對人類歷史影響最大的10個發明是什麼?為什麼?
遠古時代(數十萬年前),我們的祖先赤身裸體,手中只有幾塊粗陋不堪的石頭,和其他的大型哺乳類並沒有明顯的區別。但慢慢地人類學會了製造工具,一些天才或幸運兒發明/發現了各種實用的的器具、方法,讓人們能夠打到更多的獵物,或者穿上保暖的毛皮,或者找到了儲藏食物的辦法,或者馴化了糧食作物……人類開始一點點走向了文明,生產力慢慢提高,人口增多,文化也不斷豐富,政治機構愈發複雜,期間有進有退,但總體而言是向前發展的。直到18世紀西歐爆發了工業革命,人類的生產力和壽命一起發生質的飛躍。到今天知識大爆炸,科技日新月異,經濟全球化,人類發展似乎已經勢不可擋。
帶來進步的是發明創造。但什麼是發明?我想不只是工具,科技、理念、體制、模式等人類的創造都可以算是發明。你認為人類歷史上對文明進程產生巨大的推動作用,使人類社會產生質變的發明創造有哪些?究竟帶來了哪些深遠的影響?能有個Top10的榜單就好了(ˉ﹃ˉ)
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作為一個海洋話題的回答者,我說「一個」關於關於海洋的「發明」。
之所以給「發明」二字加了引號,是因為準確的說它應該屬於人類通過奮鬥獲得的一種能力,它的最終目的並非創新性的製造某種工具,甚至也難於歸納為一種成體系的理論,但它確實有一個從無到有,不斷完善的過程,發明二字可能還是擔待得起的吧。
之所以給「一種」二字加了引號,是因為人類追求這種能力的過程中,衍生了一系列的產物,經過了數之不盡的迭代更新,其發明者既不是一個單獨的個人也不是特定的團體,發明的年代跨度更是久遠達數萬年,這其中的每一個階段都產生了無數的發明,但這所有的發明又都是為了這個最終目的而存在的。
儘管有以上兩種跑題的嫌疑,但我最終還是按捺不住要寫下這個回答,因為這個發明之重要,對我們生活的影響之深刻,在我個人看來,整個人類史上都無出其右者。僅僅看它衍生出來的一些副產品,你就能理解我此言不虛:
- 這個發明直接推動的科學門類包括但不限於:地理學、天文學、測繪學、工程學、光學、海洋學……
- 這個發明直接導致的世界格局變化包括但不限於:地理大發現,英語成為世界語言,格林尼治時間成為標準時間,經濟全球化,殖民主義……
- 對這個發明做出卓越貢獻的革新者們包括但不限於:達倫、牛頓、伽利雷、惠更斯、胡克、哈雷、歐拉、哈里森以及更多因年代原因已不可考的奉獻者……
這個發明就是:定位技術
我從哪來,要到哪去,在今人看來,更多的是哲學層面的問題。但在人類漫長的歷史上,不知道自己在哪,不知道從何來,不知道往哪去,卻又是實實在在的生活困擾。古人類從東非擴散之後,更多的是追逐獵物的蹤跡,還沒有一個明確的目的,所以這方面的困擾還不算十分明顯,但在農業社會和定居生活成型之後,如何確定自己的方位,就成了每一個人生活中必須解決的難題。
天體運行是人類最早發現的自然現象之一,其中最為矚目的當屬太陽的起落,世界各主要文明都對太陽的運行規律有過較為系統的研究,太陽總是從一面升起,另一面落下,最早的東西方向的定義也就由此而來。而夜間的星辰變換就相對複雜,但仔細觀察不難發現,北半球的所有星辰都在圍繞一個點做圓周運動,這就是北天極,也就是小熊座所的位置,其中最亮的一顆星——小熊座α就是我們所說的北極星,那麼南北方向的定義也就由此而來。我們可以看到,雖然古代人類並不能理解地球的地軸和自轉,但根據日常觀察得出的方向還是很準確的。
然而僅僅了解了方向完全不能解決自身定位的問題。方向和方位,是完全不同的兩個概念,比如把你扔到沙漠里,僅僅告訴你東西南北,你也找不到綠洲,你必須知道你在綠洲的哪個位置,每個綠洲距離你多遠,你才能最快速度的、正確的走到綠洲,說白了,經度和緯度,才是決定自身定位的核心。
但是以遠古人類的知識體系要準確測量自身經緯度無疑天方夜譚。好在我們人類是一種陸生生物,陸地上總有許多地標參照,所以以地標指路的方式,倒也可以作為一種折中的辦法。你知道河流下游有個村兒,村裡有個姑娘叫小芳,那就沿著河走,總能找到;小芳給你留了個定情信物,埋在村東頭大槐樹南邊十步,你也能得到。這個辦法我們至今也在沿用,比如你找路邊大爺問路,他就會告訴你,你要去的地方在這裡往南走,過第二個紅綠燈右拐,過了電影院左拐就到了。這就是一種典型的地文定位法。
路標是一種常見的地文定位指示工具
然而隨著人類技術的進步,船這種交通工具被發明出來,人類的活動範圍從陸地擴展到江河湖海,僅僅依靠地文定位就有點不夠用了。河流和較小的湖泊還好,依然可以根據水岸走勢目測定位,但在縹緲浩瀚的深海大洋,那可是啥參照物都沒有的。然而當時人類除了地文定位之外,並無其他可用的定位方法,所以最早期的船隻航行,基本都採用了沿岸航行的方式。
顧名思義,沿岸航行就是保持海岸線一直在目視範圍之內,這個方法的缺點很明顯:其一是沿岸前海暗礁亂流很多,尤其是夜間航船,船隻極易觸礁受損;其二,航船不敢遠離海岸,那麼航線就非常固定,海盜甚至連搜尋目標的功夫都不用費,找個岸邊守株待兔即可;第三是航程受到限制,比如先秦時期要航行去日本,必須一路繞行遼東半島、朝鮮半島,沿著對馬海峽的各個島嶼以蛙跳的形式接力穿越才能抵達,傳說中的徐福東渡,就是走的這條路線,而完全遠離海岸的跨洋航行則根本無法開展。(拓展閱讀:日本人的起源是哪裡? )
儘管有以上缺點,但沿岸航行最大的好處就是不用擔心迷失在汪洋大海里,湯普森在《中世紀經濟社會史》寫道:沒有一個船主敢冒險出海到望不見陸地的洋面上去, 因為他們認為,那碰到暗礁和淺灘的船難危險, 總不如沉沒在大海里的可怕。那麼為了盡量減少船隻觸礁擱淺的危險,燈塔作為一種全新的建築形式發展起來。早期的燈塔就是個磚石砌成的塔樓,頂上升以火盆,然後用金屬鏡子反光,雖然火光亮度不高又來回閃爍,稍遠一點就難以被發現,但這種燈塔還是沿用了兩千年多年,直到17、18世紀,隨著燃氣燈、凸透鏡、菲涅爾透鏡(手機閃光燈那種一圈一圈的玻璃罩)以及日光開光的不斷發明,燈塔的實用性才達到了新的高度,時至今日,這種燈塔依然踞守在許多懸崖、孤島和暗礁之上,也算是沿岸航行殘留至今的一絲印記。(拓展閱讀:大海的燈塔是如何建造的?)
現代燈塔技術的革命性開拓者尼爾斯·古斯塔夫·達倫,這個發明了日光開光、頻閃燈和高性能儲氣罐的男人,極大的降低了燈塔的耗能,一舉解決了遠洋燈塔需要有人常年值守的弊病,奠定了燈塔這種沿岸航行工具使用至今的基礎,被稱為海員的「恩人與明燈」,他自己卻失明了
當然,這個階段也有一些被逼急了的航海者誤打誤撞點了新的天賦,最為典型的就是南島人。現在的研究表面,南島人故居在台灣、菲律賓、甚至中國的華南地區,不知道出於什麼原因(其他人類群體的競爭或者威脅?未定論),在公元前3000年開始向南遷徙,到了巴布亞紐幾內亞之後,忽然拐向東南方的南太平洋,依靠著極為簡陋的獨木舟,佔領了一些近岸島嶼,但這些島嶼實在太小,島上的資源並不足以維持一個族群的生存和發展,人類對於生存的渴望所激發出的勇氣與智慧,促使南島人中的波利尼西亞人做出了極為震撼的舉動:他們硬生生用了4000年的時間,在太平洋上划了一個以夏威夷群島、紐西蘭和復活節島為頂點的波利尼西亞大三角,佔領了南太平洋幾乎所有的島嶼。
南島人的遷徙過程,玫紅色箭頭指示的即為波利尼西亞人對南太平洋的征服史,實際上,南島人的另外一支還橫跨了印度洋佔領了非洲東南角的馬達加斯加
要知道,這些島嶼之間,相隔何止成百上千海里,即便以今天的航海技術來看,這仍然算得上極大的挑戰,要發現和佔領這些島嶼,僅僅依靠勇氣是不夠的,根據對波利尼西亞航海技術的考古研究,我們初步推測,他們一方面逐漸掌握了洋流和風向的變化,一方面以星辰的角度修正自己的航向,甚至還學會了以海鳥導向——除了軍艦鳥等少數可以長時間翱翔之外,大多數海鳥總要回到岸邊巢穴,跟著鳥走,就是陸地!我們可以看到,以風向水勢、甚至海洋生物導航的方式,在波利尼西亞航海的過程中發揮了巨大的作用,這就是所謂的水文定位法。
(拓展閱讀:波利尼西亞人如何能只靠獨木舟征服太平洋,獨木舟上的吃喝、生火怎麼解決?)
