我重點(diǎn)將講述現(xiàn)代意義上的技術(shù)從哪里來。某種意義來說，現(xiàn)代科學(xué)來自西方傳統(tǒng)，來自古希臘，而現(xiàn)代技術(shù)從某種意義上也可以說來自古希臘，至少有一部分源于古希臘，另一部分源于中國、阿拉伯等地。世界上當(dāng)然存在多個技術(shù)的來源，但是是從古希臘開始，技術(shù)成為了一個比較獨(dú)特的創(chuàng)造領(lǐng)域。

我們稍微提及一下，也呼應(yīng)一下明天吳國盛老師的演講。他講什么是科學(xué)，一定會講到希臘人的科學(xué)和希臘人的自由精神，但吳老師可能不會涉及希臘人的技術(shù)，而希臘人的技術(shù)也非常發(fā)達(dá)，也非常自由。

這是古希臘的基本環(huán)境，古代希臘和現(xiàn)代希臘的范疇是不一樣的。

古代希臘圍繞愛琴海兩岸形成了廣闊的文化輻射圈。希臘文化有一些特點(diǎn)是很奇葩的，這也是我當(dāng)時在聽吳老師的演講時感受到的，就是它建立在一種真空之上，是一種非常理想化的社會環(huán)境。

我們可以看一些其他人對這個社會環(huán)境的評價。比如《圣經(jīng)》提到過保羅去雅典傳教的事情，保羅對雅典人的生活狀況感到非常驚訝，說“所有的雅典人和僑居在那里的外國人，不管其他的事，只是論談或探聽一些新奇的事”。這段翻譯有點(diǎn)生硬，實際上指的是他們成天閑聊，不務(wù)正業(yè)，每天都只關(guān)心討論一些新奇的事物。

現(xiàn)代藝術(shù)哲學(xué)家伊波利特·丹納則評價道：“希臘人以人生為游戲，以人生一切嚴(yán)肅的事為游戲，以宗教與神明為游戲，以政治與國家為游戲，以哲學(xué)與真理為游戲。”就是說希臘人的基本狀態(tài)就是一種游戲的精神，整天不務(wù)正業(yè)，什么都是游戲，大家都在玩游戲，這和圣經(jīng)的描述是一致的。

比如說他們閑聊的時候要進(jìn)行辯論，經(jīng)常會有辯論比賽，大家爭論誰更有理，誰更能說服對方，邏輯和修辭學(xué)科正是在這個環(huán)境中發(fā)展起來。另外還有體育競賽，我們都知道奧林匹克是希臘的精神中心。他們整天就在進(jìn)行比賽，所有的東西都是比賽，包括戰(zhàn)爭、國家、政治，好像都是在進(jìn)行競技和游戲。

希臘城邦文化有一些重要的元素，包括市政廳、體育場、劇場、集市等，旅行者曾記錄，如果一個城市缺乏這些元素，是很不像話的：“我們很難找到這樣一個城市，在那里沒有市政廳，沒有體育場，沒有劇場，沒有集市（agora），沒有泉水匯集在一起流入泉房?！?/span>

市政廳代表了希臘的民主和辯論文化；體育場代表了游戲和競技的文化，劇場則象征了英雄主義文化，而集市代表了自由交流的文化。這些是希臘人的基本特點(diǎn)，在人類歷史上是比較獨(dú)特的。

在這種環(huán)境下，希臘人并非不重視技術(shù)，希臘人也有非常發(fā)達(dá)的技術(shù)實踐，但有一些高明的技術(shù)不是運(yùn)用在比較明確的生產(chǎn)領(lǐng)域，而是運(yùn)用在宗教祭祀和劇院娛樂等領(lǐng)域之中。

例如，希臘人運(yùn)用了一整套機(jī)械技術(shù)，包括腳手架、起重機(jī)和滑輪組來建造建筑。此外，在劇場中也廣泛使用了各種機(jī)械工具。比如大家或許聽到過一個文學(xué)術(shù)語叫“機(jī)械降神”，是說劇情的推進(jìn)遇到瓶頸時，一個救世主突然降臨，將劇情推動起來。

“機(jī)械降神”本來是實指，在古希臘劇場中，會使用起重機(jī)將扮演神的演員從高處降落到臺上。同時，劇場里的幕布還可以用機(jī)械的方式來切換，而且還符合透視法的原理。下圖所示的就是機(jī)械降神。

我們可以看到一些機(jī)械的創(chuàng)作和發(fā)明，例如希羅。雖然他并非生活在古希臘時期，但他仍然是希臘文化的產(chǎn)物，他是講希臘語在希臘文化中成長起來的發(fā)明家。希羅在數(shù)學(xué)領(lǐng)域有卓越的工作，如我們在中學(xué)學(xué)習(xí)的海倫公式，實際上就是希羅公式，該公式以他的名字命名。他還有一些理論研究，比如系統(tǒng)總結(jié)了“簡單機(jī)械”的概念。

