18世纪,西欧兴起的启蒙运动开始挑战基督教教会的思想体系,使科学的成果浸润到社会的各个层面,欧洲大陆进入了对自然进行全面、深入探索的萌芽期。本文的主人公沃康松就生活于这一时期,他深受大时代的影响,同时也好似盗火者普罗米修斯,让科技的火种点燃了机器的“灵魂”,开创了机械工艺的新时代。
雅卡尔·德·沃康松(1709~1782)是18世纪法国著名的人形自动机发明家,他开创了人类历史上的第一个基于生理学方法的人形自动机“黄金时代”。这一时代从18世纪中期开始到19世纪中期结束,延续了整整一个世纪。法国著名思想家狄德罗在其所编的《大百科全书》中,将沃康松所设计的第一个人形自动机“长笛手”视为安卓(android,似人自动机)原型。
1709年2月24日,沃康松出生在法国的格勒诺布尔。沃康松成长在一个大家庭中,他的父母共育有10个孩子。父亲是贫穷的手套工,母亲是天主教徒,由于母亲经常带他参加祷告,小沃康松便有机会观察教堂中的钟表,并研究其内部构造、运作过程,童年的沃康松便展现出机械设计方面的天赋。
人形机器是对神的亵渎?
1725年,沃康松来到里昂并成为一个学徒,对于一个来自穷苦家庭的孩子来说,成为学徒是唯一可以继续从事机械研究的方法。两年后,沃康松获得了一个自己的工作坊,可以制作一些小的机械作品。1727年,为了迎接当地的一个行政长官,沃康松特地制作了一些可为晚餐服务并清理餐桌的自动机,但出乎意料的是,同行的一位政府官员却认为,这些机械作品类似于“人”,是对神的一种“亵渎”,并命令拆除他的工作坊。沃康松感受到了危险,借口患病返回家乡。
虽然受到不公的对待,但沃康松并没有就此放弃机械研究。1731年,沃康松前往鲁昂,并遇到了外科医生乐·凯和魁奈,他们鼓励沃康松建造用于医学研究的“动态人造躯体”。这种“人造躯体”需要模仿人的血液流动,沃康松在制造过程中也积累了不少经验,为以后制作人形自动机打下了基础。由于“人造躯体”带来的收入有限,也未能让沃康松得到更多的关注,他便渐渐转向了人形自动机研究。
人形自动机展览获得巨大反响
1736年,沃康松与一个富有的法国人马尔甘达成协议,马尔甘同意为沃康松提供资助,沃康松则需制造一些自动机作为回报,马尔甘将拥有这些自动机的三分之一所有权,且可以获得自动机展出过程中所获得收益的一半。然而就在这时,沃康松却突然病重卧床4个月,据说正是在昏迷过程中,沃康松梦到了其将要制作的第一个人形自动机“长笛手”。
1737年,“长笛手”制作完成,并于1738年2月11日在“日耳曼圣徒节”公开展出8天,然后移至朗格维尔酒店。当时,参观门票价格为3个利佛(liver),这在当时也算是高票价,一张门票相当于一个普通工人的周薪。这次展览获得了巨大反响,沃康松还应邀造访了巴黎科学院,并向科学院提供了一份介绍“长笛手”制作过程的备忘录。
“长笛手”高约1.9米,放置在一个方形底座上,木质材料,它可以像音乐家一样演奏笛子,并可连续吹奏12首曲子。“长笛手”主要由三套系统来加以控制:一是底部传动系统,它产生吹笛所需的空气,并可决定吹气压力的变化,这一系统主要是通过风箱及曲柄来控制;二是上部传动装置,类似于人的身体移动控制系统,它可以控制“长笛手”的手指、嘴唇以及长笛的移动;三是曲调控制系统,类似于编程系统,可以使长笛发出特定旋律。
1739年,沃康松帶来了另外两个作品——人形自动机“管乐演奏者”和“会消化的鸭子”。“管乐演奏者”如真人大小,站立于基座之上,是一个普罗旺斯牧羊人形象,可演奏大约20首曲目。“会消化的鸭子”则是沃康松最著名的自动机,可以模仿鸭子的每一个动作,如拍打翅膀、喝水、溅水,还能表现鸭子被激怒的样子,甚至是自然消化过程,这是当时世界上第一个可以模拟动物生理过程的自动机。
推进法国纺织工业的自动化
三个自动机为沃康松带来了金钱、名誉和社会地位,但是1741年,沃康松却将三个自动机卖给了一位里昂商人。沃康松还有更伟大的梦想,他希望用自己的机械学知识提升当时法国纺织业的国际竞争力。很快,沃康松从国王路易十五那里获得了一个新的职位——丝绸生产督察。
从1742年起,沃康松开始推进法国纺织工业的自动化。他利用制作人形自动机的经验,于1745年发明了当时世界上第一台全自动织布机,他将其形容为:“即使是马、牛、驴,都可以利用这一机器,织出的绸布比最聪明的织工的作品更漂亮、完美。”但不幸的是,由于过于超前,且难以融合到当时的纺织体系中,沃康松的全自动织布机并没有被市场接受。
沃康松在自动机及机械制造方面所取得的成就,使其于1746年被选为巴黎皇家科学院院士。在此后的几十年里,沃康松在位于巴黎的工作坊内,与助手一起发明了许多有用的机械工具,如1751年设计了世界上第一台纵向车削铸铁车床。沃康松还在法国欧布纳建立了一个丝织厂,这是第一个现代意义上的工厂,比理查德·阿克赖特在德比郡所建立的棉纺厂早了20多年。在生命的最后几年里,沃康松将其所收藏的300多件机械品赠予国王路易十六,为此后法国国立工艺学院的建立奠定了基础。
沃康松开启的机械黄金时代
沃康松的三个自动机曾在欧洲的许多国家公开展出,如1742年在英国伦敦,1746年冬在德国法兰克福。在沃康松的影响下,当时的世界钟表制作中心德国和瑞士,涌现了许多著名的人形自动机发明家,开创了人类历史上第一次人形自动机研发热潮。
1760年,德国制表匠克劳斯为神圣罗马帝国皇帝弗朗茨·斯蒂芬设计了一个具有写作功能的人形自动机;1774年,杰奎特·德罗兹父子设计了“作家”“绘图人”和“羽管键琴演奏者”三个人形自动机,这也是沃康松之后最为著名的人形自动机,其中“作家”被认为是现代意义上的第一台可编程机器,它可以最多写作40多个字符;1784年,德国钟表匠伦琴等设计出“扬琴演奏家”。
1782年,沃康松于巴黎去世,启蒙运动代表人物哲学家、数学家孔多塞为他写了悼词。在悼词中,孔多塞赞扬沃康松是一个发明天才,认为沃康松的“创造性发明,不仅仅包括他的自动机,还包括他的一些‘有用的’工具,为此后那些开明人士提供了灵感”。
古希腊神话中的普罗米修斯不仅创造了人类,给人类盗来了火种,还教会了他们许多知识和技能。启蒙时期的沃康松也开创了全新的机械领域,并为工业革命播撒了知识与技术的种子,只待斗转星移,以迎来春风化雨之后的勃发。沃康松虽然已经逝去,但当时的诗人弗朗索瓦-玛丽·阿罗埃和哲学家拉梅特里都没有忘记他的卓越贡献,在他们的笔下,沃康松成为了普罗米修斯的化身,留在了历史长河之中。
(刘谊人摘自《百科知识》2019年第2期)