我重點(diǎn)將講述現(xiàn)代意義上的技術(shù)從哪里來。某種意義來說，現(xiàn)代科學(xué)來自西方傳統(tǒng)，來自古希臘，而現(xiàn)代技術(shù)從某種意義上也可以說來自古希臘，至少有一部分源于古希臘，另一部分源于中國(guó)、阿拉伯等地。世界上當(dāng)然存在多個(gè)技術(shù)的來源，但是是從古希臘開始，技術(shù)成為了一個(gè)比較獨(dú)特的創(chuàng)造領(lǐng)域。

我們稍微提及一下，也呼應(yīng)一下明天吳國(guó)盛老師的演講。他講什么是科學(xué)，一定會(huì)講到希臘人的科學(xué)和希臘人的自由精神，但吳老師可能不會(huì)涉及希臘人的技術(shù)，而希臘人的技術(shù)也非常發(fā)達(dá)，也非常自由。

這是古希臘的基本環(huán)境，古代希臘和現(xiàn)代希臘的范疇是不一樣的。

古代希臘圍繞愛琴海兩岸形成了廣闊的文化輻射圈。希臘文化有一些特點(diǎn)是很奇葩的，這也是我當(dāng)時(shí)在聽吳老師的演講時(shí)感受到的，就是它建立在一種真空之上，是一種非常理想化的社會(huì)環(huán)境。

我們可以看一些其他人對(duì)這個(gè)社會(huì)環(huán)境的評(píng)價(jià)。比如《圣經(jīng)》提到過保羅去雅典傳教的事情，保羅對(duì)雅典人的生活狀況感到非常驚訝，說“所有的雅典人和僑居在那里的外國(guó)人，不管其他的事，只是論談或探聽一些新奇的事”。這段翻譯有點(diǎn)生硬，實(shí)際上指的是他們成天閑聊，不務(wù)正業(yè)，每天都只關(guān)心討論一些新奇的事物。

現(xiàn)代藝術(shù)哲學(xué)家伊波利特·丹納則評(píng)價(jià)道：“希臘人以人生為游戲，以人生一切嚴(yán)肅的事為游戲，以宗教與神明為游戲，以政治與國(guó)家為游戲，以哲學(xué)與真理為游戲?！本褪钦f希臘人的基本狀態(tài)就是一種游戲的精神，整天不務(wù)正業(yè)，什么都是游戲，大家都在玩游戲，這和圣經(jīng)的描述是一致的。

比如說他們閑聊的時(shí)候要進(jìn)行辯論，經(jīng)常會(huì)有辯論比賽，大家爭(zhēng)論誰更有理，誰更能說服對(duì)方，邏輯和修辭學(xué)科正是在這個(gè)環(huán)境中發(fā)展起來。另外還有體育競(jìng)賽，我們都知道奧林匹克是希臘的精神中心。他們整天就在進(jìn)行比賽，所有的東西都是比賽，包括戰(zhàn)爭(zhēng)、國(guó)家、政治，好像都是在進(jìn)行競(jìng)技和游戲。

希臘城邦文化有一些重要的元素，包括市政廳、體育場(chǎng)、劇場(chǎng)、集市等，旅行者曾記錄，如果一個(gè)城市缺乏這些元素，是很不像話的：“我們很難找到這樣一個(gè)城市，在那里沒有市政廳，沒有體育場(chǎng)，沒有劇場(chǎng)，沒有集市（agora），沒有泉水匯集在一起流入泉房?！?/span>

市政廳代表了希臘的民主和辯論文化；體育場(chǎng)代表了游戲和競(jìng)技的文化，劇場(chǎng)則象征了英雄主義文化，而集市代表了自由交流的文化。這些是希臘人的基本特點(diǎn)，在人類歷史上是比較獨(dú)特的。

在這種環(huán)境下，希臘人并非不重視技術(shù)，希臘人也有非常發(fā)達(dá)的技術(shù)實(shí)踐，但有一些高明的技術(shù)不是運(yùn)用在比較明確的生產(chǎn)領(lǐng)域，而是運(yùn)用在宗教祭祀和劇院娛樂等領(lǐng)域之中。

例如，希臘人運(yùn)用了一整套機(jī)械技術(shù)，包括腳手架、起重機(jī)和滑輪組來建造建筑。此外，在劇場(chǎng)中也廣泛使用了各種機(jī)械工具。比如大家或許聽到過一個(gè)文學(xué)術(shù)語叫“機(jī)械降神”，是說劇情的推進(jìn)遇到瓶頸時(shí)，一個(gè)救世主突然降臨，將劇情推動(dòng)起來。

“機(jī)械降神”本來是實(shí)指，在古希臘劇場(chǎng)中，會(huì)使用起重機(jī)將扮演神的演員從高處降落到臺(tái)上。同時(shí)，劇場(chǎng)里的幕布還可以用機(jī)械的方式來切換，而且還符合透視法的原理。下圖所示的就是機(jī)械降神。

我們可以看到一些機(jī)械的創(chuàng)作和發(fā)明，例如希羅。雖然他并非生活在古希臘時(shí)期，但他仍然是希臘文化的產(chǎn)物，他是講希臘語在希臘文化中成長(zhǎng)起來的發(fā)明家。希羅在數(shù)學(xué)領(lǐng)域有卓越的工作，如我們?cè)谥袑W(xué)學(xué)習(xí)的海倫公式，實(shí)際上就是希羅公式，該公式以他的名字命名。他還有一些理論研究，比如系統(tǒng)總結(jié)了“簡(jiǎn)單機(jī)械”的概念。

