作者：劉鈍（清華大學科學史係教授）

　　本文所講的“大曆史”，專(zhuan) 指長時段的人類文明史，而非眼下在西方學術界頗為(wei) 流行、包括宇宙萬(wan) 物在內(nei) 的big history，它關(guan) 注的重點是人類的活動而非自然的演化。人與(yu) 其他動物的主要區別是能夠製造工具，一部人類製造與(yu) 改進工具的曆史就是一部技術演化的曆史。

　　從(cong) 大曆史的角度來看，人類技術的演化可以分成四個(ge) 階段。第一階段是新石器時代，時間大約是距今1萬(wan) 年至5000年之間；第二階段是機械時代，起始時間距今7000年至5000年不等，截止時間在18世紀中葉；第三階段不妨稱為(wei) 能源驅動時代，始於(yu) 18世紀初，至今尚處於(yu) 進行時；第四階段是智能製造時代，始於(yu) 本世紀初，有人稱之為(wei) “工業(ye) 4.0”，目前方興(xing) 未艾。與(yu) 此同時，筆者認為(wei) ，在第四階段之後，有一個(ge) 動向已現端倪，其內(nei) 涵、功效與(yu) 前景尚不明朗，姑且稱之為(wei) “賽博格”時代。需要強調的是，以上所述前後兩(liang) 個(ge) 階段之間或許存在重疊交叉，某項具體(ti) 技術的源流則要具體(ti) 分析，當然也不可能麵麵俱到地涉及所有的重要技術創新與(yu) 所有的國家和地區。

　　動物學家發現，某些哺乳動物也會(hui) 使用工具，例如海狸與(yu) 黑猩猩就會(hui) 用石塊砸開堅硬的果殼，但是有目的地通過集體(ti) 知識製造工具卻是靈長目人科動物的專(zhuan) 擅。製造工具需要原料，地球上最方便的原料是石頭。“人猿相揖別，隻幾個(ge) 石頭磨過，小兒(er) 時節。”毛澤東(dong) 同誌詩中說的“小兒(er) 時節”，從(cong) 直立人算起距今已有100多萬(wan) 年，從(cong) 智人算起也有幾十萬(wan) 年。這些現代人的先祖能夠用打砸、刮削等手段製作石頭工具和武器，例如石刃、石斧、石錘等，考古學上稱為(wei) 舊石器時代。

　　距今大約1萬(wan) 年左右，人類製作石頭工具的手段發生了一個(ge) 革命性的變化，除了打砸與(yu) 刮削之外，研磨成為(wei) 更重要的手段。人們(men) 使用堅硬的石麵做磨床或研磨器，石英砂也被廣泛采用。原料則從(cong) 容易剝離破碎的燧石擴展到玄武岩、花崗岩、大理石等多種材質，製作出來的器具越來越精細，越來越耐用，也越來越美觀。有了鋒利且應手的工具，人們(men) 可以在石材上鑽孔和切割，用獸(shou) 骨、玉石、蚌殼等材料製成更精巧的器具，鉤狀物被發明出來捕魚，骨針被用來縫製皮毛與(yu) 樹皮，石磨被用來研磨穀物，石頭或骨頭製成的紡錘被用來紡線，石鐮、石鏟、石鋤以及蚌鐮、骨耜等成為(wei) 新式農(nong) 具。

　　陶器則出現於(yu) 新石器時代晚期，製作陶器所用的轉輪通過人力和曲柄實現了圓周運動。陶製的壇壇罐罐用於(yu) 儲(chu) 存水、食物和種子，刺激了定居生活與(yu) 農(nong) 業(ye) 的發展。製陶需要窯爐、燃料與(yu) 鼓風設施，也需要一定的分工協作。在有些地區，燒陶技術被用來熔化礦石，這就是冶金術的萌芽。早期的金屬製品是熔點較低的黃銅與(yu) 青銅，隨後鐵器也出現了，它們(men) 的延展性與(yu) 可塑性遠遠高於(yu) 石製和陶製器具。對技術與(yu) 分工的要求也顯得更加必要，各種小型作坊應運而生。在北非、西亞(ya) 和東(dong) 亞(ya) 都出現了人口密集的趨勢，可以視為(wei) 城鎮與(yu) 早期國家的雛形。隨著生產(chan) 力的提高與(yu) 財富的聚集，實用不再是匠人追求的唯一目標，精美的器具成為(wei) 顯貴的珍愛與(yu) 巫師溝通神人的法器。

