工業革命關鍵因素──煤礦──如何影響英國與中國走向不同的發展道路?《大分流》選摘(2)

2019-07-17 05:10

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英國的煤礦城鎮(Wikipedia / Public Domain)

英國的煤礦城鎮(Wikipedia / Public Domain)

事後來看,如果說歐洲賭對了馬,那麼使歐洲贏得賭注的因素似乎得歸功於偶然條件……

──《大分流:歐洲和中國為何走上不同道路?推動現代世界經濟形成的力量》

編輯的話:

英國能有工業革命居然有巧合與偶然的成分存在?中國江南的原始工業幾乎與英格蘭的原始工業一樣發達,為什麼最後沒能如英國一般發明出蒸汽機?關鍵原因居然和中國江南的人腳下沒有煤礦有關?

以下摘自《大分流》81頁-91頁

較早期的工業革命觀,往往把煤視為主角。得到類似程度之關注者,只有棉花、鋼、鐵、鐵路,而其中除了棉花,其他幾項都需倚賴煤。

在十八世紀之前,世界許多地方已有類似蒸汽機的發明,只是它們始終被當成是奇珍異物,沒什麼實用價值。中國人老早就懂相關的基本科學原理(知道大氣壓力的存在);而作為「鼓風爐」的一部分,中國人也老早就掌握與瓦特的裝置極類似的某種雙動活塞/汽缸裝置,以及把轉動變為直線運動,其精良程度並不遜色於二十世紀前任何一種裝置。尚待改良之處,就只剩用活塞來轉動輪子,而非用輪子來推動活塞(在風箱裡,活塞運動是為了送出熱氣,而非為了驅動輪子)。

一六七一年,有位耶穌會士在紫禁城展示了可運行的蒸汽渦輪驅動車和蒸汽船的縮小版模型,而這個設計似乎同時參考了西方與中國的模型。於是,從純技術的角度看,這個最重要的工業革命技術本可能在歐洲境外也發展出來;那麼我們就絕不能斬釘截鐵地說,它只會在歐洲最早發展出來。

工業革命為什麼發生在英格蘭而非長江三角洲?

我們雖無法完全解釋歐洲(或更具體的說,英國)為何成為煤、蒸汽方面等一連串發展(工業革命的核心)的發生地,但我們卻還是能找出某些理由。長江三角洲與英格蘭類似,都存在著需要紓解本地木材供給吃緊情況的誘因,也存在著先進技術和高度商業化的經濟。而當我們拿兩者相比,就會發現歐洲的優勢之處,主要是在整體的技術水平與地理上的偶發事件,而非整體經濟的市場效率上有什麼優勢(這種優勢大概不存在)。

西歐在十八世紀領先世界的重要技術,也就是英國獨步世界的技術。採礦技術是其中之一,但像時鐘製造、槍炮製造、航海儀器等其他技術,其重要性則非一眼就能看出。

中國整體採礦業的歷史,特別是採煤業的歷史,有點令人費解。中國北部和西北部煤蘊藏豐富,在華北擁有中國政治、經濟、人口中心的漫長時期裡,中國發展出龐大的煤鐵複合體。事實上,根據羅伯特.哈特韋爾(Robert Hartwell)的估計,一○八○年左右中國的鐵產量大概比一七○○年俄羅斯以外歐洲的產量還要多。此外,這一煤鐵複合體不只規模龐大,還十分先進:例如中國的製鐵業者似乎已懂得製造和使用焦煤(精煉煤),而其他地方還要再過數百年才會發現這東西。然而,在一一○○至一四○○年這段期間,中國北部和西北部遭遇多得令人咋舌的一連串天災人禍打擊:從外族(蒙古人等)入侵和占領、內戰、到嚴重水災(包括黃河一次大改道)與瘟疫等。十二世紀攻打中國的女真人,往往要求宋朝交出京畿一部分手藝最精的工匠,作為(暫時)停止圍城的代價;至於那些工匠有多少人返回,並不清楚。到了一四二○年後該區域局勢開始恢復某種程度的穩定時,中國的人口中心、經濟中心已轉移到生態上較適人居的南方,且這一改變從此未逆轉;十五世紀時,華北許多地方人煙稀少,不得不仰賴朝廷主導的移民以充實人口。