我重點(diǎn)推薦的是他的許多機(jī)械發(fā)明，例如里程車，類似于中國(guó)古代的記里鼓車。還有女仆機(jī)器人，可以自動(dòng)滑到你身邊，你把酒杯放到她手上，她就能感應(yīng)到給你倒酒，當(dāng)你拿走酒杯時(shí)，它會(huì)自動(dòng)劃走。還有自動(dòng)開門機(jī)，可以使用蒸汽動(dòng)力將門打開。還有汽轉(zhuǎn)球，算是蒸汽機(jī)的一個(gè)原型，通過點(diǎn)燃下方的燃料使水沸騰，然后上方的蒸汽從兩個(gè)管子中冒出并推動(dòng)球旋轉(zhuǎn)。

圖：希羅的發(fā)明

古希臘有一件考古文物，叫做安提基西拉機(jī)械，十分令人驚嘆。目前有人成功復(fù)原了這臺(tái)早期計(jì)算機(jī)。它能夠在不同歷法間進(jìn)行換算，并推測(cè)相應(yīng)日期時(shí)太陽、月亮及其他行星的位置，并預(yù)測(cè)日月食。比如，它可以將雅典歷法的日期換算為迦太基歷法的日期，并推算當(dāng)天太陽和月亮的位置以及是否有日食或月食等情況。其具體的功能和結(jié)構(gòu)仍在解讀之中，但從留存的殘片可以確定它至少包含30多個(gè)齒輪的聯(lián)動(dòng)運(yùn)作（總共可能上百個(gè)）。而這個(gè)機(jī)器只比現(xiàn)代的筆記本電腦大一點(diǎn)。

接下來我們來談?wù)劙⒗恕０⒗私邮樟舜罅肯ＥD文獻(xiàn)，并主要在阿拉伯世界的黃金時(shí)期——阿拔斯王朝——將希臘的科學(xué)技術(shù)發(fā)揚(yáng)光大，主要包括天文學(xué)、數(shù)學(xué)以及機(jī)械技術(shù)等領(lǐng)域的創(chuàng)新。

當(dāng)時(shí)的人們觀念先進(jìn)，阿拉伯學(xué)者泰伊卜認(rèn)為，“技術(shù)之所以能發(fā)生、發(fā)展，是由原來的創(chuàng)造者將從前創(chuàng)造的東西傳給了后來人。后繼者批判地研究這些技術(shù)，在可能的情況下加以改進(jìn)和發(fā)展。在這一過程中，技術(shù)日臻完善”，這體現(xiàn)出他是有一種技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新的觀念的。

在阿拉伯世界，機(jī)械學(xué)、工程學(xué)被看作數(shù)學(xué)，與算術(shù)、幾何、天文、音樂并列，工程師和建筑師也享有較高的社會(huì)地位。

阿拉伯世界也有一些發(fā)明家，例如，雅扎里寫了一本名為《論精妙的機(jī)械裝置》的書。他宣稱，里面的機(jī)械他是“通過反復(fù)試驗(yàn)而不是通過理論計(jì)算來組裝的”。其中包括一種水力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)奏樂器，上面有木偶可以演奏音樂，下面是一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。還有大象鐘等等。

從希臘到阿拉伯，我想要探討的是這類技術(shù)屬于什么技術(shù)。因?yàn)榭赡苤髤抢蠋熞矔?huì)講，在一般人的理解中，科學(xué)是追求理論、追求自由的，沒有功利目的，而技術(shù)更加功利。的確，實(shí)用性是技術(shù)的一種特性。但是，我們前面提到的希羅和阿拉伯人的裝置，比如水力驅(qū)動(dòng)的演奏音樂的玩偶，它們并不是為了實(shí)用目的而存在的。歷史學(xué)家戴克斯特豪斯曾對(duì)此評(píng)論：“希羅制造出來的只是一些完全多余的玩具，雖然往往比較昂貴，而且總是構(gòu)思巧妙，但都不是為了協(xié)助人的工作……它們都只是一些戲法兒……精巧、瑣屑、乏味、多余。”他還認(rèn)為，當(dāng)時(shí)希臘、羅馬和阿拉伯的奴隸制阻礙了技術(shù)的發(fā)展，因?yàn)閷?shí)用的工作都讓奴隸去做了，所以這些貴族和精英人士都不務(wù)正業(yè)，不考慮實(shí)用，只顧發(fā)明這些奇技淫巧的東西。

然而，伊斯蘭技術(shù)史的學(xué)者這些活動(dòng)有更高的評(píng)價(jià)。哈桑認(rèn)為：“以提供娛樂和美的享受為目的的裝置……如果忽視了以下列舉的4個(gè)要素，也許就難以準(zhǔn)確地把握其實(shí)質(zhì)。”這四個(gè)要素是：1）出現(xiàn)關(guān)心機(jī)械的有閑階級(jí)（這在其他文明和其他時(shí)間是很少見的）；2）工程技術(shù)人員的嚴(yán)肅態(tài)度（他們是認(rèn)真地去搞研究，去開發(fā)技術(shù)）；3）包含與現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)密切關(guān)聯(lián)的要素（這些技術(shù)雖然當(dāng)時(shí)不適用，但是為現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)奠定了一個(gè)高起點(diǎn)）；4）追求理想而不滿足現(xiàn)實(shí)（他們要做一些新的理想的東西，而不是滿足于現(xiàn)狀）。

