科学与技术
科学知识的实际应用是技术的基础。任何技术的运作原理,都利用了某种特定的自然现象。比如钟表便应用了这样一个发现:长度确定的摆会以不变的频率摆动,而这种可靠的规律性可以用来测量时间。白炽灯泡则是基于这样一个事实:电阻使金属丝发热,而很热的物体会发光。事实上除了最简单的那些,几乎所有技术都利用了一大批不同的自然现象,控制并安排多种效果来达成既定的目标。新的技术总是建立在旧的之上,借用之前开发出的方案,应用在新的情况之中,就好像在取用现货供应的零件。在一项发明中,创新的部分往往只是既有零件的巧妙组合,我们已经细致探讨过两个例证:印刷机和内燃机。每一项新技术都提供了新功能或者改进,而它本身又可以被集成到进一步的创新当中——技术产生更多技术。
我们在本书中已经看到,历史见证了科学与技术的密切互动。研究者发现了一种之前未知的现象,而这主要表现为出现了一种无法用任何已知现象解释的观察结果,接下来研究者就会探索它的多种影响,学习如何最大限度地利用和控制它们。驾驭这些新增的原理,能使人们创造出新的工具或者其他发明,减轻人类的辛劳或者丰富日常生活——把特异性转变成实用性的过程。利用新的原理还可以制造新的科学仪器和实验,用新的方式审视和测量自然,推动更多的基础性发现和揭示更多的自然现象。科学和技术有着亲密的共生关系——科学发现推动技术进步,而技术进步又使更多知识得以创生。
当然,并非所有的创新都直接利用了最近的发现——手纺车就是以实用主义为原则解决问题的产物——甚至蒸汽机这一备受推崇的工业革命的标志性技术,最初被开发出来也主要是凭借经验性的知识和工程师们的实践直觉,而不是理论上的思考。实际上,在我们历史上的很多实例中,发明者并未正确理解其创造物背后的工作原理,但他们的发明还是管用的。比如罐装保存食品的做法被采用,要远早于人们接受细菌理论以及发现微生物引起的腐败。
哪怕对涉及的现象有着正确的科学理解,创造出管用的发明所需要的,也远远不只是一次想象力和创造力的爆发。任何成功的创新都需要对设计进行长期的修补和纠错,然后其运作才能足够可靠,达到可以被广泛采用的程度——这就是美国发明家托马斯·爱迪生(Thomas Edison)所说的,在百分之一的灵感之外是百分之九十九的汗水。严密而有条理的研究方法不仅能够推动科学发展,在这里同样适用,只不过分析对象不是自然世界,而是我们的人工结构——用初生的技术做实验,来了解它的弱点,并提高它的效率。
灾难的幸存者将会领悟到科学知识和批判性分析的重要性,若想尽量长久地保持现有技术,这些都是必需的,但是经过几代人之后,社会必须保护自己不会沦落到迷信和巫术的理性昏迷当中,必须培养一种好问爱学、善于分析、基于实证的思维模式,才能迅速获得自己的技术能力。这是幸存者必须保持不灭的火焰。凭借理性的思考,我们才能大幅提高食物生产率,掌握棍棒和火石之外的材料,驾驭我们自己肌肉之外的力量,建造能把我们送到自己的脚力所不能及之处的交通方式。科学建造了我们的现代世界,重建它的,也必将还是科学。
- 我敢说,本书的很多读者都会因为一些他们认为重要的主题没有被提及而感到惊讶。我已经尽最大可能地涵盖了对文明的重启来说不可或缺的知识。要想重建一个能够运转的技术文明,你可以不了解人类演化或者太阳系里的其他行星,但若是不能有效地保持田地肥力或者制碱就不行了。不过,我非常希望通过网站(The-Knowledge.com)了解,你个人认为哪些知识对于从零开始重建文明至关重要,以及为什么。
- 只有美国和英国还没有完全采纳这一系统。在这两个国家,过时的单位仍然被使用着,路牌和车量速度表上标着英里,餐厅和俱乐部供应的饮料以品脱计量。这一现状的历史原因是,拿破仑召开1798年国会以促进各国采纳新建立的公制时,排斥了英语国家——英国刚刚在阿布吉尔湾海战(尼罗河战役)中击沉了法国舰队,所以没有收到参会邀请。
- 其实在历史上,这个推导是反向的。在17世纪,有人提议把米定义为半周期恰好等于1秒的摆的长度。这就是为什么英语中的“米”(metre)还有诗歌或者音乐的韵律的意思。然而由于地球各地重力强度的不同对摆频率的影响,这个提议后来让位给基于地球尺寸的另一种定义方法。
- 在现实中,由于沸腾过程还与其他因素有关,比如容器的粗糙程度对于气泡形成的影响,一个大气压下过饱和水气的温度才是更加稳定可靠的标准。
- 数学是本书没有深入探讨的一个主题。对工程设计来说,计算显然是很重要的,数学也是表达物理定律的语言,但是它并无助于在本书的范围内解释普遍原理。






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