第三章：近代技术的兴起
第一节近代第一次技术革命
近代科学技术一经兴起，人们就从大宇宙(天文学)和小宇宙(人体生理学)两个领域发起了震撼人类思想的第一次科学革命。随之又爆发了以近代技术体系形成为标志的第一次技术革命，西方工业文明时代从此拉开了序幕。从社会文化史的角度讲，正是从这时起，科学文化才作为人类亚文化体系，从人类混合文化的母体中脱胎而出，并逐步成长为由器物层次、制度层次、价值观层次和行为规范层次构成的现代科技文化。
1.1 近代第一次技术革命兴起的原因
一、资本主义生产方式逐步形成
恩格斯曾经指出：“在中世纪的黑夜之后，科学以意想不到的力量一下子重新兴起，并且以神奇的速度发展起来，那么，我们要再次把这个奇迹归功于生产。”从科学社会史的角度讲，正是近代资本主义的兴起作为重要的社会动因，促进了近代自然科学的诞生。在欧洲中世纪末期，特别是从14世纪开始，由市民等级创立的工业生产和商业获得了高度的发展。一方面，是生产更加完备，规模更加扩大。尤其是工场手工业已脱离庄园经济而相对独立，如纺织、磨坊、染色、冶金、玻璃制造、眼镜磨制、酿造业，以及印刷和造纸等行业都独立出来，从而代替了家庭手工业的生产方式；另一方面，在技术上也有很大进步。生产工具的改革引起了对动力和传统机械的变革的需要，如中世纪用于带动水磨的水轮此时已作为发动机而用听：抽水、鼓风、运送矿石和捣碎破布等工作。风车此时也成了缺水地区的主要动力机械。
在技术上，中国、印度、波斯等国东方发明的输入对欧洲的技术改革具有重要意义，造纸和印刷术尽管最初被用于宗教文献的印刷上，但不久就变成了传播新思想和“科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆”。火药与铸铁技术结合而产生的火炮与火器在战争中的使用预告了资本主义社会的到来。而与指南针用于航海相联系的则是这个时期的地理大发现。尽管资产阶级的冒险家、探险家们一次又一次地成立船队进行远航以致环球旅行带布征服与掠夺的目的。但从此使人们真正认识了地球；特别是如现代物理学家劳厄所说，“我们必须把15世纪末的伟大的航海发现，首先是哥伦布在1492年发现美洲作为新的研究精神的第一个标志”。从这个意义上说。冒险、开拓、探索是彼此相通的。同时，航海对数学、天文学、力学、气象学、地理学以及造船技术的发展起到直接推动作用。
工场手工业的出现产生了资本主义的生产方式，“地理大发现”为资本主义生产方式的发展开辟了道路。15世纪末的欧洲社会已经为近代自然科学的兴起提供了社会生产条件和经济条件。
二、欧洲文艺复兴运动
近代科学技术产生于欧洲文艺复兴运动的全盛时期。始于15世纪的“文艺复兴”，首先兴起于意大利，然后扩展到德国、英国、法国、西班牙和整个尼德兰半岛。1453年，一批古罗马著作的手抄本在拜占廷覆灭的废墟中发现并被带到了意大利。不久在意大利的古罗马的废墟中又挖掘出许多古代雕像。与中世纪文化相比，古代希腊罗马文化光彩夺目、令人神往，新兴资产阶级从此找到了反对封建统治的思想武器。所谓文艺复兴，并不是要复活后中世纪被宗教化的古希腊学说。而是借“复兴”古代希腊文学艺术之名“复活”即再现在古代希腊自由天地中生存过的人。如这个时期文学艺术的代表作之一《十日谈》，在对禁欲主义的挑战中已经暗示了早期的人文主义者对古代社会的看法。
这次以复兴古代文化为旗号的反对经院哲学和宗教神学的资产阶级思想文化运动，其中心的思想主张是人文主义，即资产阶级人道主义与人性论。它用以人为中心的资产阶级思想来反对和取代以神为中心的封建阶级意识形态。人文主义主张保护个人权利和人格，提倡解放人的精神力量，并提倡创立符合现代生活要求的哲学、文化和科学，它把人们的兴趣从天国拉回到“尘世”，从对来世的企盼转向对今生现实幸福的追求；与此相关，使学者们从“一个针尖上可以站多少个天使”之类的繁琐哲学式的争论而转向对现实世界(首先是自然界)的认识和改造。人道主义提倡关怀人、尊重人、以人为中心的世界观，它的核心是提倡人的个性解放。这种世界观认为人世间的幸福高于一切，它反对宗教的禁欲主义。在人文主义的代表作莎士比亚的《王子复仇记》(即《哈姆·雷特》)中，有一句台词说道：“人的理智多么高贵，人的活动多么像天使，人的洞察力宛若神明。人是完善的美，是动物中最高的典型……”，这是对人道主义的艺术表达。
