理论教育 从史前到现代:工业技术与机械动力演变历程

从史前到现代:工业技术与机械动力演变历程

时间:2023-06-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:因不同地区生产的布料种类和质量不同,广泛的贸易才得以在欧洲发展起来。丝绸和棉织品仅限于意大利和西班牙的穆斯林。技术进步也是十分重要的原因,特别是水力带动的风箱和大型杵锤的使用。我们在分析技术进步所增加的产量和带来的压力时应该考虑到消费者需求的因素。星盘和罗盘在中世纪的欧洲开始广泛应用,航海技术和船舶设计也有了重大的进展。但磨坊和水磨机械的历史最有代表性地表现中世纪人对新颖有效生产方式的追求。

从史前到现代:工业技术与机械动力演变历程

中世纪的制造业就数量而言虽远低于农业,但在经济中绝不是可忽略的部分。而且,随着时间的推移稳步成长,它的地位日显重要。也许在中世纪早期,技术能力略有倒退,如建筑设计和建造工艺,但在公元1000年,技术的平均水平至少与古代一样高。在这之后,创新层出不穷,从技术史的角度,技术从中世纪发展至现代,中间是没有间断的。

织布业无疑是最大、最普及的工业,建筑方面各个行业加总在一起排在第二。布的生产遍及欧洲几乎每个国家、每个省份的每家每户,到了公元11世纪,一些地区无疑成了专业生产地区。这些重要的地区有佛兰德、法国北部的周边地区,以及现在的比利时。其他一些重要的中心有意大利北部、托斯卡纳(仅佛罗伦萨在14世纪就雇用了几千名织布工人)、英国的南部和东部地区,还有法国南部。羊毛是当时最重要的原材料,羊毛制衣是最重要的产品。因不同地区生产的布料种类和质量不同,广泛的贸易才得以在欧洲发展起来。除了羊毛,许多地方还生产亚麻布,特别是法国和欧洲东部。丝绸和棉织品仅限于意大利和西班牙的穆斯林

尽管技术要求高的工人如染色工、漂洗工、剪羊毛工,甚至织工都有各自的行会组织(又译“基尔特”),但商人(同样有行业协会)仍是该行业的主宰,他们购买原材料,销售最终产品。技术要求低一些的工人如纺纱工(和纺线工)则没有组织,一般直接为商人工作。在佛兰德和英格兰,制造商将原材料或半成品派发或“提供”给编织工和其他工匠,后者在自己的家里或店里把活做完。在意大利,这些工作则是在店里或工棚里、在监工的眼皮底下完成的。由于三组与技术相关的创新,此时的劳动力生产效率与古代相比提高了好几倍。踏板织布机替代了简单的编织框,纺轮替代了卷线杆,还出现了靠水力发动的漂洗作坊。这些由无名氏发明的装置在12世纪初以惊人的速度传遍欧洲(图3-6),降低生产成本无疑是传播的充足理由,同时它们也减少了劳动的沉闷。

图3-6 编织。图片取自德国西部一教堂内圣坛背壁彩色玻璃装饰画,画中圣母马利亚在为未出世的孩子编织衣服。这是已知的最早表现中世纪编织发明的艺术品,古代地中海地区的人们并不知道针织衣,但在寒冷潮湿得多的北欧,针织衣非常有用。

在中世纪后期,冶金业及其附属行业有了显著的发展,尽管它们的规模比纺织业小,但对经济发展的战略意义更大。根据传统分类,铁器时代始于约公元前1200年,但铁制的古董器物和器具一直都是十分罕见并且昂贵的,铁的应用几乎仅限于武器和少数统治阶级的装饰品。即使是供给略微充足些的黄铜和青铜也很少进入寻常百姓的日常生活。而到了中世纪,价格比反过来了,铁越来越便宜,除了继续用于武器和盔甲,它的用途越来越广泛,可用于工具和其他实用物品。铁的数量大、价格低,部分原因是因为很容易在欧洲阿尔卑斯山脉北部找到铁矿石燃料木炭)。技术进步也是十分重要的原因,特别是水力带动的风箱和大型杵锤的使用。公元14世纪初出现了第一代的现代鼓风炉,替代了所谓的加泰罗尼亚锻炉。而且,与罗马时代的奴隶形成鲜明对照的是,作为自由工匠的矿工和初级冶金工有了组织机构,这无疑促进了技术的变革。

我们在分析技术进步所增加的产量和带来的压力时应该考虑到消费者需求的因素。当农民甚至农奴和工匠拥有自己工具的产权后,他们的福利就直接与付出的努力大小成正比,所以,他们有责任尽力购买最好的工具和器具。农民和工匠在这方面的意识充分表现在对马蹄铁、铁制马具配件、马车和犁的应用上。同样,在英国和德国到处可见的姓氏史密斯(4)和施密特证明了曾存在过无数的工匠,他们以铁匠活为生,为周围的邻居服务。

另一个实用的大行业是制革和皮革业,它的发展远远超出了原有的范畴。生活在20世纪的城市居民,周围全是人造和塑料制品,很难理解皮革在当时的重要性。皮革除了用于马鞍、马具之类外,还可做家具、衣服和风箱,以及阀门等工业设备。同样,木业和制陶业在中世纪工业中占据的地位也比早些时候重要得多,木制品和陶制品有上百种用途,实用和美观两者兼有。