無獨有偶,水文定位在其他航海文明中也逐漸發展,尤其在我國的北方海區,水文定位發展到了一個非常高的程度。由於遼、金對山東半島的佔據,北宋時期從寧波到高麗的航線,已經不能採用沿岸航行的方式。地文導航的缺失,迫使航海者必須找到新的定位方式,而我國黃海海區的海水顏色的變化,就恰好成為了可以大致定位的工具:從寧波出海後,因為水深較淺,海水較為清透,被稱為「白水洋」,而到了黃海中部,則能發現一條橫貫大洋的含沙量高的黃色水域,其實就是黃河入海口帶來的泥沙所致,被稱為「黃水洋」,經過黃水洋之後,海水驟然深色如墨,這就是黃海北部的深水區,即為「黑水洋」,渡過黑水洋,就可以大致到達高麗海域了。歐洲航海也用水文定位來判斷海水深淺,依據深淺變化測定船隻是在靠近海岸還是遠離海岸。
如今的山東東營黃河入海口,因為泥沙所致的黃色渾濁海水依然清晰可見
當然,水文定位對所經過海域的水文環境要求很高,需要有明確的水色變化,或者獨特的水生生物作為標記,而這些特點在絕大多數遠洋水域都難以辨認。更要命的是,水文定位的準確度十分感人,指示個大概方向尚可,遠距離精確導航就完全不靠譜,所以只能作為輔助工具,在其他定位方式日漸成熟之後,水文導航就很快衰落了。
那麼逐漸成熟的其他定位方式又是什麼呢?這就是在沿海航行和水文定位以及指南技術基礎上發展出來的更路導航法。
文頭我提到過,遠古人類通過觀察日月星辰,以及可以大致的定位東西南北方向,在海洋上當然也可以採用這樣的方式判斷方向,如果陰天怎麼辦呢?這個時候就要用到我們中國人的四大發明之一——指南針,利用天然磁石讓金屬針帶上磁性的辦法,把金屬針放在樹葉或者木片上,然後利用水盆中的水來抵銷船隻的晃動,就可以大概的指示南北方向。這個辦法也經由阿拉伯商人傳到了西歐,最晚到了12世紀的時候,東西方主要航海文明都使用了金屬針指南。
而早期的航海探索者們把自己偶然遊盪在遠洋的經歷彙集成冊,就成了《更路薄》,比如一個老水手偶然從三亞闖蕩到了西沙並僥倖得以歸航,他就會在《更路薄》上記載自己這趟航程中所遇到的一些地標和路程,比如在我國海南發現的古代流傳《立東海更路》就有記載:
自大潭過東海,用乾巽使到十二更——《立東海更路》
什麼意思呢?大潭就是今天海南的瓊海潭門港,「東海」即西沙海域。就是說我這次從潭門港出發,往東南方向行駛了12個更(一更60里),就到了西沙群島海域,這條航路沒問題。
「更」(也就是路程)怎麼確定呢?其實沒法準確的測量,我國古代水手一般的做法是從船頭扔一個木片,計算它多久能飄到船尾,然後除以船的長度,就大約算出了船隻現在的航速,然後以焚香或者其他的計時方式,大致算出跑一更的時間,就這麼跑12更就到了西沙了。
而現在航海通用的速度單位「節」和距離單位「海里」,可能也是這麼又來的,一種說法是其起源於西歐水手把捆有浮漂的繩子從船尾放下,一盞沙漏走完之後,拖上繩子一量,大概是1852米,這就被定義為一海里,相應的,一小時走完多少海里,航速就是多少節。
其實大家也能看出,這個方式精確度不會太高,船隻的速度只是一個推算數,要知道船在海洋中的速度並不是恆定的,受到洋流和風速的影響很大,很可能已經過了跑完一更的時間,卻連半更的距離都沒跑到;而老水手們憑藉經驗總結出的航線距離和方位,也只是一個大概,我們今天知道西沙並不在瓊海的正東南方向,應該是再偏南一些,不過更路簿也是不斷的更新,而為了加強更路簿的準確性,一般也會結合沿岸航行和水文定位的方式,比如記下路上的沙洲啊,小島、各地水深啊之類的,不斷的修正航線,也會總結大家的不同航行經歷修正具體的更數(距離)和針位(方向)。
同期的西方海航,也有類似的更路導航,比如15世紀的英國航海指南就這麼寫:
當你們離開菲尼斯特雷角( 西班牙) 時, 可定東北航向。如果你們估計已完成了三分之二的航程, 那麼你們應該向北偏東航行, 直到進入淺水處。如果你測出水深為90 至10 英尋, 那麼應繼續北航, 直到水深72 英尋的淡灰色沙層為止。這就是克利爾角( 愛爾蘭) 和錫利群島間的海角。然後向北, 直到測出淤泥, 再向東北或東偏北航行(就可返回母港)
「估計完成了三分之二的航程」,這也夠坑的吧……說白了,更路導航法就像是一個蒙眼摸路的遊戲,你蒙著眼睛,有人告訴你往前走十步,再右轉走五步,就能摸到東西。玩過這個遊戲的都知道,這種指路方式的誤差挺大的。不同的是,遊戲失誤了可以重來,海上迷航了,就是死路一條。
現在我們可以沿著海岸線航行了,依靠燈塔盡量的躲開暗礁,依靠指南針指示大體的方向,還可以根據岸邊的山形和洋面水勢和水深的變化,依靠前人積攢的經驗所劃定的固定航線航行了,然而儘管如此……還是時常有找不到目的地的情況出現:
我們今天常常會說起玄奘西行取經的故事,其實在玄奘之前,中國僧人西行求經亦有過多次,史書可查的最早的一位漢族和尚——八戒和尚朱士行(法號真的就是八戒……)在三國時期就動身西行,不過到了于闐國就停下了,再也沒回來,而第一位到達天竺並帶著經書返回的則是東晉時期的法顯和尚,他和八戒和尚、以及後來的玄奘和尚一樣,走的都是西域的路線,但是歸國的時候則走了海路,他從孟加拉灣入海,船隻以沿岸航行的方式沿著印度東海岸南下,法顯又在斯里蘭卡住了兩年,又換船以更路導航法跨越了斯里蘭卡與馬來半島之間的洋面,穿越馬六甲進入南中國海之後,又繼續以更路導航法,企圖找到廣州港所在的位置,但是連日大雨,這個時代又沒有可用的船用指南針,所以「不知東西」,偏航偏的厲害,一直沒有發現陸地,最終稀里糊塗的在山東青島嶗山登陸了……
不需要看地圖,我們也能知道廣州和青島的差距之遠,導致這個結果的原因就在於:即便我們在海上可以測量出大概的方向,但我們沒法給自己定位,簡單的說,即便是法顯這艘船配備了指南針,他也只知道是在往東開,但不知道自己是在廣州的東邊還是西邊;他也只知道他是在往北開,但是他不知道自己是在廣州的南邊還是北邊。這又回到了題目開始我所提到的——方向和方位是完全不同的兩個概念。
所以說,真正要徹底解決定位的難題,還需要從經、緯度測定的角度入手,而技術發展到這個時代,已經有了研究這兩個問題的基礎。
最先被攻克的是緯度定位,也就是南北定位。緯度是一個自然概念,從赤道開始到兩極,南北兩側分別劃為90個緯度,人們逐漸發現,不同緯度上,太陽和星辰與地平線所成的夾角是不同的,只要有一個穩定的平面,通過象限儀就可以測量出某一地的某些天體的角度,就可以推算出緯度。
但是海洋上怎麼找這個平面呢?我們前邊說過指南針可以做的像針一樣小,放在木片上飄在水上抵銷船身晃動,但象限儀做不到那麼小,為了幫助它保持平衡,就發明了常平架,這種設備通過陀螺轉動和重力配平,保持架在其上的象限儀始終與海平面持平,我們今天在很多攝影機雲台上都可以看到這個發明的進化版。
這種在手機拍攝時保持穩定的手持雲台,就利用了常平架的原理
北大李丞博士研究唐代中日通商紀錄發現,在公元838年至907年這個階段,商船直接跨越東海到達日本的成功率有一個驟然上升的態勢,而又結合宋朝文獻已經明確記載了大規模採用「牽星法」的紀錄來看,這個時間段,就是中國在世界上率先突破並實際應用以「牽星術」為代表的測量緯度的南北定位技術的開端。而12到13世紀,阿拉伯船隻也普遍的採用了「卡瑪爾」技術南北定位,14世紀地中海航路上出現了相對比較原始的「雅各竿」定位技術,而歐洲有了可以和「牽星術」、「卡瑪爾」相媲美的測量技術,已經是15世紀以後的事兒了。
後來,以測量天體角度為核心原理的緯度南北定位技術又經過了許多革新,牛頓最先提出了一種更靈活的測量天體角度的工具的設想,依據這個設想,美國人托馬斯.戈弗雷和英國人約翰.哈德利分別獨立發明出了反射象限儀,也就是八分儀,這個設備不依賴常平架也可以直接讀出天體的角度,英國的坎貝爾船長進一步把八分儀改進為六分儀,英國人拉姆斯頓又用自己發明的分位儀極大的提升了六分儀的刻度精度,最終把體積龐大的六分儀,變成了下圖這樣的小玩意兒:
六分儀
發展至此,緯度定位已經非常成熟了,雖然還無法測量經度(下面會講),但一些航海者已經可以僅僅靠著緯度達到自己的目的了。最為著名的就是哥倫布,在他那個年代,古希臘的地圓說又逐漸成為了主流,哥倫布相信,只要保持自己的船始終在北緯28度線上(依靠緯度測量)一路向西(依靠指南針),就可以到達印度,於是他出發之後,先沿著非洲海岸線行駛到北緯28度,然後筆直的向西,後來發生的事兒大家都知道了,不細表了。
但隨著哥倫布引發的航海熱潮而來的,是數不盡的船隻迷失在茫茫大洋深處,儘管地球是圓的,儘管按照同一個緯度航行下去總有一天會到達陸地,但我這個緯度上哪個地方有暗礁和旋渦,我這個緯度上最近的大陸是在東邊還是西邊,又有多遠,我的船員能不能在得壞血病死光光之前看到陸地,都無法預料,由於歐洲大陸迫切需要新大陸殖民地的資源,往來穿越大西洋的船隻數量非常的多,海難慘劇頻發,人們對經度定位的需求也日益緊迫。
和緯度不同的是,經度,完全是一個人為概念,在同一緯度上的任何一點,沒有任何天文和地理意義上的不同,你完全可以把北京的位置定位東經100度,也可以定為西經100度,這沒有本質的區別。
然而總有一個變通之法,《三聯生活周刊》特約攢稿人袁越——也就是微博上著名的土摩托寫過:
地球24小時自轉一周,一周的經度是360度,於是,每個小時就相當於經度的15度。只要知道兩地的時間差異,就可以知道兩者之間的經度差了。舉例來說,如果知道某地的正午12點正好是倫敦的上午10點,那麼就說明此地在倫敦東邊30度的地方——土摩托
正是根據這個設想,荷蘭數學家伽瑪.弗里西斯提出用一個「特別精確的鐘錶」來推算經度。這塊表總是顯示陸地上一個地區——比如倫敦——的當地時間,你帶著它航行,然後測量當地的太陽高度角 hs,測量當地緯度φ、赤緯δ,就能利用下面這個公式算出當地Ω時角,推算出當地時間:
sin hs =sinφ·sinδ+cosψ·cosδ·cosΩ
有了當地時間,再和那塊特別精確的鐘錶所顯示的倫敦時間比對,就能知道這個地方位於倫敦東西方的確切經度。這就是「鐘錶法」。
伽瑪.弗里西斯(Gemma Frisius)
另一個方案則來自天文學研究:
德國天文學家約翰尼斯?沃納(Johann Werner)提出利用月亮的移動來測量經度。他通過觀測發現,月亮在天空中的相對位置每時每刻都在改變,大約每小時移動一個月亮直徑的距離。他假定地球上觀察到的月亮行為都是一樣的,只要在兩地分別觀測月亮,準確記下它移動到某個位置的時間,就能算出兩地的經度差。 ——土摩托
也就是說,從地球各處觀察月球在星空中運行的軌跡,基本都是一樣的,比如月球會在倫敦時間今晚1點運行到某一個恆星A所在的位置,那麼海上的水手在觀察到這個現象的時候,就能知道「哦,倫敦現在是凌晨1點」,那麼他只要再算出這艘船所在位置的當地時間(和上邊通過太陽計算當地時間的方法類似),就能知道自己的經度。這就是「月距法」。
燃鵝……這2個原理看似簡單,卻都死在了第一步——當時根本沒有這麼精確的鐘錶,當時也沒有辦法預測月球每一天的運行軌跡。
以當時的製表工藝,一塊表每天快慢個幾分鐘都是稀鬆平常的,一趟遠洋航行動輒以月計算,行駛到大洋深處,這塊表所顯示的倫敦時間可能就比真正的倫敦本地時間差了個把鐘頭,而以赤道為例,差四分鐘,就是差了1個經度,差了1個經度,就差了108公里,要是這塊表差了半個小時……
而要準確的推算出月球會在倫敦時間的何時運行到何地,首先要有一張準確的星圖,其次要有一個公式準確的推算出月球的運行規律,這兩者在當時都無法做到。
為了攻克這個難題,大航海時代最主要的幾個航海國家,比如西班牙、葡萄牙、義大利和法國,都設立了高額的獎賞,尤其以1714年英國設立的「經度獎」最為誘人,該獎項規定,凡是有辦法在地球赤道上將經度確定到半度範圍內的人,獎勵兩萬英鎊;將經度確定到2/3度範圍內的人,獎勵1.5萬英鎊;將經度確定到一度範圍內的人,獎勵1萬英鎊。兩萬英鎊是個什麼概念呢?放在今天來說,差不多得人民幣一個億……
最早向這個難題進軍的著名科學家當屬伽利略了。伽利略認為,既然月距法的條件還不成熟,何不換一個別的星體?他把目光放在了木星上。1610年,伽利略發現了木星的4顆大衛星(也就是後世所稱的伽利略衛星),它們以極快的速度繞著木星公轉,轉速和軌道都極有規律。伽利略潛心觀察了6年,認為用這四顆衛星來替代月亮,完全可以達到準確定時的目的。
然而伽利略的這個構思並沒有被廣泛採納,最核心的原因是,木星在天空中實在是太小了,它的衛星也必須要藉助高倍天文望遠鏡才能看得到,而在飄搖的大海上,即便是用上常平架,也不能滿足天文望遠鏡的需求。伽利略最早把這個演算法投給了西班牙政府,完全是石沉大海;他又把這個點子投給了荷蘭政府,荷蘭政府猶豫了半天,最後決定派惠更斯去找伽利略交流一下,結果惠更斯還沒出發,伽利略就與世長辭了。
雖然伽利略的方法不太適用於海上,但這個點子在陸地上用用是沒問題的,伽利略死後20多年,在法國國王路易十四的支持下,由義大利科學家卡西尼(此時受聘為法國巴黎天文台台長)集結了歐洲幾乎所有天文學家,利用伽利略的「木星四衛星法」對歐洲大陸進行了精確測量,畫出了人類歷史上第一張精確地圖,隨後又畫出了第一張精確的世界地圖,由於在此之前人們繪製地圖缺乏足夠精確的工具,早期的地圖與實際地形、面積相差極大,這兩張圖的面世,徹底重塑了人們對家園的認識。有趣的是,傳聞路易十四看到這張地圖的時候無比惆悵,他表示:
麻蛋……朕丟在你們這張圖上的國土,比被敵人搶走的還多……朕的心裡啊,拔涼拔涼的……
朕的法蘭西呢?朕以前在地圖上看的、那麼大的一個法蘭西呢?
