Sunday, December 8, 2013

動力:君子以自強不息(二)

1786年,博爾頓-瓦特公司在倫敦外郊建了一座新式磨麥廠,用三台蒸氣機啟動三十架磨坊。在這之前,倫敦最大的磨粉廠只能同時啟動四架杵臼舂麥;博爾頓的新工廠卻每週生產六千桶麵粉,因此餵飽了許多倫敦市民,也引來了不少坊主磨工的嫉恨。儘管這是倫敦工業革命時代成立的第一座工廠,1791年卻因大火燃燒殆盡,後來也沒有重建;起火原因不明,然而多數人都猜得到是磨麥同行工會所為。

其實這種事發生不止一次了。十八世紀末有人發明‘珍妮紡織機’,雖然還沒採用蒸氣機,已經比傳統紡織佔優勢;結果開始有人到處用暴力騷擾新產業,最有名的是個叫Ned Ludd的年輕人,帶頭摧毀新式機器、火燒新紡織廠。而響應這類暴動的人後來都被通稱為“勒德派”(Luddite)。今日這名詞常用於頑冥不靈的白痴,甚至是退化、腦殘的代名詞;然而當年抵制工業革命的人實非少數。畢竟產業改變,以前的高技術工人開始被低技術工人取代了,人哪可能坐以待斃?只是他們沒有辦法正面對抗工業進步,所以只好用破壞阻擋進步。

我們或許會問:這真有效麼?十八世紀末學術普及,想抵抗產業改革的人豈非螳臂擋車?其實要阻止文明發展並不困難。史上有例可援:西羅馬帝國滅亡後,無知人民焚書,反對學術,造成中世紀黑暗時期。縱算知識很抽象,民眾也不辨是非,可是一旦破壞開始,不久就形成文化斷層。阿拉伯文明曾在十世紀達到鼎盛,但等到宗教警察開始監視人民一切,文化界很快也變成醬缸。中國許多朝代的燦爛文化,幾乎在兵荒馬亂年間喪盡,連馬可波羅所讚歎的經濟也被遺忘。換言之,倘若勒德派真的不放過工業革命,那麼英國的發展恐怕只會曇花一現,然後從此劃地自限。

也許有人會反問:對大多數人民,麵包變便宜了,衣服買得起了,有什麼不好?何必要支持高價貨品?很可惜,人不一定是理智的動物;勒德派的暴動,最盛期是在1811-1812年,不論是用蠻力威脅廠主工人,或是以法律壓抑工業成長(也造成不必要的通貨膨脹),這時間點幾乎足以遏止英國的進步。與其要新工業帶來的恩澤,大家反而會選擇舊工業帶來的生活保障。或者說,打碎了新工業,自己才有飯吃;就算窮一點,就算食物衣服較貴,我總不必擔心明天的收入。物質豐盛、產業競爭、薄利多銷的社會,反而讓自己被淘汰,因為工業革命根本是‘頭腦賺錢’與‘技術賺錢’的對抗賽。‘汗滴禾下土’就是我努力的證明,所以我寧可犧牲幸福,也不能讓工業機械奪走我的鐵飯碗。

到底蒸氣機能不能改變人的私心?很難說。除了礦坑抽水以外,目前所有應用都是在威脅、取代手工業,大家‘仇人相見,分外眼紅’;連報紙也加油添醋,謾罵工廠黑煙是魔鬼的咒詛,媒體充滿排斥新工業的詩文評論。如果要讓民眾相信工業革命有前途,一定要創出造福人類的全新應用。

這項最具說服力的應用,就是火車

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第一位發明火車的,是礦坑工程師特里維西克(Richard Trevithick)。他父親是礦坑領班,自己也沒受過多少正式教育;但他身材魁梧又頭腦聰明,多年職場見習下,1784年已經負責十幾個礦坑的機器維修工作,許多礦場甚至認為他有取代博爾頓-瓦特公司的能力。特里維西克也對蒸氣機的進化有莫大興趣,不過他想改良的並不是蒸氣機本身,而是搬運到礦坑太過笨重,就算四頭馬車來拉,要小心搬運未裝設的蒸氣機到目的地也需要幾天,假若裝設不良,拆開再搬到適合的地方又要幾天,仍然麻煩。其他設計師已經嘗試固定式的蒸氣爐,特里維西克則反問:難道不能把蒸氣轉化到輪軸上,讓機器自己動?這構想一旦浮現,其他有關支撐、運轉、控制的問題也會慢慢找到答案,離合器迴轉軸、鋼輪、鐵軌逐一產生。