從古希臘到阿拉伯世界，他們已經(jīng)形成了一種獨(dú)特的技術(shù)傳統(tǒng)，即自由的技術(shù)?！白杂伞辈粌H僅適用于科學(xué)，技術(shù)也有這樣的層面，這個(gè)層面在某種意義上在西方仍然是一個(gè)傳統(tǒng)，許多人并不僅僅是為了肉眼可見的明確的實(shí)用的目的而開展技術(shù)研究。

我們知道最近有一個(gè)案例是ChatGPT。OpenAI一開始是玩DOTA游戲的，他們?cè)谟螒蛑惺褂萌斯ぶ悄?，玩得挺好，引起了微軟的注意。英偉達(dá)早期也是在游戲產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)下發(fā)展起來的。

還有其他的技術(shù)，比如飛機(jī)，也是如此。在萊特兄弟的飛機(jī)成功起飛后，飛機(jī)逐漸成了一個(gè)非常有用的工具，但一開始，很多人是出于挑戰(zhàn)自我的心態(tài)，把它當(dāng)成玩具、玩游戲的心態(tài)來發(fā)展的。從開始研發(fā)到最終取得成功的大約100年間，飛機(jī)根本沒有什么實(shí)際的價(jià)值，但一批又一批的人投身其中，追求刺激和樂趣。

汽車最早也是貴族的一種競(jìng)速游戲。其實(shí)當(dāng)時(shí)汽車并不太實(shí)用，因?yàn)榈缆凡]有修建好，光擁有汽車的話，還不如使用馬車出行。

類似的例子還有很多。這是我們中國(guó)非常需要的一種傳統(tǒng)，對(duì)于開發(fā)技術(shù)來說，不一定非得著眼于那些實(shí)用的產(chǎn)出。保持一種游戲性的和好玩的心態(tài)，可能是西方技術(shù)史的一個(gè)特點(diǎn)。

 

2、從瓦特改良蒸汽機(jī)，看我們對(duì)技術(shù)的誤解

而現(xiàn)代技術(shù)逐漸與實(shí)用性掛鉤，正是現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)聯(lián)盟的結(jié)果。由于時(shí)間有限，我只能浮光掠影地介紹一下技術(shù)史。

我只選取一個(gè)案例，就是瓦特，通過介紹瓦特的技術(shù)創(chuàng)新是如何發(fā)生的，來探討技術(shù)的來源。瓦特是當(dāng)代工業(yè)時(shí)代的一個(gè)標(biāo)志，瓦特時(shí)代是西方科學(xué)和技術(shù)是如何聯(lián)盟的呢？

瓦特其實(shí)并非蒸汽機(jī)的發(fā)明者。我們之前提到，希羅在其之前已經(jīng)設(shè)計(jì)了蒸汽動(dòng)力裝置，而達(dá)芬奇也設(shè)計(jì)了蒸汽加農(nóng)炮。蒸汽機(jī)的直接來源是真空泵，這是蒸汽機(jī)之前關(guān)于真空研究的重要科學(xué)實(shí)驗(yàn)，是蒸汽機(jī)的前身。之后還有其他諸如帕潘的蒸汽活塞、薩弗里的蒸汽抽水機(jī)、鈕可門蒸汽機(jī)等蒸汽機(jī)的前輩。直到1765年，瓦特才完成了蒸汽機(jī)的改良設(shè)計(jì)，并在1776年才成功生產(chǎn)。這標(biāo)志著第一次工業(yè)革命的開始。

這個(gè)大背景其實(shí)是科學(xué)和技術(shù)的融合。

一個(gè)重要的背景是真空泵的發(fā)現(xiàn)，揭示了大氣壓的存在。這個(gè)發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樗眉夹g(shù)的極限。在歐洲文藝復(fù)興時(shí)期，意大利城邦國(guó)家非常富裕，同時(shí)又附庸風(fēng)雅、好大喜功，因此，許多地方都建造了噴泉作為市政廣場(chǎng)的景觀。有時(shí)候，噴泉還被雕刻成小孩子撒尿的形象。這種風(fēng)潮促使了大型噴泉的興起，人們爭(zhēng)相建造更大的噴泉，你造了5米高的，我就要造10米高的。1635年，一位公爵想要建造一個(gè)10多米高的噴泉，但無論如何都無法把水抽到10米以上。于是他委托大科學(xué)家伽利略，希望他能夠研究出解決方案。當(dāng)時(shí)的伽利略年事已高并且已經(jīng)失明，雖然已有部分研究，但尚未完成。伽利略去世后，他的秘書以及遺產(chǎn)整理人托里拆利在整理他的文檔時(shí)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)未完成的研究，于是托里拆利繼續(xù)了這份工作，最終發(fā)現(xiàn)了大氣壓并發(fā)明了水銀氣壓計(jì)。

之后到1650年，馬德堡市長(zhǎng)蓋里克發(fā)明了真空泵，并于1654年進(jìn)行了聲勢(shì)浩大的公眾演示，即我們熟知的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。但我要強(qiáng)調(diào)的是，這些活動(dòng)當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是嘩眾取寵、缺乏實(shí)用價(jià)值的，只是單純?yōu)榱苏故玖苏婵沾髿鈮汉驼婵毡糜卸嗝磪柡Α?/span>

