人形自動(dòng)機(jī)的“盜火者”

王彥雨

18世紀(jì)，西歐興起的啟蒙運(yùn)動(dòng)開始挑戰(zhàn)基督教教會(huì)的思想體系，使科學(xué)的成果浸潤到社會(huì)的各個(gè)層面，歐洲大陸進(jìn)入了對(duì)自然進(jìn)行全面、深入探索的萌芽期。本文的主人公沃康松就生活于這一時(shí)期，他深受大時(shí)代的影響，同時(shí)也好似盜火者普羅米修斯，讓科技的火種點(diǎn)燃了機(jī)器的“靈魂”，開創(chuàng)了機(jī)械工藝的新時(shí)代。

雅卡爾·德·沃康松（1709～1782）是18世紀(jì)法國著名的人形自動(dòng)機(jī)發(fā)明家，他開創(chuàng)了人類歷史上的第一個(gè)基于生理學(xué)方法的人形自動(dòng)機(jī)“黃金時(shí)代”。這一時(shí)代從18世紀(jì)中期開始到19世紀(jì)中期結(jié)束，延續(xù)了整整一個(gè)世紀(jì)。法國著名思想家狄德羅在其所編的《大百科全書》中，將沃康松所設(shè)計(jì)的第一個(gè)人形自動(dòng)機(jī)“長笛手”視為安卓（android，似人自動(dòng)機(jī)）原型。

1709年2月24日，沃康松出生在法國的格勒諾布爾。沃康松成長在一個(gè)大家庭中，他的父母共育有10個(gè)孩子。父親是貧窮的手套工，母親是天主教徒，由于母親經(jīng)常帶他參加禱告，小沃康松便有機(jī)會(huì)觀察教堂中的鐘表，并研究其內(nèi)部構(gòu)造、運(yùn)作過程，童年的沃康松便展現(xiàn)出機(jī)械設(shè)計(jì)方面的天賦。

人形機(jī)器是對(duì)神的褻瀆？

1725年，沃康松來到里昂并成為一個(gè)學(xué)徒，對(duì)于一個(gè)來自窮苦家庭的孩子來說，成為學(xué)徒是唯一可以繼續(xù)從事機(jī)械研究的方法。兩年后，沃康松獲得了一個(gè)自己的工作坊，可以制作一些小的機(jī)械作品。1727年，為了迎接當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)行政長官，沃康松特地制作了一些可為晚餐服務(wù)并清理餐桌的自動(dòng)機(jī)，但出乎意料的是，同行的一位政府官員卻認(rèn)為，這些機(jī)械作品類似于“人”，是對(duì)神的一種“褻瀆”，并命令拆除他的工作坊。沃康松感受到了危險(xiǎn)，借口患病返回家鄉(xiāng)。

雖然受到不公的對(duì)待，但沃康松并沒有就此放棄機(jī)械研究。1731年，沃康松前往魯昂，并遇到了外科醫(yī)生樂·凱和魁奈，他們鼓勵(lì)沃康松建造用于醫(yī)學(xué)研究的“動(dòng)態(tài)人造軀體”。這種“人造軀體”需要模仿人的血液流動(dòng)，沃康松在制造過程中也積累了不少經(jīng)驗(yàn)，為以后制作人形自動(dòng)機(jī)打下了基礎(chǔ)。由于“人造軀體”帶來的收入有限，也未能讓沃康松得到更多的關(guān)注，他便漸漸轉(zhuǎn)向了人形自動(dòng)機(jī)研究。

人形自動(dòng)機(jī)展覽獲得巨大反響

1736年，沃康松與一個(gè)富有的法國人馬爾甘達(dá)成協(xié)議，馬爾甘同意為沃康松提供資助，沃康松則需制造一些自動(dòng)機(jī)作為回報(bào)，馬爾甘將擁有這些自動(dòng)機(jī)的三分之一所有權(quán)，且可以獲得自動(dòng)機(jī)展出過程中所獲得收益的一半。然而就在這時(shí)，沃康松卻突然病重臥床4個(gè)月，據(jù)說正是在昏迷過程中，沃康松夢到了其將要制作的第一個(gè)人形自動(dòng)機(jī)“長笛手”。

1737年，“長笛手”制作完成，并于1738年2月11日在“日耳曼圣徒節(jié)”公開展出8天，然后移至朗格維爾酒店。當(dāng)時(shí)，參觀門票價(jià)格為3個(gè)利佛（liver），這在當(dāng)時(shí)也算是高票價(jià)，一張門票相當(dāng)于一個(gè)普通工人的周薪。這次展覽獲得了巨大反響，沃康松還應(yīng)邀造訪了巴黎科學(xué)院，并向科學(xué)院提供了一份介紹“長笛手”制作過程的備忘錄。

“長笛手”高約1.9米，放置在一個(gè)方形底座上，木質(zhì)材料，它可以像音樂家一樣演奏笛子，并可連續(xù)吹奏12首曲子。“長笛手”主要由三套系統(tǒng)來加以控制：一是底部傳動(dòng)系統(tǒng)，它產(chǎn)生吹笛所需的空氣，并可決定吹氣壓力的變化，這一系統(tǒng)主要是通過風(fēng)箱及曲柄來控制；二是上部傳動(dòng)裝置，類似于人的身體移動(dòng)控制系統(tǒng)，它可以控制“長笛手”的手指、嘴唇以及長笛的移動(dòng)；三是曲調(diào)控制系統(tǒng)，類似于編程系統(tǒng)，可以使長笛發(fā)出特定旋律。

