吴军科技史纲60讲-能量的密度:为什么要在城市生活

原创 loveyou i  2019-05-14 17:51  评论 0 条

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这一讲,我们从三个现实的问题谈起:

1. 为什么除了中国,世界各国的O2O都不发达?

2. 为什么俄罗斯的西伯利亚地区发展不起来?这也是我们上一讲留的思考 题。

3. 为什么大家喜欢挤在大城市? 找到这三个问题的答案,你就会明白,为什么城市的建造是文明出现的 第二个标志。当然,第一个标志是书写系统的发明,你在上一讲已经学 过了。 先说说美国O2O的现状,除了有优步打车,以及纽约地区、硅谷地区有些类似中国“饿了么”的送餐服务,美国没有什么O2O。原因很简 单,在一个面积和北京西城区大小相同的城市,如果人口只有10来万 人,根本发展不起来O2O的业务。 你可以想象如果只有10家餐馆,5家家政服务公司,根本就没有选择 性。我过去在马里兰住的地方就是如此。虽然那里经济发达,人均收入 高,但是和北京西城区同样的面积(还稍微大一点),人口只有后者的 1/8。 人口密度太低对于经济的发展有很多不利的因素。你能看到的最典型的 就是俄罗斯的西伯利亚,它有1300万平方公里,却只有3600万人,人 口密度只有中国的1/60。即便在今天,这么低的人口密度很难形成规模 经济,也不可能产生很细的社会分工,更不可能集中力量办大事。此 外,彼此住得太远,沟通的成本也很高。 按照这个逻辑,我们可以推测一下,在人类文明开启的时候,足够多的 人口总量,足够高的人口密度,也是文明开始的必要条件。具体来说, 足够的人口密度在当时带来了三个好处:

1. 能够让一部分人从事农业之外的事情。

2. 能够养活一部分僧侣和知识阶层,能够养活专职的城市管理者和执法者。

3. 有足够的力量抵御外部的威胁。 我在第二讲提到过,能量总量的重要性,人类不得不放弃采集狩猎,聚 集人口,选择农耕的生活方式,那很自然的,人口密度也就越来越高 了。 当然,这么多的人不可能挤在原先的村落里,因此在大约8000年— 6000年前的时候,一些较大的酋邦聚集地就发展成为了早期的城市, 并率先进入了文明。 今天能够找到的最早的城市遗迹是乌鲁克城,在现在的伊拉克境内,这 是苏美尔人在公元前4000年建造的,距今已有6000多年的历史了,要 再过大约1500年,埃及的法老胡夫才建造大金字塔。也就是说,最早 的文明是诞生于两河流域的美索不达米亚文明,其次才是埃及文明。而 在美索不达米亚文明中,苏美尔人是最早的一批文明缔造者。 乌鲁克小城里大约居住着5000人,人口密度非常大,此外它周围还有 不少村落。由于当地有着稳定的农业收成,人均获取的能量是每日最低 消耗量的5倍。5倍的最低消耗量大约是什么概念呢?如果换算成粮食, 大约是5斤小麦,和中国20世纪70年代末的水平差不了太多。 有了多余的粮食,乌鲁克不仅养活了专职的统治者,而且能养活一些手 工业者。这意味着分工出现了,而分工意味着效率的提升。乌鲁克的统 治者让生活在靠近河岸平原地带的人种植谷物,远离河岸在干燥而阳光充足的半山坡地区则种植葡萄等经济作物,而手工业者也居住在远离河 岸的山脚下。 分工在提高效率的同时,也促进了货物的交换,并渐渐发展起商业。到 了公元前3500年,那里已经是一个非常有组织的城邦了。 任何文明刚刚起步的阶段,要想有效管理一个城邦,都需要有阶级之 分。在乌鲁克以及美索不达米亚的各个城邦,最高的统治者是国王,他 下面有僧侣和知识阶层帮助他来管理,从当地的遗迹看,有市政厅、法 庭和多个庙宇,其中很多建筑是用砖砌成的。 下图是乌鲁克神庙的一面墙。从图中可以看出,当时的砖烧得很不错。 这就意味着他们的城市建设是具备一定规模的。而建筑这样的城市,本 身需要大量的劳力,烧制那么多砖,更是需要足够的能量,因此如果人 口密度不高、文明程度不够高,是不行的。