由于各国社会和历史条件的不同，文艺复兴运动在各国都有不同的表现和特征。在意大利，诗歌、绘画、雕刻、建筑、音乐方面的成就突出。如诗人但丁、彼特拉克，作家薄伽丘，以及画家乔托、波提切利、列奥纳多·达·芬奇、拉斐尔、提香，建筑师伯鲁涅列斯基等都是其代表人物。在法国，自由思想和怀疑思想得到发展，其代表人物有散文家蒙和小说家拉伯雷等。在英国，诗歌和戏剧达到空前的繁荣，主要代表为莎士比亚；《乌托邦》的作者莫尔，也是英国人文主义的代表。上述这些代表人物一般有两个特点：第一，大多是百科全书式的人物，没有学科上过细的分工，如达·芬奇是大画家、数学家、力学家、工程师，在物理上也有一些发现。第二，他们几乎全都处在时代运动中，即在实践中活动和生活，站在人文主义思想革命运动的前列，并且用刀和笔来战斗，而不是关在书斋里。因此恩格斯在《自然辩证法》导言中说：“这些为近代资产阶级统治打下基础的人物，决不受资产阶级的局限。
三、马丁·路德
新兴资产阶级反对封建统治的思想文化运动的另一表现是宗教改革。它在德国最突出，这与德国人对圣经的研究密切相关。文艺复兴之所以同宗教改革发生必然联系，一方面是由于中世纪意识形态的各种形式(如哲学、法学等)统统被合并到宗教神学之中，成为其中的门类和科目，因此文艺复兴时代意识形态的变革必然从宗教内部开始；另一方面，新兴资产阶级反对封建统治要披上宗教的外衣，是因为他们还需要宗教，不会彻底取消宗教，只是要求宗教必须适应本阶级的需要。
在宗教内部较早地打起改革的旗号的是德国的马丁·路德，而且其影响很大。此外还有法国的加尔文教派，以及比马丁·路德稍早些的捷克的胡斯。但是以马丁·路德为最著名，他于1517年颁布了《九十五条论纲》。这些教派的共同特点是：第一，反对“教皇代表上帝”，从而否定了教皇至高无上的绝对权威地位及随之而来的种种特权。第二，反对教阶制(即教会内部繁琐的等级制度)，以及教会对土地的大量占有。第三，主张成立新教，独立于罗马教会而存在。马丁·路德指挥过烧教会、烧圣经，还当众烧毁教皇的“教谕”。
宗教改革是从宗教内部开始的，但它的内容却反映了新兴资产阶级的利益。马丁·路德提出建立廉价教会，反对宗教宣扬的禁欲主义，认为它违反人性。他针锋相对地提出：获得并保护财产，是基督教的本分。加尔文教派还指出，资产阶级发展工商业是神意，快快发财是神恩的表现，发财快的人是“特选子民”。他还要求建立民主教会。当然，在某些方面，他们的口号和行动有矛盾，如加尔文教派的新教曾杀害了即将发现血液循环的塞尔维特。但从某些方面看，宗教改革的社会内容是反映了资产：阶级利益的，它确实是资产阶级思想文化运动的组成部分。
四、基督教文化背景
尽管中世纪基督教严重摧残过占代希腊罗马的自然认识成果．并束缚过人们的思想，但它作为—种文化，毕竟包含着对于对象的认识因素，因此与科学认识活动有相通之处。更何况自13世纪中期以后宗教开禁了亚里士多德和托勒密等人的著作，特别是基督教哲学经过托·阿奎那的改造，引进了大量科学知识。以此作为论证其教义的支柱，这就为近代科学从基督教文化中萌生提供了可能。
首先，基督教自然观一反古代物活论的自然观，把神（上帝）、人、和自然按不同等级截然分开，认为自然是—个“不分灵犀”的独立的第三者。是纯粹的外物，是人从外部进行实验操作并使之“招供”的对象，这无疑为“自然”从神的统治下走向独立奠定了基础。特别应当指出的是，在中世纪随着基督教的兴起，自然哲学在神学的控制下完成了从“万物有灵论”向“上帝创世说”的前提转换。根据这一前提，至高无上的上帝是自然界的创造者和立法者，上帝据以作为创造世界的模型和管理世界的准则的这个“法”就是宇宙万物必须服从的“自然法”；而在文艺复兴时期，“自然法”概念与自古希腊毕达哥拉斯、柏拉图以来形成的数学理性主义自然观一旦结合，便产生了近代科学中“自然规律”的概念。
