邱志杰 | 技术史:按图索骥
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[楼主] colin2010 2020-02-24 11:34:05

来源:邱志杰工作室  邱志杰


01


最近这半个月,暂停了《实验艺术概论》的写作,但我也没有闲着。昨天终于画完了《科技史地图》的素描草稿。光是素描草稿就整整花了半个月。当然说是素描草稿,其实完全可以视为一件正式的作品。目前这个草图有80厘米乘以五米。我研究过的明朝的《上元灯彩图》原作,其实也无非就是20厘米乘以两米。如果看细部不难发现很多地方都是橡皮擦过很多遍。因为随着研究的推进,有些已经写好的东西的位置又得擦掉重新安排,有的地方反复达到四五次以上。这是迄今为止我画过的最艰难最辛苦的一张地图,但可能也是最了不起的一张地图。现在它躺在地上,有一种波澜壮阔的史诗的感觉。


由于是叙述历史,横向展开的卷无疑是最合适的,这样横向展开的方式,使得这张地图在构图上非常像阿拉伯世界著名的《罗杰之书》。之所以采用这个构图,也是因为这张图本来是由美国西雅图美术馆预定的,原定3月底去那里在墙上画这张画。现在中美之间的航班停摆,看来是去不成了。

《科技史地图》素描草稿


目前这个构图的比例也是由美术馆的那面墙的比例所决定的,包括题材本身,也因为西雅图有微软公司。当然西雅图也也是星巴克的老巢,我也曾经和美术馆的策展团队讨论过画咖啡的地图,而美术馆的对面是一排古老的码头和库房,巨大的菜市场,我也曾经考虑过画市场的历史。当然技术史是我这几年一直非常关注的,读了不少书,但真正要动手画,做起思维导图来,还是需要为此进行非常多的研究。技术史的研究很可能是一辈子的事情。疫情期间封闭在家,每天看新闻难免也有点情绪波动,对中国政治体制的思考和群众心理学的观察交织着。但我一直相信,中国最急需的其实是科普。雅思贝尔斯在《德国认罪问题》中说:“越有知识,越有自尊……就越能觉察自己的政治责任”。


先来看看画面本身。


对开素描纸被裁成和将来要放大的宣纸相同的比例。一共有11张,纵向的排列开来,连接起来成为一个横的长卷,八尺宣纸是1米25×2米45。每张大概是2:1的比例。

第1张 上古时代


最显眼的是画面左边中心的“火之峰”和在上面斜向延伸上去的“前历史山脉”。山峰和山脉之间,远远的走来了南方智人。一条道路弯弯曲曲向右延伸。人类先住山洞,然后开始学会夯土,搭建茅屋,造了干阑式建筑,发明了卯榫,甚至在公元前1000多年前,就发明了脚踏车床。这条道路越过河流,通往金字塔。


“火之峰”的左下方是采摘者和狩猎者,以及标*等各种各样的狩猎工具,直到一座叫做“弓箭”的小山峰出现。从这里,人们开始驯化各种动物,先是绵羊、马和猎狗,然后牲畜的队伍越来越庞大,直到狩猎者慢慢变成了游牧畜牧者。同时。蜂蜜、牛奶和皮革这些东西也进入了人类的生活。在河流的对岸,则是平坦的农业平原。人们驯化了谷物,开始栽培。栽培开始的时刻,就是文化开始的时刻。农民们发明农具。一整套农业制度开始建立起来,包括垄耕种植,包括仓廪制度。在粮食过剩之后,我们发明了酒。有了酒,我们可不只是用来喝着开心或者搞搞戏剧节,苏美尔人很快就用葡萄酒来实现全身麻醉搞医疗,那是公元前3500年。


画面的最下方则是最早期的交通工具。从独木舟到竹筏,公元前5000年,中国人最早发明了船桨。紧接着,埃及人开始使用帆。


“火之峰”的正下方是非粮食类植物的驯化。世界各地的人很快驯化了亚麻和黄麻这样的东西---中国人比较奇葩,驯化了一种天赐的虫子,在公元前3600年开始养蚕。然后人们开始编织----无结编织,钩针编织,28000年前缝纫针就被发明出来了。各种各样的织物登上舞台。织物的出现,对我个人来说不但意味着我们有了衣服穿,还意味着我们有了记忆能力。最早的历史学家显然是一些绳结师Knotter。所以,纺织品都汇入了记忆的河流里。


“火之峰”右边,我们先是烧出了砖头,很快又有了陶器。也因为有了陶器,就有了陶轮,就这样我们发明了轮子,就可以有车子了。不久之后陶器上就出现了绳子和席子的纹理。然后出现了最早的一批有点像是文字的刻画符号。中文的“文”字和绞丝旁的纹理的“纹”,这两个字本来就可以通假,一直到今天“纹身”和“文身”还经常混用。英语里面的纹理Texture和文字TexT这两个字关系也非常密切,我甚至觉得这两个字也是来自席子的纹路。从编织到绳子,从结绳记事到符号化思维,到发明文字,这条记忆之河流得顺畅,汇集在这个“语言湖”中。从这里出发,“文字之河”向上流去。将在画面右上方与“数字之河”相汇。哦不对,是叫做“计算之河”。它从画面的左上方向右流过来,分别经历了各种理货棒计数工具、十进制二进制等各种按位计数方法、字母数字系统等。然后在“前历史山脉”的顶端,货币出现了。“前历史山脉”左上侧,是各种史前巨石文化和岩画,它的右侧出现了杠杆,继续往上延伸,接着是杆秤和天平,然后自然而然的,通向货币和计算之河。