到了1659年，波義耳進(jìn)一步改進(jìn)了真空泵，把馬德堡半球由銅球變成了玻璃球，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的可視化。波義耳做了大量的公眾實(shí)驗(yàn)，其中一個(gè)典型的實(shí)驗(yàn)是在玻璃球中放置一只小鳥，把球中的空氣抽空后，小鳥死亡，展現(xiàn)了沒有空氣時(shí)動(dòng)物無法生存。然而，這些實(shí)驗(yàn)更多的是作為一種面向公眾的熱門表演藝術(shù)，當(dāng)時(shí)很多地方都有這種實(shí)驗(yàn)表演，展示一些新發(fā)明的儀器。

之后有一個(gè)人是丹尼斯·帕潘，他本來是惠更斯的秘書，后來接替胡克成為了波義耳的助手。之前提到，在波義耳的許多實(shí)驗(yàn)中，小動(dòng)物經(jīng)常會(huì)死亡，為了處理死亡的動(dòng)物，1681年丹尼斯·帕潘發(fā)明了軟化骨頭的器具，把死掉的小鳥放進(jìn)去煮一煮，鳥骨就軟化了，更便于處理。這就是最早的高壓鍋。

高壓鍋的發(fā)明，其實(shí)主要是為了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)椴还馐钦婵毡脮?huì)死小鳥，其他的各種實(shí)驗(yàn)都會(huì)死掉很多的動(dòng)物，需要更快速地清理骨頭。而在這個(gè)發(fā)明中，他獲得了蒸汽機(jī)的靈感，在之后發(fā)明了活塞式蒸汽機(jī)。

我們知道高壓鍋先煮熱再冷卻后，蓋子就拔不開了，因?yàn)檎羝兝浜髸?huì)形成真空，大氣壓就把蓋子給壓住了。早期的活塞式蒸汽機(jī)就利用了這個(gè)原理。蒸汽先充滿容器，冷卻后容器產(chǎn)生“吸力”，其實(shí)就是利用大氣壓力推動(dòng)活塞。

但是帕潘的蒸汽機(jī)是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室裝置，尚未實(shí)用化，第一個(gè)實(shí)用化的蒸汽機(jī)是1690年薩弗里的蒸汽泵。蒸汽泵實(shí)際上并不是真正的蒸汽機(jī)，而是蒸汽氣泵，用于抽水。這個(gè)蒸汽泵被命名為“礦工之友”，它并不使用活塞，主要用于從煤礦礦坑中抽水。

薩弗里的蒸汽泵也申請(qǐng)了英國(guó)專利。當(dāng)時(shí)英國(guó)的專利制度剛剛開始成熟，也是在1690年，洛克提出了知識(shí)產(chǎn)權(quán)的概念。薩弗里的蒸汽泵獲得專利之后，后面的發(fā)明家必須向其支付專利費(fèi)，比如鈕可門的蒸汽機(jī)就需要向薩弗里支付專利費(fèi)。

然而，蒸汽泵有一些缺點(diǎn)，一是能量損耗很大，因?yàn)樗枰煌５丶訜?、冷卻容器；二是它只能抽水，無法將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因此用途單一，主要用于礦井，尤其是煤礦，因?yàn)槊旱V可以就地取用燃料加熱，而且煤礦也最需要排水。不過它也并沒有被后來的蒸汽機(jī)完全取代，因?yàn)樗w積較小，可以更靈活地布置。

薩弗里的蒸汽泵可以看作是真空泵的一個(gè)衍生物，在進(jìn)行專利演示時(shí)，它被描述為一個(gè)真空泵的模型。

1712年，鈕可門蒸汽機(jī)推出，其設(shè)計(jì)可能綜合了薩弗里的氣缸和帕潘的活塞。蒸汽冷凝后，它不是直接抽水，而是通過抽動(dòng)活塞，帶動(dòng)機(jī)械杠桿和機(jī)械臂，從而產(chǎn)生機(jī)械能去做功。它一開始也是用來抽水，但因?yàn)樗菐?dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的，所以它可以做得很龐大，從很深的地方抽水，突破了10米的限制。

鈕可門蒸汽機(jī)的商業(yè)化已經(jīng)比較成功了，在1733年的時(shí)候，大約有125臺(tái)蒸汽機(jī)在礦場(chǎng)運(yùn)作。實(shí)用版本的紐可門蒸汽機(jī)體積非常龐大，但教學(xué)和實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景下會(huì)使用縮小的模型。

在我們上小學(xué)時(shí)可能就已經(jīng)聽說過瓦特的故事，說他小時(shí)候?qū)厣w很好奇，看到水壺不斷跳動(dòng)，就問奶奶為什么壺蓋會(huì)跳動(dòng)。奶奶說是因?yàn)樗序v了，壺蓋才會(huì)跳動(dòng)；瓦特繼續(xù)問為什么，奶奶答不上來了。此后瓦特經(jīng)常研究這個(gè)現(xiàn)象，最終發(fā)明了蒸汽機(jī)。

