旧石器时代的工具或武器靠打砸、刮削等手段制成

研磨及相关手段的应用促成了新石器革命

距今大约1万年左右，人类制作石头工具的手段发生了一个革命性的变化，除了打砸与刮削之外，研磨成为更重要的手段。人们使用坚硬的石面做磨床或研磨器，石英砂也被广泛采用。原料则从容易剥离破碎的燧石扩展到玄武岩、花岗岩、大理石等多种材质，制作出来的器具越来越精细，越来越耐用，也越来越美观。有了锋利且应手的工具，人们可以在石材上钻孔和切割，可以用兽骨、玉石、蚌壳等材料制成更精巧的器具，钩状物被发明出来捕鱼，骨针被用来缝制毛皮与树皮，石磨被用来研磨谷物，石头或骨头制成的纺锤被用来纺线，石镰、石铲、石鋤以及蚌镰、骨耜等成为新式农具。

新石器时代（距今1万年至5000年）Ⓒ Damon Xtime

陶器则出现于新石器时代晚期，制作陶器所用的转轮通过人力和曲柄实现了圆周运动。陶制的坛坛罐罐用于储存水、食物和种子，刺激了定居生活与农业的发展。制陶需要窑炉、燃料与鼓风设施，也需要一定的分工协作。在有些地区，烧陶技术被用来熔化矿石，这就是冶金术的萌芽。早期的金属制品是熔点较低的黄铜与青铜，随后铁器也出现了，它们的延展性与可塑性远远高于石制和陶制器具。对技术与分工的要求也显得更加必要，各种小型作坊应运而生。在北非、西亚和东亚都出现了人口密集的趋势，可以视为城镇与早期国家的雏形。随着生产力的提高与财富的聚集，实用不再是匠人追求的唯一目标，精美的器具成为显贵的珍爱与巫师沟通神人的法器。

机械时代（距今7000～5000年至18世纪中叶）Ⓒ Damon Xtime

希腊神话中的巧匠代达鲁斯为儿子制作能够飞行的翅膀

战国时代成书的《周礼•考工记》，是当时官营手工业产品与工艺制作的规范，包括木工、金工、皮革工、染色工、玉工、陶工等6大类30来个工种。举例来说，制造车辆就由“轮人”“舆人”和“辀人”三个部门负责，各司其职又彼此关联配合。1980年陕西临潼始皇陵附近出土的大型铜车马，清晰地展现了当时工匠的制作水平，通过轴、辖、軎等活性装置连接起来的轮子就是一部组合机械——不要忘了20世纪有些地方还在使用那种车轴随轮子一起转动的木“车”。

秦始皇陵附近出土的大型铜车马   

通过简单机械的组合，人们制造出各种各样的机器，畜力、风力、水力都得到开发利用，各种机床用于制造新的机器与科学仪器。望远镜与显微镜延伸了人类的眼界，对微观世界与宏观世界的探索始于17世纪，最终引发出以天文学—力学为中心的科学革命。伽利略、牛顿等人不仅是科学革命的参与者，也是动手能力超凡脱俗的巧匠。

安提凯希拉装置残骸及据此复原的天文钟模型

如果要用一项发明作为这一时代技术成就的代表，我提出的首选物是机械钟。1900年，在一艘海底沉船中发现了一个古希腊青铜装置残骸，后来以出水地为其命名，称为安提凯希拉（Antikythera）机械，经研究是一台相当复杂的天文钟，制成时间是公元前1世纪。北宋元祐七年（1092），苏颂、韩公廉等人制成以水力驱动、集观测、演示与报时为一身的水运仪象台，其枢轮顶部的一组杠杆装置组成的擒纵器，是所有现代机械计时器之核心部件的始祖。18世纪，英国一位业余钟表匠约翰·哈里森（John Harrison），研制成功能够准确测量经度的航海钟，极大地促进了航海事业的发展。

在牛顿时代，造物主常常被想象为一个伟大的钟表匠，日月星辰在他的设计下，如同钟表齿轮一样运动，有条不紊，周而复始。牛顿力学体系就是机械论宇宙观的代表。这一体系把天上和地上的运动统一起来，万有引力的“万有”（universal）就有包罗万象的意思。对于18～19世纪的物理学家来说，似乎只有热力学和电磁学没有被大神牛顿完全罩住，与后两者相应的发明与技术正是下一阶段的演化大戏。