與過去的認知相反,如今我們知道中國的採鐵和製鐵業的確有從蒙古入侵的破壞中復原。新的生產中心在廣東、福建、雲南、湖南出現,西北地區的產量也有某種程度的恢復。一六○○年時,總產量更達到歷史新高,至少四萬五千噸,生產技術上有一些新的進展。黃啟臣(Huang Qichen)的專題論著雖然對燃料著墨不多,但我們仍能從中看出元朝之後鐵生產量的恢復情況。令人注意的是,他估計所有新生產中心的鐵產量占了總產量的七成多,而且它們都離煤產地很遠,使人不得不懷疑這些鐵大部分是用木頭和木炭燒製成的。至於十七、十八世紀的鐵生產情況,我們仍然所知甚少,但這本專著(根據非常薄弱的證據)表示這期間鐵產量是下跌的。如果真是如此(或者即使鐵產量只是未能持續成長),元朝後生產中心轉移而導致製鐵不再依賴化石燃料一事,很可能貽害甚大。

至於更大範圍的煤生產和使用,仍有許多地方是我們所不知的。哈特韋爾認為,煤業始終未從蒙古人入侵和相關災禍的打擊中復原。也許此說有朝一日會和他針對鐵業的類似說法一樣,受到嚴重質疑,但目前為此這尚未發生。即使後來查明煤產量的下跌沒有他所認為的那麼厲害,煤肯定不再是中國經濟的最先進行業。

我們不知道有關中國煤礦開採與使用方面的知識,在十二至十四世紀間的天災人禍裡失傳了多少:失傳是很有可能的,因為晚至十九世紀的中國和歐洲,知識的傳授往往仍是透過師徒間的口授而非透過形諸文字的記錄。而隨著中國大部分煤礦床所在的區域變得停滯落後、遠離主要市場近而無法與其他行業的工匠有相輔相成的互動,有多少知識被束諸高閣或不再有進一步的發展,也是不得而知。採煤業在中國依然重要,但它再也不是一門先進的行業;幾種節省燃料的創新發明(包括在炒菜鍋裡拌炒而非在較重的容器裡煮食)反倒變得愈來愈重要。

十八世紀的長江下游是當時中國最富裕與森林砍伐最嚴重的地區之一,而該地區透過河路、海路貿易買得了木頭和作為肥料的豆餅,進而擴大其原料供給(有了豆餅當肥料,人得以把原本得丟回田裡增加地力的禾草和作物殘餘物當燃料燒)。長江下游的人藉助貿易紓解了燃料吃緊,但並未因此就不嘗試使用化石燃料(這兩種作法在其他地方同時並存,在長江下游很可能也是如此,只是未在文獻裡留下許多痕跡),只不過長江下游的工匠和企業家恐怕也不會因此又對煤寄予大量關注,因為不管是在長江下游,還是在長江下游商人經常貿易的地方,煤產量都很少。華南九省蘊藏的煤,只占當時中國煤蘊藏量的一.八%,華東十一省則占八%;相對的,西北省份中的山西加上內蒙古就占了六十一.四%。在華南幾個地方和華北北京的商貿腹地裡,的確有一些煤礦在開採,但它們大部分規模小,地理位置不佳,無法利用中國最富裕且最渴求燃料的長江下游市場來快速發展。它們也受阻於官方政策的不一致,時不時受到干擾。幾個最大的煤礦床都位在西北,理論上可使長江下游人順理成章投注巨資於生產和運輸改良。