计算数字与沙漏、水钟这些计算时间的工具是密切相关的。沙漏和水钟是计算时间的,日晷和圭表当然也是计算时间的。画面的最上方,稍微靠右边,我们看到了古代苏美尔的观景台。所谓观景台,景就是太阳在“京”字形的高高的建筑上投下影子。于是这里出现了一批最早的天文台的名字:科奇诺遗址、沃伦田历法。天空中,则是埃及人的塞纳穆特天文图。


从“火之峰”烧出砖头之后向右延伸,从农业平原种出了粮食之后为了烤面包开始有了炉灶,向上延伸。在这两条路的汇合处,我们可以到达一座独立的小山叫做冶金。人类将迈入青铜时代。


这第1张画面奠定了整张画的纵向的基本分层。


基本上最高的地方是天空,是天文学。接着下来往往是数学和测量。接着下来则是工程建筑。画面的中部则经常是机械和工具,与“火之峰”和“冶金山”平行的这条线是和能量有关的东西。陆地的最下面的部分,则是和生命有关的东西。在眼下这个上古时代,主要是农业和医学,到了工业革命之后,又将新增加生物学。化学则会位于能量和生命连接的地方。整个画面的最下面一行是海面,定义成交通,其实只是飞行物和船的交通。车的交通,则跟着轮子这些器械处在画面中部。到了近现代因为有了蒸汽机和电动机这些东西,则又和能量关系在一起。

第2张 古典时代


有了农业就有了文化,有了文字,就有了历史.


计算之河和文字之河汇集之后,继续向右流动,人类很快取得了可观的数学成就。在画面的左上角,我们看到中国人和希腊人同时都发现了勾股定理,《周髀算经》据说推到周朝,但是成书于汉朝,后人一直存疑,但是《算数书》竹简的出土,证明了古代中国的数学成就。希腊人在数学天文上的成就,真是令人炫目。这张画面上最显眼的就是三个文明中心,分别是希腊罗马和汉朝。而把它们连在一起的,是画面中心的圆形的“城市”。这座圆形的城池的4个城门,分别是“政治”、“宗教”、“哲学”和“市场”。


一条叫做“轴心时代”的道路,从城市上方倾斜向下,路上分布着碑刻、图书馆、羊皮纸、钢笔等与思想有关的东西,最后到达画面右边“造纸”那个大屋子,与从“冶金山脉”延伸而来的横向道路上的各种机械相汇合。


下方汉朝的成就,有一部分其实不得不被挪到画面上面天文学的部分。出现在下面的是像龙骨水车和地动仪之类的东西。从华佗的五禽戏和《伤寒杂病论》,一条路向左下方倾斜,通往世界各地的医学。有埃及的生命之屋,巴比伦的医疗手册,中国的《黄帝内经》,世界各地那个时候都还非常依赖草药。当然,古希腊的解剖学,盖伦医学和波希克拉底医学。


在画面的最下方,船有了龙骨,腓尼基人的船队和维京海盗开始活跃。

第3张 从古典时代进入中世纪


天文学部分,天空中显眼的是希腊后期形成的托勒密模型。右边的那座大山,是中国和印度的天文学和数学成就。中世纪中国,有了苏颂的水运仪象台。唐朝设置了算学馆,系统整理了古代中国数学成就为算经十书。印度人提出他们的日心说和各种行星模型,此刻我们还不知道,它们后来会被翻译成阿拉伯文,再被翻译成拉丁文。多年之后传播给欧洲,潜入了哥白尼的模型,推翻了托勒密模型。


罗马最显眼的成就是盖房子。除了贡献了罗马混凝土这种材料之外,各种起重机是他们重要的发明。沿着从罗马水渠留下来的那条向下的河流,我们可以看到罗马人修筑的各种拱桥桥,直到他在偏下的地方和中国的赵州桥等拱桥相遇。从古罗马出发还有两条平行地沿着弧线倾斜向下的道路,一条是玻璃,终结于威尼斯人烧出的水晶玻璃。一条是大教堂修筑之路,终结于哥特大教堂。在他们上方其实还有第3条道路很不显眼,那就是从水运仪象台等仪器开始的水钟的道路,一条漫长的钟表之路将从这里开启。


从冶金山出发穿越古典时代一路延伸过来的机械之路并没有断绝。它横向穿过画面,通往哥特大教堂的建筑技术,连接起各种罗马和中国所发明的机械。


在赵州桥之上,从大湖中流来的一条好大的支流是中国的**探索史。两条河流汇合之后,继续向下,注入天体导航海湾。河流的左边是中世纪欧洲的农庄制度,它的右岸。是以长安城为中心的中国古代建筑、纺织技术,活字印刷和真正的瓷器出现了。画面的右下角,则是阿拉伯农业革命和阿拉伯人的医学成就。

