第五十七章 科学得到进一步发展
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第五十七章 科学得到进一步发展
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总之,科学给人们带来了便捷的生活,人类进入了一个崭新的历史时期,仅用了一百多年的时间就完成了机械革命。就物质方面来说,人类取得了极大的进步,这种进步比旧石器时代到农耕时代或是从古埃及的斐比时代到乔治三世时代的漫长岁月中所取得的一切进步都要大。人类事务的一个新的物质结构已经形成。同时,它也要求我们对政治、经济、社会各方面做出大幅度的调整,但是这种调整又得依靠机械革命的更进一步的发展,毕竟这不过是初级阶段。
这一时期,英国的各个大学正迂腐地研究着拉丁和希腊等古典名著,教育水平不断下降。法国的教育同样也在耶稣会的古典传统禁锢之下。而对于德国人而言,组建一个研究机构也不是那么困难的事儿,虽然规模可能不大,但与英国、法国只有屈指可数的几个发明家相比,数量就算很庞大了。英国和法国科学家的研究与实验,让他们的国家变成了世界上最富有、最强大的国家,但他们自己却没有富裕起来,也没有获得额外的权力。他们醉心于研究与实验,根本没有时间去考虑和策划利用研究来赚钱。于是,他们的发明往往就会被一些贪婪者所利用,为其带来巨额财富。我们发现,英国的每一个科技进步,都让有钱人趁机捞到好处。虽然他们不会像经院派学者或是极端宗教分子那样,怀着强烈的情感去侮辱和宰杀为国家产金蛋的鸡,但是他们却对给他们带来财富的科学家和发明家的贫困熟视无睹。在他们眼中,科学家和发明家生来就是为他们这些更聪明的人赚钱的。
从公元17世纪至19世纪初期,欧洲列强和诸侯一直处于敌对状态,时常爆发冲突。在此期间,《维亚纳条约》(1815年)及其各种补充,逐渐替代了《威斯特伐利亚条约》(1649年)及其不断变化的补充和修正条款;那些漂洋过海的船只,将欧洲的文化传播至世界各地;人类的知识不断增长,在欧洲国家或欧化的国家里,人类对世界的认识也越来越清楚。不过,这种知识的进步与政治生活是没有联系的。
当陆海蒸汽运输得到快速发展的时候,瓦提、加尔瓦尼与法拉第等人也展开了对电现象的研究工作,他们的研究为人类的生活提供了极大的便利。公元1835年,电报诞生;而公元1851年第一条海底电缆在英国与法兰西之间铺设成功。九九藏书在短短几年内,电报体系就已经遍布世界各个文明国度。此前,信息只能从一处传向另一处,依次递送;而现在,信息几乎是在同一个时间被送到世界各个角落。
与英国人和法国人比起来,德国人显然要聪明得多。德国的学者们不仅没有对新学问表现出反对或憎恶的情绪,相反,他们还支持它继续发展。当然,德国的商人也与英国的商人不同,他们并不蔑视发明家。他们认为,知识就好像是农作物,只有勤施肥才能获得大丰收。所以,他们往往能够给科学家提供更多的发明空间,在科学研究上投入大量经费。到了公元19世纪下半叶,由于德国科学工作者的出色表现,使得德语成了各国科研人员必须掌握的一门语言,除非他不想跟上本学科最新发展动向。在某些学科,尤其是化学,德国的发展水平都要远高于它的西方邻国。德国科学家在六七十年代所做的努力,终于在八十年代开始展现出成果来,并在技术和工业领域超越了英国与法国。
在公元19世纪中叶人们的思维中,火车、电报等这一类的东西就已经被视为惊人的发明了,然而它们其实只是人类伟大发明中最早一批的引人注目但又粗陋的成果。如果用旧眼光来看待这一时期的知识与技术的发展情况的话,显然这一时期是一个飞速发展的代,而且达到一种非凡的程度,范围也广阔了许多。这种情况在起初时并不太明显,但是当人类对各种材料的掌握能力上升时,它便显得越来越重要了。公元18世纪中叶以前,人们所需要的铁一直是用木炭从铁矿石中提炼出来,制成小块,然后再用铁锤捶打成人类所需要的形状。铁是工匠们所掌握的材料,而铁的质量和工艺在很大程度上往往取决于工匠的经验和技巧。公元16世纪,人们所能处理的铁块最大不过两三吨而已,所以大炮的体积也有一个固定的限制。公元18世纪,鼓风炉问世,随着焦炭的应用越来越广泛,鼓风炉也不断得到改进。公元18世纪,轧制的铁板(1728年)、铁杆和铁条(1783年)相继出现了。至公元1838年,奈斯密斯发明了气锤。
