尋找時間的起點(CK0023)

類別： 自然‧科普‧數理>天文
叢書系列：科學人文系列
作者：克拉克‧布列斯
譯者：范昱峰
出版社：時報文化
出版日期：2003年04月17日
定價：300 元
售價：237 元(約79折)
開本：25開／平裝／296頁
ISBN：9571338915

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▼  書摘 2

第二章　時間與民主

蒸汽的力量
從文藝復興時期以來的理性運動，由標準時間總其成。它的出現，適逢人類控制了一種超越人力和動物力量極限的新能源。導致工業時代來臨的第一個偉大技術進步，也許只是源於茶壺和一個好奇的無名小孩而已。小孩觀察到茶壺蓋子在蒸汽累積的情況下上下震動，發出聲響。如果這麼少量的水在缺乏效率的引導下，就能有如此表現，那麼更多的蒸汽在精確運用之下，該有怎樣的能力呢？旁人認為嘈雜難受的情況，卻有人認為是可以輕易仿製的動能。也許這個小孩就是布蘭卡（Giovanni Branca），他在一六二八年製造了一部粗糙的渦輪機；也許這個小孩是出生於法國，卻不幸被利西琉樞機主教（Cardinal Richelieu）監禁在精神病院的克斯的所羅門（Solomon of Caus），他主張蒸汽的力量可以超越人類或動物。

一六九○年代，謝佛利（Thomas Savery）利用蒸汽推動效率低落的真空「噴泉」唧筒。十年後，經紐康曼（Thomas Newcomen）改良，這種唧筒開始用於抽取英國最深的礦坑積水。

除非將紐加塞爾（Newcastle）愈挖愈深的礦坑積水抽乾，英國新興的鋼鐵工業必定遭遇燃煤不足的嚴重危機。經過半個世紀，日漸普遍的蒸汽動能，以及加上壓縮機後產生的真空收縮力量，結合成有效率的能源，即瓦特（James Watt）和波勒頓（Mathew Boulton）於一七六九年發明的反覆循環蒸汽機。利用這個基本發明，所有的迴旋運動機器，包括鐵路機車，都開始上路運轉了－－當然，這還得歸功於瓦特的改良。

標準時間的推動，在蒸汽力量運用於鐵路之後，才算正式開始。從紐加塞爾運出煤炭的經驗，奠定了標準時間真正的發展基礎。一六三○年，年輕的波孟特（Master Beaumont）在泰尼賽（Tyneside）煤礦引進木頭軌道，可以讓一匹馬一次拉上六十蒲式耳（bushel，一蒲式耳約三十五公升）的煤炭。容量或效率的增加，都是間接的時間問題。一七六七年，鑄鐵軌道引進煤礦場，否定了當時普遍的想法：光滑的輪子在更光滑的鐵軌上，「自然」會滑落而無法抓緊，一位礦場工程師傑索普（Master Jessop）在鐵輪上加裝了增加穩定性的內部凸緣。第一條真正的「鐵路」－－索雷鐵道－－在一八○一年取得特許。

在全然倚賴馬匹和帆船的時代，時間和距離是訊息溝通的實質障礙。當時沒有技術發表會，也沒有年度學術會議。設計和工作模型的傳播，雖非全然不可能，也相當困難。恰當的企業家在恰當的時刻遇到恰當的工程師，全憑運氣。在兩百年之中，這種幸運的地點之一，就是紐加塞爾附近泰尼河谷（Tyne River Valley）的煤礦場和礦坑。實際需求、發明精神和資金碰巧於此地會合。在這兩世紀之中，緩慢發展加上偶爾的新發現所顯示的，正是在未開發時代創造共同發展的難度。縱然在紐加塞爾如此狹窄的地方，也不例外。

使用蒸汽最初只是補足馬匹的力量，終至完全取代馬匹。結果，商人發展出成本和生產的新模式、低成本高產量的新夢想，以及廣大市場的迅速運輸方式。例如在十九世紀初，從實際經驗得知，每年維持一匹馬的成本約為非熟練工人工資的四倍。降低對於馬匹的倚賴，絕對是社會和經濟史上的重大時刻。新的商業方程式開始降低任何「自然的」－－也就是常識的或世代相傳的－－能源成本。若問及在地層下倚賴馬匹的礦場活動中時間何在，簡短的答案是「機械利益」。 經過的時間等於距離除以速率。速率受到動能增加的影響，隨著動能的增加而增加；時間減少，感覺上距離也跟著縮短。速率和動能－－鐵路加上蒸汽－－的緩慢增加，侵蝕了馬匹和帆船動力的標準，最終及於太陽本身衡量時間的標準。新觀念和新方法以不同速度殊途同歸地締造了對於時間和空間的新認識。兩個世紀穩定細微的發現，促成了鐵路機車的往覆式蒸汽機和鐵軌。於是改變的步調出現了幾何級數的躍進。

時間的發明者
浪漫時期將生命定義為靈感的「機械」和「有機」來源之間的競爭，終結浪漫時期的工業革命初期（瓦特和濟慈都於一八一九年去世），挑戰了這個定義－－至少提出了新定義。《評論季刊》（Quarterly Review）則於一八二五年勇敢又短視地貶損了這項挑戰：「有什麼看法比認為火車會以馬車兩倍的速度前進更荒謬呢？」