第4张 中世纪


这一张的画面非常简洁,三个庞然大物。上方的倾斜的巨大山脉,是阿拉伯黄金时代的科学,以巴格达智慧宫为中心。花剌子密的代数,查尔卡利兴盘,伊本·海杨,海什木的光学,群星璀璨不说,关键是阿拉伯科学家们往往同一个人就精通数学、光学、天文、地理。一座塔标明了这种通才的概念。在他们那里这种人叫做Hakim。“通才塔”右边那座山是宋元之后的中国数学成就。


“中世纪湖泊”上半部分的道路主体是钟表制造。靠近湖泊的地方还有一条小路,是盔甲的历史,它们终结在湖泊右边的城堡。对我来说军事堡垒修筑技术对世界历史的影响,很可能被低估了。科钦战役150个葡萄牙人打败了号称8万印度大军,极大地改变了世界历史。


“中世纪湖泊”的下方那条从中国瓷器延伸过来的道路,则是更加日常而美好的发明,波斯地毯,唐朝的被中香炉,走马灯,从眼镜到白兰地,从各种各样的乐器到国际象棋。在湖泊的右边,城堡的下方,从中世纪的僧院学校发展出了大学。生活很美好,中世纪看来并不太黑暗,只是不知道教会有没有后悔,他们发明大学,本来只是希望大家好好读圣经,没想到大家真的好好学习了,非要追求真理,最后就反叛了宗教。


创造美好生活的技术是围绕着画面下方那座庞大的叫做“天工开物”的大山展开的。这座山的下方是古代阿拉伯和中国的医学成就。阿拉伯世界有阿维森纳的《医典》。中国从《唐本草》到《本草纲目》也成就可观。二者之间也有交流,中国的《脉经》被翻译成阿拉伯文,而波斯人几乎垄断了唐朝的药业。欧洲则反复地被瘟疫揉虐,无奈之下发明隔离区,大家如今对付病毒的时候没辙儿还得用。十字军东征的时候。第一次用上了救护车。


“天工开物”大山右边,“京杭大运河”之上,有一座叫做“青花瓷”的小山,也是中国和阿拉伯世界交流的成果。而这种叫做瓷器的东西,将在下一张启动大航海。

第5张 文艺复兴


文艺复兴是一座巨大的山脉,山顶上分布着第谷和开普勒的天文台,呼唤着天空中的哥白尼革命。山脚下则是阿格里科拉的矿山学。这座山脉前面还有两座巨大的山峰分别是伽利略和达芬奇。我在伽利略的山脚下,画上了比萨斜塔。文艺复兴的半山腰上,有美第奇宫。


画面正中左边的小山是古登堡印刷术。横向的这条道路,从上一张中世纪的大学连来,越过古登堡印刷术,在出现铅笔的地方分叉。一条斜向上,通向科学革命,这里分布着一些意义重大的制度性机构,比如始于意大利的专利机构,英国的皇家协会,法国、德国、俄国的国家科学院。另一条分叉向右下延伸,将会通过显微镜,走向报纸。


这一张画面中的陆地边缘较高,海洋的面积较大。海洋的左边是“大发现海湾”,从这里一条河流逆流而上是“哥伦布大交换”。各种物种,从玉米、土豆到西红柿,从烟草、花生到咖啡,在新旧大陆之间交换。不太精确,基本上新大陆给了旧大陆植物,旧大陆给了新大陆动物。是一场场动物换植物的交易。当然,被交换的还有病毒和细菌,也就是天花、梅毒和流感这些疾病。奎林的出现,预言着化学的兴起。


于是在陆地下方,出现了欧洲医学的一些新成就,维萨里的解剖学,哈维的血液循环理论等。


在“大发现海湾”中,最豪华的是郑和宝船,然并卵,作为中国人我很难过地看到,至此,古代中国就要退出技术史的舞台了。活跃在这里的达伽马、麦哲伦这些船,涌向画面右下方的“世界地图岛”。围绕着画世界地图和制作地球仪,前赴后继出现了一批作品。最后终于在画面的右下方,出现我们今天世界地图中还在使用的墨卡托投影法。

第6张 科学革命


科学革命这张的上方一定是一片群山。最显眼道两座山峰是牛顿和莱布尼茨---刚好由“微积分”那个湖泊作为他们俩的交界线。顺流而下,分布着笛卡尔,胡克和波义耳,惠更斯,个个都横跨数学,物理和天文,而且都还热衷于做望远镜。以至于牛顿和达芬奇这两座山之间的那个山谷,被称为“文艺复兴人谷”。光到底是粒子还是波的争论,在这个时代就已经出现了。


莱布尼茨山右边,偷偷藏着帕斯卡,他们俩分别作出了最早的机械计算器。从他们这里一条道路将斜向下延伸,通往下一个画面,那是一条计量标准化的道路。在这条道路上方分布着近代数学的天才群山。欧拉、拉格朗日、拉普拉斯、高斯,费马耸立在天际线的一端。惠更斯写过一篇讨论赌博的论文,因此从他这里会有一条道路通向概率论。