我重點(diǎn)推薦的是他的許多機(jī)械發(fā)明，例如里程車，類似于中國古代的記里鼓車。還有女仆機(jī)器人，可以自動滑到你身邊，你把酒杯放到她手上，她就能感應(yīng)到給你倒酒，當(dāng)你拿走酒杯時，它會自動劃走。還有自動開門機(jī)，可以使用蒸汽動力將門打開。還有汽轉(zhuǎn)球，算是蒸汽機(jī)的一個原型，通過點(diǎn)燃下方的燃料使水沸騰，然后上方的蒸汽從兩個管子中冒出并推動球旋轉(zhuǎn)。

圖：希羅的發(fā)明

古希臘有一件考古文物，叫做安提基西拉機(jī)械，十分令人驚嘆。目前有人成功復(fù)原了這臺早期計算機(jī)。它能夠在不同歷法間進(jìn)行換算，并推測相應(yīng)日期時太陽、月亮及其他行星的位置，并預(yù)測日月食。比如，它可以將雅典歷法的日期換算為迦太基歷法的日期，并推算當(dāng)天太陽和月亮的位置以及是否有日食或月食等情況。其具體的功能和結(jié)構(gòu)仍在解讀之中，但從留存的殘片可以確定它至少包含30多個齒輪的聯(lián)動運(yùn)作（總共可能上百個）。而這個機(jī)器只比現(xiàn)代的筆記本電腦大一點(diǎn)。

接下來我們來談?wù)劙⒗?。阿拉伯人接收了大量希臘文獻(xiàn)，并主要在阿拉伯世界的黃金時期——阿拔斯王朝——將希臘的科學(xué)技術(shù)發(fā)揚(yáng)光大，主要包括天文學(xué)、數(shù)學(xué)以及機(jī)械技術(shù)等領(lǐng)域的創(chuàng)新。

當(dāng)時的人們觀念先進(jìn)，阿拉伯學(xué)者泰伊卜認(rèn)為，“技術(shù)之所以能發(fā)生、發(fā)展，是由原來的創(chuàng)造者將從前創(chuàng)造的東西傳給了后來人。后繼者批判地研究這些技術(shù)，在可能的情況下加以改進(jìn)和發(fā)展。在這一過程中，技術(shù)日臻完善”，這體現(xiàn)出他是有一種技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新的觀念的。

在阿拉伯世界，機(jī)械學(xué)、工程學(xué)被看作數(shù)學(xué)，與算術(shù)、幾何、天文、音樂并列，工程師和建筑師也享有較高的社會地位。

阿拉伯世界也有一些發(fā)明家，例如，雅扎里寫了一本名為《論精妙的機(jī)械裝置》的書。他宣稱，里面的機(jī)械他是“通過反復(fù)試驗而不是通過理論計算來組裝的”。其中包括一種水力驅(qū)動的自動奏樂器，上面有木偶可以演奏音樂，下面是一個驅(qū)動裝置。還有大象鐘等等。

從希臘到阿拉伯，我想要探討的是這類技術(shù)屬于什么技術(shù)。因為可能之后吳老師也會講，在一般人的理解中，科學(xué)是追求理論、追求自由的，沒有功利目的，而技術(shù)更加功利。的確，實用性是技術(shù)的一種特性。但是，我們前面提到的希羅和阿拉伯人的裝置，比如水力驅(qū)動的演奏音樂的玩偶，它們并不是為了實用目的而存在的。歷史學(xué)家戴克斯特豪斯曾對此評論：“希羅制造出來的只是一些完全多余的玩具，雖然往往比較昂貴，而且總是構(gòu)思巧妙，但都不是為了協(xié)助人的工作……它們都只是一些戲法兒……精巧、瑣屑、乏味、多余。”他還認(rèn)為，當(dāng)時希臘、羅馬和阿拉伯的奴隸制阻礙了技術(shù)的發(fā)展，因為實用的工作都讓奴隸去做了，所以這些貴族和精英人士都不務(wù)正業(yè)，不考慮實用，只顧發(fā)明這些奇技淫巧的東西。

然而，伊斯蘭技術(shù)史的學(xué)者這些活動有更高的評價。哈桑認(rèn)為：“以提供娛樂和美的享受為目的的裝置……如果忽視了以下列舉的4個要素，也許就難以準(zhǔn)確地把握其實質(zhì)?！边@四個要素是：1）出現(xiàn)關(guān)心機(jī)械的有閑階級（這在其他文明和其他時間是很少見的）；2）工程技術(shù)人員的嚴(yán)肅態(tài)度（他們是認(rèn)真地去搞研究，去開發(fā)技術(shù)）；3）包含與現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)密切關(guān)聯(lián)的要素（這些技術(shù)雖然當(dāng)時不適用，但是為現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)奠定了一個高起點(diǎn)）；4）追求理想而不滿足現(xiàn)實（他們要做一些新的理想的東西，而不是滿足于現(xiàn)狀）。