公元19世纪以前,船只的装载量没有超过2000吨的,而现在到处都可以见到载重量为50000吨的巨型轮船。对于这种“体积”上的进步,一些人往往忍不住冷嘲热讽,然而藏书网这却刚好暴露了这些人的浅薄。与这些人想象的不一样,这些巨型或钢铁结构等建筑并非过去小型的船只或建筑的放大,其实两者是性质完全不同的东西。与过去那些靠工匠的经验和技术而被制造出来的产品不一样,这些新事物,它们更加坚固、更加精巧、材料更优良耐用,是经过设计师以精细和复杂的计算设计出来的。以前,人们在造船或是房屋时,材料往往占据支配地位,人们只能屈从于材料。现在,建造这些轮船和房子的材料都被“驯服”了,人们可以根据自己的意愿对其进行改造。我们不妨想想看,从矿井与矿山中开采出来的煤、铁和沙子,在经过绞、锻、熔、铸之后,最终被建成由钢铁和玻璃组成的拥有细长塔尖的壮丽辉煌的建筑物,以600英尺的高度巍峨地矗立在繁华的都市里。
我们知道,公元1662年时伦敦皇家学会的成立以及伦敦皇家学会为实现培根的《新大西洋岛》的梦想而付出的努力。至公元18世纪时,在物理方面,人们已经能够很清楚地解释有关物质与运动的一般概念了;数学方面取得了极大的进展;望远镜、显微镜等光学设备的应用已经取得了良好的进展;自然史的分类也获得了更新发展;解剖学的研究越来越受到关注。人们开始进行伟大的地质学研究工作——对岩石记录进行阐释,地质学的设想首先是由亚里士多德提出的,后来列奥纳多·达·芬奇还做过测试。
在这样一个伟大的发明时代,英国人和法国人是这一领域的先驱者。然后,饱受拿破仑统治屈辱的德国人,开始对科学研究投入巨大的热情并以一种坚忍不拔的精神努力着,最后终于取得了超越英国人和法国人的成绩。而英国的科学成果,往往是由一些身处学术中心之外的英格兰人或苏格兰人取得的。
轮船问世的时间稍早于蒸汽机。公元1802年,在克莱德运河的福斯湾上,一艘名为“夏洛特·邓达斯”号的轮船已经航行了。公元1807年,美国人富尔顿驾着他的“克莱蒙”号轮船往来于纽约以北的哈得孙河上,这艘船上装配着英国的发动机。第一艘航行于海上的轮船是由美国人制造的,名为“凤凰”号,从纽约(霍波肯)开往费城。第一艘横渡大西洋的蒸汽(还要用帆)轮船“萨湾纳”号(1819年),还是美国人制造的。以上提到的这些都是明99lib•net轮船,这种船不适合在波涛汹涌的大海上远洋,因为它的轮桨极易被破坏,而轮桨一旦破损,船只便无法前进了。螺旋桨轮船出现得较晚,人们是在克服了重重苦难之后,才使得它能够应用于实际之中。轮船发展到公元19世纪中叶,其载重量终于可以超过帆船了,海上的运输业于是迅速发展起来,人们终于可以大致推算出到港的时间了。以前,人们想要横渡大西洋,需要花上几个星期甚至几个月的时间,而且极为危险。而此时,船速提高了,时间大大缩减了。到了公元1910年时,最快的船只仅需要5天就能走完这段路程,而且还可以预报抵达的大约钟点。
长久以来始终跟人类的生活息息相关的路上运输,在速度上突然有了极大的提高。当初拿破仑在俄罗斯惨遭失利后,用了整整312个小时,才从维尔纽斯附近逃回巴黎,行程大约为1400英里。拿破仑用尽了一切便利手段,每小时平均也只能前进5英里。如果这段旅程换由一个普通的旅行者来完成,恐怕此人花费双倍的时间也无法走完这段路。这个速度和公元前1世纪罗马与高卢之间的旅行最快速度大致相当。而此时,速度却得到了巨大的提升,铁路可以将任何普通旅客的这段旅程的速度缩短至48小时之内。这就是说,铁路将欧洲各主要城市之间的旅行时间缩短了90%,将以前一个政府所管辖的地区扩大了10倍。当然,这种理论上的预测,还需要等欧洲人去实现。在欧洲,跑马与公路时代所划分的国界线还在;而在美洲,铁路所引起的变化效果十分明显。对于正打算西扩的美利坚合众国而言,铁路极大地帮了他们的忙——不管边境有多遥远,利用铁路,人们便能穿越大陆直抵华盛顿。铁路的出现,使得这个地域辽阔的美利坚合众国能更好地保持统一。
我们不必过分地强调,人类从一个地方旅行另一个地方所用的时间有多么明显的缩短,因为这不过是人类可能达到的更深远、更重大的发展中的一个层面。公元19世纪,人类在农业科学与农业化学方面也都取得了一定的成就。人们已经懂得如何提升土壤肥力,使得相同面积的土地的产量可以四五倍于公元17世纪。另外,医学方面也飞速发展,人类的平均寿命不断增长,日常工作效率也大大提升,因疾病引起的生命死亡日渐变少了。
