「車床之父」莫茲利的早期車床設計


【從工具到機器】
本文摘自《人機文明傳:一部技術枴點上的世界通史》
作者:杜君立
出版社:大寫出版

在很長的歷史時期內,木器一直都是人類主要的、甚至唯一的物質基礎。比如中國古代兵器中的「殳」、「梃」和「杵」,其實都是木頭棒子;武王伐紂據說「血流漂杵」。直到春秋戰國時代,木棍和削尖的長矛仍然是主要武器裝備。秦帝國末期,陳勝、吳廣起義,亦是「斬木為兵,揭竿為旗」。實際上,一些硬木堪比金屬。波里尼西亞語中的武士(toa)就和鐵木是同一個詞,「人們用鐵木製造棍棒和別的武器,用以解決人類普遍的問題,如受到侮辱, 搶奪財產、女人,爭奪權位,等等」。

青銅和鐵器出現以後,最先用於祭祀、奢侈品和戰爭,最後才進入生產和生活領域。在相當長的時期內,這種更加堅硬和可塑的新式材料並沒有取代木器,反而使木材加工技術實現大跨越,進一步豐富了木器文化;同時,也使人類製作工具和機器的天賦得到充分的發揮。木材豐富的材料性能和來源,將手工業逐漸從農業中分離出來,實現了專業化和批量化;在很短的時間內,人類的木器製造技術就達到了爐火純青、登峰造極的程度。

在木器時代,除了加工木材的切削刃具外,大多數工具和器具幾乎都是木器。房屋和傢俱是木器;船和馬車是木器;水泵和輸水管道是用空心樹幹或者竹子;風車和水車是木制的;鐘錶是木制的;織布機和紡車都是木制的;鎖和鑰匙也是木制的;古騰堡印刷機發明出來100年後,仍然是木制的;即使最重要的機器──車床和鍋爐也是完全木制的。直到1810年,巴黎仍然在鋪設榆木管道。用木材來建造機器和工廠的做法,一直持續到19世紀的大部分時間裡。在真正的鐵路出現之前,用木制軌道鋪設的「鐵路」已經存在了200多年,就連汽車和飛機剛出現的時候其實也是木制的。

早期人類用石斧加工木材的過程中,大腦空間得到了充分的擴充;日益複雜的大腦反過來又使工具更加複雜多樣,以至於很多年後,人類終於開始製造複雜化的工具──機器。

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現代考古發現,最遲在2萬多年前就已經出現了弓箭。除過箭頭和弓弦,弓箭的主體部分仍是竹木結構,特別是英國長弓和日本長弓,完全是用整根硬木製成。「斷竹,續竹,飛土,逐(肉)」, 這首流傳於中國上古時代的民謠證明,早期弓箭完全是竹子製成的。中國盛產竹子,它的韌性勝過木材。如果說鑽木取火還屬於工具的話,那麼弓箭的出現標誌著人類已經開始製造更為複雜的機器。

《易經‧繫辭下》中說:「弦木為弧,剡木為矢,弧矢之利,以威天下,蓋取諸睽。」意思就是用弦把圓木或竹竿拉彎做成弓,把細木或細竹削尖作成箭;有了弓箭之利,就可以令他人畏服。作為人類發明的第一件機器,弓箭將投射變成了一種機械裝置。弓箭具備了馬克思所說的機器三要素:動力,人做的功(拉弦)轉化為勢能(張開的弓),起到了動力和發動機的作用;傳動,拉開的弦收回,勢能轉化為動能,把箭彈出去,射到一定的距離,起到了傳動的作用;工具,箭鏃起了工具的作用,射到動物身上,等於人用石制工具打擊動物。

與工具相比,機器更加複雜和更有效率,也更具有特定性和資本性。機器實現了工具與技術的整合;即使一台最簡單的機器,也比工具更有效率。亞當‧史密斯指出:「和以前同樣數量的工人,操縱著最先進的機器設備,能夠生產出比以前多數倍的產品,這比使用工具生產的效果好得多。」一旦進入機器時代,製造機器就成為人類無法逃避的一種嗜好或者使命。