中國山西大同煤礦(Peter Van den Bossche@Wikipedia / CC BY-SA 2.0)
中國山西大同煤礦(Peter Van den Bossche@Wikipedia / CC BY-SA 2.0)

如果能把西北煤礦床與長江三角洲連結起來……

事後來看,如果能把那些西北煤礦床與長江三角洲連結起來,似乎會有非常大的收益,大到讓人覺得應有人曾努力促成此事。但我們並不清楚如果此事成真,會出現什麼情況;今天的我們已知道煤的用處,因此能想像這類計畫的收益會有多大,但在當時,其中大部分收益乃是事前所看不出的。

與此同時,由於西北的煤礦業普遍落後,煤礦主不大可能知悉其他地方可用來解決他們自身問題的技術發展動態,而且也沒什麼機會遇到在製作時鐘之類專業奢侈品上擁有一身高明手藝的工匠。這類工匠的確存在,而且他們的手藝,甚至他們的人數,似乎沒輸西方這類工匠多少,但他們幾乎都在長江三角洲或東南沿海,那裡的人的確很想入手時鐘和設計精巧的機械玩具。即使西北地區的煤礦主已懂得如何改良採礦技術,他們也沒理由認為開採較多的煤會使他們得以拿下大上許多的市場:由於看來無法克服的運輸難題,他們的礦場仍無法與中國大城裡有錢但欠缺燃料的燃料用戶搭上線。

江蘇北部徐州與宿縣的煤礦,由於距大運河不太遠,或許是長江三角洲所可能利用的少數礦場裡地理位置最佳者;但即使是徐州礦場,在清朝要把煤運抵同樣也是大運河港口的縣城時,煤價成本就漲了一倍。一如更北邊的煤礦,這些煤礦在宋朝時屬於某個鐵、鹽生產重鎮的重工業複合體,在經歷十二至十四世紀的一連串災禍之後,似乎一直未能完全復原。到了十八世紀時,朝廷為了緩和長江三角洲的燃料短缺,決定鼓勵此區域的煤業,同時也選擇發放開採執照給貧窮、失業之人;然而,這些人大部分都只能挖掘規模較小、深度較淺的煤礦。即使是資本較雄厚的礦場,似乎都不大可能實現要把中國的能源、運輸、金屬產業改頭換面所需的重大突破,而在中國,更只有很少數的地方,其所產的煤比較容易被主要市場和熟練工匠的集中地取用,而光憑這類小型業者所掌管的幾間小礦場,也幾乎不可能提升這類突破的實現機率。

最後,對中國煤礦主,特別是西北地區的煤礦主來說,其所面臨的最大技術難題,基本上就不同於英格蘭的同行。英格蘭的礦坑時常積水,因此需要強而有力的泵將水抽出。中國的煤礦場比較沒有積水的問題,反而時時受苦於太乾燥而導致自燃的隱患,這也是《天工開物》(這個時期中國最重要的技術手冊)的編纂者宋應星最念念不忘的困擾。儘管這個隱患始終未徹底解決,但至少有一位當時的礦業史家宣稱《天工開物》中描述的解決方法非常老練。但即使存在較有效的通風方法來減輕這個困擾,或者礦工不惜為了對煤的強烈需求而冒高度危險入坑採礦,通風技術還是無法像英國的蒸汽機那樣,既抽出煤礦裡的積水,也有助於解決煤(和各種物品)的運輸困擾。因此,儘管「中國」(當成一個抽象整體)的整體技術、資源和經濟條件,在催生煤/蒸汽革命上,未必遜色於整個「歐洲」,但中國境內天然資源的分布情況,使得這類革命發生的機率低了許多。

