在十八世紀,亞當.斯密論述這些事情時曾指出,勞動分工和市場的擴大促進了技術創新。這確實是中世紀的歐洲所發生的事實。那是人類歷史上最具有創造力的社會之一。也許有人感到驚奇:長期以來,中世紀一直被視為羅馬帝國的宏偉與文藝復興時代的輝煌之間的幕間休場,被稱為「黑暗時代」。就技術問題而言,這種陳詞濫調是站不住的。
謹舉例如下:
一.水車羅馬人已經知道水車,在帝國末期曾用水車作一些有意義的事。斯時,征服已經結束了,奴隸來源銳減,幾乎沒有新奴隸供應。但那時已經太晚了,秩序和商業都被破壞殆盡。水車流傳下來,成為教會的財產,它將神職人員解放出來,專事祈禱。水車在十世紀和十一世紀得以復興,在雨水充足和水流普遍的地區,水車的應用成倍增長。公元一○八六年的「英格蘭土地勘察記錄」標明,在英格蘭這個歐洲外圍的落後島嶼上共有五千六百部水車;歐洲大陸水車數量更多。
水力運用技術的提高更為顯著。機械師通過建設堤壩、池塘的方式提高水壓和效率,將水車排成一列,利用逐步減少的水能完成各項不同的任務,需要能量最大的任務放在開始部位,而後逐步遞減。同時,附屬設備——曲柄、齒輪的發明或改進,使得利用遠處的能量、更改方向、將旋轉運動改變為往復運動成為可能,並應用於越來越多的各種新工作之中:不僅用於穀粒粉碎;還用於布匹蒸洗,從而促成羊毛紡織業的轉型;用於金屬錘打、金屬板的輾軋和拔絲;用於磨碎酒花釀制啤酒以及將碎布搗成漿來制紙等。「紙由中國人發明,並為阿拉伯人傳承,千年來一直是人工製造;十三世紀時,歐洲出現了機械造紙——紙雖然已經在全球一半的地方使用,但當時還沒有其他文化或文明曾試圖用機械的方法造紙。」歐洲是獨一無二的以動力為基礎的文明。
二.眼鏡眼鏡看起來是瑣事一樁,因為它太普通了,好像不值一提。然而,眼鏡的發明卻使技術工匠,特別是從事精細工作的人,如抄寫者(在印刷術發明之前尤為重要)和讀書人、工具儀表生產者、精細的織布工、金屬製造工等等的勞動生涯延長了一倍以上。
眼睛的問題是生物學意義上的:人在四十歲左右時,眼睛的晶體發生硬化,出現類似遠視的狀況(即老花眼)。眼睛不能聚焦於眼前的實物。然而,四十歲的中世紀工匠有理由期望再工作二十年,那是他工作生涯的黃金年代——如果他的視力沒有出現問題。眼鏡解決了這個問題。
我們認為自己知道第一副眼鏡出現於何時何地。粗製的放大鏡和水晶玻璃發現較早,並用於閱讀。關鍵在於要發明一種裝置,可減少失真。而且可以將一副鏡片戴在雙眼上,而不再需要手來拿著鏡片。顯然,這種眼鏡於十三世紀末首先出現在比薩,一個曾見過發明者的證人(公元一三○六年)這樣談道:
並非所有的藝術(在藝術和工藝的意義上)都被發現了,我們永遠不能看到盡頭,每天都會發現新的藝術形式——眼鏡製作的藝術還不到二十年,這種藝術幫助我們看清一切,是世界上最好、最必要的藝術之一。這項前所未有的新藝術的發明不過很短時間——我本人就見過發明和使用眼鏡的人,並與他交談過。
這些凸鏡顯然不是一成不變的,也不會具有現今我們所說的驗光質量。但是,儘管中世紀的光學技術非常原始,但要解決的困難不算大:矯正遠視的眼鏡並不需要極其精確。其基本功能是放大,也許放大質量好壞不一,但它們對使用者都有所幫助。人們會偶爾在餐館借一副眼鏡來看清菜單,廉價物品商店可以出售眼鏡,其原因也在於此。購買者試戴幾副後,就能選出最合適的。但近視者就不能這樣做。
眼鏡製作就這樣開始了。到十五世紀中葉,義大利,特別是佛羅倫薩和威尼斯,已製作眼鏡達成千上萬副之多,既有凹透鏡又有凸透鏡,既有近視鏡又有遠視鏡。並且,至少佛羅倫薩人(也許還有其他人)已經了解,視力隨著年齡遞減,凸透鏡每五年更換一副,凹透鏡每二年更換一副。這樣,使用者可以批量購買,隨著時間更換。
眼鏡的發明使精細勞動和精細工具的使用成為可能。但反過來,它也鼓勵著精細工具的發明,從而把歐洲推向別處所不知的境地。穆斯林知道了星盤,僅此而已。而歐洲卻隨之發明了計量器、測微計和精細的齒輪切割器等等一系列與精密測量和控制有關的器具。他們的發明,為組合機械提供了適合的零件,奠定了機械組合的基礎。