　　第二個(ge) 階段為(wei) 機械時代，幾乎覆蓋了從(cong) 古代四大文明到工業(ye) 革命之前為(wei) 止的全部人類文明曆史。不同時代不同地區的工匠發明和製造出各種機械，成為(wei) 人類利用自然改進生活的重要工具。先秦諸子百家中的墨家最具工匠氣質，墨子用簡單機械表現的“兵棋推演”震懾楚王退兵，與(yu) 阿基米德借助力學機械保衛城邦的事跡異曲同工。戰國時代成書(shu) 的《周禮·考工記》記錄了當時官營手工業(ye) 產(chan) 品與(yu) 工藝製作的規範，包括木工、金工、皮革工、染色工、玉工、陶工等6大類30多個(ge) 工種。舉(ju) 例來說，製造車輛就由“輪人”“輿人”和“輈人”三個(ge) 部門負責，各司其職又彼此關(guan) 聯配合。1980年陝西臨(lin) 潼秦始皇陵附近出土的大型銅車馬，清晰地展現了當時工匠的製作水平，通過軸、轄、軎等活性裝置連接起來的輪子就是一部組合機械——不要忘了20世紀有些地方還在使用那種車軸隨輪子一起轉動的木“車”。通過簡單機械的組合，人們(men) 製造出各種各樣的機器，畜力、風力、水力得到開發利用，各種機床用於(yu) 製造新的機器與(yu) 科學儀(yi) 器。望遠鏡與(yu) 顯微鏡延伸了人類的眼界，對微觀世界與(yu) 宏觀世界的探索始於(yu) 17世紀，最終引發出以天文學-力學為(wei) 中心的人類曆史上的第一次科學革命。

　　如果要用一項發明作為(wei) 這一時代技術成就的代表，首選物便是機械鍾。1900年，在一艘海底沉船中發現了一個(ge) 古希臘青銅裝置殘骸，後來以其出水地命名為(wei) 安提凱希拉機械，這是一台相當複雜的天文鍾，製成時間是公元前1世紀。北宋元祐七年（1092），蘇頌、韓公廉等人製成以水力驅動、集觀測、演示與(yu) 報時為(wei) 一體(ti) 的水運儀(yi) 象台，其樞輪頂部的一組杠杆裝置組成的擒縱器，是所有現代機械計時器核心部件的始祖。18世紀，英國的一位業(ye) 餘(yu) 鍾表匠約翰·哈裏森，研製成功能夠準確測量經度的航海鍾，極大地促進了航海事業(ye) 的發展。在牛頓時代，造物主常常被想象為(wei) 一個(ge) 偉(wei) 大的鍾表匠，日月星辰在他的設計下，如同鍾表齒輪一樣運動，有條不紊，周而複始。牛頓力學體(ti) 係就是機械論宇宙觀的代表。這一體(ti) 係把天上和地上的運動統一起來，萬(wan) 有引力的“萬(wan) 有”就有包羅萬(wan) 象的意思。

　　第三個(ge) 階段的焦點是能源的開發與(yu) 利用，標誌事件是18世紀蒸汽機的登場。英國人薩弗裏、紐可門、瓦特等人相繼進行研製和不斷改進，成功地將蘊藏在煤炭等燃料中的化學能轉化成熱能，通過蒸汽驅動形成往複運動的機械動力，又通過曲柄齒輪等傳(chuan) 動設置轉換成更容易帶動機器運轉的圓周運動。蒸汽機的普遍應用引起了人類曆史上的第一次工業(ye) 革命，標誌著人類文明從(cong) 農(nong) 業(ye) 社會(hui) 向工業(ye) 社會(hui) 的轉型。在蒸汽機之後，汽輪機、燃氣輪機、內(nei) 燃機相繼登場，人類獲得了比傳(chuan) 統的畜力、風力和水力更強大的動力，大規模的機器生產(chan) 也成為(wei) 可能，在采礦、紡織、鋼鐵、運輸等方麵大放異彩。

　　19世紀下半葉，人類進入以電力為(wei) 主要驅動的第二次工業(ye) 革命階段。愛迪生、特斯拉等發明家大顯身手，電燈、電話、電報、留聲機、電影、電車相繼問世。20世紀初爆發了以相對論和量子力學為(wei) 代表的第二次科學革命：前者不但顛覆了人類傳(chuan) 統的時空觀，而且從(cong) 根本上揭示了物質與(yu) 能量的關(guan) 係；後者在技術上引起的震撼一直延續到今天。首先是無線電技術在通訊、廣播、電視、導航等方麵得到廣泛應用。大約同時，在歐美等國家，石油開始取代煤炭成為(wei) 獲取熱能的主要原料。