類似的傳說不僅吸引了小學(xué)生的興趣，也在全球流傳。這個(gè)故事最早是由瓦特的兒子傳播出來的，但我們熟悉的版本是不大不可信的。首先，當(dāng)瓦特出生時(shí)，他的奶奶已經(jīng)去世了；其次，瓦特出生前早已有蒸汽機(jī)流行，瓦特只是改良者；第三，原理也不對(duì)，瓦特并非通過壺蓋發(fā)現(xiàn)了蒸汽的力量，蒸汽機(jī)最早是利用大氣壓力進(jìn)行工作，通過蒸汽冷凝產(chǎn)生真空效應(yīng)，而不是通過蒸汽膨脹頂開壺蓋，早期的蒸汽機(jī)其實(shí)是“大氣機(jī)”，原理與壺蓋被頂起正好相反。

而其實(shí)我想探討的是，這個(gè)故事的流行本身說明了一種科學(xué)觀和技術(shù)觀的問題，我們需要思考為什么會(huì)流行這個(gè)故事。

首先是因?yàn)檫@個(gè)故事是由瓦特的兒子傳播的，同時(shí)得到了瓦特的姨媽的驗(yàn)證。但最早版本的故事并沒有提及頂壺蓋的情節(jié)，而是描述了他觀察壺嘴的情景。此外，出場(chǎng)的角色也并非奶奶，而是姨媽。

這個(gè)原始版本可能是可信，但也不一定，因?yàn)樾麚P(yáng)這一故事可能為了強(qiáng)調(diào)專利優(yōu)先權(quán)。瓦特去世后，小瓦特繼承公司，他們主要為爭(zhēng)奪優(yōu)先權(quán)而打官司，因此，瓦特的兒子講述這個(gè)故事可能是為了宣揚(yáng)瓦特的蒸汽機(jī)是完全獨(dú)立發(fā)明的，具有優(yōu)先權(quán)。

這與牛頓講述蘋果砸到頭的故事類似，這個(gè)故事也是牛頓自己講的，其背景是牛頓與胡克等人爭(zhēng)奪優(yōu)先權(quán)，他希望表明萬有引力定律是他自己想出來的，與其他人無關(guān)。因此，這個(gè)故事也不一定可信。

為什么故事會(huì)被改編成現(xiàn)在的樣子？為什么要將姨媽改成奶奶？可能是為了突出一種保守和落后的形象。為什么要改成壺蓋？可能是對(duì)瓦特在蒸汽機(jī)上的貢獻(xiàn)有所誤解。原始版本的故事實(shí)際上是研究蒸汽冷凝現(xiàn)象，通過在壺嘴上放置勺子，觀察勺子上的冷凝水滴。

當(dāng)然，我們中國(guó)人有一種很熟悉的觀點(diǎn)，就是拋開事實(shí)不談，“故事雖然是假的，但道理是好的嘛”，我經(jīng)常聽到這樣的辯護(hù)。比如《語文》教案這么解讀：“正是由于他能留心觀察身邊的事物，并認(rèn)真地研究，所以他才能發(fā)明蒸汽機(jī)，也正是因?yàn)樗目炭嚆@研，堅(jiān)持不懈，所以他才能成為世界著名的科學(xué)家?！?/span>

但我是強(qiáng)烈反對(duì)這種態(tài)度的。首先，這不符合科學(xué)的原則，你用弄虛作假的態(tài)度，怎么能宣揚(yáng)追求真理的科學(xué)精神呢？

其次，改編故事時(shí)如果和歷史真實(shí)不一致，那么宣揚(yáng)的道理就未必符合歷史真實(shí)，導(dǎo)致中國(guó)傳統(tǒng)上對(duì)科學(xué)家或發(fā)明家究竟是如何做研究的，產(chǎn)生了普遍的誤解。

編造的瓦特的故事，宣揚(yáng)的是一些什么樣的價(jià)值觀或者發(fā)現(xiàn)模式呢？首先，你要學(xué)會(huì)觀察自然，比如觀察水壺及身邊的事物。其次，聰明的瓦特需要有靈感，就像牛頓的蘋果一樣，突出靈感的重要性。第三，它強(qiáng)調(diào)科學(xué)家和發(fā)明家通常是特立獨(dú)行的，需要面對(duì)世人的不理解。比如像奶奶一樣的保守者不理解創(chuàng)新者的行為，創(chuàng)新者需要與保守者斗爭(zhēng)。第四，它還通過塑造瓦特家庭貧困的背景，強(qiáng)調(diào)了刻苦努力等價(jià)值觀。最后，發(fā)明往往被理解為全新的創(chuàng)造，沒有注重發(fā)明有其背景和前提。

但是，在科學(xué)史和技術(shù)史中，我們看到了更多真實(shí)且普遍的發(fā)明模式。首先，直接觀察自然只是其中一小部分，更重要的是需要閱讀文獻(xiàn)和進(jìn)行交流。發(fā)明往往不是突發(fā)奇想，而是基于專業(yè)訓(xùn)練和長(zhǎng)期積累。

此外，大多數(shù)偉大的科學(xué)家和發(fā)明家并不孤獨(dú)，他們得到了同行的理解和世人的支持。而雖然有些人出身貧苦卻能作出貢獻(xiàn)，但在大多數(shù)情況下，家境優(yōu)渥對(duì)科技發(fā)明和創(chuàng)新更有利，因?yàn)榭萍及l(fā)明和創(chuàng)造需要物質(zhì)條件。最后，發(fā)明和創(chuàng)新往往不是直接從自然界獲取靈感，而是站在前人的肩膀上前進(jìn)。