惠更斯不但把伽利略观察到的钟摆的周期性原理搞明白了,甚至直接发明了摆钟。除此之外,他还和他的助手帕平合作出了最早的活塞气缸。从帕平蒸汽机这条道路向右延伸经过赛维利,纽可门等各种早期蒸汽机发明者,通向画面右边的小山峰,那就是瓦特蒸汽机。工业革命即将开启。


之所以从这里就出现了铁路,是因为铁轨的应用实际上早已众所周知的斯蒂芬森发明火车的历史。希腊时代人们就安装滑道,各种矿山里面更是早就铺设了铁轨。


从笛卡尔那里,这条山脉继续向下延伸,到达弗兰西斯·培根。这位科学方法论的总结者和笛卡尔起共同构成了机械世界观,虽然他们之间其实还有所不同。


与蒸汽机铁轨几乎平行的,则是蜿蜿而东的机床之河。英国机械制造的布拉默世系,以师父带徒弟,工厂老板培养叛逃者的方式,把车床、钻床、刨床、铣床一一改进,一方面是为了配合挖矿,一方面是为了配合蒸汽机的改进。


在这条河流在下方,横向的延伸过来的则是连绵的山脉,他们分别是德国自然哲学和空想社会主义。把培根放在机械世界观那个纵向的山脉与这条横向山脉的结合点是有用意的,因为培根除了写了阐明科学方法论的《新工具》之外,他的《新大西岛》上面的所罗门宫里的科学家固然遵循着观察和归纳的科学方法,但《新大西岛》这本书本身就是一本乌托邦小说。


德国自然哲学其实有一条道路向左下通向上一张画面的赫尔蒙特山,这条路叫“活力论”。它呼应来自文艺复兴医学的帕拉塞尔苏斯主义,渗透进德国自然哲学里面,也成为近代化学的源头。


画面下方这片陆地上的三条横向的线索,都和化学有着这样那样的关系。平直的钢铁之路上面分布着从氧化学说到焦炭炼钢,到转炉炼钢,到西门子炼钢发,一直到克虏伯钢的各种炼钢方法的提升,冶金化学在这里扮演了重要的角色。这条道路上方的纺织河流,一部分革新是由飞梭和珍妮纺织机、缝纫机等纺织机械的革新构成的,另一部分则是由纺织材料和染料的更新构成的。


下方靠近海洋的陆地,除了紧靠海水的地方出现了一些农业革新,主体就是近代化学的演进过程。从不小心合成尿素开始的有机化学,影响到医药化学,再进一步影响到医学和生物学。右边,分子理论开始出现。巴斯德用化学方法在医学中首创了消毒法,麻醉术也得到了革新。细胞生物学对核酸和氨基酸的研究,最终导向的画面右边出现孟德尔遗传学。然后,又一座伟大的山峰隆起了,现在我们来到了达尔文进化论。

第7张 工业革命


我总觉得有了铁轨,有了瓦特蒸汽机,发明火车并不是一件特别需要脑洞的事情。很大程度上,今天被命名为火车发明者的斯蒂芬森,只是众多人参与的一场大竞赛中的最终获胜者,或者是最善于经营公司,最善于说服政府的那个人。


科学革命之路,在画面的中部以两条铁轨平行而右。上面那一条是动力的逐渐改进过程,从蒸汽机到内燃机,从内燃机再到柴油机,一直到电动机。在画面中部最右边,卡尔·本茨先生做出了成熟的汽车,在它上方,特斯拉线圈放着电。


下面那条铁路则是轨道交通的演变历史,从各种各样的火车到伦敦地铁的出现,到有轨电车和无轨电车。在它的最右边,全面展示科学革命成果的世博会水晶宫出现了。


“机床之河”在这个地方由横向转而向下。转塔车床,回转车床依次出现。终于在画面下部与横向的钢铁之路交汇。开口的两端,分布着近代化学带来的另外两个变革,左边是煤炭化工,右边是**,诺贝尔的山峰巍巍耸立。


海面上轮船出现了,热气球和飞艇在它们周边翱翔。


而这一切成就离不开真正的基础研究。围绕着画面上方的“熵之湖”。湖泊上方紧贴着的道路是计量,摄氏温标、米制,到游标卡尺。巴贝奇做出了差分机,艾达为他想出了程序。再往上则是数学,黎曼猜想,布尔代数,泊松分布,一代代数学家,似乎默默的在为今天的计算机科学进行着准备。


“熵之湖”的下方是物理学家。这就不得不从左边的电的发现谈起。人们一方面逐渐了了解电磁现象,另一方面马上着手用电来改变生活。很快就做出了静电电报取代了之前的光学通讯,发电机和电动机也依次出现。电解法、电离法、电镀、电铸纷纷被发明出来。这条路在麦克斯韦山那里折向下行,在跨越动力和轨道交通这两条铁路之后,转变成一条发电的探索之路。这时候它变成由一串高压电线塔连接着的电线来表示。左边是各种水轮机,提供着水力发电的可能。右边是燃气涡轮机,提供着热电厂的可能。当然风力涡轮机也在这条线上。从燃汽涡轮机向下,各种各样的汽轮机的改进,既用来发电,也被安装在轮船上作为动力。