從古希臘到阿拉伯世界，他們已經(jīng)形成了一種獨(dú)特的技術(shù)傳統(tǒng)，即自由的技術(shù)。“自由”不僅僅適用于科學(xué)，技術(shù)也有這樣的層面，這個層面在某種意義上在西方仍然是一個傳統(tǒng)，許多人并不僅僅是為了肉眼可見的明確的實用的目的而開展技術(shù)研究。

我們知道最近有一個案例是ChatGPT。OpenAI一開始是玩DOTA游戲的，他們在游戲中使用人工智能，玩得挺好，引起了微軟的注意。英偉達(dá)早期也是在游戲產(chǎn)業(yè)的推動下發(fā)展起來的。

還有其他的技術(shù)，比如飛機(jī)，也是如此。在萊特兄弟的飛機(jī)成功起飛后，飛機(jī)逐漸成了一個非常有用的工具，但一開始，很多人是出于挑戰(zhàn)自我的心態(tài)，把它當(dāng)成玩具、玩游戲的心態(tài)來發(fā)展的。從開始研發(fā)到最終取得成功的大約100年間，飛機(jī)根本沒有什么實際的價值，但一批又一批的人投身其中，追求刺激和樂趣。

汽車最早也是貴族的一種競速游戲。其實當(dāng)時汽車并不太實用，因為道路并沒有修建好，光擁有汽車的話，還不如使用馬車出行。

類似的例子還有很多。這是我們中國非常需要的一種傳統(tǒng)，對于開發(fā)技術(shù)來說，不一定非得著眼于那些實用的產(chǎn)出。保持一種游戲性的和好玩的心態(tài)，可能是西方技術(shù)史的一個特點(diǎn)。

 

2、從瓦特改良蒸汽機(jī)，看我們對技術(shù)的誤解

而現(xiàn)代技術(shù)逐漸與實用性掛鉤，正是現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)聯(lián)盟的結(jié)果。由于時間有限，我只能浮光掠影地介紹一下技術(shù)史。

我只選取一個案例，就是瓦特，通過介紹瓦特的技術(shù)創(chuàng)新是如何發(fā)生的，來探討技術(shù)的來源。瓦特是當(dāng)代工業(yè)時代的一個標(biāo)志，瓦特時代是西方科學(xué)和技術(shù)是如何聯(lián)盟的呢？

瓦特其實并非蒸汽機(jī)的發(fā)明者。我們之前提到，希羅在其之前已經(jīng)設(shè)計了蒸汽動力裝置，而達(dá)芬奇也設(shè)計了蒸汽加農(nóng)炮。蒸汽機(jī)的直接來源是真空泵，這是蒸汽機(jī)之前關(guān)于真空研究的重要科學(xué)實驗，是蒸汽機(jī)的前身。之后還有其他諸如帕潘的蒸汽活塞、薩弗里的蒸汽抽水機(jī)、鈕可門蒸汽機(jī)等蒸汽機(jī)的前輩。直到1765年，瓦特才完成了蒸汽機(jī)的改良設(shè)計，并在1776年才成功生產(chǎn)。這標(biāo)志著第一次工業(yè)革命的開始。

這個大背景其實是科學(xué)和技術(shù)的融合。

一個重要的背景是真空泵的發(fā)現(xiàn)，揭示了大氣壓的存在。這個發(fā)現(xiàn)是因為水泵技術(shù)的極限。在歐洲文藝復(fù)興時期，意大利城邦國家非常富裕，同時又附庸風(fēng)雅、好大喜功，因此，許多地方都建造了噴泉作為市政廣場的景觀。有時候，噴泉還被雕刻成小孩子撒尿的形象。這種風(fēng)潮促使了大型噴泉的興起，人們爭相建造更大的噴泉，你造了5米高的，我就要造10米高的。1635年，一位公爵想要建造一個10多米高的噴泉，但無論如何都無法把水抽到10米以上。于是他委托大科學(xué)家伽利略，希望他能夠研究出解決方案。當(dāng)時的伽利略年事已高并且已經(jīng)失明，雖然已有部分研究，但尚未完成。伽利略去世后，他的秘書以及遺產(chǎn)整理人托里拆利在整理他的文檔時發(fā)現(xiàn)了這個未完成的研究，于是托里拆利繼續(xù)了這份工作，最終發(fā)現(xiàn)了大氣壓并發(fā)明了水銀氣壓計。

之后到1650年，馬德堡市長蓋里克發(fā)明了真空泵，并于1654年進(jìn)行了聲勢浩大的公眾演示，即我們熟知的馬德堡半球?qū)嶒灐５乙獜?qiáng)調(diào)的是，這些活動當(dāng)時被認(rèn)為是嘩眾取寵、缺乏實用價值的，只是單純?yōu)榱苏故玖苏婵沾髿鈮汉驼婵毡糜卸嗝磪柡Α?/span>