在繪製這個陸地地圖的過程中,丹麥天文學家奧勒?雷默發現,隨著木星和地球軌道距離的變化,木星出現的時間也有一些差別,簡單地說,木星在距離地球軌道最遠的時候,總是晚出現那麼幾分鐘,人類第一次認識到光也是有速度的,雷默繼而推算出了大致的光速,雖然遠不及今天精確,仍不失為一項了不起的成就。
那麼我們再回到當時迫切需要解決的海上的經度定位問題。就在法國人到處畫地圖的時候,英國國王查理二世也決心舉全國之力來破解這個難題,1675年,查理二世下令在格林尼治村設了一個天文台,聘任約翰·弗拉姆斯蒂德任台長,專心鑽研經度定位問題。作為一個天文學家,弗拉姆斯蒂德認定「鐘錶法」短時間內不可能有什麼突破,「月距法」才有最光輝的未來。而針對「月距法」需要解決的兩個問題:精確的星圖和月球運動理論,他把重心放在了前者,而後者,則由艾薩克.牛頓(受我跪地三拜)來推算。
弗拉姆斯蒂德是一個極其堅韌的天文學家,他假定天空中有一條虛擬的零經度線,通過他夜以繼日的研究,一顆一顆的觀察和記錄下每顆星星通過這條線的時間和所處的高度,積累了海量的數據,就可以畫出這張星圖。為了這個工作,弗拉姆斯蒂德幾十年如一日的晝伏夜出,天文台就是他的家,望遠鏡就是他的眼睛,生活在的一切都圍繞著這個重心轉動,甚至連自己結婚也差點耽誤了,直到快五十了才結婚,結婚之後他又擔心生孩子撫養孩子之類的事情會耽誤研究,那就乾脆不生……
苦心研究了37年之後,弗拉姆斯蒂德獲取的數據其實已經足夠豐富,可以初步滿足月距法的需求了,但作為一個完美主義者,弗拉姆斯蒂德堅持認為還不是公開的時候。不過這些數據已經引起了牛頓的高度興趣,因為牛頓著手研究的月球運動理論,極其需要弗拉姆斯蒂德獲取的數據的支持,但要說服弗拉姆斯蒂德交出這些「還不完善」的數據是很難的。幾次碰壁之後,無奈之下的牛頓就鼓動自己的朋友、弗拉姆斯蒂德的同事——大名鼎鼎的天文學家哈雷——去把這些材料偷出來。
埃德蒙.哈雷,因成功預測哈雷彗星周期而名聲大噪,後長期擔任英國經度委員會委員,作為一名天文學家,他不僅積極投入到「月距法」的研究,對「鐘錶法」也十分支持
最終結果是,哈雷成功的得手,牛頓大喜所望,把這些數據印刷了出來,弗拉姆斯蒂德大冒肝火,想方設法找回了這些印刷品中的絕大部分,一把火就給燒了,兩年之後的1713年,弗拉姆斯蒂德帶著怒火死去,哈雷奉命來接管他的研究材料和設備,結果到了天文台一看,設備已經被弗拉姆斯蒂德的妻子變賣或者毀壞殆盡,最關鍵的觀測數據也是一點也沒給哈雷留下。
當然了,數據其實沒有銷毀,11年之後的1724年,弗拉姆斯蒂德的妻子整理出版了《不列顛星表》,這是當時最準確的北半球的星圖。然而可惜的是,這份星圖來的太遲,而急需要它來進行進一步研究的牛頓,已經時日不多了,1727年,牛頓帶著未能破解月球運動理論的遺憾與世長辭,而這關鍵一步的解決,還需要等待時日,等待一個此時僅有20歲的瑞士青年人慢慢的探索。
巧合的是,就在牛頓辭世的這一年,一個英國木工開始經度獎挑戰產生了興趣,這就是約翰·哈里森。此人動手能力極強,對機械的感覺也非常敏銳,19歲那年,他拆開了一座擺鐘觀察了一陣,然後自己用純木頭仿造了一台……
哈里森那個年代的鐘錶,主要是擺鐘,我這個歲數的人應該都見過那種家庭使用的壁掛式擺鐘,這種鐘擺的原理其實又是伽利略發現的(怎麼又是你……),伽利略在仔細的研究了教堂房頂掛著的油燈之後發現,它擺動的時間非常有規律。惠更斯(就是差點和伽利略見面的惠更斯,向心力定律的發現者,動量守恆理論的創建者)不知是否借鑒了伽利略的發現(他自己聲稱是獨立發現的),利用彈簧為動力,發明了第一代擺鐘,簡單的說,就是把規律擺動的鐘擺作為一個計時器,把彈簧發條作為一個動力源,以擒縱器為連接,將彈簧的動力有節奏的傳遞到錶針上。當然了,胡克(牛頓的死敵,顯微鏡的發明人,細胞的發現者,彈性理論的創建者,彈性定律的提出者)激烈的攻擊惠更斯,認為其抄襲了自己的發條鐘錶和擺輪遊絲(另一種計時器)設計。
一座典型的擺鐘,以鐘擺固定周期的擺動,控制擒縱器將發條動力傳輸到錶盤,達到顯示時間的目的
哈里森仔細研究了提升鐘錶精度的方法。他意識到,鐘錶走時不準確,一部分原因出現在擒縱器這個核心部件上,無論是惠更斯還是胡克,它們的擒縱器在傳遞發條的能量時,總是會造成新的摩擦力,這種摩擦難以消除,又難以量化。針對此,哈里森發明了新式擒縱器——「螞蚱」,這種擒縱器盡量減少部件之間的接觸,通過巧妙的力學平衡來達到有節奏傳輸發條能量的目的:
此外,根據惠更斯的研究,重力恆定的前提下,鐘擺的運動頻率因長度而不同,那麼,熱脹冷縮所引發的鐘擺長度的變化,也會造成鐘錶不夠準確。解決這個問題,哈里森研究了各種不同金屬的熱脹冷縮性能,最後發現,銅和鐵的熱脹冷縮比是不一樣的,然後他拿出來下面這個設計……
哈里森的格柵鐘擺,巧妙利用鋅(哈里森用的是銅)和鐵的不同熱脹冷縮比,熱脹冷縮的時候,最中間的鐵棍邊長,但增加的這段長度被中間層的鋅棒變成的長度「提了上去」,而中間鋅棒變成多餘的長度,又被最外層鐵棒變長的長度「拉了下來」,只要掌握了兩種材料的熱脹冷縮比,然後根據比例算好各個棒的長度,就可以保持鐘擺的總長度都不變化……我第一眼看到這個設計的時候就直接跪下了
哈里森需要面對的第三個問題是解決船身的晃動對鐘擺的影響,他的鐘擺是啞鈴狀的,而且是兩個,左右兩側的鐘擺兩端分別以彈簧相連,那麼無論那邊的受到晃動影響,都會被另一方的抵消,這就最大程度上解決了船身晃蕩的問題。
有了這三板斧,哈里森就決心去找經度獎的評審機構——經度委員會了。
然而哈拉森找遍了整個倫敦,竟然找不到經度委員會的辦公室。原來經度委員會設置這麼多年來,連一個靠譜的方法也沒徵集到,最早期來報名參加評審的那些人,要麼就是民科,要麼就是神棍,經度委員會幹脆雇了個秘書,每天就處理這些無聊的來訪和垃圾郵件,然後一臉和藹一本正經的回復來訪者:
別做夢了,這兩萬英鎊不是你的
到了哈里森這個年代,經度委員會幹脆連秘書都辭退了。哈里森無可奈何,只能去找經度委員會的委員,那個全英國都知道的人——哈雷。
我們很難想像哈雷是如何接待哈里森的,根據歷史的記錄和哈里森自己留下的資料來看,他的語言表達能力非常混亂,想必哈雷也是聽得一臉懵逼的。但哈雷這個人待人處事很是講究,他誠懇的告訴哈里森:你看啊,我們這個委員會,要麼就是天文學家,要麼就是航海家,你說這個機械設計,我真是看不懂,要不我給你推薦個人?
哈雷推薦的人是誰呢?就是當時很有名的鐘錶專家喬治·格雷厄姆,只看了一眼哈里森的圖紙,格雷厄姆就激動地語無倫次,這個設計太奇思妙想,又太有可行性了,格雷厄姆拉著哈里森問了整整一天,然後自費掏了200英鎊,讓他趕緊做個樣品出來看看。
回家又埋頭苦幹了五年,哈里森的第一台航海鍾——H1終於橫空出世,他和自己的弟弟在家裡用火烤的方式驗證它對抗熱證冷縮的能力,又把它放在河邊小船來回搖晃驗證抗擺動的能力,確信無誤之後,當即運到了倫敦,格雷厄姆和哈雷看了之後一致叫好,馬上聯名給經度委員會寫推薦信,幫哈里森申請了一筆費用用於海上測試,這次海上測試非常成功,完全達到了經度獎二等獎——即將經度確定到2/3度的要求。
HI航海鍾
1737年6月30日,英國經度委員會召開了成立以來第一次全體會議,8個委員認認真真的聽著哈里森用極為有限的語言表達能力做著報告,委員會當即表示,可以進行一次加勒比海的遠洋測試,如果成功,就可以支付給哈里森二等獎的獎金1.5萬英鎊。然而哈里森一口回絕,並逐條闡述了測試期間自己發現的H1現存的問題,他希望申請一筆資金,回去繼續改進。
1741年,哈里森拿出了H2,經過一系列測試,哈里森又一次主動提出,發現H2還有個問題,就是不能克服船隻轉彎時產生的離心力,於是要求繼續給予時間和資金支持。然後哈里森全家乾脆搬到了倫敦,這次的升級改造持續很久,直到1757年,哈里森才完成了H3的製作。在製作H3的過程中,他又發明了幾件我們一直沿用到今天的重要機械元件,比如——雙金屬片和夾圈軸承。然而H3還沒等到試用,又被哈里森自己給否定了,他認為H3依然太大太笨重,完全可以做的更為小巧便攜。1759年,哈里森完成了H4,其尺寸已經縮小到13公分,哈里森當時已經年事已高,就派自己的兒子威廉.哈里森去委員會申請出海試驗。
哈里森發明的夾圈軸承今天依然是機械設備上必不可少的元件
此時哈雷已經去世,接替他成為格林尼治天文台台長的詹姆斯·布拉德利。作為一名天文學家,布拉德利一直在關注「月距法」的發展,而這段時間「月距法」也的確取得了重大的突破:
先是法國天文學家尼古拉斯·路易斯·拉卡雷效仿弗拉姆斯蒂德,跑到南非待了好幾年,終於完成了南半球星圖的繪製,這樣,「月距法」的第一個基礎就算徹底完成了。而我之前提到過的,牛頓去世那一年,一個瑞士的20歲小夥子,也終於參與到了這項工程中來,他憑藉這張星圖,以數學公式的形式,推算出了月球運動的軌跡,這就是數學巨匠歐拉,一個在眼睛瞎了之後,還可以用心算研究微積分的神一樣的男人。
萊昂哈德·歐拉,最偉大的數學家之一,分析力學的創始人,流體力學的創始人,剛體動力學的創始人,微積分的奠基人之一,數獨遊戲的發明人,其發明的函數符號、以其命名的數學公式不計其數
有了星圖,有了月球運行軌跡,那麼「月距法」的難題,看起來就算是攻破了,其實不然,雖然1755年德國人托比厄斯·邁耶在此基礎上,拿出了第一份《月球表》,但這份表的精度還有待於驗證,其次,「月距法」需要運行大量的數學計算,一個熟練的導航員也需要算四五個小時才能得出結果,而這個複雜的計算過程中出任何差錯都會導致結果的謬之千里。
我們可以看出,這個時候,鐘錶法和月距法的競爭已經白熱化,兩者都已經做到了了從理論到現實的初步實現,現在要做的就是誰的精度更高。1761年,布拉德利派出了多支科考隊前往世界各地對「月距法」進行試用,哈里森也要求馬上對自己的H4進行測試卻長時間沒有得到委員會的批准,直到61年11月才得以出海,哈里森認為,這一定是擔任委員會委員的布拉德利從中作梗,偏袒月距法。
哈里森的H4和月距法在這次試驗中都取得了成功,進一步加大了雙方的火藥味,尤其是哈爾森,經度委員會要求他公開專利,並需要額外進行一次測試,後來委員會支付了1萬英鎊的獎金,又提出要哈里森再製造一個升級版——H5,才能支付另一半,哈里森認為這是委員會中的天文學家在故意刁難,是在給月距法爭取時間。
而實際上,月距法的領頭人物馬斯卡林也確實在做這方面的工作,他也意識到了月距法在計算上的巨大困難,最終決定採用最簡單高效的方式解決——他僱傭了一大群學生,提前算好每年的月球軌跡,然後印刷成冊子,這樣水手們只需要購買當年的數據,就可以極大的簡化海上試用時的運算流程。1766年,馬斯卡林出版了第一卷《航海年鑒和天文星曆》把1767年整年的月距和經度的關係列舉了出來,此後每年,馬斯卡林都會出版第二年的航海年鑒,這本書甚至出版到了今天。
而哈里森的H5則在1770年才問世,已經垂垂老矣的哈里森已經沒有能力再出海測試,也沒有能力再升級改造H5,但如果不這麼做,剩下的1萬英鎊就到不了手,萬般無奈之下,哈里森的兒子威廉直接上書給英國國王喬治三世,喬治三世非常重視,馬上讓自己的御用天文台對H5進行測試,測試結果異常的棒!於是喬治三世命令經度委員會馬上把剩下一半獎金髮給哈里森,然而,被無情地拒絕了……
喬治三世:我他媽還能說什麼……
喬治三世畢竟是國王,你委員會不給錢是吧,老子自己給,於是大手一揮從國庫播了8000英鎊給哈里森,為啥不是一萬?我也不知道,可能地主家也沒有餘糧吧。
但是這對哈里森並不重要,最重要的是,這代表官方承認是他獲勝了,是他,約翰.哈里森破解了經度難題。
1773年,經度委員會還是支付了剩下的獎金,1776年3月24日,哈里森去世,享年83歲。做為一個一輩子追求準時的木匠,哈里森去世的日期也相當精確——他是在生日那天去世的。
