本书前面几章主要研究了人作为通讯机体的问题。但是,如我们已经看到的,机器
也可以是一种通讯机体。本章将讨论人和机器的通讯特点之间的相互冲击,也将试图确
定机器的未来发展方向以及由此而给人类社会带来的影响。
在历史上,机器曾经一度冲击过人类的文化并给它带来了极大的影响。机器对人类
文化的这次冲击称为工业革命,当时所涉及的机器都是作为人肌的代替物的。为了研究
我们将称之为第二次工业革命的目前危机,让我们讨论一下上次危机的历史,把它作为
某种可资借鉴之物,也许是明智的。
第一次工业革命根源于十八世纪知识方面的动荡,当时,牛顿和惠更斯的科学方法
已经很发达了,但其应用范围还很难超出天文学领域。不过,在那时候,所有进步的科
学家都已经认识到,这些新技术就是其他部门科学将要发生深刻变化的信号。最早受到
牛顿精神影响的就是航海术和钟表制造术这两个领域。
航海术是自古以来就有的一种技术,但是,直到十八世纪三十年代止,它始终存在
着一个显著的弱点。测定纬度的问题一向是简便易行的,甚至在古希腊时代就有了。这
只是一个测定天极高度的问题。把北极星当作实际的天极,就能大致定出这个高度,如
果进一步算出北极星视圆周的中心位置,那就能够很精确地走出纬度了。与此相反,测
定经度问题一向是比较困难的。由于当时没有大地测量法,这个问题就只能通过地方时
与某一标准时(例如格林尼治时间)作比较的方法来解决。为此,航行时就必须携带按
照格林尼治时间校准了的时计,或者必须找到太阳以外的某一天体作为时计来代替它。
在航海实践家还没有采用这两种办法的时候,航海术是受到很大限制的。通常,他
沿着海岸航行,直到他到达他所要到达的纬度为止。然后他再开辟一条平行于纬线的向
东或向西的航线,直到他遇见陆地为止。除了近似地估计航程外,他无法说明他已经沿
着航线走了多远,然而,这个问题是极为重要的,因为他不应该不知道海船是否靠向危
险的海岸。在接近陆地的时候,船要沿岸航行,直到抵达预定的地方。可以看出,在这
些情况下,每次航行都得冒着极大的危险。但虽然如此,它却是许多世纪的航海模式。
哥伦布的航线,银舰队的航线以及阿卡普尔科大帆船的航线都是这样地开辟起来的。
这个行动缓慢而又充满危险的航行办法是十八世纪各国的海军部所不能感到满意的。
首先,英、法两国的海外利益,和西班牙的海外利益不同,它们都分布在高纬度地区,
对此,显而易见,大圈直航要比起沿纬度作东西航优越。其次,这两个北方强国存在着
争夺海上霸权的激烈竞争,因而航海术的优势具有严重的意义。这就无怪乎两国政府都
用巨金悬赏的办法来征求测定经度的准确方法了。
举夺这些奖金的历史是复杂的,没有什么教益的。不少有才能的人被剥夺了应得的
胜利,弄得顾家荡产。最后,两国都把奖金奖给两种完圣不同的成就。一是准确的航海
时计的设计,这是一种造得很好、走得很准的时钟,能在船只遭到不断的剧烈震动的航
行中准确地报告时间,误差不过几秒。另一是关于月球运动的精密数表的编造,这使得
航海家能够把它当作时钟,以之核对太阳的视动。这两种方法一直支配着整个的航海学,
直到最近发明了无线电技术和雷达技术的时候为止。
因此,在工业革命中,工匠的先锋队包含着两类人物,一是钟表工,他们用牛顿的
新数学设计出钟摆和摆轮,另一是制造光学仪器的工匠,他们造出六分仪和望远镜来。
这两个行业有很多共同点。他们都要制造出准确的圆和准确的直线,并把它们分度或分
吋。他们的工具是镟床和分度机。这些做精密工作的机械工具便是我们现在机械制造工
业的先驱。
值得回想的是:每种工具都有自己的家谱,它是制造它的那些工具的后裔。通过一
根十分清楚的由中介工具组成的历史链条,十八世纪钟表工匠的镟床才产生了今天的巨
大的回转镟床。也许,这根链条可以缩短,省略掉某些不必要的阶段,但它一定得有一
个最小的长度。在制造一部巨大的回转镟床时,显然我们不能用人手来浇铸金属,用人
手把铸件放到机器上加工,更不用说用人手作为对它们进行机械加工时所需的动力了。
这些工作都必须通过机器来做,而这些机器又得从其他机器造出来。只有通过这许多阶
段,人们才能回溯到十八世纪的原始的手摇或脚踏的镟床。
因此,那些要去做出新发明的人,如果他们不是钟表工,那就是科学仪器的制造工,
或者是请这些行业的工匠来帮助他的人,这事十分自然。举例说,瓦特就是一位科学仪
器制造工。但即使是一个象瓦特这样的人,在他能够把钟表制造技术的精密性应用到更
大一些的事业上面之前,他也不能不等待时机成熟。为了证明这一点,我们一定记得,
如我前面讲过的,瓦特认为一个活塞之适合于某一汽缸的标准就是要看二者之间能否刚
好塞进一个薄薄的六辩土铜币。
因此,我们一定得把航海术及其所需的仪器看作全面工业革命发生之前的工业革命
的导火线。全面的工业革命是从蒸汽机发明的时候开始的。蒸汽机的第一个形式是简陋
而不经济的纽可门机,供矿井抽水之用。十八世纪中叶,有人企图用蒸汽机来产生动力,