相較之下,歐洲前幾大煤礦床,好幾個都位在前景好上許多的區域:英國。這使它們靠近完善的水路運輸、鄰近歐洲商業活力最強勁的經濟體,同時其他區域裡有著許多技術熟練的工匠,而且距離一個在一六○○年或甚至更早就遇上木柴嚴重短缺問題的社會不遠;而木柴的嚴重短缺,使解決煤的取得和使用問題更加刻不容緩。哪怕木材和以木材為基礎的產品可以走海路輸入英國,但成本上這將比浮江河而下的原木貴上許多(長江三角洲所需的木材就來自這類原木),並使人更加想使用(並更加瞭解)較易取得的煤。事實上,從一五○○年起,英格蘭境內對煤的需求,大部分是為了家庭取暖;之所以使用煤,是因為便宜,儘管會有帶來濃煙這個嚴重缺點。從釀酒到玻璃製造再到製鐵的各種產業,都受不了濃煙所帶來的污染,直到十八世紀一連串新發明問世解決這問題,情況才改觀。

許多如何採煤、用煤的知識,都是靠工匠積累下來的,而且直到十九世紀都未以文字記錄下來。約翰.哈里斯(John Harris)就指出,十八世紀期間,以英語寫下的採煤、用煤知識,遠比用法語寫下者少,原因就在英格蘭境內需要瞭解箇中奧妙的人(工匠),以口授方式傳遞這一知識。哈里斯證實,法國人曾想模仿幾種不同的用煤工序,結果即使能複製出設備,卻還是功敗垂成,因為要生產這類設備,需要非常詳細的知識和透過經驗所取得分毫不差的時機拿捏,而且有時一次犯錯就會帶來非常大的金錢損失。以耐熱坩堝為例,火燒的時間、擺在火上的角度、在不同時候該呈現什麼樣貌,這些重要的細節全都深植於燒煤爐操作者的腦子裡,且完全不同於習慣使用燒柴爐者所經歷的過程。因此來自某個傳統的工匠,碰上來自另一個傳統的工匠,甚至會不曉得什麼是需要向對方說明的。直到一組組的英格蘭工人被帶到法國(大部分在一八三○年後),必要的知識才有效轉移過來。

於是我們知道,專業技術是歐洲煤業發展獲得突破所不可或缺,但那一專業技術的問世有賴於漫長的經驗(和一路上許多失敗),以及便宜且大量供給的煤。這個經驗得以取得,得拜技藝高超的工匠、有需求的消費者與煤礦本身這三個因素得以集中於一地又彼此鄰近之賜。若沒有這一得天獨厚的地利,發展專業技術這件事就很可能就只會在前景有限的領域(例如使用與改良燒柴爐這個領域),而無法走上那條最終會利用龐大新能源的道路。中國的情況,也就是長江三角洲距煤礦床比巴黎盆地距煤礦床要遠上許多一事,更加突顯英格蘭享有這一地利的幸運。

比起挖地道採煤方面緩慢而穩定的進步,或是懂得如何使燒煤的濃煙不致污染啤酒、玻璃和鐵,蒸汽機的問世反映了更為重大的突破。我們已經知道,英國何其有幸地,其所碰上的採煤困擾是必須抽出礦坑裡的積水,而非防止礦坑因過度乾燥而爆炸,並從中催生出具有其他許多重要用途的蒸汽機。但蒸汽機本身並非憑空冒出,在這一點上,地點又是攸關技術進步的重要因素。