到了1659年，波義耳進(jìn)一步改進(jìn)了真空泵，把馬德堡半球由銅球變成了玻璃球，實現(xiàn)了實驗的可視化。波義耳做了大量的公眾實驗，其中一個典型的實驗是在玻璃球中放置一只小鳥，把球中的空氣抽空后，小鳥死亡，展現(xiàn)了沒有空氣時動物無法生存。然而，這些實驗更多的是作為一種面向公眾的熱門表演藝術(shù)，當(dāng)時很多地方都有這種實驗表演，展示一些新發(fā)明的儀器。

之后有一個人是丹尼斯·帕潘，他本來是惠更斯的秘書，后來接替胡克成為了波義耳的助手。之前提到，在波義耳的許多實驗中，小動物經(jīng)常會死亡，為了處理死亡的動物，1681年丹尼斯·帕潘發(fā)明了軟化骨頭的器具，把死掉的小鳥放進(jìn)去煮一煮，鳥骨就軟化了，更便于處理。這就是最早的高壓鍋。

高壓鍋的發(fā)明，其實主要是為了醫(yī)學(xué)實驗，因為不光是真空泵會死小鳥，其他的各種實驗都會死掉很多的動物，需要更快速地清理骨頭。而在這個發(fā)明中，他獲得了蒸汽機(jī)的靈感，在之后發(fā)明了活塞式蒸汽機(jī)。

我們知道高壓鍋先煮熱再冷卻后，蓋子就拔不開了，因為蒸汽變冷后會形成真空，大氣壓就把蓋子給壓住了。早期的活塞式蒸汽機(jī)就利用了這個原理。蒸汽先充滿容器，冷卻后容器產(chǎn)生“吸力”，其實就是利用大氣壓力推動活塞。

但是帕潘的蒸汽機(jī)是一個實驗室裝置，尚未實用化，第一個實用化的蒸汽機(jī)是1690年薩弗里的蒸汽泵。蒸汽泵實際上并不是真正的蒸汽機(jī)，而是蒸汽氣泵，用于抽水。這個蒸汽泵被命名為“礦工之友”，它并不使用活塞，主要用于從煤礦礦坑中抽水。

薩弗里的蒸汽泵也申請了英國專利。當(dāng)時英國的專利制度剛剛開始成熟，也是在1690年，洛克提出了知識產(chǎn)權(quán)的概念。薩弗里的蒸汽泵獲得專利之后，后面的發(fā)明家必須向其支付專利費(fèi)，比如鈕可門的蒸汽機(jī)就需要向薩弗里支付專利費(fèi)。

然而，蒸汽泵有一些缺點(diǎn)，一是能量損耗很大，因為它需要不停地加熱、冷卻容器；二是它只能抽水，無法將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因此用途單一，主要用于礦井，尤其是煤礦，因為煤礦可以就地取用燃料加熱，而且煤礦也最需要排水。不過它也并沒有被后來的蒸汽機(jī)完全取代，因為它體積較小，可以更靈活地布置。

薩弗里的蒸汽泵可以看作是真空泵的一個衍生物，在進(jìn)行專利演示時，它被描述為一個真空泵的模型。

1712年，鈕可門蒸汽機(jī)推出，其設(shè)計可能綜合了薩弗里的氣缸和帕潘的活塞。蒸汽冷凝后，它不是直接抽水，而是通過抽動活塞，帶動機(jī)械杠桿和機(jī)械臂，從而產(chǎn)生機(jī)械能去做功。它一開始也是用來抽水，但因為它是帶動機(jī)械運(yùn)動的，所以它可以做得很龐大，從很深的地方抽水，突破了10米的限制。

鈕可門蒸汽機(jī)的商業(yè)化已經(jīng)比較成功了，在1733年的時候，大約有125臺蒸汽機(jī)在礦場運(yùn)作。實用版本的紐可門蒸汽機(jī)體積非常龐大，但教學(xué)和實驗場景下會使用縮小的模型。

在我們上小學(xué)時可能就已經(jīng)聽說過瓦特的故事，說他小時候?qū)厣w很好奇，看到水壺不斷跳動，就問奶奶為什么壺蓋會跳動。奶奶說是因為水沸騰了，壺蓋才會跳動；瓦特繼續(xù)問為什么，奶奶答不上來了。此后瓦特經(jīng)常研究這個現(xiàn)象，最終發(fā)明了蒸汽機(jī)。