機床是製造機器的機器,沒有機床就不會有現代機器的出現;現代以前,人們眼中的機床就是指木制機床。最古老的車床只有兩個固定部件,它們夾著一個轉軸,轉軸上纏著繩索,用彎曲的樹枝拉動繩索,從而驅動轉軸轉動;工匠用鑿子抵住與轉軸一起轉動的木頭,就可以將木頭加工為圓柱形。後來經過改進,人們用腳踏板來驅動。這曾啟發瓦特將蒸汽機的往復運動變為旋轉運動。這種車床在歐洲具有悠久的歷史。直到18世紀,其部件改為用金屬鑄造,動力也由腳踏驅動改為電力驅動,固定工件的法蘭和固定刀具的滑動刀架使現代車床成為一件非常精密的機器。雖然說英國的莫茲利(Henry Maudslay)取得了現代車床的專利權,但其核心部件幾乎都是來自古代流傳下來的木制機床。

人們將原始社會分為舊石器時代和新石器時代。如果將鋼鐵時代稱為新機器時代的話,那麼木器時代就是舊機器時代。在16世紀的礦物學家阿格里柯拉(Georgius Agricola)的《坤輿格致》(De re Metallica)一書中,有許多關於機器的漂亮版畫;這些機器除去幾根發條以外,其他各個部件其實都是木頭製成的。早期的鐘錶就是典型的木制機器,這一點中外都是如此。利瑪竇就承認,「中國人木製品的技術精確水準很早就在製作木制鐘錶的手藝中很好地體現出來了」,而且只有小巧玲瓏的鐘錶才被奉為「精品」。

無論中外,木匠無疑是傳統時代最受人們尊敬的職業,木匠幾乎是技術者的代名詞。魯班(公輸班)是中國木匠的祖師爺,「公輸子削竹木以為鵲,成而飛之,三日不下,公輸子以為至巧。子墨子謂公輸子曰:『子之為鵲也,不若翟之為轄,須臾劉三寸之木而任五十石之重。』故所謂巧,利於人謂之巧,不利於人謂之拙。」墨子所謂的「轄」,是插在軸端孔內的木制車鍵,以免輪子脫落; 「車之能行千里者,以其要在三寸之轄。」

作為西方文明最偉大的先知,耶穌就是一個木匠的兒子。發明航海天文鐘的哈里森不僅是一個木匠的兒子,他也子承父業成為一個出色的木匠。1713年,當時才19歲的哈里森就造出了一台擺鐘。這座擺鐘幾乎完全是用木頭做成的:它用橡木做齒輪,黃楊木做軸,只在連接處用了少量的黃銅和鐵。哈里森對木頭的性能很熟悉,利用橡木的紋理,用最耐磨的部分做齒輪,以保證鐘錶的木齒不會因磨損而脫齒。這台木頭鐘錶如今被完好的保存於倫敦同業工會會所的展覽館中。

哈里森還製作過一座巨大的塔鐘,為此他花了兩年時間。這座塔鐘也是木制的。哈里森特意選用油性的熱帶硬木製作零部件,根本不用潤滑,當然也不用擔心它生銹,因此具有幾乎完美的精度。這座塔鐘至今仍在報時,300年來從未間斷。

在古希臘時代,較少肉體痛苦的斬首被認為是貴族專享的刑罰方式。因為劊子手難免會砍偏,受刑者總試圖通過行賄來得到「準確」。「為了達到完善的方法,必須依賴固定的機械手段──因為其力量和效果是能夠確定的。」中世紀後期,歐洲發明了斷頭機,這是一種既準確且極富效率的殺人裝備:高高提起的鍘刀沿著木質軌道疾速落下,人的頭部與軀幹即可瞬間分離。有了斷頭機,不再是人在操作,人的思想支配著手,而是機械操作,劊子手成了司法機器的機械師。

