海方面改变了整个世界的许多事物的面貌和状态,并由此引起了无数变化,以致似乎没有任何帝国、任何派别、任何星球,能比这些技术发明对人类事务产生更大的动力和影响。”

所谓物极必反,中世纪的“黑暗”促成了欧洲的一系列技术创新,包括农业技术、军事技术及风力水力技术,一跃成为一种生机勃勃的具有侵略性的高度文明。

欧洲水源丰沛,农田不需要灌溉,但土壤板实,必须深耕。欧洲农业革命的两大技术创新,一是采用重犁深耕。重犁配有铁铧,安装在轮子上,由8头犍牛牵引,从深处翻起土壤。二是用马代替牛作为挽畜。马拉得更快,更有耐力。欧洲传统用牛,其颈上挽具只适合牛的短颈,不适合马。

中国人的胸带挽具传入欧洲,这种像项圈一样的挽具将着力点移到马的肩部,不会压迫气管,使马的牵引力增加4~5倍。欧洲从此改用马作畜力,重犁获得普遍推广,由二田轮作改进为三田轮作,提高了生产力。马替代牛,降低了运输成本和扩大了人的活动范围,使社会更加丰富多彩。

技术促成中世纪欧洲崛起的不止是农业。马镫改变了欧洲的军事技术。骑士是欧洲封建制度的代表形象,全身披挂甲胄,威风凛凛跨骑在用盔甲防护的战马上。但欧洲没有马镫。骑士双脚悬空骑在高头大马上,无法坐稳,一旦临敌,就必须滚身下马,步行迎战。

马镫由中国传入,它没有运动部件,简单,却可以让骑手稳坐马背,作战不会摔下来。一位骑手配备了马镫,就构成一个令人生畏的稳固整体,可快速驰骋,产生强大的冲力,形成所谓的“骑兵冲刺”,欧洲的骑兵简直就是中世纪的“坦克”。骑兵冲刺这种新型战争技术使骑士成为职业军人,由贵族领主供养,由此产生了封建关系。这种区域性封建关系自由分散,不需要专制社会那样强有力的中央政府管理。

发生这些变化的同时,欧洲的工程师们发明了新机械,找到了新能源,最突出的是改进和完善了水车、风车和其他机械,利用风力驱动风车,利用潮汐驱动水轮。欧洲各地都有丰满的小河,到处都能看到水车运转,水车推动着各种各样的机器,如锯木机、磨面机和锻打机等,甚至用来围海造田。机械的使用节省了劳力,奴隶制度随之消失。

中国人9世纪发明的火药,13世纪传到欧洲,14世纪初欧洲人造出大炮。到1500年,欧洲制造枪炮成为十分普遍的技术。16世纪滑膛枪出现。在大炮、滑膛枪面前,弓箭、大刀、骑兵、长枪退出战场。“火药革命”削弱了骑士和封建领主的军事作用,取而代之的是用火药装备起来的陆军海军。葡萄牙人发明了风力驱动的多桅帆船。取代老式的有桨划船。装上大炮,成为炮舰。最终产生了全球性影响,为重商主义和殖民主义开辟了道路。

技术的发展在欧洲产生如此巨大的影响,科学在其中并没起什么作用。重大的发明如火药和罗盘在中国发明。当时在自然哲学中无任何知识可用于研制兵器。

航海属于技艺,不属于科学。炮兵、铸造匠、铁匠、造船工程师和航海家在进行发明创造的时候,靠的是代代相传的经验、技艺。以造船为例,船帆和索具不好用,就改进;炮舷窗不灵活,就尝试安装灵活机动的炮车。技术是逐步改进完善的,经验是实践积累的。技术和工业仍同古罗马时代一样,与科学没有联系,既没向科学贡献什么,也没从科学得到什么。

欧洲人明白自然界有取之不尽的资源,应该研究、开发,使之造福人类。这为科学创造了外部条件,继而独创了一种研究学问的机构——大学,成为科学和知识走向组织规范化的一个转折点。

但早期的大学不是研究机构,既没有把科学也没把技术作为追求目标。主要培养牧师、医生、律师。自然科学设在文学院,主要课程是逻辑学。亚里士多德的逻辑和分析方法成为研究任何问题的唯一概念工具,学者们按照神学观点来解释世界,地球是宇宙的中心,太阳照亮了星星。直到哥白尼、伽利略出现。

1543年,波兰科学家哥白尼(Nikolaj Kopernik,1473~1543)出版了他的《天体运行论》,推翻了地心说,提出日心说,开始了科学革命(至牛顿时期完成),让人类由中世纪的观点走出,从一个封闭的世界走向一个无限的宇宙。1616年宗教裁判所判定哥白尼学术为异端邪说。

哥白尼

哥白尼

意大利科学家伽利略(Galileo Galilei,1564~1642)研究了斜面、惯性和抛物线运动。在已有的望远镜的基础上,制成了放大30倍的望远镜,指向天空,搜寻天上世界,发现了月球的山脉,木星的卫星,太阳的黑子,金星的形状,银河由星星组成,验证了哥白尼学说。