精密操作:在中世紀,歐洲以外的地方也有精密操作,但人們所依靠的是長期養成的習慣。技巧在於手工,而不在眼力和工具。他們取得過很不錯的成果,但作品沒有兩件是完全一樣的。歐洲卻向複製技術邁進,先是小批生產,然後是大批量生產。此外,透鏡的知識還培育出後來的光學進步,而且不僅是在義大利。望遠鏡和顯微鏡都是一六○○年左右發明於低地國家,從那裏迅速傳播到其他的地方。
歐洲壟斷矯正眼鏡技術達三百至四百年之久。實際上,它使能工巧匠增多了一倍,如果將經驗的價值考慮在內,又何止一倍。
三.機械鐘機械鐘看起來也是一項小發明,普通得似乎不值一提。但劉易斯.芒福德正確地稱之為「關鍵性機械」。
時鐘發明之前,人們通過太陽的影子(日晷)和水鐘來判斷時間早晚。日晷只能在晴天計時,而天寒時節水溫向冰點下降,水鐘因而計時不準確,更不用說長時間沉澱和阻塞造成的偏差了。在陽光普照的氣候裏,這兩種裝置計時較好,但阿爾卑斯山脈以北地區有時連續數周看不到太陽,溫度每季節甚至每晝夜之間都有變化。
在中世紀的歐洲,人們認識到時間準確的重要性。首先,教會每周組織七次禱告,其中的晨禱其實是一種夜間的宗教儀式,需要在拂曉前叫醒神職人員(因而有我們的輪唱兒歌《教友雅克》:教友雅克睡過了頭,未能按時敲響晨禱的鐘)歌詞的英德兩種文本(也許還有其他文本)說,「晨鐘在響」,這歪曲了原意。應當說晨鐘沒有響。隨後,新城鎮設立了臨時報時制度。由於空間狹小,為了組織集體勞動、分配空間,人們需要知道和安排時間。他們規定了起床、上班、開市、閉市、下班回家、最後熄燈(「鳴鐘熄燈」)安歇的時間。
當只有一種權威的計時時,這一切與舊裝置是相容的;然而,隨著城市的增長,出現多種時間信號,帶來了混亂和衝突。社會需要一種更可靠的時間衡量儀器。這就是發明機械鐘的背景。
我們不知道機械鐘由何人在何地發明。它好像是在十三世紀的後二十五年出現於義大利和英國(也許是兩國同時發明的)。一旦為人所知,機械鐘得以迅速傳播並淘汰了水鐘,但日晷保留了下來,作為檢驗新時鐘效果的最後手段。早期的機械鐘尚處在初期階段,不精確且易於出故障——所以,最好是在購買機械鐘的同時購買一位制鐘工匠。
具有諷刺意味的是,機械鐘趨於損害教會的權威。儘管在羅馬帝國崩潰後城市衰落的幾個世紀裏,教會儀式使得人們保留了對計時的興趣,但教會時間是大自然的時間,白天黑夜不均分,除春分秋分白天黑夜相等以外,自然時間的長短隨季節而變化。然而,機械鐘將時間分為均等的小時,隱含著一種全新的計時方法。教會抵制和不採用這種計時方法達一世紀之久。然而一開始,城鎮就把時間均分作為它們的標準,公共時鐘安放在市政廳或市場廣場的鐘樓上,作為新的、世俗的權威的象徵。每一城鎮都要有一座時鐘,征服者們把掠奪的時鐘作為特別珍貴的戰利品;遊客觀看和傾聽鐘聲,就像祭拜聖徒遺物的朝聖者一樣。新時間,新風俗。
時鐘是中世紀所有機械發明中最偉大的成就。這是觀念上的革命,其根本性的創新意義是時鐘製造者不能體味的。與模擬式設備相比,它是數字式設備的第一個範例:它由一系列有規律的、重複而獨立的運動組成(鐘擺的擺動),而不是跟蹤規律性的、循環不停的移動,如日晷的影子和水鐘水的流動。今天,我們知道,這種重複頻率比任何持續現象都規律得多,而今天幾乎所有高精確度的設備都以數字化原則為基礎。這並非十三世紀的人所能明白的,他們認為時間是持續的,所以應當用其他的持續標準來加以跟蹤和衡量。
機械鐘必須接受地球和太陽的嚴格標準的檢驗,無法忽視或隱瞞自己的失敗。結果,機械鐘的製造技術和設計的提高受到無情的壓力。每一個階梯,鐘表製造者都是走向精確的榜樣:小型化,誤差的檢測和糾正,以及對更新更好的追求。他們成為機械工程的先鋒——其他分支的典範和教師。
最後,時鐘帶來了集體與個人的秩序和控制。時鐘的公開顯示和私人所有奠定了掌握時間上的自治的基礎:人們不需要來自上峰的命令,可以自行協調來來去去的安排(與之不同,軍隊中只有指揮官需要掌握時間)。時鐘為集體活動提供了準時的標準,使得個人可以確定自己(以及其他人)的任務安排,從而提高了生產率。實際上,勞動生