而月距法,也長期存續下來,由於《航海年鑒和天文星曆》始終把格林尼治天文台的位置作為本初子午線,世界各國也不得不接受了這種經度和時區的劃分方法。
瞻仰一下哈里森老爺子
雖然鐘錶法和月距法為了拔得頭籌打的不可開交,但在實際使用中,水手們更願意讓兩者互相配合互相修正。自此之後,人類終於可以準確地知道自己在哪裡,自己要去何方,人類第一次掌握了全球範圍內的定位技術。
這套經緯度定位方式是如此精確,以致於一直沿用了200多年,而我們現在用的GPS衛星定位,其實也是時鐘法的一個升級版本。
由於我對這方面了解的不深,讀了幾篇論文之後,我個人的理解是這樣:
以GPS為例子,衛星1它發出信號,我們手裡的設備接收這個信號,衛星發給你的信號是什麼內容呢?是它上邊所攜帶的衛星鐘在發射信號的時候的時間t1,和它所在的太空中的左邊X,Y,Z,你的接收機自己帶一個時間t2,兩者相減再除以光速,就是你和這顆衛星的距離。
我們想一下,在這顆衛星1看來,和它保持這個距離的其實並不止你鎖在的這一個點,而是一個圓。所以你需要衛星2的信號,這樣可以確定你在衛星1和衛星2重合的一個面上,再引入衛星3的信號,才可以大致確定你的位置。借用一下 @yoho 的圖就是如下:
問題在於,時間總是有誤差的,GPS的時間,是通過地面的基站上的原子鐘,每天更新一次,而你手持設備上的時間,則誤差更大,那麼就需要引入衛星4的信號,通過以下公式,來抵消這個誤差:
d1=[ (x1 -x)2+(y1 -y)2+(z1 -z)2] 1/2 +c·Δt d2=[ (x2 -x)2+(y2 -y)2+(z2 -z)2] 1/2 +c·Δt d3=[ (x3 -x)2+(y3 -y)2+(z3 -z)2] 1/2 +c·Δt d4=[ (x4 -x)2+(y4 -y)2+(y4-z)2] 1/2+c·Δt
上述四個方程中待測點坐標x 、y 、z 和用戶鍾與衛星鐘之間的時差Δt 為未知數,,其中di 分別為衛星1, 2、3、4 到接收機之間的距離, di =c·Δti(i=l 、2 、3、4)。ti 為衛星1、2 、3 、4 到達接
收機所經歷的時間,c 為光速。xi 、yi 、zi分別為衛星1、2、3 、4 在t 時刻的空間直角坐標,可由衛星導航電文求得。(拓展閱讀:我國的北斗衛星定位系統和 GPS 定位系統有哪些不同?)
自從衛星定位商業化運營以來,它已經成為了我們生活在最為常用的定位方式,傳統的航海鍾或者月距法也隨之被慢慢淘汰。
但人類的定位需求真的已經徹底解決了嗎?其實並沒有,雖然在地球上,只要有GPS覆蓋的地方,我們已經不需要再為這個問題發愁,但是,我們的征途是星辰大海,我們已經征服了大海,接下來,勢必就是星辰!這就是這幾年方興未艾的星際定位技術。
我們現在的很多衛星和飛船,在低於GPS的軌道之下的時候,依然可以和地面上一樣,採用GPS定位,但一些深空探測器,或者我們未來會出現的星際飛船,則無法享受這個待遇,它們必須找到新的導航方式,而目前看來,脈衝星定位或許是一個可行的辦法。
我國研製的全球首顆脈衝星導航試驗衛星(XPNAV-1)衝上雲霄
我對這部分還沒有吃透,引用一下 @Paul Kant的回答:
脈衝星是一類周期性發射穩定頻率的電磁輻射(自轉),起著導航衛星的作用,但是脈衝星的信號不包含它的位置信息,必須先確定脈衝星相對於地球的空間坐標。此時地球的位置是已知的,我們可以在地面或太空設三個觀測站,脈衝星信號到達各觀測站的時間差用來求解脈衝星的方位,對不同方向的多顆脈衝星信號測定,這樣我們有了已知脈衝星列陣。然後把它們作為導航衛星,飛船存儲它們相對地球觀測站的位置信息,以地球觀測站的數據更新,飛船接收脈衝星信號的時間是已知的,兩者對比獲得時間差,計算轉換即獲得飛船相對於脈衝星或地球的位置。
我們現在回頭來看看,人類一路走來,先是不知東西,繼而學會了根據太陽星辰分別方向,隨後可以利用地標和方向行走四方,然後戰戰兢兢的沿著海岸踏上了海洋,又壯著膽子用天文、海文知識慢慢走向深海,再通過星空定位了緯度,最終在激烈的角逐中確定了經度,直到今天,我們掏出手機,就可以方便的指示任何地方……在這漫長的歲月里,為了解決這個關於我們在哪裡的最初問題,匯聚了全人類最頂級的智慧,推動了無數個行業和科學門類的發展,甚至還將在更為久遠的未來持續的探索下去,這,能否被稱之為人類最為震撼、影響最為深遠的發明呢?
謹以此文悼念郭川船長
不要溫和地走進那個良夜,
老年應當在日暮時燃燒咆哮;怒斥,怒斥光明的消逝。雖然智慧的人臨終時懂得黑暗有理, 因為他們的話沒有迸發出閃電,他們也並不溫和地走進那個良夜
參考文獻:
1.劉景華《中世紀歐洲造船和航海技術的考察》
2.劉義傑《試說我國古代北方海區的水文導航術》
3.李丞《海中識方位—航海南北定位在中國古代開始應用時間探析》
4.劉璐璐《「過洋牽星術」用於印度洋考釋》
5.朱鑒秋《「方位不易指南篇」—從編著《渡海方程輯注》談古代海道針經》
6.閻根齊《論海南漁民的《更路簿》》
7.袁越《經度之戰》
8.達娃.索貝爾《經度》
9.孔志宏《全球衛星定位系統原理及應用》
人類文明需要操縱利用的東西中最本質的只有兩個,能量與信息,與此相關的突破性發明才是影響最大的,政治經濟只不過是操作界面,畢竟生產力決定生產關係。
接受大家評論的建議,加上紙張和印刷術- 火------------人類開始以燃燒的方式使用化學能,但只能轉換為熱能,熱能作用還有一定局限性
- 語言文字---人類開始能夠在不同人之間傳遞信息,腦中的信息開始可以分享給其他人
- 種植馴化----人類可以利用植物主動控制太陽能的合成,利用動物做功,人類輸出功率突破了自身體能限制
- 輪子----------利用滾動摩擦代替滑動摩擦,相同的能量可以移動更多的物體,移動更遠的距離,能量利用效率增加
- 紙張----------「廣義紙」是一個逐漸變化的工具,從龜殼、泥板到竹簡,羊皮到最終的紙張,人類獲得的信息不再隨時間而淡忘、消失,後人可以站在前人肩上。
- 印刷術--------信息可以快速而準確的不斷複製、傳播,信息、知識不再為少數精英專享
- 蒸汽機--------人類第一次開始可以將化學能轉化為機械能(動能),人類輸出功率突破生物能限制
- 科學方法-----人類開始有了一種檢驗/判別信息對錯的方法,有效信息飛速積累
- 電--------------人類可以將化學能轉換為電能存儲起來(電池),並傳遞到遠方(電線),能量的運用更加靈活
- 核彈/電站----人類開始能夠將質量轉化為能量,可使用的能量增加了很多個數量級,人類輸出功率再次飛躍
- 計算機--------人類開始可以用電、用機械來高效分析處理信息,突破了人腦處理信息的限制
- 互聯網--------人類信息的交換、傳播效率產生了飛躍
有好多人在評論里提貨幣,商業,其實貨幣也只是一種信息,用紙或者電子數據表示價值、財富,商業本質也是信息交流後使得資源分配更為合理,提升效率,它們上都是建立在信息交流之上的一些應用
查了一下自己最近的文章,從史前按時間順序排名如下:
- 1 火
- 2 弓箭(及其他彈性捕獵器械)
以上為人類(智人)壓倒其他生物的原因
- 3 宗教(文明社會的源頭)
- 4 青銅(輪子是青銅的附屬)
- 5 文字
- 6 鐵
- 7 液體煉鐵
以上發明塑造了各個階段的農業文明
- 8 蒸汽機-機床-鐵路(工業革命早期的煤鐵複合體)
- 9 中央銀行(由政府定義通貨,引導物資流向)
- 10 計算機
以上發明塑造了當代世界。
具體請看下面這篇被退稿的世界技術-制度史。(輪子未入選的原因見青銅部分,電力未入選原因見工業部分)《翻開歷史,我看到一本技術手冊——10000年來技術對社會制度的影響》
- 序 好老闆談工資,壞老闆談理想
又到了高中生填志願、大學生找工作的季節。作為一個混過三四種互不搭界行業的中年人,幾乎每年春夏之交我都會被一茬茬的弟弟妹妹問:「大哥(叔),什麼工作幹起來有意思?」。
這時我總會擺出長者的姿態,進行一場殘酷的對話:
「也許有這樣的工作,但肯定非常少。你們最好不要抱期望,因為如果不用付錢你就願意為興趣去做事兒,誰還會為此付工資呢?」
「有趣的事情都去哪了?」
「一般圈在遊樂場和旅遊區里收錢。運氣好的話,還有不少免費的樂趣可以用業餘時間去發掘」
「那……工作還有什麼意義?」
「咱們不是富二代,工作當然是為了在不破壞健康的前提下賺錢,讓你有足夠的財富和閑暇去享受那些美好而有趣的事情。」
給出如此「可怕」的結論,我不是想毀掉弟弟妹妹對生活的憧憬。相反,看清了「好老闆談加薪、壞老闆談理想」的事實,他們就更容易避開傳銷的誘惑,丟掉一夜暴富的幻想,踢開「人人可創業」的鬼話,踏踏實實地去找工作——年輕人越是敢於正視這個並不浪漫的社會,未來的生活離自己那些浪漫的夢想就越近。
同樣的邏輯可以從個人的職業感悟推廣到整個社會——所有社會制度發揮作用的方式都是強迫人類做「不情願」的事情,絕不會有哪條法律要求人類進餐喝水,因為人人都自覺完成的任務無需再通過制度來確認。人類建立的制度要麼對抗人的本能,要麼違反人的直覺,總之必然會讓一部分人甚至所有人覺得不「舒適」或「不自然」。
但正因為這些「不自然」的存在,人類超越了所有靠本能和「天性」生活的生物,用成千上萬「不舒適」的「制度」搭建了45億年來地球上最大的奇蹟——文明社會。所以,不分專業,無論學校,幾乎所有畢業生就業的時候都會因為工作的枯燥無趣而失望。這正是因為他們離開了主流社會節奏之外的校園,以正式成員身份加入人類社會的緣故。
那麼,問題來了,人類為什麼能建立一系列讓自己覺得「不舒適」的制度?我們為什麼要走進「枯燥」的文明社會?這個問題的答案可能也很枯燥,枯燥到讓人不舒服。我盡量把它講的簡單一點。
- 一 為了文明,讓我們造一個神
你必終身勞苦,才能從地里得吃的……你必汗流滿面才得糊口,直到你歸於塵土。
——《聖經 創世紀》
我們和黑猩猩的不同,是要在超過150人的門檻之後才開始顯現……智人是怎麼跨過這個門檻值,最後創造出了有數萬居民的城市、有上億人口的帝國?這裡的秘密很可能就在於虛構的故事。就算是大批互不相識的人,只要同樣相信某個故事,就能共同合作。
——《人類簡史 從動物到上帝》
定居農業是文明社會的基礎,但依照人類學領域的主流看法,史前人類並沒有「主動」走向農業文明。相反,他們倒是很有動力拋棄文明。因為和遊獵生活相比,農民的食物更單一,營養更匱乏,健康水平更差,閑暇更少,社會更不平等,而且容易因為新出現的不動產而爆發激烈的衝突,更何況還要接受諸多新制度的約束。如果可以選擇的話,大多數早期的農民都寧願做一個曠野里打獵采果的自由人。
古人的選擇不難理解,收集自然的出產顯然要比揮汗種植單一作物要輕鬆愉快。古代神話中,上帝對亞當夏娃子孫的懲罰是世代耕作謀生,幾乎所有農業民族的貴族都以狩獵為娛樂,這正是幾百萬年的草原遊獵生活塑造人類本性,淘汰不熱愛遊獵生活的基因的證據。直到21世紀的網路時代,
「偷菜」還是中國人的樂趣。
然而,農業社會擁有人力優勢。在最富庶的地區,一平方公里的土地也很難養活一個獵人,但至少能給幾十個農業家庭提供足夠的耕地。如果農業社會和採集社會發生正面衝突,勝利的必然是農業社會。更重要的是,農業社會已經是一個文明社會,可以強迫農民做他們不喜歡的事情,比如說拿出口糧供養士兵和官吏,再派遣這些專職人員去消滅競爭對手。遊獵部落無法儲備食品,即便沒有打敗仗,但只要被士兵們打斷了正常的生活,就只剩下遷徙和死亡兩個選項。所以,農業文明緩慢而不可阻擋的前進,最終佔據了大多數適合耕作的地區。
不過,農業文明能贏的前提是農業文明已經存在,是已經有足夠的人選擇辛苦耕作的生活方式,並在糊口之餘向統治集團交出剩餘產品。所以,我們無法繞過最初的問題:怎樣讓人忍受文明社會的制度束縛?怎樣讓曾經自由的人類種地並繳納餘糧?