相比之下,在实用领域利用电似乎是容易的,要解释清楚电和能量的关系要困难得多。所以让我们再回到“熵之湖”下面的物理学群山。开普勒效应发现,麦克斯韦和玻尔兹曼提出他们的方程式,赫兹发现了电磁波(早就有了有线电报,现在电磁波一来,无线电报几乎变成不可避免的了),洛伦兹提出了电子论,连热寂都说出口了,人们开始讨论绝对黑体----


物理学,已经是山雨欲来风满楼。


在一些不那么起眼的地方,利用物理学和化学的最新成就,一些将极大的影响生活的发明也偷偷的出现了。就在“熵之湖”的右边,摄影术登场了。


相比之下这个时代的天文学就显得没那么波澜壮阔了。前半部分由拉普拉斯、拉格朗日这些数学家们搞出来的天体力学,还算大气磅礴。最有思想深度的,算是多体问题的提出。再往后,观测哈雷彗星,观测到海王星天王星之类的成就,似乎古代天文学家们也可能做到过(可也不一定,没有望远镜估计有些星星是肉眼看不见的。望远镜时代之前肉眼能力最强的人得算是第谷了),只是不起今天的这些个名字。

第8张 大生产


数学家中继续天才迭出,庞加勒、戴得金,康托尔群和李群,大家继续为计算机科学做准备。罗素和怀特海他们企图整理全面的成果。哥廷根学派崛起,希尔伯特总结出了23个问题,企图将数学世界一网打尽,没过几年就被年轻的哥德尔用不完备定理打碎了幻想。


在它的下面,物理世界中,19世纪末20世纪初,三大发现横空出世。先后几年间,琴伦发现了X射线,柏克勒尔发现了天然放射性,汤姆森发现的电子证实了洛伦兹想出的电子论。物理学家居里夫妇拿了诺贝尔化学奖。从此之后放射化学将与核物理学、X光晶体学等互相激荡。把我们带进一个天翻地覆的,地狱与天堂合一的20世纪。也由于x射线的出现,天文学迎来了射电天文学,新的宇宙观在默默地凝聚。对于物理学来说,在这一时刻马赫主义的出现是不可避免的。没有他作为桥梁,或者作为老师,或者作为敌人,爱因斯坦和普朗克他们将从哪里开始革命呢?


老百姓还用不着分享科学家的烦恼,他们沉浸在爱迪生的发明中,沉浸在科学革命和工业革命,所带来的生活的天翻地覆的变化。埃菲尔铁塔成为这样的一种成就的标志。爱迪生是不断的把物理学家的成果转换成可以娱乐的留声机和电影机,从彩色摄影到镁光灯到电影院到有色电影。从电子管到收音机,到晶体管收音机。从图片电报到柯达胶卷到135相机。科幻小说也在这个时刻摆脱了玛丽雪莱《弗兰肯斯坦》的哥特小说阴暗气息,漫画书和画报广泛流行,一种叫做“大众文化”的东西正在登上世界舞台。


从埃菲尔铁塔出发,在画面右侧直行向下的这条铁路,在动力和交通之路交汇的时候,出现了美国最早的杜里埃汽车公司。大批量生产将被提上议事日程。继续前行经过奥斯莫比尔的自动生产线,就将来到福特T型汽车---流水线终于出现了。这是由斯莱特纺织厂和伊莱·惠特尼推崇的科学企业管理的必然结果。它由可互换的标准件作为基础,并将启动一个高潮迭起的自动化过程。这条道路从福特流水线一直向右延伸出去。


从福特车继续斜向下来到“美国梦”,塑造这个梦的是号称平等的机会,发财致富的梦想,商业帝国的缔造。它不仅由牛仔裤、电动洗衣机、速溶咖啡、可口可乐和汉堡包构成,这些发明背后,还潜伏着以麦当劳快餐为代表的一整套快速服务、连锁经营、授权加盟的设计,这和标准化集成自动化的思路紧密相连。


在这张画面的左中部,我们看到环状铁路包围着的石油工业。它以左边的德雷克挖出的第1口油井为开端。通过炼油厂生产出汽油和柴油,供应给它上面的交通和动力道路。那条路上已经铺好了马卡丹道路的硬质路面,建好了布鲁克林大桥,发明了充气轮胎,以便让我们的道路上奔驰着量产汽车和摩托车,把我们带向现代城市。


在石油工业圆环的下半部分,依靠现代化学的帮助,从石油化工中我们获得了一系列的高分子聚合物。贝克兰塑料出现了,合成纤维、合成橡胶都将陆续登台。这将极大的影响制造业和纺织业。农业和医学也将因为化学的发展而被全面改变。化学为农业贡献了农药和农用薄膜,它将为医学贡献一批合成药物。


在这个画面的最下面的海洋中,随着发动机的完善,滑翔机最终被装上了动力成为飞机。和火车的发明一样,莱特也只是飞行历史上一个值得铭记的幸运者。在他之前的滑翔机之王李林塔尔,与他同时的怀特黑德,甚至他之后的很多人都同样值得铭记。而飞艇要到1930年代末才肯退出世界舞台。