1801年耶誕節,特里維西克在幾百人面前試演他的傑作,蒸氣火車從幾里遠的山坡下開到山頂,抵達山巔時速度不遜驢駒,一時半個英國都轟動了;至今英國仍有童謠流傳此事。可惜他原想在耶誕期間大力推廣火車實驗,竟然當夜火車失火,無法再用;雖然他聲稱是守衛忘記熄火,導致鍋爐燒壞,但他後來除了申請專利以外卻沒有再重造火車,只專注於蒸氣機改良。究竟是否有人威脅他中止實驗也很難說;媒體更含血噴人,警告業界這項發明危險性太高,不值得投資。於是接下來火車的發展停擺了十多年;其中也有人製作類似馬戲團的特效火車,卻沒有人看出這應用的商業價值。特里維西克後來經濟拮据,還到南美洲秘魯礦坑投資發展,偏偏1827年爆發政變,使他血本無歸,僥倖留命,在今日哥倫比亞碰到熟人才借錢回英國。

歷史的巧合有時會令人哭笑不得。當時在哥倫比亞借錢給他的,就是另一位“火車之父”史蒂芬生(George Stevenson)兒子(Robert Stevenson)

史蒂芬生與特里維西克最大的不同,在於他不愛出風頭。1814年他做了類似的火車發明(並非抄襲),卻只用來幫助礦坑運煤;除了當地礦工之外幾乎沒人知道。他也對火車做了適度的更改,尤其是運用煙囪控制蒸氣爐,熱空氣上揚後又吸收冷空氣助燃;這種改良原是為了市郊工廠的安全而創設,勒德派人士攻擊之下工廠尚未廣用,沒想到換一種形式重現人間。當然,使用煙囪也會減低效率,畢竟這時蒸氣機盡量加壓,讓水蒸氣沸點超過100度,所以高熱鍋爐性能還是比較好。史蒂芬生的火車這時還無法提升功能,不過他既不搞噱頭,不在乎行銷,自然有時間逐步改良新發明。

但永遠不出頭,豈不枉費了發明?而且不自我廣告,別人難保不捷足先登;這時代有才幹的可不只一兩人。1815年有人設計了很重很不實用的火車,但是也相對發明多對剛輪的載重設計。史蒂芬生不得已只好與合作的鋼鐵廠一齊申請專利。其中大部分都是經年累月的實驗心得,讀起來廖無新意;儘管如此,工業革命並不是建立在新穎產品的廣告上,而是在實際操作上的學習。舉最簡單的例子:史蒂芬生的火車成功後,他向英國政府建議全國必須統一鐵軌寬度,因為這是由不同礦坑來的經驗;制度好壞並不在乎是誰定的,而是在乎有多少人使用。後來英國果真公定軌寬,使所有火車通行無阻;反倒是歐洲大陸各地制度分歧,單是法國就有四種鐵軌,生產的火車也無法交換使用。今日世界60%的鐵軌寬都相同,這是史蒂芬生時代所留下的經驗。

1825年英國為了加強國際貿易,首先探討如何改良港口。雖然英國四面環海,良港不少,但當時紡織業還集中在英格蘭西北邊的曼徹斯特(Manchester,近蘇格蘭邊境)。英國自己不產棉花,而是從印度或美國運來;然而最靠近的港口利物浦(Liverpool)距離以水車紡織的曼徹斯特仍有三十多英哩路程,馬車來往費時費力。政府有人與鋼鐵礦業交情不錯,便問:難道不能像礦坑一樣,用火車運棉花運成衣?當然,國會中守舊派人士不少,這建議也耽擱好幾年,直到英國紡織業又開始受威脅,國會才心不甘情不願地在1829年五月公開投標,得標者可額外獲500英鎊獎金(今日相當於近美金百萬)。沒想到一下子竟有太多人競標,連官說賄賂各種手段都出盡。政府趕快改變投標方式:第一、要有實際成品可供測試,第二、重量、規格、蒸氣爐壓力要在限定範圍內,第三、初試內容是要在暫設的一英哩半實驗鐵軌上拉至少二十噸重的貨物四十次,平均時速至少十英哩,而最後還要以燃料消耗量計分。這下子原先門庭若市的競標,變得只剩五家,其中還有兩家在測試前自動棄權。剩下三家,一是史蒂芬生;一是曾僱用史蒂芬生的礦坑財團,這時已經自己先設鐵路公司等著接訂單;還有一個則是陸軍工程官所創的公司。講明白點,別人有權勢有資金有人脈,就算要立刻聘人製造新火車也易如反掌。史蒂芬生唯一能倚賴的,除了十多年來不斷改進的設計之外,就是比自己更傑出的兒子。