暴力當然是必需的手段,但有組織有訓練的暴力應該是農業文明的結果而不是原因。在農業剛出現的時代,人類只能用木材、石頭和毛皮製造工具,最強的武器不過是鑲嵌燧石的長矛,或是皮索製作的弓箭,和眾多普通農民的武器甚至農具相比都沒有壓倒性優勢。如果只依靠暴力來迫使農民勞動、交出剩餘產品,恐怕監工和稅吏就會耗光所有收集的糧食。
曾經的最強兵器——燧石矛頭
所以答案顯而易見——第一代農業文明的凝聚力來自宗教。在地中海東岸,一萬年前的城市耶利哥(Jericho)除了城牆和防禦塔之外,唯一的公共建築就是神廟;同樣建於一萬年前的恰塔爾休於(Catal Huyuk)連城牆都沒有,但也有專門的神祠;一萬一千年前的哥貝克力(Gobekli tepe)遺址,沒有民居,只有數千噸巨石構築的一個個祭壇。再晚一些中國的牛河梁遺址有一座直徑100米、高40米的土石山,完全靠人力夯成,只為向女神致敬。
歷史比金字塔長兩倍的哥貝克力神廟遺址及復原圖
在一個沒有金屬工具,沒有車輛,沒有紡織品,全靠石器、木棍和皮索來工作的時代,這些和物質生產無關的偉大工程證明了早期農民對神靈的虔誠、對祭司階層的敬畏。而且,同期的遺址中完全沒有宮殿和兵營的位置,神廟是唯一可以確認的權力中心。構築神廟的工作看似「無用」,但如果沒有宗教活動來凝聚社會,那些所有文明都不可缺的世俗事務,如修築渠道、收取餘糧、組織軍隊都無從談起。
這樣,文明誕生的原因似乎延伸到了更具體的問題:為何文明社會的早期成員都會虔誠地相信超自然神靈?為何祭司集團能制定一系列規則約束所有人?為何他們能利用非常簡陋的物質條件布置足夠懾服人心的宗教儀式,甚至讓農民心甘情願地充當人殉?
但實際上,這些問題根本不必回答——如果你在招聘啟示中提出了本科學歷的要求,就不該奇怪為什麼絕大多數應聘者都經歷過高考。既然在石器時代,能動員大多數人口採取違反人類「天性」的生活方式、並長期保持為制度的唯一力量是宗教,自然所有的文明在早期都會存在宗教主導階段。至於那些沒有選擇宗教化的石器時代族群,那些宗教凝聚力不夠的部落,要麼被文明化農業社會趕走,要麼被早期宗教文明吞併,根本就沒有資格被文明人記錄為歷史。
這個階段從史前一萬年左右開始,持續了四、五千年。和後世的文明社會不同,那時的社會沒有什麼「世俗」和「宗教」的區別。在祭司和普通人看來,神的世界和人的世界本是一回事,僧侶也不是所謂的「出家」和「出世」之人。相反,負責祈禱的是祭司(僧侶)、負責管理生產的是祭司、負責儲存物資的是祭司、負責商業的是祭司,負責開辦學校傳授知識的是祭司,負責治安的還是祭司,甚至負責組織演出,娛樂神靈(也允許平民圍觀)的也是祭司。兩河流域古神話稱,恩奇神(Enki)之所以造人,就是為了替神靈耕種土地,免除神靈的辛苦。祭司們有義務也有權利替神管理人類,讓農民按照神的意志去勞作。
所以,與其說神廟是早期文明的政治、文化、司法和軍事中心,不如說此時的文明城邦就是神的莊園,類似後世的寺廟地產。直到公元前第三個千年的兩河文明,祭司團體還直接擁有三分之一到一半的土地,神廟依然是古代城市中唯一引人注目的建築。典型的神廟會在壯觀的高台之上設置祭祀大廳,周圍被祭司的房間環繞,這些房間就是最早的的辦公室。神廟外圍則排列著倉房,儲存整個文明的剩餘產品。文明居民要辦幾乎任何事情都必須去找祭司,就像我們去政府辦事大廳,去社保中心,去學校和劇場一樣自然。
蘇美爾神廟-城市復原圖
在日常生活中,普通人遵守祭司轉述的神諭,而不是來自世俗政府的法律。早期蘇美爾人如果遇到糾紛,神廟就是法院,祭司就是法官,占卜和神諭則是終審判決。按中國古神話,司法源於堯舜禹時期的大法官皋陶:「皋陶治獄,其罪疑者,令羊觸之,有罪則觸,無罪則不觸。」這描述的顯然也是文明肇始,由祭司(巫師)主持的占卜「神判」。對於此時的「文明人」來說,恐怕根本就想像不出一個沒有祭司和神靈的社會。
公元前1300年,游牧蠻族以色列人到達巴勒斯坦,開始創建定居文明社會。和其他文明的早期階段一樣,以色列最早的文明領袖是先知祭司,稱「士師」,舊約聖經專門有一章《士師記》描述這個神權時代。而士師的英文譯名正是Judge,即法官、裁決者,兼有管理世俗社會之權。最後一任士師是撒母耳。《聖經
撒母耳記》記載了士師神權制度的末日:
以色列的長老都聚集,來到拉瑪見撒母耳,對他說:
「你年紀老邁了,你兒子不行你的道。現在求你為我們立一個王治理我們,像列國一樣。」
撒母耳將耶和華的話都傳給求他立王的百姓:
「管轄你們的王必這樣行。他必派你們的兒子為他趕車、跟馬,奔走在車前;又派他們作千夫長、五十夫長,為他耕種田地,收割莊稼,打造軍器和車上的器械;必取你們的女兒為他製造香膏、做飯烤餅;也必取你們最好的田地、葡萄園、橄欖園賜給他的臣僕;你們生產的糧食和蔬菜水果,他們必取十分之一……」
百姓竟不肯聽撒母耳的話:
「不然、我們定要一個王治理我們,使我們像列國一樣——有王治理我們、統領我們、為我們爭戰。」
耶和華對撒母耳說:
「你只管依從他們的話、為他們立王!」
- 二 國之大事,在祀與戎
乃命重黎 絕地天通 罔有降格
——《尚書》
帝命羲和世掌天地四時之官 使人神不擾 各得其序 是謂絕地天通
——《尚書孔氏傳》
聖經竭力宣揚神權至高無上。但很明顯,撒母耳立王是一個神權向王權讓步的故事。長老們逼迫祭司交權,理由是以色列需要軍事統帥;祭司則告訴他們王權意味著繳納永無休止的稅賦,供養官僚機構。與虛無縹緲的上帝相比,這兩個理由才真正無可抵抗。
最初的文明是「孤島」式的農業城邦,生存和擴張的主要障礙是自然環境,以及周圍保持遊獵生活方式的「蠻族」。宗教文明發展了幾千年後,在一些肥沃的沖積平原上,農業城邦開始變成「群島」,進而邊界相接,開始競爭土地、水源、礦產等稀缺資源。人類遇到了從未有過的的局面——現有生活方式的最大威脅是另外的人類。軍事活動第一次成為文明社會的必需品。
軍隊需要紀律,需要統一的指揮,必須有穩定的領導,這是人類歷史上前所未有的暴力團體。另外,軍隊不僅可以對外征伐,還可以用於對內鎮壓。所以新興的軍官團體有能力發動政變,把自己變成國王和貴族,強迫祭司和民眾都服從自己。這個邏輯似乎很順暢。
但石器時代還沒有後世意義上的軍事階層,因為缺乏合適的武器。受材料限制,軍隊只能用木棒石塊來製造兵器,比如骨制箭頭的弓,或是精心磨製的石斧。這些裝備殺傷力並不明顯勝過農具、獵具,而且難以持續作戰——最好的燧石刀,也很容易一擊碎裂,變成普通的鈍器。
這意味著無論是對外戰爭還是對內鎮壓,少量職業軍隊都沒法壓倒臨時組織的民眾。宗教的動員能力明顯勝於剛剛出現的軍官團,而全民動員往往能打敗少量兇悍的入侵者,或是阻止軍閥奪權的企圖。所以,無論是對內還是對外,祭司都是軍事行動的主導者,神權的地位依然穩固。
漸漸地,祭司們努力搭建的貿易網帶來了壓制神權的新材料。大河流域周邊的山區提供了銅、鉛、錫的礦石,幾種柔軟的金屬混合在一起,可以凝結成堅固且有韌性的合金——青銅。原本主要用於裝飾的金屬從此可以用來製造工具。從公元前3000年開始,各個早期文明相繼進入青銅時代。
在隨後的五千年中,銅在大多數地區都是貨幣的重要材質,雖然比不上金銀,但這也足以證明銅是一種准貴金屬。早期文明大多處於大河沖積平原,遠離礦區且缺乏冶煉的燃料,青銅的價格更是昂貴到平民難以承受。所以,青銅時代的到來並不意味著農民和工匠換上了青銅工具,他們一般只在工具的關鍵部位使用一點點青銅,比如木犁的尖端,比如鋸子的齒部。大多數工作依然使用純粹木器和石器,效率沒有明顯改善。
但是,有限的金屬完全可以改變戰爭的形態。青銅兵器,哪怕只裝在矛頭上,也足以把軍隊的殺傷力提高一個數量級。幾百名精兵持劍、披銅甲,射出青銅箭簇,可以輕鬆打敗上萬名石器時代的民眾,而且武器並不會因此出現明顯損耗。
金屬刀具的出現還給人類帶來了精密加工硬木的能力。此前人類雖然已經使用陶輪來製作陶坯,但直到青銅工具出現,人類才能造出廉價的車輪和車軸,並在關鍵的受力點用金屬部件來加固,交通因此進入了車輛時代。青銅時代的馬還沒有被馴化成後世的強壯馬種,體型比驢大不了多少,沒法背負一個騎兵作戰,但體力恰好足以拉車。多匹馬合力,雙輪馬車就能帶著射手或糧食飛馳,賦予軍隊前所未有的機動性、衝擊力和後勤能力。
山西曲沃縣晉侯墓地的陪葬戰車
對於大河流域的文明來說,青銅武器和馬車(包括馬)的價格都非常「合適」。既沒有昂貴到無法批量生產,也沒有廉價到人人擁有。這意味著職業軍隊可以不依賴祭司集團的支持,自行解決對外戰爭和對內鎮壓問題。神權社會因此遇到了兩難境地——不組織新型軍隊,就會被外部壓力消滅;組織了新型軍隊,就會被反噬。總之,祭司和他們控制的民眾不是向其他城邦的軍隊投降,就是向本城邦的軍隊低頭,無論哪一種選擇都意味著世俗政權的出現。
聖經里的以色列人要求:「我們定要一個王治理我們,使我們像列國一樣——有王治理我們、統領我們、為我們爭戰。」與之對應,中國上古史中也有禪讓制被廢除,大禹子孫世代稱王的記錄。這顯然都是軍事貴族集團確立自己地位的過程。實際上,甲骨文和金文的「王」字本身就是斧鉞之形,意思是控制武裝的人。軍事首腦稱王,軍官和骨幹士兵就成了軍事貴族。
不過,除了軍事動員之外,宗教集團還在文明中承擔著重要的社會管理職能。早期的農業社區沒有文字,所有的信息都要靠記憶來保存。這意味著無法對社會進行精確控制,也不能對一個人的長期工作給出準確評價,甚至很難在記憶出現衝突的時候做出評判。後世最好的管理手段在這種條件下也束手無策。
管理有偏差,最好的結果是是讓員工能容忍偏差;賞罰不準確,最好的消息是大家依然保有底限的積極性,依然相信判決的權威性。一般來說,我們只能在親朋好友的圈子裡看到這種容忍和信任,一旦範圍擴大到陌生人,不精確的管理必然會會導致利益衝突,進而導致分裂。在文字出現之前,要解決這個矛盾只能靠宗教,用神的權威「抹平」粗糙管理中出現的混亂,用氏族共同利益的傳說來化解不可避免的內部矛盾,這才能維繫一個超出「熟人」圈子的文明社區。所以,在王權形成的最初階段,依然以神廟作為重要的行政管理機關,早期的蘇美爾王宮面積一般只有神廟的一半左右,直到文字的出現。
