牛頓、瓦特、微積分、蒸汽機、工業革命
牛頓(Newton, 1642-1727)和瓦特(Watt, 1736-1819)都是英國人,都是全球小學生就知曉的人物。牛頓在1687年發表《自然哲學的數學原理》(Mathematical Principles of Natural Philosophy),發展微積分當作分析工具;瓦特在1776年改良蒸汽機,開啟工業革命的紀元。以上二個事件相隔89年,似乎意謂學術歸學術,發明歸發明?
首先,我們必須認清的事實是,瓦特沒有「發明」蒸汽機,而是「改良」蒸汽機,讓蒸汽機的效率提升數倍之上;後來的持續改良讓它可以「帶著走」,可以裝在輪船,可以裝在火車,改變這個世界的面貌與生態。
關於蒸汽機的發展,《新國富論》第206頁如此陳述:十八世紀的科學家尚不能解釋為何與如何蒸汽機得以運作;直到1824年,熱力學(thermodynamics)之父卡諾(Carnot, 1796-1832)才發表他的著作,而建立熱力學定律。蒸汽引擎早於熱力學的建立,並非意謂引擎的製造不需依賴既有的科學知識(the engine builder did not draw on earlier scientific acquisitions.)。在瓦特從事蒸汽機的研發與製造事業之前,他在蘇格蘭的格拉斯哥大學(University of Glasgow)擔任技術員,而成為經濟學之父亞當斯密(Smith, 1723-1790)與科學家布雷克(Black, 1728-1799)的朋友。
布雷克是瓦特的上司與導師(master and mentor),瓦特並沒有從布雷克獲得改良蒸汽機的靈感;然而,為布雷克工作,卻得以學會探索問題與解決問題的經驗與方法。而且,瓦特是許多愛丁堡與格拉斯哥大學教授的朋友,包含許多哲學家與科學家。瓦特學得數學、系統性實驗、熱效率的計算;也就是說,瓦特利用已經累積的知識與想法,而提升技術(build on accumulated knowledge and ideas to advance technique.)。
孤獨一生的牛頓
以上是《新國富論》對於瓦特的敘述,我再補充如下:瓦特擔任技術員時的專業與敬業,自然實踐人的存在價值,未必要追逐學位或生產論文。關於亞當斯密與瓦特的關係,《新國富論》書中並未敘述,是我參考自英文版的維基百科。
牛頓終生未娶,未成家;牛頓過世時候的葬禮之隆重,應該是遠超過英國歷任國王或女王。更重要的是,他不求官,不當國會議員,也對院長或校長等職位沒興趣,他只求發展知識與傳遞知識。牛頓對基礎科學的貢獻,建立起英國工業革命的基礎。
微積分工具不僅影響數學發展,更直接應用於力學,包含靜力學與動力學,也被利用於熱力學的分析。在應用科學形成之前,工匠或工程師都是依照傳承的經驗施工,施工與用料方法是否具有足夠安全係數?是否太過浪費?缺乏效率?微積分工具的成熟,導致古典力學的成熟發展,讓工程師可以更充分掌握科技應用的「所以然」(how and why),可以更放心也更精密的發展科技應用。
因為想討論學術倫理的議題,我再去圖書館借出《新國富論》詳讀之,而書寫以上心得。我再找機會持續分享閱讀這本書的啟示,也將說明台灣學術倫理蕩然的三大原因是:第一、病態文化,志在功名;第二、門神呆滯,慾求不滿;第三、西方的教堂相當於華人的祠堂,前者直接對上帝負責,後者肩負光耀門楣付託。
最後,我再提醒《新國富論》的主張:「我們從人類經濟發展史獲得的最大啟示是,文化決定一切。」如果沒有誠實、負責的學術文化,再多的學術獎助都會伴隨弊病,更會導致整個世代的沉淪。
*作者為德明財經科技大學財金系助理教授