將殺人交由一台機器來完成,劊子手只需拉起或放下鍘刀即可,這件看起來微不足道的事情體現了當時社會對機器的全民印象:機器就是權威的化身,它是公正和不可抗拒的。「斷頭臺以一種神奇的方式,產生了至少在一個世紀前通過理性和哲學無法實現的光輝事業和有利於國家的恐怖。」

蘇格蘭人給斷頭機取了個可愛的名字,叫做「少女」。從英國的查理一世到法國的路易十六,斷頭機送走了專制君主,迎來了共和革命。「國王的戰爭結束了,人民的戰爭開始了。」在1791年的革命黨人眼中,斷頭機如同中世紀宗教裁判所的火焚柴垛一樣神聖,是用來舉行「紅色彌撒」的「偉大祭台」,或者說是「勝利的共和國的象徵」。

據說發明斷頭臺的是醫生,醫生雖不精通機械,但無疑更瞭解人體結構。「用我的機器,我可以用一眨眼的工夫就砍下你們的腦袋,你們都來不及感到一丁點兒痛苦。」一位名叫施米德的樂器製造商發現這個難得的商機,實現了斷頭臺的大批量生產,但他的專利申請遭到拒絕,「給這種發明授予專利,會讓人感到厭惡,我們還沒有達到如此野蠻的境地。」在惡性競爭下,斷頭臺的價格一落千丈,幾乎每個省份都安裝了斷頭臺;接下來,甚至有人提出要在每個村莊都設一個斷頭臺。

人們讚美道:「斷頭臺,人民的保護神;斷頭臺,貴族的恐懼。可愛的機器,可讚的機器,斷頭臺,替我們消滅暴君!」法國大革命期間,平民第一次享受到了與貴族一樣的平等待遇,其中就包括斷頭臺。早些時候,酷愛機械的路易十六發現斷頭臺的刀是平直的,認為這樣效率較低,便改為三角形。他親自執筆修改了斷頭臺的設計,「國王仔細地審視著圖紙……為了說明自己的意思,手拿沾水筆劃出了他認為應該如此的器具圖形」。最終,路易十六也被推上了斷頭臺,他得以親身體驗自己「改進」過的斷頭臺。

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法國1791年法典的第3條規定:「凡被判處死刑者均被處於斷頭。」在官方稱呼中,斷頭臺被稱為「死亡機器」或「正義木材」。斷頭臺體現了最大平等、最少痛苦、最少恥辱的「文明原則」,「死刑被簡化為明顯可見但瞬間便完成的事情了,法律、執法者與犯人身體的接觸也只有一瞬間了,再也沒有體力較量了,劊子手只須如同一個細心的鐘錶工人那樣工作就行了。」

隨著革命形勢的發展,要處死的敵人越來越多,斷頭臺的效率已不能滿足革命工作的需要,隨之,四鍘刀、九鍘刀的多鍘斷頭臺被製造出來,甚至有人發明了三十鍘刀的斷頭臺,可以同時處決30人。效率的改進是極其明顯的,21名吉倫特黨人處死用了38分鐘;15名丹東分子處死耗時30分鐘,54名紅杉黨人處死僅用時28分鐘,平均一分鐘就有兩顆人頭落下。1792年9月2日至9月6日短短的幾天裡,巴黎就有1100多人命喪斷頭臺。一時之間,斷頭臺成為共和國的中央舞臺,這裡每天都是革命群眾的狂歡節。最後被推上斷頭臺的是羅伯斯比爾。革命到了這一天,差不多已吞噬了它所有的孩子。當法國人民歡呼拿破崙時,這位獨裁者說「假如把我送上斷頭臺的話,人民也會這樣跑來看熱鬧的。」

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《人機文明傳:一部技術枴點上的世界通史》

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一本以技術革命談論數千年人類文明軌跡的大歷史鉅著

圖片來源:

  • Photos of Henry Maudslay’s famous screw-cutting lathes of circa 1797 and 1800: Wikimedia Commons
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古羅馬哲學家和政治家西賽羅曾說:「沒有書本的房間就像個沒有靈魂的軀殼。」現在,就從值得細閱的書本裡節錄精彩的文章,在這裡開始進入書的世界,尋找文字的魅力!

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