類似的傳說不僅吸引了小學(xué)生的興趣，也在全球流傳。這個故事最早是由瓦特的兒子傳播出來的，但我們熟悉的版本是不大不可信的。首先，當(dāng)瓦特出生時，他的奶奶已經(jīng)去世了；其次，瓦特出生前早已有蒸汽機(jī)流行，瓦特只是改良者；第三，原理也不對，瓦特并非通過壺蓋發(fā)現(xiàn)了蒸汽的力量，蒸汽機(jī)最早是利用大氣壓力進(jìn)行工作，通過蒸汽冷凝產(chǎn)生真空效應(yīng)，而不是通過蒸汽膨脹頂開壺蓋，早期的蒸汽機(jī)其實是“大氣機(jī)”，原理與壺蓋被頂起正好相反。

而其實我想探討的是，這個故事的流行本身說明了一種科學(xué)觀和技術(shù)觀的問題，我們需要思考為什么會流行這個故事。

首先是因為這個故事是由瓦特的兒子傳播的，同時得到了瓦特的姨媽的驗證。但最早版本的故事并沒有提及頂壺蓋的情節(jié)，而是描述了他觀察壺嘴的情景。此外，出場的角色也并非奶奶，而是姨媽。

這個原始版本可能是可信，但也不一定，因為宣揚(yáng)這一故事可能為了強(qiáng)調(diào)專利優(yōu)先權(quán)。瓦特去世后，小瓦特繼承公司，他們主要為爭奪優(yōu)先權(quán)而打官司，因此，瓦特的兒子講述這個故事可能是為了宣揚(yáng)瓦特的蒸汽機(jī)是完全獨(dú)立發(fā)明的，具有優(yōu)先權(quán)。

這與牛頓講述蘋果砸到頭的故事類似，這個故事也是牛頓自己講的，其背景是牛頓與胡克等人爭奪優(yōu)先權(quán)，他希望表明萬有引力定律是他自己想出來的，與其他人無關(guān)。因此，這個故事也不一定可信。

為什么故事會被改編成現(xiàn)在的樣子？為什么要將姨媽改成奶奶？可能是為了突出一種保守和落后的形象。為什么要改成壺蓋？可能是對瓦特在蒸汽機(jī)上的貢獻(xiàn)有所誤解。原始版本的故事實際上是研究蒸汽冷凝現(xiàn)象，通過在壺嘴上放置勺子，觀察勺子上的冷凝水滴。

當(dāng)然，我們中國人有一種很熟悉的觀點(diǎn)，就是拋開事實不談，“故事雖然是假的，但道理是好的嘛”，我經(jīng)常聽到這樣的辯護(hù)。比如《語文》教案這么解讀：“正是由于他能留心觀察身邊的事物，并認(rèn)真地研究，所以他才能發(fā)明蒸汽機(jī)，也正是因為他的刻苦鉆研，堅持不懈，所以他才能成為世界著名的科學(xué)家?！?/span>

但我是強(qiáng)烈反對這種態(tài)度的。首先，這不符合科學(xué)的原則，你用弄虛作假的態(tài)度，怎么能宣揚(yáng)追求真理的科學(xué)精神呢？

其次，改編故事時如果和歷史真實不一致，那么宣揚(yáng)的道理就未必符合歷史真實，導(dǎo)致中國傳統(tǒng)上對科學(xué)家或發(fā)明家究竟是如何做研究的，產(chǎn)生了普遍的誤解。

編造的瓦特的故事，宣揚(yáng)的是一些什么樣的價值觀或者發(fā)現(xiàn)模式呢？首先，你要學(xué)會觀察自然，比如觀察水壺及身邊的事物。其次，聰明的瓦特需要有靈感，就像牛頓的蘋果一樣，突出靈感的重要性。第三，它強(qiáng)調(diào)科學(xué)家和發(fā)明家通常是特立獨(dú)行的，需要面對世人的不理解。比如像奶奶一樣的保守者不理解創(chuàng)新者的行為，創(chuàng)新者需要與保守者斗爭。第四，它還通過塑造瓦特家庭貧困的背景，強(qiáng)調(diào)了刻苦努力等價值觀。最后，發(fā)明往往被理解為全新的創(chuàng)造，沒有注重發(fā)明有其背景和前提。

但是，在科學(xué)史和技術(shù)史中，我們看到了更多真實且普遍的發(fā)明模式。首先，直接觀察自然只是其中一小部分，更重要的是需要閱讀文獻(xiàn)和進(jìn)行交流。發(fā)明往往不是突發(fā)奇想，而是基于專業(yè)訓(xùn)練和長期積累。

此外，大多數(shù)偉大的科學(xué)家和發(fā)明家并不孤獨(dú)，他們得到了同行的理解和世人的支持。而雖然有些人出身貧苦卻能作出貢獻(xiàn)，但在大多數(shù)情況下，家境優(yōu)渥對科技發(fā)明和創(chuàng)新更有利，因為科技發(fā)明和創(chuàng)造需要物質(zhì)條件。最后，發(fā)明和創(chuàng)新往往不是直接從自然界獲取靈感，而是站在前人的肩膀上前進(jìn)。