從五月送件到十月競賽,史蒂芬生父子兩人可說是不眠不休地加強火車性能;其中有很多是兒子所花的心血,包括如何讓輪軌之間摩擦力增加,才能拉動二十噸的貨物,如何把鍋爐的熱能調到最大,增強馬力,卻又要把蒸氣管耗損的熱能減到最低(他的方法是不用一管,而是用二十五小蒸氣管)。後代文獻認為“火車發明者”應歸父子兩人,倒不為過;他們直至成品上路前還仔細檢查,也輪班休息避免外人惡意破壞。

十月六日,三家公司的傑作首度在裁判前亮相,依規定賽前可以先實地演練。財團的‘無以倫比號’算是巨無霸;軍方的‘新穎號’只有2.5噸重,是三者中最輕的,實際演練時不載重,駛在鐵軌上其疾如風,是觀眾們最看好的一隊。裁判們識相地把比賽程序依群眾喝彩聲定為:新穎號、無以倫比號、最後才是沒人要看的史蒂芬生‘火箭號’

十月八日初試開始,大家本來預期載貨二十噸;沒想到裁判宣布真正測試貨重,是火車包括蒸氣爐所需的水與煤炭總重的三倍。新穎號與無與倫比號都趕快向裁判延遲幾小時做緊急調整,結果變成火箭號第一個上台。早晨十點開始計時,史蒂芬生父子在火車上,一人控制駕駛,一人掌管炭火,最初把速度控制在十英哩內,以免出現突發狀況;等賽程跑了五六次,爐火更炙,已達到十五英哩時速;第十圈時速又達二十英哩;等最後一圈開始,史蒂芬生父子把蒸氣爐全開,在超過三十英哩時速下飛駛終點站,幾千民眾狂呼奇蹟。裁判們也難以相信,這樣的火車居然最後只用了兩百多磅煤炭。反而是備受矚目的另外兩隊讓觀眾大失所望:新穎號調整到兩天後才初試,一開始時速不錯,但到了第二圈已經因負重過量而使蒸氣管內爆,比賽暫停;換過蒸氣管後,仍然只跑了一圈就爆裂,最後尷尬下台。無與倫比號是三隊中最重的一型,性能也不負所望;不過跑到22.5英哩時卻突然因鍋爐蒸發太快而整台機器熔化;原因不難理解——它還沒到終點已經耗用700磅煤炭,高熱下故障了。

英國國會本來還準備複試,不料初試就大爆冷門,奪標的只一隊。次年利物浦-曼徹斯特鐵路線正式開駛,八台史蒂芬生火車在港口站列隊待命,連當時首相都來剪彩祝賀。

既然政府開始支持新工業,勒德派當然從此失勢了。1813年英國有2400架自動紡織機;1820年有一萬兩千架;1833年已經將近九萬架。一個女工可以同時負責四架機器,每架每週可織十八匹布;相比之下最優良的手工也只能製造兩匹布。就算勒德派的人是念舊,嚮往傳統,美化那種與世無爭、自給自足的生活,這種理想生活卻永遠只能停留在封閉環境中,無法普及與整個社會大環境。要維持傳統工業的苟延殘喘,就是要剝奪整個國家的財源來支付小群體的富足自豪。人類追求繁榮之際,往往缺乏判斷力。一個好工匠可以讓一家人幸福;一個好發明家卻可以讓一國富強。

只是發明也有好幾種,一是把前人的發展精益求精,另一則是把現有的科技推及新方向。史蒂芬生是累積了紐科門、瓦特、博爾頓、特里維西克,以及無數人的智慧生命,才得以在火車上名垂不朽;但假若特里維西克、史蒂芬生僅是不斷改良蒸氣機,對世界造就能有多大呢?每個人才能不同;有的如鷹鶚騰空,能在專門領域登峰造極;有的卻如蜂蝶紛飛,能將花粉傳播到異種花苞上,間而改良出新植物。看似無用,卻一樣有存在價值;工程師走上與蒸氣機不同的路,才改變了文明史。群策群力,並非只是大家合力而已;在各個領域分工,再結合起來,反而可以讓科技速成:1838年摩斯(Samuel Morse)發明電報;1862年Alexander Parkes發明塑膠;1876年貝爾(Alexander Graham Bell)發明電話;1879年愛迪生發明電燈;1886年賓士(Karl Benz)發明內燃引擎;1903年萊特兄弟發明飛機;1946年John MauchlyJohn Eckert發明計算機(也就是電腦)。像這些,都是在不同領域上研發。大家不朝相同的目標努力,世界反而會更有進步。

儘管如此,受到工業革命威脅的並不只是勒德派人士。英國經濟強盛,加上它日不落國,早晚會波及世界各地。首當其衝的,就是遠隔半個世界的中國。。。

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