1739年，沃康松帶來了另外兩個(gè)作品——人形自動(dòng)機(jī)“管樂演奏者”和“會(huì)消化的鴨子”。“管樂演奏者”如真人大小，站立于基座之上，是一個(gè)普羅旺斯牧羊人形象，可演奏大約20首曲目。“會(huì)消化的鴨子”則是沃康松最著名的自動(dòng)機(jī)，可以模仿鴨子的每一個(gè)動(dòng)作，如拍打翅膀、喝水、濺水，還能表現(xiàn)鴨子被激怒的樣子，甚至是自然消化過程，這是當(dāng)時(shí)世界上第一個(gè)可以模擬動(dòng)物生理過程的自動(dòng)機(jī)。

推進(jìn)法國紡織工業(yè)的自動(dòng)化

三個(gè)自動(dòng)機(jī)為沃康松帶來了金錢、名譽(yù)和社會(huì)地位，但是1741年，沃康松卻將三個(gè)自動(dòng)機(jī)賣給了一位里昂商人。沃康松還有更偉大的夢想，他希望用自己的機(jī)械學(xué)知識(shí)提升當(dāng)時(shí)法國紡織業(yè)的國際競爭力。很快，沃康松從國王路易十五那里獲得了一個(gè)新的職位——絲綢生產(chǎn)督察。

從1742年起，沃康松開始推進(jìn)法國紡織工業(yè)的自動(dòng)化。他利用制作人形自動(dòng)機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，于1745年發(fā)明了當(dāng)時(shí)世界上第一臺(tái)全自動(dòng)織布機(jī)，他將其形容為：“即使是馬、牛、驢，都可以利用這一機(jī)器，織出的綢布比最聰明的織工的作品更漂亮、完美。”但不幸的是，由于過于超前，且難以融合到當(dāng)時(shí)的紡織體系中，沃康松的全自動(dòng)織布機(jī)并沒有被市場接受。

沃康松在自動(dòng)機(jī)及機(jī)械制造方面所取得的成就，使其于1746年被選為巴黎皇家科學(xué)院院士。在此后的幾十年里，沃康松在位于巴黎的工作坊內(nèi)，與助手一起發(fā)明了許多有用的機(jī)械工具，如1751年設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)縱向車削鑄鐵車床。沃康松還在法國歐布納建立了一個(gè)絲織廠，這是第一個(gè)現(xiàn)代意義上的工廠，比理查德·阿克賴特在德比郡所建立的棉紡廠早了20多年。在生命的最后幾年里，沃康松將其所收藏的300多件機(jī)械品贈(zèng)予國王路易十六，為此后法國國立工藝學(xué)院的建立奠定了基礎(chǔ)。

沃康松開啟的機(jī)械黃金時(shí)代

沃康松的三個(gè)自動(dòng)機(jī)曾在歐洲的許多國家公開展出，如1742年在英國倫敦，1746年冬在德國法蘭克福。在沃康松的影響下，當(dāng)時(shí)的世界鐘表制作中心德國和瑞士，涌現(xiàn)了許多著名的人形自動(dòng)機(jī)發(fā)明家，開創(chuàng)了人類歷史上第一次人形自動(dòng)機(jī)研發(fā)熱潮。

1760年，德國制表匠克勞斯為神圣羅馬帝國皇帝弗朗茨·斯蒂芬設(shè)計(jì)了一個(gè)具有寫作功能的人形自動(dòng)機(jī)；1774年，杰奎特·德羅茲父子設(shè)計(jì)了“作家”“繪圖人”和“羽管鍵琴演奏者”三個(gè)人形自動(dòng)機(jī)，這也是沃康松之后最為著名的人形自動(dòng)機(jī)，其中“作家”被認(rèn)為是現(xiàn)代意義上的第一臺(tái)可編程機(jī)器，它可以最多寫作40多個(gè)字符；1784年，德國鐘表匠倫琴等設(shè)計(jì)出“揚(yáng)琴演奏家”。

1782年，沃康松于巴黎去世，啟蒙運(yùn)動(dòng)代表人物哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家孔多塞為他寫了悼詞。在悼詞中，孔多塞贊揚(yáng)沃康松是一個(gè)發(fā)明天才，認(rèn)為沃康松的“創(chuàng)造性發(fā)明，不僅僅包括他的自動(dòng)機(jī)，還包括他的一些‘有用的工具，為此后那些開明人士提供了靈感”。

古希臘神話中的普羅米修斯不僅創(chuàng)造了人類，給人類盜來了火種，還教會(huì)了他們?cè)S多知識(shí)和技能。啟蒙時(shí)期的沃康松也開創(chuàng)了全新的機(jī)械領(lǐng)域，并為工業(yè)革命播撒了知識(shí)與技術(shù)的種子，只待斗轉(zhuǎn)星移，以迎來春風(fēng)化雨之后的勃發(fā)。沃康松雖然已經(jīng)逝去，但當(dāng)時(shí)的詩人弗朗索瓦-瑪麗·阿羅埃和哲學(xué)家拉梅特里都沒有忘記他的卓越貢獻(xiàn)，在他們的筆下，沃康松成為了普羅米修斯的化身，留在了歷史長河之中。

（劉誼人摘自《百科知識(shí)》2019年第2期）