因此，我們經(jīng)常需要編寫故事來宣傳和科普，實際上這是源于對實際的科技發(fā)明歷史的誤解或偏見。

瓦特的家庭背景是怎樣的呢？他確實來自一個工匠家庭，但并不貧困。他的父親詹姆斯·瓦特是造船業(yè)的從業(yè)者，同時也是一位船主。為了建造船只，他在家中設(shè)立了一個工坊，專門制作維修遠(yuǎn)洋航行所需的各種儀器。比如說，航海需要使用四分儀和象限儀等一些儀器；此外，還需要計時觀測儀器和比例尺等等。因此，瓦特耳濡目染，在家庭的儀器工坊中接受了大量的手藝教育。

瓦特的祖父是一個很有聲望的人，做過教師，教授數(shù)學(xué)和航海導(dǎo)航，后來成為一個類似市政官的地方官員，所以瓦特算得上是官三代、富二代。他的母親是書香門第，家世也很顯赫，瓦特的文化教育大多是母親提供的。瓦特確實從小體弱多病，他的好幾個哥哥姐姐都夭折了，所以瓦特沒有去學(xué)校學(xué)習(xí)，而是在他母親的娘家完成了啟蒙教育。這也是為什么之前的故事流傳的是他姨媽。他在母親娘家得到了良好的教育，年齡大一點(diǎn)后才被送進(jìn)學(xué)校接受教育。

到了18歲時，瓦特的家境發(fā)生了轉(zhuǎn)折，他的母親去世，父親的經(jīng)營和健康也都出現(xiàn)了問題。所以瓦特決定要開始獨(dú)當(dāng)一面，去謀生了。于是瓦特前往倫敦學(xué)習(xí)儀器修理，同時找工作。但由于他是半路出家，之前沒有在倫敦做過學(xué)徒，因此找不到工作，不得不返回家鄉(xiāng)——格拉斯哥附近的一個小村鎮(zhèn)。

正好他得到了貴人提攜，有機(jī)會去幫助格拉斯哥大學(xué)修復(fù)一批天文儀器。這批儀器是捐贈給格拉斯哥大學(xué)的，其中許多已經(jīng)損壞。格拉斯哥大學(xué)當(dāng)時沒有修復(fù)這些儀器的能力，于是考慮將其送到遠(yuǎn)方的倫敦進(jìn)行修復(fù)。由于瓦特家在當(dāng)?shù)赜幸欢ǖ穆曌u(yù)，有人推薦他來修復(fù)儀器，這樣就不必再去倫敦找專家了。

一些教授們推薦瓦特去修復(fù)這些儀器，而瓦特很爭氣，成功修復(fù)了它們。推薦者中包括經(jīng)濟(jì)學(xué)家亞當(dāng)·斯密和化學(xué)家布萊克。他們對瓦特的修復(fù)工作評價極高，并表示以后還會有更多儀器需要修復(fù)，希望他能留在格拉斯哥大學(xué)工作。于是，瓦特在格拉斯哥大學(xué)開設(shè)了一個儀器維修工坊，擔(dān)任儀器修理員。

在格拉斯哥大學(xué)的日子里，瓦特并不孤單，他交了很多朋友。舉個例子，他在大學(xué)期間和父親保持通信，父親經(jīng)常寄一些維修工具給他，因為家里是工坊，有許多維修工具，而父親認(rèn)為瓦特做維修員肯定需要工具。但瓦特告訴父親，“不要再寄工具了……六個中國下午茶茶杯，一個石制茶壺，一個不要太小的糖盒和一個便盆，越快越好”。茶壺和茶具主要用于款待客人，由此可見，瓦特一到格拉斯哥大學(xué)就廣交朋友，之后他也成為了大學(xué)中的一個小小的討論核心。他的朋友羅比森評論說：“在我們這個小地方，凡是在科學(xué)上有突出愛好的年輕人都是瓦特先生的熟人。他的客廳是這類活動的聚集地——每當(dāng)我們遇到什么難題，我們就去找瓦特先生……”

瓦特還具有商業(yè)頭腦，他在大學(xué)期間與伙伴克雷格合伙經(jīng)營樂器和玩具店，直到克雷格去世，瓦特才放棄了這個事業(yè)。

在與布萊特和羅比森等大學(xué)師友的交流中，瓦特逐漸對蒸汽機(jī)及相關(guān)問題產(chǎn)生了興趣。因此，當(dāng)面臨修理任務(wù)時，他才能夠有的放矢。

1763年瓦特接到了維修鈕可門蒸汽機(jī)教學(xué)模型的任務(wù)，該教學(xué)模型是縮小版的，汽缸表面積相對體積的比例更大，因此熱損耗更加顯著。瓦特發(fā)現(xiàn)這臺機(jī)器效率不高，開始思考如何改進(jìn)它。