因此，我們經(jīng)常需要編寫故事來宣傳和科普，實(shí)際上這是源于對(duì)實(shí)際的科技發(fā)明歷史的誤解或偏見。

瓦特的家庭背景是怎樣的呢？他確實(shí)來自一個(gè)工匠家庭，但并不貧困。他的父親詹姆斯·瓦特是造船業(yè)的從業(yè)者，同時(shí)也是一位船主。為了建造船只，他在家中設(shè)立了一個(gè)工坊，專門制作維修遠(yuǎn)洋航行所需的各種儀器。比如說，航海需要使用四分儀和象限儀等一些儀器；此外，還需要計(jì)時(shí)觀測(cè)儀器和比例尺等等。因此，瓦特耳濡目染，在家庭的儀器工坊中接受了大量的手藝教育。

瓦特的祖父是一個(gè)很有聲望的人，做過教師，教授數(shù)學(xué)和航海導(dǎo)航，后來成為一個(gè)類似市政官的地方官員，所以瓦特算得上是官三代、富二代。他的母親是書香門第，家世也很顯赫，瓦特的文化教育大多是母親提供的。瓦特確實(shí)從小體弱多病，他的好幾個(gè)哥哥姐姐都夭折了，所以瓦特沒有去學(xué)校學(xué)習(xí)，而是在他母親的娘家完成了啟蒙教育。這也是為什么之前的故事流傳的是他姨媽。他在母親娘家得到了良好的教育，年齡大一點(diǎn)后才被送進(jìn)學(xué)校接受教育。

到了18歲時(shí)，瓦特的家境發(fā)生了轉(zhuǎn)折，他的母親去世，父親的經(jīng)營(yíng)和健康也都出現(xiàn)了問題。所以瓦特決定要開始獨(dú)當(dāng)一面，去謀生了。于是瓦特前往倫敦學(xué)習(xí)儀器修理，同時(shí)找工作。但由于他是半路出家，之前沒有在倫敦做過學(xué)徒，因此找不到工作，不得不返回家鄉(xiāng)——格拉斯哥附近的一個(gè)小村鎮(zhèn)。

正好他得到了貴人提攜，有機(jī)會(huì)去幫助格拉斯哥大學(xué)修復(fù)一批天文儀器。這批儀器是捐贈(zèng)給格拉斯哥大學(xué)的，其中許多已經(jīng)損壞。格拉斯哥大學(xué)當(dāng)時(shí)沒有修復(fù)這些儀器的能力，于是考慮將其送到遠(yuǎn)方的倫敦進(jìn)行修復(fù)。由于瓦特家在當(dāng)?shù)赜幸欢ǖ穆曌u(yù)，有人推薦他來修復(fù)儀器，這樣就不必再去倫敦找專家了。

一些教授們推薦瓦特去修復(fù)這些儀器，而瓦特很爭(zhēng)氣，成功修復(fù)了它們。推薦者中包括經(jīng)濟(jì)學(xué)家亞當(dāng)·斯密和化學(xué)家布萊克。他們對(duì)瓦特的修復(fù)工作評(píng)價(jià)極高，并表示以后還會(huì)有更多儀器需要修復(fù)，希望他能留在格拉斯哥大學(xué)工作。于是，瓦特在格拉斯哥大學(xué)開設(shè)了一個(gè)儀器維修工坊，擔(dān)任儀器修理員。

在格拉斯哥大學(xué)的日子里，瓦特并不孤單，他交了很多朋友。舉個(gè)例子，他在大學(xué)期間和父親保持通信，父親經(jīng)常寄一些維修工具給他，因?yàn)榧依锸枪し?，有許多維修工具，而父親認(rèn)為瓦特做維修員肯定需要工具。但瓦特告訴父親，“不要再寄工具了……六個(gè)中國(guó)下午茶茶杯，一個(gè)石制茶壺，一個(gè)不要太小的糖盒和一個(gè)便盆，越快越好”。茶壺和茶具主要用于款待客人，由此可見，瓦特一到格拉斯哥大學(xué)就廣交朋友，之后他也成為了大學(xué)中的一個(gè)小小的討論核心。他的朋友羅比森評(píng)論說：“在我們這個(gè)小地方，凡是在科學(xué)上有突出愛好的年輕人都是瓦特先生的熟人。他的客廳是這類活動(dòng)的聚集地——每當(dāng)我們遇到什么難題，我們就去找瓦特先生……”

瓦特還具有商業(yè)頭腦，他在大學(xué)期間與伙伴克雷格合伙經(jīng)營(yíng)樂器和玩具店，直到克雷格去世，瓦特才放棄了這個(gè)事業(yè)。

在與布萊特和羅比森等大學(xué)師友的交流中，瓦特逐漸對(duì)蒸汽機(jī)及相關(guān)問題產(chǎn)生了興趣。因此，當(dāng)面臨修理任務(wù)時(shí)，他才能夠有的放矢。

1763年瓦特接到了維修鈕可門蒸汽機(jī)教學(xué)模型的任務(wù)，該教學(xué)模型是縮小版的，汽缸表面積相對(duì)體積的比例更大，因此熱損耗更加顯著。瓦特發(fā)現(xiàn)這臺(tái)機(jī)器效率不高，開始思考如何改進(jìn)它。