苏美尔人文明起步早,城邦也建设的不错,能量密度也足够了,但是却 一直没有建立起强大的帝国。苏美尔人的文明更像后来的古希腊文明, 或者中国的商周文明,各个城邦之间具有相当的独立性。而在之后的第 二个人类文明中心:尼罗河下游地区,法老建立起统一的王朝——埃及 王朝。 为什么古埃及人能够建立强大的王朝,而苏美尔人则不能?这主要是由地理环境决定的。在尼罗河下游地区,由于有大片肥沃的农田可以耕 种,因此便于形成统一的王朝。而在美索不达米亚,气候相对干旱,并 没有大片可供耕种的农田。所有的城市都是沿着底格里斯河或者幼发拉 底河建设的,因此保留了相当的独立性。 这两种文明形态有着各自的特点,前者能够调动大量的能量,因此可以 建造大金字塔这样伟大的传世工程,后者则更容易发展商业。 在随后的文明中,古代中国和古印度更多地具有古埃及的形态,我们通 常称之为农耕文明或者内陆文明。而地中海的海岛文明以及随后的古希 腊文明则具有后者形态,我们通常称之为商业文明或者海洋文明。

苏美尔人的商业文明一度十分繁荣,但是要想让商业进一步发达,前提 是需要有良好的交通运输工具,因此苏美尔人在公元前 3200 年左右就 做出了当时科技史上最重要的一项发明——轮子。 尽管轮子在今天看来再普通不过了,但是它的发明意义重大。在中学物 理中,我们都学过滚动摩擦力比滑动摩擦力小很多这个原理。如果用木 头或者皮革做轮子接触面,在石砾铺成的道路上大约可以省一个数量级 的力量。古代的马车可以轻松地拉动一吨的货物快速奔跑,但是如果让 一匹马驮货物,两百公斤已经是极限了。 苏美尔人是如何发明轮子的,至今依然是个谜。但有一点可以肯定的 是,轮子的发明是一个很漫长的过程,他们很可能是最初根据生活经验 注意到圆木能够滚动这个现象,并且利用圆木滚动的原理来运输沉重的 货物,然后经过了很多年才将圆木改进成轮子,再后来才有了基于轮子 的车辆。

今天在欧洲捷克等地区,也发现了可能是用于搬运货物的圆木,但是那 里的人并没有进而发明轮子。在轮子被发明出来的几百年前,住在现在 乌克兰地区的牧民驯化了野马,而这种强壮的家畜很快被引进到西亚甚 至北非地区。有了车辆,又有了新的动力(马所提供的畜力),苏美尔 人在当时就能比其他民族更高效地搞运输,做生意。 早期的商业只能在部落内部和部落聚居区附近进行,因为从能量消耗的 角度讲,长途贩运是件很不划算的事情。要想到远处做生意,就需要发 明节省能量的运输工具,而在这方面走在各个早期文明前面的还是美索 不达米亚文明。 除了轮子和车辆,苏美尔人还发明了帆船,这样人类就可以利用风能远 行了。风能是自然界本身就存在的机械能。在利用风能之前,人类所能 使用的动力只有人力和畜力,现在人类掌握了一种新的动力来源。这标 志着人类利用能量的水平上升了一个台阶。

依靠车辆和帆船,苏美尔人沿幼发拉底河建立了很多商业殖民地,并且 将其文化影响扩散到波斯、叙利亚、巴勒斯坦,甚至进入到地中海沿岸 和埃及。苏美尔人之后的闪米特人,则将生意一直做到了西班牙和印 度,这当然是后话了。大约到了公元前2500年,乌鲁克实行的社会分 工就成为了美索不达米亚地区的社会规范了。 在人类几乎任何文明阶段,最有效掌握动力的文明常常在那个时期的文 明竞争中处于优势。4000多年后当英国人完成以蒸汽机为代表的工业 革命之后,它所倡导的政治经济秩序也就在世界开始普及了。 在结束这一讲的课程之前,我来回答一开始提出的第三个问题,为什么 大家喜欢挤在大城市?从文明一开始,城市就比乡村具有很多优势,比 如它具有多样性,产业更多,机会更多,而且由于人口密度高,商业的 潜力更大。

但是从本质上来讲,城市比乡村具有更高的能量密度,因 此那里能够创造出比乡村更发达的技术、更多的财富和更大的发展空 间。

要点总结:

1. 我们在之前提到了能量总量对文明的必要性,今天我们谈到了能量密 度的必要性。

2. 大量的人口生活在一起,才能出现有效的社会分工,文明才能发展得 比较快。这样的社会需要专职的人员管理,这就形成了阶层,同时管理 城市需要发布命令,使用法律,体现出信息的作用。

3. 地理环境决定了早期文明中心不同的特点,那些拥有大片良田的文明 中心,有可能集中人力和物力建造金字塔和长城。而没有大片耕地的文 明,更可能发展出商业文明。

4. 轮子是人类早期在运输上最伟大的发明,从本质上讲,就是使用较少 的能量,把货物运到更远的地方,商业因此而发展起来。

历史上的今天:

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