答案於四年後的一八二九年十月六日出現。史蒂文生（Stephenson）的「火箭」（Rocket）以十哩時速拖著二十一噸貨物在一天內前進七十哩，贏得比賽並獲得獎金五百英鎊。當天在英格蘭的雨山︵Rainhill︶，出現了俗世革命的「大霹靂」。赫胥黎於一九三六年發表的文章〈時間與機器〉（Time and Machine）說得非常清楚：「瓦特和史蒂文生發明鐵路機車，成為時間的發明者。」不到二十年，鐵路在不列顛造成的變化，促使全國團結在皇家天文台（Royal Observatory）的標準時間之下。

從一八三○年以後，海陸旅行速度呈幾何級數增加：四倍、十倍到一百倍。文化史家艾佛岱在著作《最早的現代人》（The First Moderns）中，把這種速率稱為「變化速率中的變化」。一八二八年，史蒂文生發明火車的前一年，偉大的英國天文學家赫瑟爾（John Herschel）提出計算天文時間的第一次修訂版。其實這次修訂對於日常生活毫無影響；然而在基本精神及獨立推理方面，可視為工業界研究時空連續問題的反應。八年後，湯瑪士．阿諾（Thomas Arnold）雯臚@次親眼目睹火車經過拉格比（Rugby）鄉下，在日記中寫下：「封建制度已經永遠消失了。」幾何級數變化方程式中兩端的影響，使建立在過去時空連續基礎上的制度無法生存。

標準時間是在交互依賴的科技中秘密運作的系統。採用標準時間對商業發展的重要性，如同電梯的發明之於都市的發展。就時間和工業發展而言，不列顛躍居世界領導地位將近四十年的歷史，可說始於採用標準時間之際。一八五○年代，也就是採用標準時間的最初十年，是不列顛飛黃騰達的世代。

自然和理性的衝突
在維多利亞時代，宗教信仰和科學、有機體和機械之間的古老衝突，一般視為思想模式而非只是能源的衝突，當時的人分別稱之為「自然」和「理性」。自然派認為，人類居住於上帝創造、監督，由固定不變的自然法則維持的宇宙之中。在自然世界中，時間是根據聖諭設定的太陽正午來計算。想要挑戰天啟真理的想法，或將信心誤置於人造事物的人，都遭到「虛榮自負」的批評。科學、工藝技術、研究、創造機械及標準時間，都是虛榮自負之舉。而在理性模式下，虛榮自負（人類對於自己發明事物的崇拜）則取代了自然的上帝。進步－－而非奴役－－成了人類和社會的目標。標準時間取代了上帝大部分的功能，也設定了貿易和商業、公正和慈悲的標準。

西方科學及外交界定義的標準時間是公約和契約的時間，凌駕於各地土著的時間之上：印度人、佛教徒及農漁夫的破曉時間，回教徒和猶太人的日落時間。標準時間的一天從午夜開始，避免了自然日出日落的不規則時間。標準時間是可預測且精確的神，不再是陰鬱的死神、管理勤惰的道德會計師，而是有禮的維多利亞紳士。他準時於午夜到格林威治上班，永恆而無間斷。他擦亮機械、旋緊活塞、閱讀儀表，然後才上床就寢。他和清教徒一樣勤奮。他希望你準時上班，還希望你遲到時感到內疚。

一八三四年，美國人溫南斯（Ross Winans）發明鐵路台車：獨立懸吊，由四個輪子組合架設在鐵路車廂前後。英美兩國的歷史在此分道揚鑣。對十九世紀最具支配力的工藝（蒸汽）影響最大的運用（火車）各異其趣，締造了不同的旅行觀念和大眾運輸設計。歐洲和美國文明的主要差異，可依據一項微細的設計因素加以預測。

台車採取雙軸設計，使美國的車廂更穩定，因而可以加長及增加重量。穩定性使美國車廂可在彎曲的軌道上通行，開放式座椅有如體育館的露天座位，中間還加裝火爐，旅客可以在車廂中自由走動。歐洲車廂採取雙輪、直軸的設計，限制了車廂的長度和重量，完全消除鐵軌盤旋曲折或拐彎的可能性。它們像一列連接的篷車，獨立車廂各有六個座位，車門只能對準月台開啟，車廂之間互不相通。

雖然美國的工資較高，地價卻比西歐低廉，工程師不必刻意設計較快和較短的路線，也不必規避長橋和隧道。因此即使工資較高，美國鐵路的造價只有歐洲的三分之一。也因此，鐵路可以沿著河岸建造，和汽船競走，和運河平行，直到抵達最便宜的造橋地點。一八六五年，蒲爾曼（George Pullman）開始製造豪華車廂、餐車和臥鋪車，充分利用台車的穩定性和美國人喜歡長途旅行的特性。歐洲的工程師則將注意力集中在更快、更直、更短，以及更低的成本。就鐵路而言，歐洲成為速度之家，美國則是豪華之家。