但是失败了,他们的办法是用蒸汽机把水汲到位在高处的蓄水池里,然后利用水的下降
来推动水轮。在人们采用了完善的瓦特机之后,这种笨拙的装置就废弃不用了,而瓦特
机一下子就被工厂用于种种目的,就象它们之用于矿井的抽水一样。十八世纪末,工业
中已经普遍采用了蒸汽机,江河上的汽船和陆地上的蒸气牵引机车的出现也是指日可待
的事情了。
首先采用蒸汽机的地方就是用它来代替人力或畜力劳动形式最为残酷的地方:把水
抽出矿井。在最好的情况下,这项工作是由牲畜来做的,即用马来推动简陋的机器。在
最坏的情况下,例如新西班牙的银矿,这项工作是靠奴隶劳动来完成。只要矿井不倒塌,
这项工作就没完没了,而且中间不能停顿下来。现在利用蒸汽机来代替这种奴隶劳动当
然应该看作人道主义的一大进步。
但是,奴隶不单是做着矿井抽水的工作的。他们还要牵引满载货物的船只逆流而上。
蒸汽机的第二个伟大胜利就是汽船的发明,特别是内河汽船的发明。至于在海上,蒸汽
机有多年时间都只作为海船风帆的附加物,其价值颇为可疑;然而,正是由于密士失比
河上的运输利用了蒸汽机,这才开拓了美国的腹地。和汽船一样,作为拖运笨重货物的
工具,蒸汽机车也开始出现在今天正在淘汰这种工具的地方了。
工业革命出现的第二个地方就是纺织工业,这个领域之发生革命也许地繁重的矿工
劳动晚一些,但与运输业的革命是同时进行的。那时候的纺织工业已经毛病百出了。即
使是在发明机械纺锤和机械织机之前,纺织工人的工作条件就已经有很多地方需要改进
了。他们所能完成的产量大大落后于当时的需求。因此,本来很难设想机械化会使纺织
工人的劳动条件变得更坏,然而机械化的的确确使他们的劳动条件变得更坏了。
纺织机器发展的开端可以回溯到蒸气机出现的时代。从手工操作的针织架从伊丽莎
白女皇的时代起就已经有了。为了给手织机提经线,纺机第一次变成必要的东西。直到
十九世纪初叶,纺织工业才实现了全盘机械化,包括纺和织两个方面。最初的纺织机是
用手工操作的,但很快就用上了马力和水力。和纽可门机不同,促使瓦特机发展起来的
部分原因就是想给纺织工业提供使机器得以转动的动力的。
纺织工业几乎为工业机械化的全部过程提供了一个模型。在社会方面,纺织工业的
机械化使工人开始了从家里转到厂里并从乡村转到城市的过渡。当时对童工和女工的劳
动剥削,其剥削形式如此之残酷,假如我们忘记了南非的钻石矿,也不了解中国和印度
的新工业化以及几乎是每个国家中的种植园的劳工的一般处境的话,那是我们今天所无
法想象的。这种情况的发生主要是由于下述事实所致:新技术给人带来了新责任,然而
当时又没有法令规章对之进行监督。但是,其中有一项情况,其技术意义更大于道德意
义。关于这一点,我指的是,工业革命初期的许多灾难性的后果和形势并不都是由于当
时有关人们缺乏道德感或从事不法行为所致,而是来自若干技术方面的特征,这些特征
是工业化初期手段中所避免不了的,它们是在技术发展的以后历史中才或多或少地消失
掉。决定工业革命初期的技术发展方向的这些特征就存在于早期蒸气动力及其输送方法
的本质之中。用现代标准看,蒸气机所用的燃料是非常不经济的,但如果考虑到当时还
没有更新型的蒸气机同它们竞争这个事实的话,这个问题就不是那么重要了。但是,就
以这种蒸气机而言,大规模使用也要比小规模使用经济得多。和原动机作比较,纺织机
器(不论是织布机或纺纱机)都是轻型的机器,消耗动力不多。因此,为了经济的目的,
就有必要把这些机器集中在一个大工厂里,用一部蒸气机来带动许多织布机和纺锤。
那时候,输送动力的唯一有效工具就是机械工具。其中最早使用的一种工具就是附
有联动皮带和滑轮的传送轴系统。甚至在我童年这样晚近的时候,工厂的典型面貌还是
一个大棚子的模样,有长长的传送轴吊在横梁上,用皮带把滑轮和各台机器联接起来。
这类工厂现在还有,虽然在很多场合下它们已经被现代化的企业所取代了,在后一种的
企业里,机器是各别地用电力来驱动的。
事实上,第二种图景在目前是典型的。机工行业已经完全改头换面了。这是一个重
要的事实,它关系到了整个发明史。正是这些机工和机器时代的其他新行业中做出种种
发明的工匠为我们的专利制度奠定了基础。事实上,机器之间的机械联接涉及了种种极
为严重的困难,而这些困难并非容易地用一个简单的数学公式就能方便地作出概括的。
首先,长轴系如果不是很好地一行一行地装配起来,那就得使用简单的联结方式(例如,
用万向联结或平行联结)以保证工作具有某一程度的方便。其次,为了支撑这些传送轴
的长轴承,消耗的动力非常之大。在一台机器中,转动部分和进退部分都得�
N.维纳 人有人的用处 ——控制论和社会
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2008-05-25
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