1632年伽利略出版《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》,1633年伽利略被宗教裁判所判定为“最可疑的异教徒”,终身监禁并被迫在大庭广众下认罪。七十岁的伽利略已是半盲,作为囚徒,又写出了一本科学杰作《关于两种科学的对话》,披露了两项重要发现:受力悬臂的数学分析及自由落体运动,后者推翻了亚里士多德的“越重的物体下落得越快”的二千年定论,现代科学开始。

伽利略逝世同年,牛顿(Isaac Newton,1642~1727)出生。在剑桥大学他先是研究光学,获得了对光和颜色本质的认识。1687年发表《自然哲学的数学原理》,阐述了万有引力和三大运动定律,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律,为太阳中心学说提供了强有力的理论支持。他奠定了此后三个世纪里物理学和天文学的基础。借助牛顿定律正确算出彗星回归的天文学家埃德蒙·哈雷(Edmond Halley, 1656-1742)在牛顿的《自然哲学的数学原理》前言里用诗句赞道:“在理性光芒的照耀下,愚昧无知的乌云,终将被科学驱散。”

牛顿证明了科学原理的真实性,证明了世界是按人类能够发现的机理运行的。把科学应用于社会的舆论开始出现,人们期待科学造福人类。视科学为有用知识的弗朗西斯•培根对此作了理论提升。甚至牛顿在论述流体力学时也轻描淡写了一句“我想这个命题或许在造船时有用”。

但是,也仅此而已。科学主要是作为知识储存在书本里。

16和17世纪的欧洲,在科学革命的同时并未发生技术革命或工业革命。印刷机、大炮、炮舰一类的发明未借助科学。除了绘图学,没有任何一项科学的成果在近代早期的经济、医学、军事领域产生过较大的影响。即使是伽利略的抛物线研究,显然在大炮和弹道学方面会有潜在价值,可事实上,在伽利略之前,欧洲的大炮已有三百年的历史,在没有任何科学或理论的情况下,凭着实践经验,大炮技术已发展得相当完备了,炮兵学校有全套教程,包括射程表等技术指南。

毋宁说是炮兵技术影响了伽利略的抛物线研究(将实践提升到理论),而不是伽利略的科学影响了当时的炮兵技术。再如航海技术中最大的“经度难题”,也不是靠科学解决。由于无法测量船只所在的经度,欧洲人的海上活动受到限制,只能沿着海岸航行。包括伽利略在内的很多天文学家尝试过解决办法,未能成功。

1714年,英国国会以2万英镑悬赏“确定轮船经度的方法”,要求是仪器在海上航行每日误差不超过2.8秒。1716年法国政府也推出类似巨额奖金。最后的解决,不是科学,而是技艺。

英国钟表匠哈里森(John Harrison,1693~1776)先后做出4个海上计时仪,其3号钟使用双金属条感应温度,弥补温度变化(今天依然在用),装上平衡齿轮(滚动轴承和螺旋仪的前身)防止晃动,抵消船上的颠簸和晃荡,比任何陆地上的钟表都精准,每日误差不到2秒,45天的航行结束,准确地预测了船只的位置。符合领奖条件,但英国国会拒绝履约。

哈里森的海上时钟I型

哈里森的海上时钟I型

哈里森继续改进,4号钟用发条替代钟锤,进行了两次从英格兰到西印度群岛的航海实验,3个多月误差不超过5秒。这成就相当于将航天探测器降落在海王星上,降落点误差只有几英尺。国会还想耍赖。但航海界认定4号钟比皇家天文台的航海图优越得多。哈里森83岁生日那天得到了奖金。

17世纪是实验科学兴起和传播的时期。吉尔伯特(Gilber,1544~1603)用磁体作实验,伽利略让不同球体在斜面滚下,托里拆利(Evangelista Torricelli,1608~1647)用装有水银的管子发现了空气压力原理,帕斯卡(Blaise Pascal ,1623年~1662)把气压计带上山顶研究空气的海洋,哈维(William Harvey,1578~1657)解剖过无数尸体和活体以了解心脏的作用,胡克(Robert Hooke,1635~1703)通过测试弹簧获得胡克定律,牛顿让光束通过透镜和棱镜研究光的组成。实验成为检验理论或猜想的一种方便且必须的工具。

科学家依靠仪器,同一时代的科学更多地靠技术帮助,却很少给技术以帮助。以望远镜为例。天文学家一直在使用技术上不断改进的望远镜,得出许多惊人的发现。第一架望远镜是荷兰眼镜匠汉斯•利伯希(Hans Lippershey,1570 ~1619)发明的。高倍望远镜光束穿过透镜后会产生色散、球面像差和畸变。解决方案还来自技术领域,依靠玻璃制造工艺解决的,用几种折射率不同的玻璃互相补偿制成复合透镜,这已经是1730年以后的事情。