石油也使远洋航行成为可能,泰坦尼克那样的大邮轮和各种集装箱船航行在世界各地的海洋上。随着汽轮机和柴油机的应用,战船披上了铁甲,人类战争历史上最恐怖的庞然大物,从无畏级战列舰到俾斯麦号,一直到航空母舰纷纷登上历史舞台。


飞机也在战争中不断进化,战争的失败者和胜利者作出的贡献甚至于一样大。到第2次世界大战快结束的时候,弹道**和火箭飞机都已经成熟。而喷气式飞机,甚至在这之前就已经被发明出来了。

第9张 世纪争论


熟悉了此前物理学的发展,此刻爱因斯坦相对论和量子力学的出现,不再显得那么横空出世了。1927年索尔维会议的争论,并不是发生在爱因斯坦与量子力学之间,量子力学阵营内部也是分裂的。量子力学很大程度上是以爱因斯坦和普朗克的工作为基础,在会议上和爱因斯坦激烈对立的只是哥本哈根学派。由他们老大玻尔领导着的海森堡,玻恩、泡利,都属于量子力学中矩阵力学的部分。同样属于量子力学的中的波动力学的薛定谔和德布罗伊,则是站在爱因斯坦阵营当哥本哈根解释的质疑者。德布罗伊以波粒二象性的概念,巧妙终结了延续续数百年的光粒子和光波的争论。


天空中,黑洞理论被提出来。爱丁顿这位最终用一次远航证实了相对论的天文学家提出了爱丁顿极限。哈勃则带来了天文学界的世纪大辩论。宇宙膨胀在今天已经成为常识,在当时却是惊世骇俗。爱因斯坦提出了宇宙常数,但是随着哈勃把他带到望远镜前,他承认了这是自己这一生犯过的最大的错误。


物理学的相对论和量子力学两座高山之下。横向穿过的铁路延续着计算和计量的演进。从模拟计算机到微分分析仪,现在我们离计算机更近了。数学家在物理问题上从来不置身事外。在矩阵力学的构成中,约当矩阵是提供武器的。外尔费米子,也是这位外尔群的提出者对物理学的贡献。这个时代的数学聚集在一片像黄土高原上的平顶陇那样隆起的高地上。


在他的左边,由爱迪生的电影发展而来的“大众文化湖”这时候已经汇集了更多的支流。电影院、广播和电视直播,在20世纪中叶创造出了全新的大众。1876年德国医生詹德开始在美国推销他的健身房,减肥和健身成为一种大众文化,依次发明出跑步机和今天五花八门的组合健身器材。体育同样成为大众文化的组成部分,除了足球运动略早,网球,篮球、排球、乒乓球,都分别在第一届奥运会前后成型。娱乐是大众文化的主要精神,所以健身和体育同样是现代娱乐工业的组成部分。尤其是在电视转播的语境下,运动员们本质上是一种演员。战后普及的摄像机,录像带和录像机、录音盒带,一直到日本人发明的随身听和卡拉OK,盆装喇叭和黑胶唱片,直到今天的MP3播放器,都是这个娱乐工业的组成部分。


把运动和交通之路连接在一起的则是赛车。这条路把我们带到了现代城市,我们在这里看到了帝国大厦等代表性的建筑成就。除了钢结构,要造成现代建筑的风格演变搞出国际风格,还需要大量的平板玻璃。立体交通被发明出来,城市之间修建了高速公路系统。以工业方式生产建筑的思路,最终一定走向混凝土预制板、预制的三明治墙体和拼装建筑。在这条道路的尽头,最右边,出现了芝加哥玉米楼。


更下面的那条横向的铁路中,自动化进程在有序地推进。从福特流水线时代的生产线发展出车间自动化。再下一代发展成由中央控制室操控的全厂辅控网,测量仪表也相应的发展为组合仪表。1950年代初数控机床出现。福特在这时候推出了全自动工厂,自动控制系统发展成带有前馈和反馈的复合控制系统,可以完成直接数字设计和设定值控制。遗憾的是,为自动控制提供理论基础的控制论和系统论,被挤到了下一张去,不过在整个长卷画面中,只不过通向它的道路略微倾斜了。


画面下半部分的最显眼的主体是现代化学的高地。它的上面和下面两条路都环绕着新型材料。上面是由不锈钢球、墨铸铁等工具钢和金属加工工艺构成的环路。我做装置的时候经常用到的等离子切割、水刀切割,电子束加工这些技术都分布在这条路上,无机化学为他们提供了理论基础。下面那条环路则是由各种与纺织业有关的化纤材料构成的铁路。此外,从质谱仪那里有一条小路,默默穿过化学高地,那是各种光谱分析仪器。红外光谱,拉曼光谱、电泳仪,电子自旋共振、核磁共振、气相色谱仪,穆斯堡尔谱……


整个新谱学的发展,不仅支撑着分析化学。也同样支撑起了当代的医学革命。因此在画面的陆地左下角描述医学变革的这个板块,是以从质谱仪分岔而出的一条铁路为分割线的,这条铁路就是医学造影的铁路。从心电图到超声波,到CT到核磁共振,到内窥镜,同样的技术为化学提供分析工具,为医学提供新的手术模式和诊断模式。这条铁路的上方是药物,从激素和青霉素的发现到磺胺类药物和多肽合成药,现代的药学毫无疑问是以有机合成和高分子合成为基础的。铁路的下方则是各种治疗方法,从免疫疗法到介入放射学。病毒学、营养学分布在其间。以及物理手段,人工器官和器官移植手术,同样是20世纪医学的新成就。