18世纪英国浪漫主义画家威廉·布莱克的作品《亘古以来》（1794）

能源驱动时代（18世纪初至今）Ⓒ Damon Xtime

第三个阶段的焦点是能源的开发与利用，标志事件是18世纪蒸汽机的登场。英国人萨弗里（Thomas Savery）、纽可门（Thomas Newcomen）、瓦特（James Watt）等人相继进行研制和不断改进，成功地将蕴藏在煤炭等燃料中的化学能转化成热能，通过蒸汽驱动形成往复运动的机械动力，又通过曲柄齿轮等传动设施转换成更容易带动机器运转的圆周运动。蒸汽机的普遍应用引起了人类历史上的第一次工业革命，标志着人类文明从农业社会向工业社会的转型。在蒸汽机之后，汽轮机、燃气轮机、内燃机相继登场，人类获得了比传统的畜力、风力和水力更强大的动力，大规模的机器生产也成为可能，在采矿、纺织、钢铁、运输等方面大放异彩。

瓦特改进的蒸汽机示意图。图源：辛格等《技术史》第4卷127页（上海科技教育出版社，2004）

19世纪下半叶，电力开始登场成为新的更强大的能源。英国之外，法国、德国、奥地利、意大利、美国也都先后完成了以热机为代表的第一次工业革命，而进入以电力为主要驱动的第二次工业革命阶段。电也被普遍用在民生方面，爱迪生（Thomas Edison）、特斯拉（Nikola Tesla）等发明家大显身手，电灯、电话、电报、留声机、电影、电车相继问世。20世纪初爆发了以相对论和量子力学为代表的第二次科学革命：前者不但颠覆了人类传统的时空观，而且从根本上揭示了物质与能量的关系；后者在技术上引起的震撼一直延续到今天。首先是无线电技术得到发展，在通讯、广播、电视、导航等方面得到广泛应用。大约同时，在欧美等国家，石油开始取代煤炭成为获取热能的主要原料。

爱迪生                                            特斯拉

20世纪中叶，在美苏争霸、各国或站队或跟进的格局中，世界发达国家经历了第三次工业革命，其特点是电子计算机的普及与自动化生产的推广，人类的足迹也开始进入太空与深海。1957年，苏联成功发射第一颗人造卫星，1986年开始启用和平号空间站；美国则通过“阿波罗”计划，在1969年实现了人类登月的壮举。中国在极其困难的年代完成了“两弹一星”工程，目前在航天领域已经走在世界前列。

2021年4月29日，中国空间站“天和”核心舱由长征5-B运载火箭发射升空

核能的开发也是在冷战环境下开始的：一方面，它为人类提供了使用强大的清洁能源之可能；另一方面，它也令世界时时处于核战阴云笼罩的恐怖之中。20世纪末，生态问题日益彰显，为了应对资源枯竭、环境恶化、气候变暖、沙漠化、核泄漏等与人类生存攸关的危机，人们开始寻找新的替代能源。页岩油、海底天然气乃至地球以外的潜在能源都得到重视，太阳能、风力、水力、潮汐等传统能源的开发也需要新的技术，所以说能源驱动的时代还是一个进行时。

智能制造时代（本世纪初至今） Ⓒ Damon Xtime

第四个阶段是智能制造时代，大约始于本世纪初，其源头则可追溯到上个世纪末互联网的大规模兴起，这标志着人类开始进入一个信息主导的社会。人工智能的一个代表成果是谷歌公司推出的集大数据、大计算与大决策为一体，能够通过学习自我改进的“阿尔法狗”（AlphaGo），它对李世石、柯洁等围棋超一流高手的胜绩显示了人工智能难以预料的未来。

柯洁对弈AlphaGo

2013年，德国在汉诺威工业博览会上正式推出“工业4.0”的概念，其核心是提升制造业的智能化水平，建立具有高度适应性的智慧工厂和高效的物联信息系统。这或许可以作为专家们宣称的第四次工业革命的一个注脚。2015年5月，中国对外公布了“中国制造2025”行动纲领，旨在部署全面推进实施制造强国的战略。其中的五大工程是：制造业创新中心建设工程，智能制造工程，工业强基工程，绿色制造工程和高端装备创新工程。在技术层面，包括新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等十个重点领域。