公元前3500年左右,文明社會控制的人口和資源都越來越多,即便以神的名義也很難彌合管理的錯誤。負責具體事務的祭司們絞盡腦汁解決這個問題,先是用圖畫來記錄賬目,然後逐步簡化圖形,公元前3000年,與人類進入青銅時代幾乎同時,楔形文字出現了。
文字的出現結束了「空口無憑」的時代,檔案記錄了物資和歷史,讓命令可以在不同的人之間精確傳遞,讓已經達成的承諾有據可查。這讓分層管理和精確的計劃成為可能,也讓管理者能夠考察不熟悉的下屬,官僚機構因此第一次成為可選的組織方式。發明文字的神廟隨即培養僱傭了第一代純粹處理行政事務的技術官僚——書吏。
楔形文字泥板文件
書吏不需要兼任祭司,不需要有堅定的信仰,也能像過去的祭司一樣管理生產,也能徵稅並組織公共工程,甚至還做的更好一些。中國古代傳說稱「倉頡造字,天雨粟,鬼夜哭」,似乎講述的就是書寫對生產的促進,以及對神權的打擊。
軍事貴族很快發現了技術官僚不依賴於神權的特徵,迅速地把官僚機構納入自己的麾下,僱傭純粹的世俗官吏來管理社會。到了公元前2300年左右,蘇美爾王宮的規模已經壓倒了神廟,開始接手社會日常管理工作。類似的,公元前1600年左右建立的商朝擁有文字和青銅,自立國起就有強大的王權。
所以,青銅-文字時代的典型特徵是王權壓倒神權,軍事集團依靠暴力專政。由於青銅的稀缺和製造不易(需要多種金屬融合),貴族軍官很容易壟斷金屬的供應,進而壟斷了從政(管理經濟)和從軍(掌握暴力)的資格。普通農民如果想在青銅時代糊口,就必須緊密依附於軍事貴族,甚至充當奴隸,才可能獲得軍事保護和有限的金屬工具。這就是史書上常說的奴隸制時代,但似乎用「屬民制時代」描述更合適一些。
農民只有石器和木器,所以少量青銅貴族可以輕鬆的鎮壓底層的反抗,比此前用神話來維護秩序更有效,這意味著階級秩序嚴格而穩定。但在統治集團內部,必須有暴力之外的力量來維護秩序。因為統治階級內部不存在金屬-石器的技術鴻溝,理論上任何人都可以通過暴力來奪取權力。一群軍官如果只靠暴力的平衡來劃分利益,勢必戰亂不止,互不信任,既不會產生穩定的王權,也不可能和其他文明的軍隊相對抗。
所以,雖然消滅了舊的神權政府,但成功的軍事貴族集團還會在世俗統治機構內部保留一部分的宗教神話和氏族體制。《左傳》有云:「國之大事,在祀與戎」。即軍事貴族和宗教的結合足以穩定政權。只是這一次神的世界有所後退,普通人再也不能直接和神打交道。國王和大貴族成為神靈代理人,以半神的身份進行統治。在青銅貴族統治的周朝,王獲得了「天子」的身份,「受天命」身份管理國家,壟斷了和神交往的權利。兩河流域有巴別塔的傳說,中國有「絕地天通」的神話,都是在描述這個神靈撤回天上的故事。
除了軍事統帥和首席大祭司,周王還是所有貴族的族長,利用古代氏族的權威來佔領道德高地。至於其他貴族之間,可以用源於上古聖賢的「禮」制來約束行為,避免軍事貴族動輒使用暴力來解決矛盾。只是「禮」的適用範圍到最底層的貴族「士」為止,所謂「禮不下庶人」是也。因為再下層的屬民和奴隸沒有青銅,可以用暴力迫使他們服從秩序,就不必多客氣了。在這個半神的時代,神保佑的文明只會覆蓋裝備青銅、懂得書寫的社會階層。
新興的青銅貴族集團很清楚自己權力的來源是對金屬資源的控制。以色列第一任國王所羅門為聖殿鑄造了銅柱和青銅水池,在遠東的中國,「(青銅)鼎之輕重」可以衡量國家的強弱。這些青銅「禮器」既是炫耀,也是戰略資源的儲備。按照半神統治者的設想,只要子孫保有這些銅器,就能應付一次又一次的危機。但他們萬萬沒想到,「禮崩樂壞」的末日危機並非源於青銅儲備不足,而是因為新的金屬改變了遊戲規則。
- 三 鐵是怎樣煉成的
夫胡兵五而當漢兵一,何者?兵刃樸鈍,弓弩不利。
——《漢書 傅常鄭甘陳段傳》
軒轅、神農、赫胥之時,以石為兵……至黃帝之時,以玉為兵……禹穴之時,以銅為兵……當此之時,作鐵兵,威服三軍。天下聞之,莫敢不服。此亦鐵兵之神,大王有聖德
——《越絕書》
封建之始,郡國居半,時則有叛國而無叛郡,秦制之得亦以明矣。繼漢而帝者,雖百代可知也——《封建論》柳宗元
人類使用鐵器其實比青銅要早。宇宙飛來的隕鐵是非常好的材料,不需要冶煉就可以打造工具,只是數量實在太少,不足以支持人類進入金屬時代。所以,第一種改變人類的金屬是熔點攝氏1000度的銅。青銅時代持續兩千年後,公元前1500年,今天土耳其境內的赫梯人首先發現了如何從鐵礦石中提取熔點1500度的鐵。但赫梯人小心翼翼地保守著這個秘密。公元前1200年,赫梯帝國在海上蠻族的衝擊下滅亡,制鐵工匠流散四方,到了公元前800年,亞歐大陸東側的中國也出現了本土的鐵制工具,鐵器時代開始了。
和青銅相比,鐵並不是一種非常優越的材料。青銅百世不腐,鐵卻會在幾十年內出現明顯鏽蝕。但鐵礦比銅礦分布廣泛的多,幾乎遍及所有文明地區;而且鐵不需要錫、鉛等金屬來製造合金,直接就能製造工具,任何掌握冶鐵技術的地區都可以自行打造鐵器,還可以通過控制碳含量的方式來鍛造堅韌的鋼材。就算早期的鐵制武器質量還不如青銅器,至少也可以明顯改善農具和其他工具,把有限的青銅集中給軍隊,大大緩解金屬稀缺的問題。所以,煉鐵技術一出現,就迅速擴散,在兩三個世紀內傳遍整個歐亞非大陸。
中國銅礦分布圖,可見黃河中下游非常稀少
中國鐵礦集中區分布圖,幾乎遍布所有適於農耕的地區
如果金屬工具足夠廉價,就不會只有貴族才用得起。一旦村裡也有了鐵匠,即便不依附於貴族,農民也可以自行用鐵犁翻開堅硬的土地,各行工匠也不必一定要留在貴族的私家作坊里,可以帶著鋼鐵工具到處去施展自己的手藝。從此,家庭是最基層的獨立經濟單位,只要國家能直接向家庭徵稅、徵兵,就能從平民中組建強大的軍隊,掃平各路諸侯。青銅貴族因此成了多餘的階層。在中國,這意味著統一的帝國取代分裂的貴族領地。試圖拯救青銅時代「禮樂」的孔丘去世還不到三個世紀,秦始皇就消滅了所有舊時代諸侯,分天下為三十六郡、設置太守。此後郡(州)縣制一直是中國歷史的主流,就算是長城外的蠻族軍事集團奪取了政權,也會放棄原本的軍事貴族分權制,轉而用中央任命的官僚去管理地方。
然而,我們知道這並非世界歷史的通例。雖然整個歐亞大陸在公元前就完成了鐵器化,雖然青銅市場的城邦在此之前就被消滅光了,但在鐵器時代,中國以西的許多文明並沒有採取嚴格的中央集權制,依然保有強大的獨立軍事貴族階層。尤其是拜占庭帝國以西的歐洲,不僅整個文明地區分裂成許多國家,各個國家內部也是諸侯林立,層層分封,直到14世紀之後才逐漸出現集權制趨勢。
中世紀神聖羅馬帝國諸侯割據圖
同是鐵器時代,為何會有這樣的差異?當然中、歐地理條件不同,青銅時代的歷史遺產也不同,不能用某個單一因素來解釋政體區別。但從技術角度來說,中國和西歐、中國和世界其他文明地區進入鐵器時代的「路徑」和「深度」很不一樣,的確是決定對集權程度的重要因素。
從地理角度說,歐亞大陸有歐洲、西亞、南亞、東亞四個主要農業文明區域。其中前三者之間交通比較便利,沒有明顯的地理阻隔,技術交流很方便。唯獨中國所處的東亞農業區,西北有戈壁、正西有青藏高原、西南有山脈雨林,和其他幾個文明區相對隔離,科技發展方向有一定的半獨立性,煉鐵技術就是如此。
今天的煉鐵是把燃料(一般是焦炭,即碳元素)和鐵礦石(氧化鐵)一起裝進高爐,點燃之後不鼓入熱空氣,讓焦炭燃燒發熱,同時奪走氧化鐵中的氧,形成鐵水(液態鐵,含有部分碳)。鐵水或是用於鍊鋼(降低碳含量),或是倒進模具鑄造,凝固了就是生鐵工具。中學化學對此有詳細的介紹,本文就不贅述了。
但在煉鐵技術剛發明的時候,並沒有後世的高爐,也沒有用焦炭煉鐵的概念,只是把高品位的鐵礦石和木炭塞進一個小爐子點燃焙燒,在供氧不足的情況下產生大量熾熱的一氧化碳,以奪走鐵礦石(氧化鐵)中的氧,最後留下的就是被還原的固態熟鐵。但這產品不是常見的堅固鐵錠,而是又軟又疏鬆的的海綿鐵,而且因為未曾融化,還包含有鐵礦石中的所有雜質,必須通過反覆的鍛打,除去孔隙和雜質,才能成為可用的金屬材料。由於最終的產品是固體,這種技術被稱為塊煉鐵技術。固體的鐵塊不可能透過爐體拿出來,所以每次煉鐵結束,都必須拆掉煉鐵爐。
即便是如此麻煩的煉鐵流程,也比搜集稀少的銅礦和錫要容易,煉鐵技術很快向整個歐亞大陸擴散。發明煉鐵的赫梯地處西亞,技術向東南傳入南亞,向西傳入歐洲都只需要克服3000公里左右的距離,唯獨中國遠在亞歐大陸東端,需要傳播5000公里、經新疆綠洲鏈才能進入中國文明核心區,所以中國進入鐵器時代較晚。公元前800年,中國才有本土冶煉的鐵器,此時距離歐洲蠻族多利安人用鐵器毀滅邁錫尼青銅文明已經好幾百年了。
中國人一開始也使用塊煉鐵技術,但很快遇到了問題——高品位鐵礦石很難找。中國鐵礦的特徵是貧礦多富礦少。直到今天,中國鐵礦探明總量460億噸,澳大利亞400億噸,但中國鐵礦的含鐵量僅150億噸,澳洲倒有250億噸,所以中國鋼廠每年從澳大利亞和巴西進口海量的礦石。古人沒有海外的鐵礦可用,必須立足本土的貧鐵礦解決問題。
恰好中國進入鐵器時代較晚,在青銅時代多停留了幾百年,鑄造大型青銅器的能力比較強,冶煉金屬的溫度比較高。很快,中國人就轉向了高溫液態煉鐵法,即砌築一個平地立起的耐火高爐,裝入礦石和煤(而不是木炭),用獸力乃至水力驅動鼓風機供氧,使爐內溫度超出鐵和礦石的熔點,低品位鐵礦石被還原成鐵水。礦石中的雜質雖然很多,但在液態環境下,可以形成鐵渣,自然地和鐵水分離。鐵水可以從預設的開口流出,鐵渣也可以從專門的開口引出,然後只要連續投入燃料和礦石,高爐就能不斷地煉鐵。這已經很接近於現代煉鐵流程了。