世界上第一架望远镜

世界上第一架望远镜

18世纪初,牛顿、伽利略等科学巨人引领的科学革命正归于沉寂,欧洲仍然是一片农业社会景象。90%的人住在乡村,从事农业。即使城市居民,能够见到的制成品,要么是农田的产物,要么是能工巧匠的制品。资源不过是木材、风力、水力而已。

18世纪六十年代,瓦特(James Watt,1736~1819)在纽科门(Thomas Newcomen,1663~1729)发明的基础上改良蒸汽机,引发工业革命。蒸汽机带动新能源(煤)的开采和使用(此前动力和热力来源,包括炼铁,主要靠燃烧木材)。尽管11世纪中国的铁匠就发明了用煤做燃料的熔炼方法,英国到1709年由亚伯拉罕•达比(Abraham Darby ,1676~1717 )发明了焦炭才不再依靠森林提供燃料。

炼铁局面改观,世界进入一个新的铁器和机器时代。英国发明家理查德·特里维西克(Richard Trevithick,1771~1833)的高压蒸汽机用于铁路,1814年第一台蒸汽机车出现,1830年迎来铁路时代。1886年,德国工程师卡尔•本茨(Karl Friedrich Benz,1844~1929)制造出世界上第一辆汽车。这一系列技术革命引起了从手工劳动向动力机器和工厂化生产的重大飞跃。

18世纪之前,人不知工厂为何物。工业革命后出现的工厂发展出高度集中的规模生产,标准化部件的制造制度(源于英国,在美国得到更广泛应用)被亨利•福特(Henry Ford,1863~1947)在汽车工业中发展成生产流水线,极大提高生产力。

构成18世纪工业革命基础的所有技术,依然是工程师、技师、工匠做出来的,几乎没有或根本没有科学理论的贡献。后人想当然以为科学革命推动了工业革命的技术进步。如爱丁堡大学的一个名叫罗比森(John Robison)的教授就杜撰了一些故事,什么纽科门曾得到大科学家胡克的指导,瓦特受到布莱克(Joseph Black,1728~1799)潜热理论的启发等等。此类故事层出不穷,历史证明全是虚构。

那时的科学活动,仍沿袭亚里士多德传统,追求智识和精神上的满足,不考虑理论的应用,或者说不会付诸应用。技术行家们也未吸取科学的营养,如同古罗马的工程师,追求实用,对理论不感兴趣。知其然不一定要知其所以然,科学与技术各行其道,一直延续到19世纪。

1821年,英国科学家迈克尔•法拉第(Michael Faraday,1791~1867年)发现了电磁感应现象,奠定了电磁学的基础;总结了电解定律,构成了电化学的基础。

1870年,麦克斯韦(James Clerk Maxwell ,1831~1879)在法拉第的基础上总结出电磁理论方程(麦克斯韦方程),统一了电、磁、光学原理。法拉第之前,夜幕降临,世界就沉入黑暗。法拉第被称为点亮世界的人。

福特

福特

从火到电,人类走了十万年。爱因斯坦(Albert Einstein,1879~1955)书房墙壁上,悬挂着法拉第、麦克斯韦、牛顿三人的相片。

19世纪,科学渐趋成熟。除了电学理论,化学、热力学等领域也取得重大进展,形成了物理和化学的基础定律。电动力带来第二次工业革命。与历史不同的是,此次革命是以物理学和物质科学为基础。科学不再是纯理论,而是以实验为基础,对机械、物质进行科学研究的基础上发展起来的。机械、物质成了人们赖以理解自然力和领悟出科学定律的模型,进而又利用这些定律设计更为精良的技术和工艺。科学和技术终于开始携手,相互促进。

20世纪以后,科学与技术的联合使社会出现革命性进步,技术创新永无休止且越来越密集,重塑了人类的生活方式,创造了一种快捷而高效的文化。人脑借助电脑发现和思考,互联网将地球裹入囊中,机器人进入生产流水线,人工智能深度学习能力超过人类,新材料纳米管已经上路,3D打印出航空发动机,生命遗传密码破解,宇宙和物质奥秘渐次揭开,基因技术要改造生命和物种,人类快速穿越信息时代、移动互联网时代、智能制造时代⋯⋯

但技术与科学仍属不同的源流,会各按自己的规律独立发展。很多科学家仍会沿袭希腊先哲的纯理论传统,很多技术也仍会在实践中先于科学,开辟新天地。人类越来越依赖技术,或曰技术越来越支配人类。这是喜是忧,或许会是科学和技术要面对的终极难题。

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参考文献:
Genius,IWC Media Limited, 2008
James E. McClellan III, Harold Dorn:Science and Technology in World History: An Introduction,Johns Hopkins University Press,2008
L.S.斯塔夫里阿诺斯(L.S Savrianos) 著,吴象婴、梁赤民译:全球通史(A Global History),上海社会科学院出版社,1992

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