前文将大历史视野下的技术演化分为四个阶段，也多次提到工业革命与科学革命。当今的人们很容易将技术与工业混为一谈，为了避免读者混淆，容我将涉及工业革命的部分再作一点归纳。

大致说来，专家们认为一共有四次工业革命，都发生在技术演化的后两个阶段，即能源驱动时代和智能制造时代。第一次工业革命是以蒸汽为驱动的，英国率先完成，时间大约在1750年至1860年之间。第二次工业革命是以电力为驱动的，美、英、法、德等西方强国并驾齐驱，时间大约在1860年至1950年之间。第三次工业革命是在美、苏两个超级大国争霸的世界格局中开启的，其特点是自动化和电子化的迅猛发展以及从海洋到太空的激烈竞争，时间大约是1950年至1990年之间。第四次工业革命以“工业4.0”为帜志，其特点是智能生产与智能社会的出现，互联网、3D技术、人工智能、生物工程、云计算、大数据、量子通讯与计算等，正以前所未有的势头促进高新技术的迅速演化与人类社会的发展。

人类历史上的四次工业革命 Ⓒ 知乎东莞中拓空油压自动化

与前三次工业革命以物质为驱动有别，第四次——如果能被称为工业革命的话，其驱动力主要是信息与智慧。眼下被炒的火热的“元宇宙”（Metaverse），不过是通过技术手段对现实世界数字化与虚拟化的结果，未脱智能制造时代的窠臼。

以上述及的各阶段技术演化，基本上都不涉及人类个体。随着人工智能与生物工程的发展，一种被称作“赛博格”（Cyborg）的新事物开始出现。这一观念在美国悬疑小说作家丹·布朗（Dan Brown）2017年推出的《本源》一书中有清晰的描述。人类与器械的结合可以追溯到为了改进或延伸官能所发明的义肢、眼镜等物；但是直到上世纪60年代，美国宇航局的两位科学家提出以机械、药物、生物工程等手段对人体进行拓展，以适应星际航行的艰苦环境，自此，人造器物与人类脑神经的联系才开始得到重视并取得长足进步。2003年，出生于西班牙的英国艺术家哈比森(Neil Harbisson)成为世界上第一位在头颅中植入传感天线的人机混合人，通过技术对身体的介入，成功地解决了自己天生的色盲问题。

美国小说家丹·布朗                  第一个赛博格人哈比森

可以想象，有朝一日，如果可以将含有存储、记忆与学习功能的芯片直接植入大脑，令其随着生命个体一道存活；将可以影响肌肉、骨骼与神经功能的纳米原件注入血液，制造由大脑控制的强健躯体；通过基因编辑工具改造人的基因并令其具备遗传功效，一个人类的加强版就会出现，成为这个星球的新一代主宰。谁不希望自己的子孙后代更聪明、更强大、更坚韧呢？赛博格或人机混合物，十分可能成为目前已知的生命六界——动物界、植物界、原生生物界、真细菌界、原始细菌界、真菌界——之外，一个全新的生命形态。重要的是，它可能同样遵循达尔文“适者生存”的法则。

地球上的生物六界 Ⓒ Damon Xtime

所谓“第七界”的赛博格们，必定比现在的人类更强壮、更聪明、更善于学习、更适应生存环境。如果介入得当，也会比现代人类更理性、更讲道德和更富有同情心——或者相反。这并不仅仅是科幻小说与科幻电影中的虚构景象，而是生命演化地平线上依稀可见的一道微弱晨曦。

赛博格时代与第七界 ⒸDamon Xtime   

技术是把双刃剑，这话在今日简直成了陈腔滥调，然而确实需要念兹在兹无日或忘。在我们回顾与展望技术的演化时，哲学的思考、道德心的约束，对自然与生命的敬畏，以及长时段大历史的眼光是不可或缺的。

本文原为阿里达摩院2022跨年度科技分享会X-time演讲稿，略有增修并配图，节录稿曾刊2022年2月7日《光明日报》。

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