顯然,高爐煉鐵法比塊煉鐵法先進很多。從效率來說,連續生產鐵水肯定遠勝於反覆拆爐子取鐵塊。從最終產品看,高爐生產含碳量高,耐磨但偏脆的生鐵,可以直接鑄造部分農具或容器,也可以通過鍛打、攪拌變成熟鐵和鋼。塊煉鐵生產的是不含碳的海綿熟鐵,雜質較多,完全不能直接使用,必須通過鍛打滲碳才能成為鋼或者鐵錠。更重要的是高爐可以使用低品位鐵礦石,最充分地發揮了鐵器相對青銅器的最大優勢——原料分布廣。直到今天,中國這個世界第一鋼鐵生產大國還是使用高爐煉鐵技術。
所以,在其他地區尤其是歐洲沿用塊煉鐵技術直到近代的背景下,中國獨特的高爐煉鐵法讓中國比其他地區更「深」地進入了鐵器時代。到了1100年左右的宋朝,中國人已經學會了把煤炭乾餾成焦炭作為高爐燃料,鐵產量躍升到15萬噸,成為全世界第一個鋼鐵產量到達十萬噸數量級的國家。其中有數萬噸生鐵會通過炒鐵法、灌鋼法變成堅韌的鋼材。相比之下,整個歐洲1500年的鋼鐵產量也只有4-5萬噸。
不同的鐵產量導致了不同的社會組織模式。沒有足夠的鐵制工具,就沒法開墾堅硬的荒地,也沒法砍伐森林,更沒法生產足夠的財富,支持專業化的官僚體系。中世紀的歐洲,城市之間有廣闊的未開墾荒地,農具往往是木製包鐵,多數農民家裡沒有鐵鍋,一把好劍可以從領主手裡換到一個村子,幾百個頂盔帶甲的騎士就可以打下一個國家。這雖然比青銅時代用石刀木鏟工作要先進,但即便按照農業社會的標準,也依然是嚴重的金屬稀缺狀態,少數貴族對眾多農奴擁有絕對的軍事優勢和經濟控制力。所以,中世紀歐洲形成和青銅文明類似的貴族分封制也不足為奇。
中世紀後期,歐洲冶金業逐漸追趕上來。13世紀,歐洲終於發明了中國在公元前就使用的水力鼓風機和高爐,開始批量生產鑄鐵,中世紀也因此漸漸接近尾聲。接下來的幾個世紀,歐洲各國都出現了中央集權化趨勢,開始驅逐教會勢力,形成近代民族國家,這從另一個角度證明了先進煉鐵技術和郡縣制的相關性。又過了幾百年,富鐵礦更多、內部水路更方便的歐洲積攢了足夠的鋼鐵,開始鑄造壓倒所有文明的火炮,又試製蒸汽機和機床,以替代手工業的簡陋工具。一個讓鐵器時代文明黯然失色的新時代到來了。
- 四 誰能適應指數增長
我國是世界上第一個工業生產的國家,因為我們有一些獨特的有利條件,我們有良好的政府,我們有豐富的煤炭,我們有精巧的機器和機械,尤其重要的是因為我們有雄厚的資本積累。
——1816年 英國議會演講
國家建設規模的大小,主要決定於我們可能積累多少資金和如何分配資金。我們的資金積累較多,分配得當,社會擴大再生產的速度就會較快,國民經濟各部門就能夠按比例地發展。
——1956年《關於發展國民經濟的第二個五年計劃的建議的報告》
從石器時代說到鐵器時代,我只用了短短几千字,彷彿這是一個高速發展的過程。從幾百萬年人類進化史的視角來看,這一萬年的確是「突變」時期。但如果我們換到每個時代的居民視角,這一萬年中的大多數年份都是「停滯」年代,每個人從出生到死,周圍的世界都沒有什麼變化,大多數人的祖父可以很容易地適應孫輩的生活。雖然歷史書上隔幾頁就有翻天覆地的變革,但從平民生活的角度來說,起碼以世紀為單位才能感受到明顯的進步,普通人一生怕是還蓋不滿歷史書的一頁。所以幾乎所有傳統的宗教、哲學和政治學說都在描述穩定的社會,並試圖描繪一個更穩定的理想社會藍圖。
為何文明史前9000多年的基調是停滯?其實本文前面的部分已經給出了原因——工具進步緩慢,9000年間只有寥寥幾次重大變革,而工具幾乎決定了人類的經濟水平和生活方式。鐵器取代青銅,少說也用了幾百年時間,人生不滿百,怎麼能親身體會到社會的進步呢?
問題因此轉移到下一個層次——為何工具進步這樣緩慢?
原因是工具的「力量」和精度無法累積。比如說無論人類在一條河流上安裝了多少水車,再安裝新的水車還是只能靠人的肌肉力量;而無論人類打磨了多麼精密的金屬工具,想製造新的精密工具還是只能靠工匠的經驗和耐心。所以,工具的力量和精度提高很慢,直到距今200多年的18世紀中期,除了少量的水力和獸力外,絕大多數工作還是靠人類的雙手拿著簡陋的工具去完成。
此時的英國出現了幾個貌不驚人的改良。
首先是燒煤的蒸汽機被用於煤礦。當時的蒸汽機還非常笨重,效率很低,只有自身產煤的的煤礦用得起。不過,蒸汽機的應用降低了煤炭成本,低廉的煤炭成本又反過來增加了蒸汽機的適用範圍,往複循環,在局部領域實現了力量或者說能量的累積。
其次是機床的出現。帶絲杠和刀架的機床可以精密地按照圖紙加工標準化零件,在一定程度上脫離了工匠的個人經驗。更重要的是,機床可以製造新機床的部件,用於裝配更先進的機床。只要配上熟練的操作工人,工具的精度也能夠在機械製造行業內部實現累積。
當然,這兩種累積都有很大的局限。簡陋的蒸汽機沒法移動,甚至沒法給工廠提供穩定的動力,只能幹點採礦抽水之類的粗活;人力操作的機床切削金屬效率很低,不能給所有行業提供廉價的機械。所以當時的人並沒有覺得這是劃時代的進步,直到兩者的優點相結合。
蒸汽機的力量傳給機床,機床的加工能力不再受人力的限制,用同樣的成本可以製造更大、更精密、更複雜的部件;另一方面,機床加工的精密零件提供給蒸汽機,工程師們可以實現很多此前無法嘗試的構想,蒸汽機的效率因此更高、輸出動力更穩定,還能幫助煤礦采出更多、更廉價的煤。在這個動力——機械的循環中,每個行業的技術進步都能通過其他行業反饋回來,促進本行業的再次進步,進步因此永不停滯。從此,工具的力量累積和精度累積跨越了行業和地理的界限,能為所有領域提供更強、更精密的工具,讓每一代人都比上一代人更高效的勞動。這個循環進步的起點就是煉鐵術發明以來最重要的歷史事件——工業革命。
工業革命的最大特點不是製造了生產效率空前的工廠,而是讓工廠聯合起來可以製造更大、更先進的工廠,讓強大、精密的工具可以製造更強大、更精密的工具。實現了這一點,人類社會終於擺脫了9000年農業社會的准停滯狀態,進入了指數增長時代。只要持續地向核心工業部門投資,整個社會就能實現連續的進步,每一代人都能在自己的有生之年看到日常生活的明顯變化。到了今天,蒸汽機和機床已經「進化」出了核電廠和電腦晶元這樣的「後代」,增長趨勢似乎還在繼續。
經濟增長的曲線,可見工業化是高速增長的決定性因素
從經濟的「硬體」角度來說,工業革命為一個持續增長的社會準備好了「硬體」,但顯然傳統農業社會中缺乏與之相配合的「軟體」,即適應經濟指數增長的社會制度。無論是地主、王侯、軍官、還是僧侶,他們適應的都是一個靜態的世界,不喜歡變化,更不願意為可能的持續增長而持續投入資源,只有商業資本家除外。
在農業-手工業社會中,商人是少數懂得並喜歡指數增長的人。他們很清楚,錢不僅是用來消費的籌碼,更是用來賺更多錢的資本。只要還有盈利空間,就應該把利潤重新投入經營,獲取更多的利潤。然而,在傳統社會中,大多數產業很容易達到生產極限,沒有機會讓商人無限地投入,只有蒙古帝國開通內陸商路、哥倫布發現美洲這種「可遇不可求」的大事件,才會給商人帶來久違的指數化擴張。但一旦新的市場空間劃分完畢,暫時的指數增長機會就結束了,社會重新回到緩慢增長的狀態。
所以,商人或者說資本,比任何階層都歡迎工業革命。一旦意識到現代工業部門提供了無限的增長空間,商業資本就源源不斷地流入工業,用機器製造機器,用工廠製造工廠,再用工廠和機器生產海量的廉價商品。工業得到了投資,資本得到了與日俱增的利潤空間,兩方面各取所需,共同創造了指數增長的力量,為世界提供了百倍於農業時代的財富。
同時,工業的財富也可以用來控制政權,制定社會運行規則。一切擋在工業資本主義面前的國家和社會集團都遲早會被指數增長的力量打敗,甚至宣稱要阻擋資本主義工業化浪潮的各路勢力最終也會學習資本主義的工業資本積累方式。
但資本主義也不是一個為工業社會「量身定做」的制度。只是因為在工業革命爆發之時,其他社會集團還不適應經濟進入指數擴張時代的事實,這才出現了資本主義工業化社會。隨著工業社會的複雜化,資本主義和工業化的矛盾、資本主義和普通人的矛盾也越來越深,爆發的越來越頻繁。比如說資本主義頻繁出現的經濟危機、階級對抗,經常在物質生產正常運行的情況下製造嚴重衰退;比如說資本主義並不會積極為基礎研究投入資金,而基礎科學研究正是工業經濟擴張、資本主義順利發展的原因。
隨著工業產業鏈的增長和基礎研究所需資金的增長,後一個問題日益嚴重,往往會導致停滯的資本主義國家為市場、資源而爭鬥,進而出現全面戰爭。然後戰爭刺激各工業國不惜代價地開發新技術,投資基礎研究,在戰後緩解矛盾,帶來暫時的繁榮。資本主義世界因此出現了和平和戰爭的反覆循環。上個世紀,人類為此打了兩場世界大戰,並在第二次世界大戰中使用了核武器。
世界大戰之後是冷戰,兩個擁有核武器的超級大國進行軍事-科技的全面對抗,卻竭力避免發生「熱戰」。基礎科技研究因此突飛猛進,為工業資本主義提供了最「舒適」的發展環境。人類在核戰爭的陰影下獲得了史上最長期的經濟繁榮,直到今天我們依然在享受這次繁榮的尾聲。
然而,總是靠戰爭或核戰爭的威脅來換取繁榮也不是個辦法。尤其是在今天這個社會高度分工、一半以上人類居住在城市的年代,任何戰爭都可能導致極大的人道主義災難,而戰爭威脅帶來的金融風險則可能完全抵消技術進步帶來的經濟增長。如果人類還希望工業社會的進步能穩定地持續下去,我們的確應該考慮資本主義之外的工業化模式。
這個想法並不新鮮,自從資本主義和工業化結合的那天起,就有人發現了兩者之間的矛盾,200年來,利用資本主義內部矛盾建設新社會的嘗試不計其數,但眾所周知,他們都沒有撼動資本主義的主流地位。這就是今天大多數人生活在資本主義世界的原因。
- 五 當我們可以選擇
從文明肇始到今天,人類經歷了各種各樣的社會制度,從神權社會到貴族專政,從專制王權到現代政府……每個時代都有人以為自己替其他人類選擇了生活方式,或是認為神替人類制定了社會制度。實際上,做出最終決定的是工具,或者說是時代的技術水平。一萬年來,人類只能通過發展技術的方式來間接影響社會制度。
不過,如果技術水平對社會制度的影響是超出任何個人意志的客觀規律,那我們探討這個規律還有什麼意義呢?這篇文章又有什麼意義?只是為了滿足好奇心嗎?