不像以前教科书所描述的,中世纪的人们绝不是因循守旧或墨守成规的,他们——或其中的一部分人——想方设法追求新生事物,既是为追求而追求,又是为追求立竿见影的实用目的。为我们发明眼镜机械钟的是中世纪的白铁匠,而不是古典哲学家。星盘和罗盘在中世纪的欧洲开始广泛应用,航海技术和船舶设计也有了重大的进展。火药和火器同样也是中世纪的发明,只是直到后来才得到最有效的应用。制皂业尽管不是新生事物,但也扩展了许多。造纸业是一项新兴产业,在文化上的重要性远比经济上大得多。活字印刷——自文明起始以来最重要的创新之一——是中世纪后期的发明。但磨坊和水磨机械的历史最有代表性地表现中世纪人对新颖有效生产方式的追求。(www.daowen.com)

早在公元前1世纪就有了由水流推动的简单水平水车考古和文献资料证明它们分布在丹麦、中国和罗马帝国。没有人知道它的起源,只是在帝国时期偶然用来碾磨谷物而已,据说韦斯巴芗皇帝(Emperor Vespasian)(公元69—79年)因害怕导致失业而否决了一项用水力起重机吊重石的设计。劳动力——不管是奴隶还是自由民——在罗马帝国很便宜,建筑商和商人认为没必要使用节省劳力的机器。关于人们何时改变了机器无用的想法,这一点很难确认,显然是在公元6世纪至10世纪之间的某个时间。当征服者(威廉一世)(William the Conqueror)在1086年下令调查英国的资源时,执行人在约3 000个村庄找到了5 624个水磨坊,而当时英国在经济和技术上都绝不是欧洲最先进的地方。而且,英国和其他地方的大多数水磨坊与简单的水平水车相比,设计要复杂得多,动力也要强得多。它们的轮子大多是垂直上射式的,下落水的重量产生的动力比水平水流大得多(图3-7)。到公元14世纪初,水力不仅用于碾磨谷物,还用来碾磨、压碎或搅拌其他物质,为造纸、漂布、锯木材和石头,为锻炉和熔炉拉动风箱和杵锤,还有包卷丝绸助力。

图3-7 水车。这种类型的水车设计可以驱动杵锤和风箱。

水车尽管用处很多,但仍有许多局限。最重要的是,它们需要平稳或下落的水流。因此,在半干旱或低洼、沼泽地就不能使用。早在公元11世纪中期,威尼斯人利用潮水的涨退来发动水车。在接下来的几个世纪里,更多的水车屹立在欧洲的海岸线周围。一个更令人满意的创新——风车出现在公元12世纪,只要有稳定的微风,风车就可做水车所能做的所有工作。与远方的南部相比,北欧平原上的风更稳定,水流更缓慢,冬天更容易结冰,风车就如雨后春笋般地建立起来。它们在荷兰的低地省份、谢兰岛和佛兰德尤其重要,除了固定用途外,它们还用于水泵开垦圩田。

风车和水车要求复杂的齿轮装置,磨坊主、水车设计者以及制造、运转、维护和修理它们的各种工匠,最终都成了应用机械的专家,他们的经验知识后来应用于另一个相关的领域——钟的生产。早在12世纪,水力钟的市场需求是如此旺盛,在科隆甚至有一个钟匠协会。在接下来的一个世纪里,机械钟(重力驱动)设计中的主要问题解决了。到14世纪,欧洲的每个城市——无论规模大小、地位高低——至少有一座大钟,不仅通过鸣铃或敲钟报时,还会蹦出跳舞的熊、列队的士兵或鞠躬的淑女以娱乐市民。在1348年至1364年间,著名的意大利物理学家和天文学家乔瓦尼·德·唐迪(Giovanni de' Dondi)建造了一座钟,除了报时,还可记录太阳、月亮和五颗已知星球的运行,比哥白尼革命整整早了两个世纪(图3-8)。

图3-8 机械钟。这是著名的唐狄钟的现代复原物,原物造于14世纪中期。

水车和钟表机械在中世纪得到发展的意义已超出其产生的直接经济影响。确实,磨坊节省了劳动力,提高了生产率,完成了以前不可能完成的任务。钟使人们对时间流逝的意识更加清晰,在处理事务时更加有规律和守时。热那亚的生意合同不仅注明签订日期,而且还注明了签订的确切时间——这或许是格言“时间就是金钱”的渊源。所有这些变革意味着中世纪人们的思想发生了根本性的重新定位,对物质世界有了新的认识态度。在人们眼中,宇宙不再神秘莫测,人类也不再是自然、天使或魔鬼的软弱无助的人质。人类可以了解自然,并战胜自然为己所用。在唐迪建造雄伟的钟之后不久,法国学者奥雷姆(Nicole Oresme,约1325—1382年)将宇宙比作一座大型机械钟,至高无上的上帝既是制造者,又是校准者。之后才出现中世纪的天才开普勒(Kepler)、牛顿(Newton)和其他杰出人物。在之前的一个世纪,牛津的学者和科学家罗杰·培根(Roger Bacon,约1214—1292年)预言了科学的应用——“机器让我们远航不用桨,车不用动物拉……可飞的机器……可在海洋和河流深处移动的机器……”这比同姓的弗兰西斯·培根(Francis Bacon)强调实验方法或科学应用足足早了4个世纪。

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