蒸汽機能發揮效用,同樣有賴於多種工匠精益求精的改良,其中有些來自叫人意想不到的行業。誠如莫基爾所說的,歐洲在十八世紀時的技術優勢,就和英國在歐洲擁有的技術優勢一樣,其實並不在於工具或機器,而在儀器,即鐘錶、單筒望遠鏡、眼鏡等。這些精巧小器物雖具有某種用途的生產財(主要用在遠洋航行上),但它們的主要用途還是作為有錢人(尤其是城市有錢人)的便利性設備。不過正是儀器製造上的精準鑽孔、口徑測定等技術上的轉移(某種程度上為了製造槍炮上),才使湯瑪斯.紐科門(Thomas Newcomen)製造的史上第一台蒸汽機能順利運作,後來也使瓦特得以改良蒸汽機,把蒸汽機的效率提升三倍。在經過兩百多年的漸進改良後,蒸汽機已比上述任何一部原型機安全許多,在燃料使用上也更有效率、 體積也更小了。然而,未經歷過這段改良過程的我們,往往以為即使是最簡陋的蒸汽機,都會因為潛力一眼就可看出而使人迅即採用;但這根本是事後諸葛,當時並非如此。由於這些機器的成本、笨重和其他問題,是以在紐科門的第一台蒸汽機問世後的八十八年裡(一七一二∼一八○○),即使受惠於武器、儀器的精準工具製造技術,也只有兩千五百台蒸汽機問世;其他產業和發明者大部分把寶押在經過改良的水車上。事實上,馮.通策爾曼(G. N. Von Tunzelmann)便指出,由蒸汽驅動的紡織機,其每單位動力的能量成本,一直要到一八三○年後才遽降,因此在那之前,(在可取得水的地方)水車仍是蒸汽機的強勁對手。

只有在煤田裡(一八○○年時有一千台蒸汽機使用在此),蒸汽機的長處才特別突顯,從而使它們得以迅速普及,並在短短幾十年間就使整個產業改頭換面。因為在煤礦場,蒸汽機的龐然笨重並不礙事,蒸汽機耗煤量大的限制也不構成問題(這一成本只有在遠離礦場時才遽增)。事實上,礦井口蒸汽機往往使用較劣質的「煤屑」,而這些煤屑很不值錢,若運到他地供人使用大概不划算,因而用它們來運作蒸汽機,形同免費。若非得益於附近其他領域的工匠轉移技術而得到一部分遞增的優勢,若非運用到附近的煤田而得以在實踐中學習,若非煤本身的低廉成本,蒸汽機在當時,很可能讓人覺得不值得推廣。

工匠、企業家、科學知識的提供者,這三者之間原本存有社會隔閡,然而拜雅各布所謂的「科學文化」之賜,這一隔閡得到彌合;歐洲在這點上可能大占上風(但還需更多研究才能確認)。即使如此,假設當初歐洲在煤礦和其機械技能人才匯集地之間的地理距離過於甚遠,或是假設當初中國只有一小段距離要彌合,那麼不管在歐洲還是中國,結果都有可能大不相同。綜觀中國更早期煤/鐵複合體的歷史,亦間接表明這樣的論斷。

歐洲技術創新上的突飛猛進,肯定是工業革命的必要條件(這話本身其實是種套套邏輯),但在把這技術創新說成遠非十八世紀其他社會所能匹敵之前,或在把它說成歐洲後來稱雄世界的唯一原因之前,我們應謹記英國煤和蒸汽機之所以能引領工業化,其實要大大歸功於它們兩者地理相近和同時並存的這些偶然因素。事後來看,如果說歐洲賭對了馬,那麼使歐洲贏得賭注的因素似乎得歸功於偶然條件,具體點來說,與英格蘭的條件(大部分是地理條件)密切相關。光從歐洲在科學、技術、哲學上的傾向去解釋工業革命,似乎無法盡詮其原委;而所謂兩地在經濟建制與生產要素價格上的差異,似乎大部分也無關緊要。最後,誠如在後面幾章會理解到的,若非其他特定的資源難題也得到解決(這大半要歸功於歐洲征服世界其他地方),這一能源上的突破性發展本有可能被十八世紀晚期和十九世紀歐洲人口的急速成長給吃掉。煤和殖民地使歐洲得以減輕來自資源的約制,但若單靠其中一項,作用都會大大遜色;若非兩者皆有,光靠歐洲的其他創新,也不會創造出一個土地有限但人均成長還是無限持續的新世界。

《大分流》(The Great Divergence)(衛城出版)
本文選自《大分流》(The Great Divergence)(衛城出版)

 

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