其次，基督教的苦行主义尽管用严厉而繁杂的仪式和行为规范扼杀人性和抑制人的情欲，但在客观上却开发了精华人物的意识功能和理性思维能力，这是后中世纪汲取古典遗产、从事自然研究的前提之一。这是纵欲主义和金钱拜物教所难以产生的作用。同时，基督教把从事手工劳动作为接近上帝的精神生活的组成部分，很多修道士都习惯于伐木、制鞋、木匠等工作，这无疑促进了脑力劳动与体力劳动的结合，为培养实验科学和技术创新所必需的实践能力创造了条件。基督教不仅给劳动以尊严，而且在《圣经》的典故上写着上帝的养父约瑟夫是个铁匠，阿坡斯特尔斯的君主是渔夫。这种在教义上有意提高工匠地位的做法有利于人们从心理上填补工匠和学者之间长期存在的鸿沟，从而使思辨的哲学传统同操作的实验传统在一定条件下的逐渐汇合成为可盲目。
五、知识前提
近代科学的产生，就知识背景而言是自然知识的积累与进化为科学理论的产生准备条件。从古代和中世纪流传下来的自然知识大体上分别隶属于两种很少联系、甚至长期对立的传统—一—工艺传统和学者传统。
以工匠为代表的工艺技术传统(即经验传统)在中世纪并没有中断，包括手工业者、航海者、玻璃制造工匠、矿工、冶金工匠在内的劳动者，特别是其中的能工巧匠在劳动实践中积累了各种有益的知识和技能。比如在6世纪欧洲农业耕作中得以普及的用轮子控制犁田深度的新式犁，就是简单机械滑轮的胚胎。又如，为节省人力而用于水磨以及水力鼓风机上的水轮，以及随后产生的西方的风车，标志着用自然力(水能、风能)代替人力和畜力的开端。另外，首先在农业上、然后在军事上发挥巨大作用的马掌和马镫的使用，不仅提高了马匹的效能，也为力学研究提供了素材。从13世纪出现的笨重的机械时钟到16世纪纽伦堡造出的怀表，不仅是中世纪晚期工匠的代表性杰作，而且为工场手业时代的到来提供了最完整的技术基础。
相对工艺技术传统长期占据主导地位的学者传统，从10世纪以后主要在相继建立的大学中得到发展。据统计，到14世纪末欧洲已有大学65所，初步形成了—套大学教育制度。大学是市民阶级的思想文化阵地，并常常表现出对教会的反叛，因此受到教会的严格控制，但它仍然承担了保存和传播世俗的科学知识的任务。相当一批大学里的学者如杰勒德(Gerard Of Cremona)、格罗塞特(Robert Grosseteste，1175一1253)、罗杰尔·墙根等在把阿拉伯文的希腊科学著作泽成拉寸—文的翻译运动中发挥了骨于作用。
在整个中世纪，-述两种传统对自然及其作用的认识还是分开的，很少联系，正如16世纪一位学者巴蒂斯蒂·波尔塔(1538一1615)所指出的，学者循着“探索着但不进行制造”的道路前进，而实践家(工匠)则循着“制造着但不探索”的另一条道路前进。而由于文艺复兴运动前夕一些自然哲学家所倡导的实验风气，特别是由于文艺复兴运动的冲击以及资本主义生产方式的萌芽和初步发展，为两种传统的结合，为经验的自然知识全面、系统地转化为理论分析和概念批判的对象提供了条件。
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2 近代第一次技术革命的孕育阶段
第一次技术革命和产业革命发端于英国，决不是偶然的，这是当时英国社会经济发展的必然结果。从世界历史看，封建主义解体和资本主义生产关系的形成最早发生在西欧。欧洲大陆很早就出现了资本主义萌芽，但由于连绵不断的宗教战争，缺乏一个和平稳定的发展环境。而远离欧洲大陆的英国，几乎没有受到战乱的影响。英国资产阶级和新贵族在1688年成立了英国皇家学会，还专设奖金，直接刺激和推动了技术革新和技术革命。所有这些，使英国得天独厚地成了技术革命和产业革命的发源地。
这场革命大体经历了三个阶段：第一阶段是以纺织机械的发明为代表的工作机的革命；第二阶段是以蒸汽机的发明和革新为代表的动力革命；第三阶段是以机器制造业的建立为代表，奠定了近代机械化大生产的基础。与之相适应的钢铁冶炼技术和交通运输业的发展，确立了以蒸汽动力技术为主导的工业技术体系，开创了“蒸汽时代”，使资本主义生产体制得以确立。