在研究蒸汽機(jī)時，瓦特確實使用到了水壺，他在手稿中就畫了一個水壺。他用水壺進(jìn)行了水蒸汽冷凝實驗，目的是研究水蒸氣凝結(jié)現(xiàn)象。需要注意的是，當(dāng)時瓦特和他的導(dǎo)師布萊克都錯誤地將“熱”理解為物質(zhì)，不知道“熱”其實是能量，他們以為蒸汽是水和熱的化合，冷凝則是分解過程。因此，瓦特在化學(xué)范疇內(nèi)將熱視為一種物質(zhì)，將蒸汽視為一種化合物來研究水蒸氣現(xiàn)象。盡管從現(xiàn)在的角度來看，這種科學(xué)觀點(diǎn)并不正確，但這種科學(xué)興趣激發(fā)了他的研究熱情。他的實驗手稿中的理論和數(shù)據(jù)都是錯誤的，但這些實驗是有效的，確實啟發(fā)瓦特得出了實際的改良方案。第一個改良方案是增加了一個獨(dú)立的冷凝器，這極大提高了熱效率。

然而，只有這個發(fā)明還不夠。真正重要的是進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。

瓦特在1765年做出了一個關(guān)鍵的突破，即發(fā)明了獨(dú)立冷凝器，并在1769年獲得了專利。然而，由于活塞和氣缸的加工工藝不完善，早期的投產(chǎn)沒有成功，合伙人羅巴克破產(chǎn)了。瓦特的專利最終轉(zhuǎn)讓給了當(dāng)時的債主博爾頓。

本來瓦特的專利將于1775年到期，但博爾頓游說議會，把專利延期到了1800年，并與瓦特合伙成立了Boulton＆Watt公司。瓦特在博爾頓支持下進(jìn)一步改良蒸汽機(jī)，在引入先進(jìn)的制造技術(shù)后，蒸汽機(jī)成功投產(chǎn)。

博爾頓還引入了一種現(xiàn)在看來也是比較先進(jìn)的銷售策略，即免費(fèi)提供改裝服務(wù)。由于當(dāng)時許多礦場已經(jīng)在使用紐可門蒸汽機(jī)了，這些人不可能再購買瓦特的蒸汽機(jī)，畢竟也不知道其效果如何。因此，博爾頓的策略是提供免費(fèi)改裝，即在現(xiàn)有的蒸汽機(jī)中加裝獨(dú)立的冷凝器，并根據(jù)節(jié)省的燃料抽成。這種銷售策略幫助瓦特的蒸汽機(jī)打開了市場。

因此，博爾頓在瓦特蒸汽機(jī)的歷史中扮演著重要的角色。他是一個企業(yè)家，最初通過制造小玩具（小金器）發(fā)家。同時，他非常熱愛科學(xué)，并主持了一個著名的科學(xué)社團(tuán)——月光社。

月光社在滿月時聚會，最初的成員包括老達(dá)爾文（達(dá)爾文的祖父，作家，博物學(xué)家）和博爾頓本人；鐘表和儀器制造商維特赫斯特等名人也經(jīng)常參與他們的活動，這些名人還包括了美國國父富蘭克林；月光社的社員還包括醫(yī)生威廉·斯莫爾、瓷器大亨韋奇伍德、機(jī)械發(fā)明家埃奇沃思、廢奴主義作家托馬斯·戴、化學(xué)家普里斯特利、藥學(xué)家斯多克斯等不同領(lǐng)域的人士。后來瓦特在羅比森和斯莫爾等朋友的介紹下加入了月光社，成為月光社后期的主要人物。

博爾頓是月光社的核心人物，在他去世后，月光社基本停滯不前。斯莫爾也一度是一個非常重要的人物，但是他英年早逝。

月光社的成員之間保持著良好的聯(lián)系，瓦特經(jīng)常與斯莫爾通信和交流。

典型的月光社活動，據(jù)記錄，“這群人經(jīng)常聚在一起。1768年7月，瓦特的朋友羅賓遜（羅比森）經(jīng)過利奇菲爾德時，他‘被達(dá)爾文醫(yī)生毫不做作的文靜和謙恭迷住了’，他發(fā)現(xiàn)斯莫爾也在那兒，還有‘非常熱情的朋友博爾頓先生’。這些聚會既為了工作也為了娛樂，隨著時間的流逝，他們試著在兩點(diǎn)用餐，通常計劃至少待到八點(diǎn)。酒喝得很多，餐桌上擺滿了魚、閹雞、切達(dá)干酪、斯提爾頓干酪、餡餅和奶油葡萄酒。用餐時，妻子們偶爾會加入這些男人，孩子們進(jìn)進(jìn)出出。但是當(dāng)餐桌清理干凈后，他們就會擺出儀器、平面圖、模型、礦物和發(fā)動機(jī)。在屋子或車間，他們能一直談到晚上……甚至持續(xù)到第二天。（經(jīng)常在達(dá)爾文家過夜）”。