　　20世紀中葉，第三次工業(ye) 革命開始登場，其特點是電子計算機的普及與(yu) 自動化的推廣，人類的足跡也開始進入太空與(yu) 深海。1957年，蘇聯成功發射第一顆人造衛星，1986年開始啟用和平號空間站；美國則通過“阿波羅”計劃，在1969年實現了人類登月的壯舉(ju) 。中國在極其困難的年代完成了“兩(liang) 彈一星”工程，目前在航天領域已經走在世界前列。核能的開發是在冷戰環境下開始的：一方麵，它為(wei) 人類提供了使用強大的清潔能源之可能；另一方麵，它也令世界時時處於(yu) 核戰陰雲(yun) 籠罩的恐怖之中。20世紀末，為(wei) 了應對資源枯竭、環境惡化、氣候變暖、沙漠化、核泄漏等與(yu) 人類生存攸關(guan) 的危機，人們(men) 開始尋找新的替代能源。油頁岩、海底天然氣乃至地球以外的潛在資源都得到重視，太陽能、風力、水力、潮汐等傳(chuan) 統能源的開發也需要新的技術，所以說能源驅動的時代尚處於(yu) 進行時。

　　第四個(ge) 階段是智能製造時代，大約始於(yu) 上世紀90年代，以互聯網為(wei) 代表，標誌著人類進入一個(ge) 信息主導的社會(hui) 。人工智能的一個(ge) 代表是集大數據、大計算與(yu) 大決(jue) 策為(wei) 一體(ti) ，能夠通過學習(xi) 自我改進的“阿爾法狗”，它的成功顯示了人工智能難以預料的未來。2013年，德國在漢諾威工業(ye) 博覽會(hui) 上正式推出“工業(ye) 4.0”的概念，其核心是提升製造業(ye) 的智能化水平，建立具有高度適應性的智慧工廠和高效的物聯信息係統。這或許可以作為(wei) 專(zhuan) 家們(men) 宣稱的第四次工業(ye) 革命的一個(ge) 注腳。

　　以上所述各個(ge) 階段的技術演化，都不涉及人類個(ge) 體(ti) 。隨著人工智能與(yu) 生物工程的發展，一種被稱作“賽博格”的新事物開始出現。這一觀念在美國懸疑小說作家丹·布朗2017年推出的《本源》中有著清晰的論述。人類與(yu) 器械的結合可以追溯到為(wei) 了改進或延伸官能所發明的義(yi) 肢、眼鏡等物；但是直到20世紀60年代，美國宇航局的兩(liang) 位科學家提出以機械、藥物、生物工程等手段對人體(ti) 進行拓展，以適應星際航行的艱苦環境以來，人造器物與(yu) 人類腦神經的聯係才開始被重視並取得長足進步。2003年，出生於(yu) 西班牙的英國藝術家哈比森成為(wei) 世界上第一位在頭顱中植入傳(chuan) 感天線的人機混合人，通過技術對身體(ti) 的介入，成功地解決(jue) 了天生色盲的問題。

　　然而，需要引起重視的是，如果將含有存儲(chu) 、記憶與(yu) 學習(xi) 功能的芯片直接植入大腦，令其隨著生命個(ge) 體(ti) 一道存活；將可以影響肌肉、骨骼與(yu) 神經功能的納米原件注入血液，製造由大腦控製的強健軀體(ti) ；通過基因編輯工具改造人的基因並令其具備遺傳(chuan) 功效，一個(ge) 人類的加強版就會(hui) 出現，進而對人類自身產(chan) 生難以預料的後果。對於(yu) 這些有可能影響子孫後代福祉與(yu) 人類未來的任何技術介入，我們(men) 應該保持高度的警惕。

　　技術是把雙刃劍，這樣的話語似乎有些陳舊，但確實需要念茲(zi) 在茲(zi) 。在我們(men) 回顧與(yu) 展望技術的演化時，從(cong) 長時段大曆史的眼光來分析，才能更好地認識自己、評價(jia) 自己，進而規範人類行為(wei) 本身。此外，哲學的思考、道德的約束，對自然與(yu) 生命的敬畏也都是不可或缺的。