一、技术革命的发展过程
“工业革命首先涉及到的是机器上进行工作的那一部分。动力在这里一开始还是人本身。”（《马克思恩格斯全集》第47卷，第414页。）英国的棉织技术比毛织业落后得多。1733年，兰开夏的技工兼织布工约翰·凯伊发明了飞梭。由于织布速度加快，使棉纱供不应求。1735年，发明家约翰·怀亚特和刘易斯·鲍尔发明了利用快速旋转的纺筒与纺锤相配合的纺纱机。1765年木匠兼织布工哈格里夫斯发明了“珍妮”机——多轴纺纱机。随后出现了用水力推动的阿克莱特环绽精纺机。1785年工匠克隆普顿综合珍妮机和水力机的优点，发明了称作螺机（走锭精纺织机）的纺纱机，可以同时转动三百到四百个纱锭，初步完成了纺纱机的革新，极大地提高了生产效率。
“随着纺纱部门的革命，必然会发生整个工业的革命。”（《马克思恩格斯全集》第1卷，671页。）纺纱机的进步和织布业的相对落后又引起了新的不平衡。1785年由牧师卡特莱特发明了用水车带动的自动织布机，并于1804年经拉德克利夫和赫拉克斯进一步改革，用钢结构取代木结构之后，纺织业的改革才基本完成。纺织业的机械化引起了技术的一系列连锁反应，净棉机、梳棉机、漂白机先后被发明出来，而且很快影响到毛纺、化工、染料、冶金、采煤、机械制造等各部门，出现了机械化的浪潮。随着工作机的技术革新，要求为它们提供强大而方便的动力，从而引起了动力上的革命。
蒸汽机最初是为了满足矿井抽水的需要，由法国物理学家巴本于1689年左右设计的。这种蒸汽机仅有汽缸和活塞，实质上是利用蒸汽冷凝造成真空，借助大气压力而抽水的大气压蒸汽抽水机，很难实际使用。1698年英国陆军军官托马斯·塞维利发明了一种叫做“矿山之友”的可以实际使用的蒸汽抽水机，并经过锁匠纽可门等人的进一步改革之后，才开始广泛应用于矿山抽水。对蒸汽机进行划时代改革的是瓦特，由于他的努力，使蒸汽机成为一种万能的动力机械。1763年他在修理纽可门蒸汽机时，运用了物理学家布莱克关于“潜热”、“比热”的理论，找到了纽可门蒸汽机效率低的原因是由于有大约五分之四的蒸汽消耗在重新加热汽缸上。1765年他制成了将冷凝器单独设置的蒸汽机模型，使热效率提高了四倍，并于1769年获得了专利。“瓦特的伟大天才表现在1784年4月他所取得的专利说明书中，他没有把自己的蒸汽机说成是一种用于特殊目地的发明，而把它说成是大工业普遍应用的发动机”。（《马克思恩格斯全集》第23卷，人民出版社，1972年，第415页。）1800年，英国已经拥有了三百二十一台蒸汽机。蒸汽机的发明和应用，引起技术发展的根本性变革。它使社会生产的技术基础出现了质的飞跃，完成了人类基本生产手段由工具向机器的转变。
三、近代第一次技术革命的特点和意义
首先，方法论上的革新。从古希腊到中世纪，人类认识自然的主要方法是靠“天才的自然哲学的直觉”以及随后产生的三段论。凭借直觉方法，希腊哲学家不仅把自然界万物的变化看成一种循环，而且提出很多在整体上似有道理、而在细节上往往流于荒谬的假设，如毕达哥拉斯的“中央火团”、阿那克西曼德的“人起源于鱼”、亚里士多德的物理学等等。而凭借亚里士多德的三段论，人们试图从直觉到的不证自明的公理出发演绎出古代的知识体系。
中世纪基督教使人的理性为信仰服务，并把人的兴趣从世俗引向天国，神学家们运用三段论寻求关于“上帝存在”的各种证明或者去探讨“一个针尖上可以站多少小天使”之类的问题。经院哲学研究问题方法，特别是迷信权威和教条的态度抑制了人们探索自然的兴趣。尽管其烦琐论证对完善理论争辩艺术有重要贡献，但它对于自然科学来说毕竟是不育的。
文艺复兴以来，作为科学方法论变革的重要特征，乃是经验方法在认识自然和建立知识体系中的地位变化。而这种经验论的方法论萌芽的代表人物是中世纪末期唯名论哲学家格罗塞特和罗吉尔·培根。在此之前，邓斯·司各脱和威廉·奥卡姆由于把神学以外的课题划为理性王国的范围，而为古典学术在不违背教义的前提下获得独立创造了精神条件。此外，14世纪人文主义者彼特拉克(petrarch)等人在他们的著名诗歌中所表达的崭新的对自然的热爱，无疑大大推动了新的观 察和研究自然的方法的进步。