在研究蒸汽機(jī)時(shí)，瓦特確實(shí)使用到了水壺，他在手稿中就畫了一個(gè)水壺。他用水壺進(jìn)行了水蒸汽冷凝實(shí)驗(yàn)，目的是研究水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象。需要注意的是，當(dāng)時(shí)瓦特和他的導(dǎo)師布萊克都錯(cuò)誤地將“熱”理解為物質(zhì)，不知道“熱”其實(shí)是能量，他們以為蒸汽是水和熱的化合，冷凝則是分解過程。因此，瓦特在化學(xué)范疇內(nèi)將熱視為一種物質(zhì)，將蒸汽視為一種化合物來研究水蒸氣現(xiàn)象。盡管從現(xiàn)在的角度來看，這種科學(xué)觀點(diǎn)并不正確，但這種科學(xué)興趣激發(fā)了他的研究熱情。他的實(shí)驗(yàn)手稿中的理論和數(shù)據(jù)都是錯(cuò)誤的，但這些實(shí)驗(yàn)是有效的，確實(shí)啟發(fā)瓦特得出了實(shí)際的改良方案。第一個(gè)改良方案是增加了一個(gè)獨(dú)立的冷凝器，這極大提高了熱效率。

然而，只有這個(gè)發(fā)明還不夠。真正重要的是進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。

瓦特在1765年做出了一個(gè)關(guān)鍵的突破，即發(fā)明了獨(dú)立冷凝器，并在1769年獲得了專利。然而，由于活塞和氣缸的加工工藝不完善，早期的投產(chǎn)沒有成功，合伙人羅巴克破產(chǎn)了。瓦特的專利最終轉(zhuǎn)讓給了當(dāng)時(shí)的債主博爾頓。

本來瓦特的專利將于1775年到期，但博爾頓游說議會(huì)，把專利延期到了1800年，并與瓦特合伙成立了Boulton＆Watt公司。瓦特在博爾頓支持下進(jìn)一步改良蒸汽機(jī)，在引入先進(jìn)的制造技術(shù)后，蒸汽機(jī)成功投產(chǎn)。

博爾頓還引入了一種現(xiàn)在看來也是比較先進(jìn)的銷售策略，即免費(fèi)提供改裝服務(wù)。由于當(dāng)時(shí)許多礦場(chǎng)已經(jīng)在使用紐可門蒸汽機(jī)了，這些人不可能再購(gòu)買瓦特的蒸汽機(jī)，畢竟也不知道其效果如何。因此，博爾頓的策略是提供免費(fèi)改裝，即在現(xiàn)有的蒸汽機(jī)中加裝獨(dú)立的冷凝器，并根據(jù)節(jié)省的燃料抽成。這種銷售策略幫助瓦特的蒸汽機(jī)打開了市場(chǎng)。

因此，博爾頓在瓦特蒸汽機(jī)的歷史中扮演著重要的角色。他是一個(gè)企業(yè)家，最初通過制造小玩具（小金器）發(fā)家。同時(shí)，他非常熱愛科學(xué)，并主持了一個(gè)著名的科學(xué)社團(tuán)——月光社。

月光社在滿月時(shí)聚會(huì)，最初的成員包括老達(dá)爾文（達(dá)爾文的祖父，作家，博物學(xué)家）和博爾頓本人；鐘表和儀器制造商維特赫斯特等名人也經(jīng)常參與他們的活動(dòng)，這些名人還包括了美國(guó)國(guó)父富蘭克林；月光社的社員還包括醫(yī)生威廉·斯莫爾、瓷器大亨韋奇伍德、機(jī)械發(fā)明家埃奇沃思、廢奴主義作家托馬斯·戴、化學(xué)家普里斯特利、藥學(xué)家斯多克斯等不同領(lǐng)域的人士。后來瓦特在羅比森和斯莫爾等朋友的介紹下加入了月光社，成為月光社后期的主要人物。

博爾頓是月光社的核心人物，在他去世后，月光社基本停滯不前。斯莫爾也一度是一個(gè)非常重要的人物，但是他英年早逝。

月光社的成員之間保持著良好的聯(lián)系，瓦特經(jīng)常與斯莫爾通信和交流。

典型的月光社活動(dòng)，據(jù)記錄，“這群人經(jīng)常聚在一起。1768年7月，瓦特的朋友羅賓遜（羅比森）經(jīng)過利奇菲爾德時(shí)，他‘被達(dá)爾文醫(yī)生毫不做作的文靜和謙恭迷住了’，他發(fā)現(xiàn)斯莫爾也在那兒，還有‘非常熱情的朋友博爾頓先生’。這些聚會(huì)既為了工作也為了娛樂，隨著時(shí)間的流逝，他們?cè)囍趦牲c(diǎn)用餐，通常計(jì)劃至少待到八點(diǎn)。酒喝得很多，餐桌上擺滿了魚、閹雞、切達(dá)干酪、斯提爾頓干酪、餡餅和奶油葡萄酒。用餐時(shí)，妻子們偶爾會(huì)加入這些男人，孩子們進(jìn)進(jìn)出出。但是當(dāng)餐桌清理干凈后，他們就會(huì)擺出儀器、平面圖、模型、礦物和發(fā)動(dòng)機(jī)。在屋子或車間，他們能一直談到晚上……甚至持續(xù)到第二天。（經(jīng)常在達(dá)爾文家過夜）”。