生物学到革命必将带来农业革命。DNA双螺旋的发现,不但影响到医学治疗手段,也将开启转基因作物的研发。分子生物学的研究将带来绿色革命。

第10张 计算机和***


农业革命是由几股力量构成的,从医疗影像和医疗器械延伸过来的那条器械之路,来到农业领域就变成农业机械的道路。由于按照领域区分平行地排布医学和农业,不得不回头去说18世纪末的大米抛光机、20世纪初的联合收割机之类的农业机械。车床都已经发达成那样,应用在农业机械并不困难。摄像头之类的东西很快被安装在播种机和联合收割机上。40年代发展出了喷灌系统和背负式喷雾器,则飞机用来洒农药,自然而然。


农业工业化势必导致工厂化的养殖,牲畜的人工授精、抗菌药物和激素将会被广泛使用。技术对农业影响的另外两个板块,首先是新农作物品种的开发,从杂交水稻到黄金大米到各种转基因作物,分别在抗虫害、产量和口感上努力。第二个影响则是由化学工业所提供出来的合成化肥和农药。如果说农业机械只不过相当于战争中的飞机大炮和坦克,联合收割机相当于航空母舰,那么农药和化肥,才是农业的***----一样是祸福相依。


1927年爱因斯坦和哥本哈根学派那场世纪争论影响深远。现在,量子力学发展出量子场论,而爱因斯坦努力去发展统一场论,一批人投入基本粒子理论,都是为了弥合物理学的分裂和不完备。


然后战争突然袭来。物理学家们,投入了战争,造出了***。实验室里面完成了核聚变,天文学家也在太空中观测到了恒星核聚变。大爆炸理论不久之后就被提出来。而战后的冷战则启动了太空竞赛,依次按三个阶段展开,首先是人造卫星,苏联赢了。接着是载人航天,苏联又赢了。最后一场是登月,美国赢了。


数学家卷入战争的方式,则是从破译密码开始的。控制论、信息论、系统论这“三论”,加上图灵和冯诺依曼,一起围合出了“计算机谷”,这个命名影射了“纪念碑谷”,画造型的时候我也有意影射了科罗拉多大峡谷的地貌。铁路在其间穿行,二战期间和之后出现的各门派的电子计算机成为不同的站点。与电子管计算机配合的汇编语言和存储设备依次发展。到了晶体管出现高级语言也随之出现,画面的右侧出现了集成电路。


在计算机与物理学之之间,从“大众文化湖”来的娱乐之河向东流,形成一条成像和通讯技术的河流。


早在晶体管出现之前的1956年,计算机科学家们已经集中在达特茅斯召开了第一次人工智能大会。它与下面斜下而行的自动化控制之路有各种通道相连。自动化已经发展到多参数自动化和自适应自动化。恰逢其时出现的计算机很快卷入自动化进程,最终导向综合自动化工厂中的计算机集成制造。机器人和各种各样的机械臂很快登上历史舞台,加上智能控制,目标是无人工厂。机器人的另一条道路,则不以会干活为目的,而是以能模仿人和动物为能事,后来他们中的一些发展成 了宠物。人工智能的一部分,特别是关于运动能力、定位、导航以及计算机视觉,都已经慢慢建立起来,而知识工程也已经开始走向成熟。


画面中部,自动化铁路的下方。从蒸汽机那里通过来的那条长长的铁路,在上一段经过现代城市的部分的时候转向建筑,到了这里又重新变成一条能量之路。首先是核电站的探索。经历了轻水堆、重水堆、沸水堆、压力堆等各种反应堆模式的探索,核电站技术已经逐渐成熟,顺便还发展出了同位素仪表和辐射加工技术等副产品。往前走,核聚变反应的探索从来没有停止,但今天还没有成熟的可控核聚变。


核聚变本身是企图制造人造太阳,而更现实的方式是直接利用太阳能。利用太阳能这条思路由来已久。这又在一定程度上把我们带回建筑。很早之前人们就尝试各种能够更高效地利用太阳能的房屋。太阳能烟囱,特隆布墙等,称之为“被动太阳能建筑”。当然也搞出硅太阳能电池和太阳能热水器。但能够真正提供工业级别电力的,要等到光伏电池和聚光太阳能发电等技术的发明。这些太阳能利用技术的各种变体,像漂浮光伏发电,像薄膜发电,像太阳能自行车道。有的非常浪漫。画面的最右方出现了风力发电。


从太阳能车和磁悬浮列车开始,交通工具又重新进入了视野。当它与人工智能相遇将演变成自动驾驶的探索。


这个能量平原的下面是化学山的另一部分,围绕着化学山的金属材料和纺织那两条环路在它的右边会合。碳纤维、生化防护服、富勒烯、电子提花机、气凝胶,各种新材料和新工艺出现在这条道路上,从1973年建成的纽约世贸大楼跟前穿过,在海边终结于1984年的3d打印。