不过，对自然事物研究方法的真正变革始于15世纪下半叶其代表人物是天文学家哥白尼和生理学家维萨里。他们用精心而系统的观察或实验结果否定了被中世纪基督教奉为权威的错误学说或教条。由此使自然科学从神学和经院哲学的思辨传统中独立出来。到了17世 纪，在对亚里士多德三段论进行深刻批判的同时，自然科学研究才逐步形成了以排除一归纳法、直观一演绎法和实验一数学法为代表的一整套面对自然的新方法。
其次，科学发展与实际应用的结合。近代早期科学革命的又一特点，是科学发展同实际应用领域的紧密结合。这在自然科学处于经验水平时期是必然的。正如恩格斯所说，欧洲新兴资产阶级为了壮大自己的力量，迫切“需要有探察自然物体的物理特性和自然力的活动方式的科学”。
国际贸易和远洋探险事业的发展，使得对航海术提出大量的实际问题迫切需要科学去解决。15世纪初，葡萄牙的航海家已达西非海岸。1420年前后由一位亲王“航海家”亨利支持建立的航海研究所和天文台，发现托勒密地理学著作中绘制的非洲地图与实际极为不符，于是包括德国和意大利数学家、地理学家在内的地图绘制者从15世纪50年代起开始了海陆探测并绘制航海图，于1474年绘制了由西方环绕地球的航线。由此而引起葡萄牙人的“科学航海运动”，并在16世纪开始取得积极成果。此外，西班牙人哥伦布在航抵西印度群岛的过程中也绘制了海洋图。过了—个世纪，于1569年荷兰地理学家麦卡托(Mercator，1512一1594)根据自己发明的投射法绘制了可供航海家用的世界地图《根据航海资料修正描绘的新的和不断扩展的世界》。为了更精确地测定经纬度，15、16世纪在法国南部、意大利南部和荷兰有不少人利用对某些天象的观测结果来修汀历法和编订航海历书资料。此外，荷兰的佛兰芒人在罗盘的研制中还修正了磁针北极，与地球北极之间的偏离。
令人深思的是，在地理大发现和地理探索上跑在最前面的葡萄牙人和西班牙人很少利用和发展科学以解决航海中的问题，特别是由于他们排斥发明家和工匠，尤其是排斥犹太人，使他们的工业和商业不久就衰退了。而其他国家，特别是英国和法国却因地理大发现而在工艺和商业上得到好处。特别是英国采取了吸引外国科学家和工匠的政策，所以很快首先形成了实用科学传统，接着又形成了基础科学传统。如英国商人对提倡数学研究特别关心，主要是为解决有关航海术以及圈地运动中产生的测量问题。
在实用科学发展中，印刷术发挥了不可低估的作用，16世纪下半叶至17世纪上半叶很多优秀工匠与发明家的设汁与发明都以手册等出版物形式出现。这些出版物的作者努力把他们发明的新机器建立在达·芬奇、斯台文和伽利略等人创立的新力学基础上。
尽管16、17世纪除了航海术和弹道学之外基础科学的发展尚未达到为技术提供强有力的支持的程度，但工程师的众多发明毕竟使科学家受到激励。科学家以及大学(如苏格兰某些大学)均对技术过程的研究表现出兴趣。这正是下一世纪技术发明专利大量涌现的原因。
第三，科学社会建制的萌芽。文艺复兴时代的科学家都是单独工作，或几个志同道合者偶尔在某—大学或某一王候的宫廷中相遇而共同合作，而在大多数情况下主要是借助信函互通研究进展等信息科学家之间的通信或偶尔合作，均以意大利为领先。其主要原因是有一个时期在欧洲只有意大利大学的经院倾向和反科学倾向不那么明显，其中以帕多瓦大学及波伦尼亚大学为典型代表。16世纪到17世纪初叶的大科学家与大发明家全是意大利人或由意大利此类大学里培养出的人。
在意大利的那不勒斯16世纪50年代出现了最早的科学社团——自然奥秘协会，但不久就以“私搞巫术”罪名被查封了。1601年在罗马建立了第一所科学研究院——猞猁学院。该学院有32名院士，包括伽利略和前自然奥秘协会会长包尔塔(Baptista Porta，1538——1615)在内。1630年因赞助人凯西公爵的逝世，学院也完结了。这两个科学社团的出现，称得上是近代科学史上科学社会建制的萌芽。