瓦特加入月光社后，得到了博爾頓和達(dá)爾文等老社員的高度賞識(shí)。在小型聚會(huì)中，瓦特已經(jīng)向大家展示了他的改良方案。大家不僅嚴(yán)守秘密，也給予瓦特有益的意見。這些建議非常中肯，比如達(dá)爾文的意見是，盡管你的理想很好，但在執(zhí)行上可能會(huì)遇到困難，達(dá)爾文對(duì)瓦特說：“親愛的朋友，我一直嚴(yán)守你的蒸汽改進(jìn)計(jì)劃的秘密。但是我開始看到一些執(zhí)行上的困難。希望上帝能讓我們?cè)谝黄鸲冗^一個(gè)星期，帶上瓦特太太——一個(gè)星期！——一個(gè)月，一整年。”實(shí)際上他也說準(zhǔn)了。

博爾頓也非常熱情地招攬瓦特。博爾頓這個(gè)人是這樣的，1769年在瓦特仍與羅巴克合作時(shí)，博爾頓也被他們盛邀入伙，但是博爾頓希望和瓦特單獨(dú)合作，并未加入他們的計(jì)劃，而是給他們投了一點(diǎn)錢，他對(duì)瓦特表示，“我之所以愿意幫助你，有兩個(gè)動(dòng)機(jī)，一個(gè)是對(duì)您的喜愛，另一個(gè)是對(duì)能賺錢的精巧的項(xiàng)目的喜愛”。博爾頓沒給很多錢，為的就是等他們破產(chǎn)后接手，和瓦特合作把事業(yè)搞大。他認(rèn)為瓦特的格局太小了，“只為三個(gè)郡而建廠不值得。但是，我發(fā)現(xiàn)我值得為整個(gè)世界付出努力”。

瓦特在一開始失敗后，一度心灰意冷想要去俄國(guó)，博爾頓也非常關(guān)心地勸告瓦特：“你要去俄國(guó)這件事讓我大吃一驚，……你身體不健康，長(zhǎng)途旅行或航行有危險(xiǎn)。我失去了你的安慰，使我有點(diǎn)不舒服。不過，我希望盡我所能幫助你，給你出主意，而不考慮自己?！?/span>

月光社總結(jié)出一些選人的標(biāo)準(zhǔn)：1)商人或者專業(yè)人士,他們具有相同的平等的社會(huì)地位。2)盡管沒有一門科學(xué)能夠使他們都感興趣, 但他們的興趣是非常廣泛的,而且通常都存在重疊。3)他們通常都會(huì)極端地重視知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用??并且他們?cè)诮鉀Q個(gè)人和商業(yè)問題的過程中相互合作, 在解決科學(xué)和技術(shù)的問題時(shí)也是同樣。4)毫無疑問, 成員中沒有人的主要利益位于英格蘭中部地區(qū), 如果有人生活在不方便到達(dá)伯明翰的區(qū)域之內(nèi), 那么將不會(huì)被接受之外為一名成員。

蒸汽機(jī)的成功，在很大程度上得益于月光社的影響。一是博爾頓引入最好的工匠生產(chǎn)蒸汽機(jī)；二是生產(chǎn)汽缸的鏜床由威爾金森在1775年改良，威爾金森是月光社成員普利斯特利的姐夫；三是用以計(jì)量燃煤消耗以收取提成的儀表最早由月光社成員維特赫斯特開發(fā)。

我之所以介紹月光社，是因?yàn)槲矣X得像我們這樣的會(huì)議，就有一點(diǎn)月光社的味道。各行業(yè)的人，包括企業(yè)家、發(fā)明家和投資家一起交流，我認(rèn)為這種精神非常重要。

總之，瓦特處在科學(xué)和技術(shù)相融合的時(shí)代背景下，他的發(fā)明中科學(xué)和技術(shù)的融合方式，和現(xiàn)在是不同的?，F(xiàn)在主要是在一些很具體的科學(xué)理論的指導(dǎo)下進(jìn)行技術(shù)發(fā)明，而正如我們之前提到的，瓦特對(duì)“熱”的認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的，他是用一個(gè)錯(cuò)誤的理論在指導(dǎo)他的實(shí)驗(yàn)研究。

但這并不重要，對(duì)于這個(gè)事情而言，重要的不是科學(xué)理論本身，而是它集中體現(xiàn)了科學(xué)革命之后的新興科學(xué)文化對(duì)發(fā)明的影響，包括科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)的興起、工匠地位的提升、自由開放的科學(xué)社團(tuán)的興起、化學(xué)的興起，以及重視數(shù)學(xué)和實(shí)驗(yàn)等等，這些都在瓦特改良蒸汽機(jī)的過程中顯現(xiàn)。

瓦特是“改良者”這一點(diǎn)恰恰令瓦特更適合作為工業(yè)革命的標(biāo)志，瓦特不僅改良了蒸汽機(jī)，更改良了“改良”本身，從關(guān)注功能定性改良到關(guān)注效率的定量改良，這本身就是一個(gè)劃時(shí)代的新做法。

綜上，我們通過舉瓦特的例子，講述了一個(gè)工業(yè)革命時(shí)期的創(chuàng)新者的背景故事，里面的很多元素，包括銷售策略和組織社團(tuán)等等，都是不過時(shí)的。