公元17九九藏书网世纪到18世纪,这种知识的进步既没有对政治产生任何直接的、明显的影响,也没有对民众的思想产生太大的刺激。这些进步直到公元19世纪下半期才逐渐显现出来,并且主要是在那些繁荣的具有独立精神的小世界里默默发展起来的。如果没有英国人所谓的“有产绅士”,那么科学方法就不会在希腊开始,其在欧洲的复兴也就无从谈起了。在这时,虽然学院促进了哲学与科学思想的发展,但它所起到的作用却不是最主要的。事实上,进行各项研究最主要的是得到资助,而资助的研究往往具有一定的局限性和保守性,对发明的促进和支持作用不大,除非它受到某种独立精神的鼓舞。
公元19世纪80年代,人类发明史又翻开了崭新的一页,而它的序曲则是诞生了一种新型的发动机。这种发动机,利用的不再是蒸汽的膨胀力,而是一种爆发性混合物的膨胀力。这种发动机具有更轻便、更高效的优势,被用于制造汽车。之后,它又不断获得改进,越来越轻巧,效率也越来越高,终于使得人类很早之前就设想过的飞行器变成一种真实的存在。早在公元1897年的时候,华盛顿史密森学会的兰勒教授就已经成功研制出一架飞机了,只不过体积还没大到能载人的程度。至公元1909年,飞机就已经加入交通工具的行列了。当公路、铁路设施越来越完善时,人类在提升交通速度方面几乎是停滞不前了。就在这时,飞机诞生了,这样人们从一个地方去往另一个地方所需的时间又大大缩减了。公元18世纪时,人们从伦敦到爱丁堡需要花费8天的时间,而据英国民航运输委员会1918年的报告显示:数年内,人类用8天的时间便能绕行地球半圈——从伦敦抵达墨尔本。
以上我们所提到的钢铁冶金技术的进步和成果,只不过是人类在冶金方面所取得的进步中的一个例子而已。事实上,关于铜、锡以及其他很多金属,例如19世纪前人们还不认识的铝和镍等,也有着类似的认识过程。机械革命的主要成就,就是这种强大且还会越来越强的控制各种物质的能力,即对各种玻璃、岩石、石膏、染料和纺织品的控制能力。然而,即使这样,人们仍只处于收获的开始阶段。人们有了力量,但还必须学习如何利用这些力量。在如何利用科学赐给我们的礼物方面,人们最初的做法大多是庸俗的、愚蠢的甚至是99lib.net可怕的。那个时候,各方面的技术人员还不能够自如地控制各种物质。
随着机械制造的可能性的不断扩大,新电学也迅速发展起来。然而直到公元19世纪80年代,电学研究所产生的效果才逐渐显现,它使得人们的生活变得更加便利了。后来,电灯与电力牵引突然诞生。于是,力的转化、输送能量变成可能,人们可以随心所欲地将能量转化为机械运动、光或热。这就好像是利用水管输送水一样,用铜丝把能量输送过去等一系列的观念出现在了人们的脑海中。
公元1804年,瓦特改良的蒸汽机终于得到了有效运用,特里维西克将蒸汽机运用到火车制造中,终于打造了世界上第一台火车头。公元1825年,第一条铁路建成并开始通车,该铁路就位于达林顿和斯托科顿之间。后来,斯蒂芬森制造的“火箭”号车头,能够拖着重达13吨的车厢,以每小时44英里的速度在铁路上飞快地跑着。公元1830年之后,铁路建设迅速发展。等到了19世纪中期时,铁路网络已经遍及欧洲各国。
对于冶金技术的发展而言,物理学的进步对其影响甚大。物理学的进步,改进了冶金技术,大规模制造原铁与其他原料也变成了可能,从而也促进了某些实用性的发明的发展。新的各个种类的机器不断涌现,最终引发了声势浩大的工业革命。
在古代,由于冶金技术太差,所以人们根本无法使用蒸汽的力量。在轧制铁板出现之前,且不说是蒸汽机的发展受限,就是最原始的抽水机都没有办法发展。在我们现在看来,早期的机器不过是一堆粗笨的铁疙瘩,但那已经是当时最高水平的冶金技术的产物了。至公元1856年,贝西默发明了转炉冶炼法;公元1864年,平炉冶炼法问世——这就使得钢与各种铁可以用前所未有的方法与规模进行冶炼、精炼和铸造。现在,我们终于可以看到,就好像在锅里翻滚的牛奶一样,一吨又一吨的白热钢水也在熔炉里沸腾翻滚着。仅从成果上考虑的话,在所有的人类实用技术中,最成功的当属能够自由制造巨型钢铁并且能控制钢、铁的成分和品质。早期的发动机和铁路,只是冶金技术的最初试用。不久,钢铁船舶、钢铁桥梁、新式的钢筋大建筑便相继诞生了。直到这时,人们才发现原来修的那些铁路显得有些窄了,假如当初能将轨道设计得再宽一些,那么人们的旅行必将更加舒服。
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