好奇當然是人類研究這個世界的重要理由,但一旦對規律有了正確認識,人類自由意志對未來並非毫無影響,因為客觀規律還是給人類留了很大的自由選擇餘地。比如說,規律並沒有限定:「工業化必須由資本家牟利的動機來推動」,而是說「適應工業化的指數發展規律、正確、及時地調動資源投入工業,是任何社會集團駕馭工業力量的前提」。如果你順應這個規律,還有可能去克服資本主義工業化的問題和風險,同時享用工業化的福利。但如果無視規律,堅持要跳出規律來設計烏托邦,那才是真正把自己交到了規律手中,必然重新走向最極端的資本主義工業社會。
這幾天希臘經濟危機就是一個典型的例子,瀕臨國家破產的希臘人在左翼政府領導下發起公投,既不選擇還錢,也拒絕進行財政緊縮,還不想退出歐元區,結果就是收到了德國和債權人最嚴厲的最後通牒——要麼乾脆利索地退出歐元區,要麼把財政交給債權人控制。最後希臘將500億美元全部優質資產交給國際債權人共管,淪落到要賣島嶼和文物換現金的地步,幾乎要把雅典衛城賣掉了,才換來了暫時留在歐元區延緩還債的資格。這怨誰?希臘人對未來的設想並非不美好,但沒有物質基礎的藍圖只能帶來重重的碰壁,最後還是不得不轉身去接受比此前更壞的事實。
回到本文的開頭,我建議弟弟妹妹們不要奢望「有趣」的工作,而應該現實地尋求:「在不破壞健康的前提下賺錢」,以實現「有足夠的財富和閑暇去享受那些美好而有趣的事情」的目標。類似地,自然規律對人類沒有惡意,但也沒有特別的善意。如果讓我談談對人類未來生活方式的看法,我也想說千萬不要憑空設定一個美好的未來,而是應該先研究支撐現代社會的工業經濟規律,這樣才可能設計出離幸福最近的社會制度。只有立場和良心的「設計」,向來是悲劇和鬧劇的源頭。(完)
觀察者網 任沖昊
2015 07 03
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仔細分析一下,威爾.羅傑斯的話的確不算太誇張:
人類在學會用火之前已經會打獵了,但學會用火意味著人類能充分利用打到的獵物,徹底超越其他食肉動物。即用火是史前時期的人類成熟的標誌。
人類在學會製造輪子之前已經會種地,會組建政府了,但輪子大大降低了陸地運輸的成本,把分散的地域性文化連接成統一的文明地區,輪子算是農業文明成熟的重要標誌。(美洲文明沒有輪子,靠羊駝和人力在各個地區之間運輸,幾百個西班牙人一來,各個地方勢力對西班牙人消滅權力中心樂觀其成,很快被打的分崩離析)
參見
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類似地,人類在發明中央銀行之前已經發明了現代工業,但直到20世紀中期,基於信用貨幣建立中央銀行,這才算正式承認財富來自工業經濟,承認貨幣只是個符號,允許財富的標誌——貨幣和工業經濟同步增長。從這個角度說,以信用貨幣為基礎的中央銀行算是工業文明開始成熟的重要標誌,有資格和輪子,和鑽木取火併列
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思考「影響人類歷史」這個層面的問題,那就要從物質、能量、信息三個最基本的角度來考慮。
接下來我給出的10個發明,是以下10個方向的代表發明:物質——產生、效率、傳播、分配
能量——產生、傳播、使用信息——產生、傳播、表達具體如下(排名難分先後,圖片來自文明5):
- 化學生物——物質的產生
從基本粒子的層面來看,物質本來就在那裡,無所謂產生不產生。然而對於人類而言,基本粒子必須有某種合理的排列,才能為己所用。
化學和生物學,使人類能夠通過不同的手段(化學反應、育種等)改變基本粒子的排布,從而獲得自己所需的物質。(相關科技:農耕)- 工程學——產生物質的效率
- 輪子——物質的傳播
- 市場——物質的分配
同樣的物質在不同人手裡會產生完全不同的價值——因此我們需要對物質進行分配。
市場可以說是目前為止最有效的物質分配機制。(相關科技:貨幣、金融)- 採礦——能量的產生
- 電——能量的傳播
能量傳播的問題,直到電發明之後,才算是得以解決。在此之前,能量的傳播與物質的傳播基本是等價的。
(相關科技:發電機、電動機)- 蒸汽機——能量的使用
在蒸汽機發明之前,人類可以從能源獲得熱能,但很難取得更有用處的機械能。
蒸汽機,以及之後的發電機、內燃機等,使人類能夠轉化能量的形式,從而對能源進行真正有效的利用。(相關科技:內燃機、火車)- 觀察與歸納——信息的產生
和物質世界有關的信息來源於人們的觀察和歸納。在這棵科技樹上,有望遠鏡、顯微鏡等觀察工具,以及隨文明發展而來的歸納方法。
(相關科技:物理)- 互聯網——信息的傳播
互聯網是當今最強大的信息傳播工具。有線電話網路、無線電等發明在如今看來,可以看做是互聯網的原始形態。
在這些傳播方式出現之前,與能量的情況類似,信息的傳播和物質的傳播緊緊綁定在一起。(相關科技:移動互聯網、數據科學)- 語言文字——信息的表達
雖然這個排名不分先後,不過如果非要選出一個TOP 1,我想大概就是語言文字了。
語言不僅僅包含自然語言,數學、編程語言、音樂符號……這些都是廣義上的語言。可以說語言文字承載著人類目前為止所有的文明。語言和文字不存在一個具體的發明人,它們是在原始人類階段自然產生的。沒有語言和文字,可以說上面所有其他發明也不會產生。(相關科技:數學、計算機編程語言)1 火
2 語言3 石器4 文字5 金屬6 蒸汽機7 電力8 石油9 計算機10 核聚變ps:火藥每一次對於能量和信息的利用方式變革,都是一次徹底的革命
————————補充一下,除了能量和信息,感覺還有材料。貌似沒有人說生殖相關的技術和產品?比如避孕。
農業
使人不同於其他生物的特質,我認為大致可以歸納為以下幾點:
1.製造工具,大規模利用自然資源(包括動物、植物、礦物)的能力2.思考並且創造概念,同時將本世代成果延續至下一代的能力(教育)3.交流,組織以及分工的能力4.欲求不滿,追求謀生之外的內容,例如娛樂和精神世界的探索所以以下這些發明,也許是相當關鍵的,至於文學、物理學乃至蒸汽機、信息技術,也都和這些基於類似的目的,算是基礎發明的深層演化產品
取火-用於烹飪、消毒、防身
衣物和飾品-用於禦寒,裝飾使用語言-用於交流文字-用於記錄宗教和神話-用於團結群體,尋求歸宿農業-生產食物,使人類大量增殖,開啟定居時代,創造出剩餘價值國家和社會組織-使人類成為有力的整體,更有效的利用群體的力量造型藝術和音樂-用於娛樂、裝飾、崇拜和記錄馴化生物-減輕人類的勞動負擔,獲取食物使用輪子和交通工具-提高行動的能力冶煉和開礦-使用金屬的能力貨幣或者代幣物-交換和交易的能力教育-使人類的知識能夠流傳並且增值如果一定要排名,估計是做不到的,很多發明本身就相互聯繫,如果今後對於我們祖先演化過程有了更深的了解以後,也許可以對這些發明出現的時間進行下排名。。
既然是發明,那人類自身具有的特點,例如直立就不應計算在內,至於語言,發聲乃至用聲音表示不同物體的能力並非人類獨有,但是利用語言來傳達概念,並且擴展表達的能力,應該算是人類的發明了。按文明5的科技樹大概這樣吧:
和農業一起,算改變了人類的生存方式,生產力進步。
文化、思想得以保存和傳播,信息進步。
經濟發展的基礎。
從出現一直延續到現代的巨大影響,難歸類但應該沒有爭議。
文字的巨額buff,信息量高速上升。
科技爆炸的基礎,科學發展速度的巨額buff。
生產力的代表,科學理論的後置科技。
已經非常直觀的改變了人類歷史發展進程。
新一次信息爆炸。
火 電互聯網
瀏覽了一遍答案,發現兩個貫穿人類歷史的偉大發明幾乎一個都沒被提到(或者是沒得到應有的重視),或許是它們太常見了以至於被忽略:
容器與時鐘
非常贊同「能量」與「信息」是核心的說法。
不過我認為還可以另一個也非常本質的角度來看: 「空間」和「時間」人類的文明史,不僅是能量與信息的利用史,也是不斷抵抗時空限制的發展史。擺脫時空對人類的束縛,是另一個永恆的話題。
空間上來看
(廣義的)容器給能量和信息提供棲身之所,讓它們突破時空的限制得以積累和交流。盛放食物,提供棲身之所,讓人類從每日勞作中解放出來。帶著人類向全球擴散,最終會向地球之外擴散。紙張?不過是信息的容器,早在兩河流域就有泥板了。其實從空間角度看,「地圖」也能算偉大的發明之一,這項發明在其他答案中也沒有被重視,但是人類在空間上的探索,地圖在其中所起的作用同樣是巨大的,不過畢竟不像容器那麼基礎,地位跟容器還是沒辦法相比。
時間上來看(廣義的)時鐘則給時間以度量,架起了人類整個時間結構。看看那些複雜的公式中,有多少個出現了 "t" 這一變數就能感受一二了。沒有時鐘構建起來的時間觀念,差不多伽利略之後的物理學都是空談,嗯,應該是所有用到時間單位的理論都是空談。首先我覺得火不算髮明,火是被動學習到的技能,應該排除在外。下面是我認為的十大榜單:1.衣服2.房子3.語言4.文字5.法律6.耕種7.錢幣8.市場9.核武器10.AI(未來)
排名不分先後,但是我覺得是最重要的幾項東西。
計算機與互聯網汽車分工和流水線金屬冶煉和加工紙張及印刷術蒸汽機貨幣青黴素安全套強烈想把火、電寫上去,但是總覺得這個是發現,不是發明。我Ctrl+F查「抗生素」只查到一個結果……
看來確實和大家的看法有不同啊。
(在我的知識體系里這東西怎麼都該進Top10的)對以上答案均反對。說什麼能量,物質,千百億年就在那裡,沒人類也在,有人類也在,滅亡了依然存在。與人類本身並無什麼關係。說人類利用控制這些能源物質的,並沒有看到問題本質。為什麼會去控制和利用?只有一個原因。這玩意真特么好玩兒!
先留個坑,具體的有時間再補:十大發明(僅為個人觀點;有排序,第1的最重要,以此類推):1.農業,包括種植業和畜牧業2.手工業3.社會分工4.文字書寫5.政治,嚴格的說是把人與人組織聯繫起來的政權,不包括民族的概念和作為學科的政治科學6.「知識」的概念和職業學者7.教育8.貨幣9.宗教10.互聯網(這是唯一一個公元0年以後出現的)
文字輪子冶鐵造紙活字印刷火藥羅盤試驗方法蒸汽機核聚變
語言、文字、火、冶金、蒸汽機、電、計算機、良種、醫術、氣功
十進位------------------------------------------------------------------------------------------這個問題原本是「對人類文明發展影響最大的發明有哪些?為什麼?」現在變成10個發明了,那我重新修改一下:火種(指保存火種的方法,火是自然存在的只能算髮現不是發明)文字宗教數學私有制馴化術(包括動物和植物)民主航海術法律貨幣
火,語言,文字這類,無疑是一切文明的基石,就不用說了。
說一個極重要的:螺絲。
螺絲對榫卯的替代是幾乎所有機械得以實現的基礎。使得人類得以生產出比犁更複雜的生產機械並實現更多可能。縫紉機。內燃機和縫紉機都是極富創意和天才的發明,兩者幾乎都是從無到有的發明,相比之下,蒸汽機和電燈泡都歷經無數次改良才具有了實用性。縫紉機發明之前,同類生產工具僅有極為簡單的針,縫紉機無疑極大地提高了人類的生產能力。推薦閱讀:
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