在海边,又一片“自自组织理论”的小丘陵出现了。


画面最下方的海中,叙述了最近几十年来船舶和航空工业的发展。战斗机引领着航空技术的发展,但大型喷气式客机和数字航空系统的启用依然代表着最高的航空技术成就。大型货轮在世界各地穿行。为了支撑这一套系统的运行,海面上出现了石油钻井平台。

第11张 巧夺天工


当代科学技术,在各个领域干的事情都是侵犯上帝。再造世界。


天文学和太空探索。在登月成功之后,接着就是建设空间站,这个时候美国和苏联开始合作了。然后派出更远的探测器去探索更遥远的地方,最终的目标或许是太空殖民。人类已经不满足以天生的地方。观测方面,在1990年哈勃望远镜之后,最重要的事件或许就是引力波天文学的诞生。


物理学方面,霍金这样的人在大众媒体上成为明星,也算物理学家中的特例。粒子物理学和凝聚态物理学的成就并不为大众所知。直到玻色子弦论,超弦理论和M理论,号称要完全统一所有理论,这是为上帝代言的伟业,让我们拭目以待。


计算机在集成电路之后,发展出个人电脑和超级计算机。电脑才谈得上联网,历经阿帕网,以太网、万维网,终于创造出一个互联网世界。于是在线社区、社交媒体纷纷出现。从而也再造了一种生活叫做虚拟生活。虚拟现实,增强现实和混合现实,则再造了我们的现实世界。在这个海角的尽头,区块链,更要再造我们的经济系统和社会组织方式。。


依赖越来越庞大的数据,不断开发出来的算法,越来越强大的算力,人工智能终于迎来了它新的高潮。在自然语言处理和机器学习的支持下,机器人的运动能力、感知能力和思维能力,都将越来越强。他们不只是在下棋方面战胜了人类,在人类洋洋得意的写作,画画搞音乐方面,都将开始染指。他们将成为数字替身,成为机器人伴侣,他们将成为工人,成为爱人,成为家人。或者通过脑机接口,成为我们身体的一部分。交通之路在这里演变已经为自动驾驶,车将变成一种长轮子的机器人。


能量海湾嵌入在陆地内部,它的尽头是风力发电,于是海上当然出现了海上风力发电。能量湾北岸是各种新能源车。它的南岸,是堤坝潮汐能发电。向右边看,广阔的海面上则是海上潮汐能发电,渗透能发电,海水温差发电,甚至于极富想象力的洋流发电。


陆地下方的半岛。一直贯穿着医学农业和生物学的铁路。到这里来到了合成生物学。它的上方是自组织理论中的突变论。再往上的海滨则是更新的一批新材料:石墨烯和准晶材料等。铁路的下方则是集约农业、可持续农业、精准农业、智能农业等系列新条件下的农业观念。而在这个半岛的尽头,合成生物学的海角,由基因工程,人类染色体测序、合成细胞计划,它的野心不只是基因治疗。也不只是人类增强,它最终的目标是人工设计和合成蛋白质,人工合成生命,甚至是不死。这是对上帝最终的夺权。


交通领域,除了轮船出现了“巨能船”,造出豪华邮轮在世界各地逍遥,以及把工厂整合到船上,在我看来其实乏善可陈。反倒是飞机设计领域天才迭出。画面的右下角,我们可以看到各种各样新奇的匪夷所思的飞机,已经正在研发。


就在人类似乎无所不能巧夺天工的时刻,上帝或者说“天”也在默然反制。所以我们在画面右侧的海洋上,看到了臭氧层破坏,全球变暖等环境威胁。


这时候所有的寻找新能源的努力,寻找新电池技术的努力,乃至新的交通工具的设计,都变成以应对环境危机为任务。2009年就做出来的全太阳能飞机阳光动力号1号,它的第二代阳光动力2号在2015年完成了环球航行。全电动飞机爱丽丝在2019年建成,而比他们更富于想象力的,则是麻省理工学院2018年做出来的没有发动机的离子风飞机,虽然还在实验室里面,它所展望的是另一种未来。


在计算机半岛的尖端的海角上,云计算已经到来,而量子计算正在到来。依靠这些力量,我们或许有机会解决地球环境的问题,甚至到达火星。


几百年过去了,隔了这么长的时间,我们才重新在技术史中看到了中国人,他们出现在月球的背面。


02

结 语


我发现,为了用文字来导览这张画,我等于一不小心撰写了一部极简版技术史。我也知道我漏掉了很多。漏掉了电子游戏发展史。它应该与计算机的历史平行,但是也要大众文化湖有关。或许我可以在物理学和计算机之间的那条河流上给它挤出几个位置。更大的遗憾则是当代建筑的很多成果,其实个个都是技术的丰碑,但画面中实在是没有空间放了。画到后来,跟房地产一样,寸土寸金啊。也许我不应该把人工智能的各个分支画得那么细,应该在那个位置挤下西班牙毕尔巴鄂古根海姆美术馆、库哈斯、扎哈等当代建筑的代表作。


为了完美,也许我应该把那个部分再擦掉重画,但此刻实在是已经有点被成就感充盈了头脑,大家快来劝劝我吧。

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