瓦特加入月光社后，得到了博爾頓和達(dá)爾文等老社員的高度賞識。在小型聚會中，瓦特已經(jīng)向大家展示了他的改良方案。大家不僅嚴(yán)守秘密，也給予瓦特有益的意見。這些建議非常中肯，比如達(dá)爾文的意見是，盡管你的理想很好，但在執(zhí)行上可能會遇到困難，達(dá)爾文對瓦特說：“親愛的朋友，我一直嚴(yán)守你的蒸汽改進(jìn)計劃的秘密。但是我開始看到一些執(zhí)行上的困難。希望上帝能讓我們在一起度過一個星期，帶上瓦特太太——一個星期！——一個月，一整年?！睂嶋H上他也說準(zhǔn)了。

博爾頓也非常熱情地招攬瓦特。博爾頓這個人是這樣的，1769年在瓦特仍與羅巴克合作時，博爾頓也被他們盛邀入伙，但是博爾頓希望和瓦特單獨(dú)合作，并未加入他們的計劃，而是給他們投了一點(diǎn)錢，他對瓦特表示，“我之所以愿意幫助你，有兩個動機(jī)，一個是對您的喜愛，另一個是對能賺錢的精巧的項目的喜愛”。博爾頓沒給很多錢，為的就是等他們破產(chǎn)后接手，和瓦特合作把事業(yè)搞大。他認(rèn)為瓦特的格局太小了，“只為三個郡而建廠不值得。但是，我發(fā)現(xiàn)我值得為整個世界付出努力”。

瓦特在一開始失敗后，一度心灰意冷想要去俄國，博爾頓也非常關(guān)心地勸告瓦特：“你要去俄國這件事讓我大吃一驚，……你身體不健康，長途旅行或航行有危險。我失去了你的安慰，使我有點(diǎn)不舒服。不過，我希望盡我所能幫助你，給你出主意，而不考慮自己?！?/span>

月光社總結(jié)出一些選人的標(biāo)準(zhǔn)：1)商人或者專業(yè)人士,他們具有相同的平等的社會地位。2)盡管沒有一門科學(xué)能夠使他們都感興趣, 但他們的興趣是非常廣泛的,而且通常都存在重疊。3)他們通常都會極端地重視知識的實際應(yīng)用??并且他們在解決個人和商業(yè)問題的過程中相互合作, 在解決科學(xué)和技術(shù)的問題時也是同樣。4)毫無疑問, 成員中沒有人的主要利益位于英格蘭中部地區(qū), 如果有人生活在不方便到達(dá)伯明翰的區(qū)域之內(nèi), 那么將不會被接受之外為一名成員。

蒸汽機(jī)的成功，在很大程度上得益于月光社的影響。一是博爾頓引入最好的工匠生產(chǎn)蒸汽機(jī)；二是生產(chǎn)汽缸的鏜床由威爾金森在1775年改良，威爾金森是月光社成員普利斯特利的姐夫；三是用以計量燃煤消耗以收取提成的儀表最早由月光社成員維特赫斯特開發(fā)。

我之所以介紹月光社，是因為我覺得像我們這樣的會議，就有一點(diǎn)月光社的味道。各行業(yè)的人，包括企業(yè)家、發(fā)明家和投資家一起交流，我認(rèn)為這種精神非常重要。

總之，瓦特處在科學(xué)和技術(shù)相融合的時代背景下，他的發(fā)明中科學(xué)和技術(shù)的融合方式，和現(xiàn)在是不同的?，F(xiàn)在主要是在一些很具體的科學(xué)理論的指導(dǎo)下進(jìn)行技術(shù)發(fā)明，而正如我們之前提到的，瓦特對“熱”的認(rèn)識是錯誤的，他是用一個錯誤的理論在指導(dǎo)他的實驗研究。

但這并不重要，對于這個事情而言，重要的不是科學(xué)理論本身，而是它集中體現(xiàn)了科學(xué)革命之后的新興科學(xué)文化對發(fā)明的影響，包括科學(xué)儀器產(chǎn)業(yè)的興起、工匠地位的提升、自由開放的科學(xué)社團(tuán)的興起、化學(xué)的興起，以及重視數(shù)學(xué)和實驗等等，這些都在瓦特改良蒸汽機(jī)的過程中顯現(xiàn)。

瓦特是“改良者”這一點(diǎn)恰恰令瓦特更適合作為工業(yè)革命的標(biāo)志，瓦特不僅改良了蒸汽機(jī)，更改良了“改良”本身，從關(guān)注功能定性改良到關(guān)注效率的定量改良，這本身就是一個劃時代的新做法。

綜上，我們通過舉瓦特的例子，講述了一個工業(yè)革命時期的創(chuàng)新者的背景故事，里面的很多元素，包括銷售策略和組織社團(tuán)等等，都是不過時的。