今天，計算機和網絡讓數以億計的人能夠即時輕鬆地獲得海量數據，由此大大加速了變革的進程。日常生活的交互性變得越來越強，隨著虛擬實境技術和網絡社交平臺的普及，時間和空間的約束漸漸消失，在網絡上，人人都可以無所不在。知識更新的頻率越來越快，我們必須每天升級自己的知識和技能，才能保住一份工作。今天的人類不但可以改變我們所生存的環境，甚至可以改變自己的基因圖譜。因此，慌張和迷惘攫住了現代社會的人們。
未來的複雜性必將超過我們的認知。在這未來降臨之前，有一件事至關重要：我們必須理解變革是如何發生的，才能更好地應對它。種種現象都有跡可循。英國作家、科學史研究者詹姆斯·伯克
（James Burke）
在他的著作《聯結》（Connections）
中便建構了這樣一幅廣闊而隱秘的知識地圖，他不斷地強調：「我們每一個人都在以某種方式在影響歷史進程。變革極為偶然、莫測，你今天所做的某件事，可能最終會改變世界。」
《聯結：通向未來的文明史》，作者：（英）詹姆斯·伯克，譯者：陽曦，版本：新經典|北京聯合出版公司，2019年3月。
偉大的變革常常誕生於偶然。一名自學成才的蘇格蘭工程師略微改進了一下蒸汽機，就引發了工業革命；一個窮困潦倒的業餘科學家在啤酒中悟出了科學前進的真諦；因為某個在義大利文藝復興水景園裡研究水壓的傢伙，我們才發明了內燃機。一切就是這樣環環相扣，隨機推演，貌似毫不相干的事物之間可能存在著隱秘而重要的聯繫。
詹姆斯·伯克的這本書首次出版於1978年，那時，筆記本電腦、電子代理、全球資訊網、商用在線伺服器和行動電話等都還不存在，但已經顯示了強大的預見性。伯克自己也在此書的基礎上主持製作了一系列科學史紀錄片，1979年播出時獲得了當時最高的紀錄片收視率。伯克以一種偵探小說式的敘述口吻，從1965年紐約大停電的黑暗背景中緩緩走出，講述了人類文明的連鎖效應。
《文明的紐帶：人類科技史話第一季》 （Connections S01 1978）畫面。
以下內容節選自《聯結：通向未來的文明史》，由新經典授權使用，整合有刪改和內容調整。
從試金石的發現到廣島的原子彈爆炸
2600年前土耳其某條河流中的發現如何造就了一項威脅每個人生命的現代發明？
在土耳其西北，離愛琴海不遠處，佇立著一座山峰，古稱為摩羅斯山
（Μρο，希臘語意為「命運」）
。兩條河流從這裡發源，一名帕克託洛斯，一名赫爾穆斯。在幾種因素的共同作用下，這兩條河在歷史上非同尋常：首先，河床坡度較小，所以水流相當緩慢；其次，沿岸山上的土石因風和氣溫變化逐漸被剝蝕，形成混合著金粒的細沙，散落入水；最後，兩條河攜帶著大量細沙流入沿海平原，在那裡，河流更加寬廣平緩。根據古希臘歷史學家希羅多德在公元前4世紀留下的記載，數百年來這兩條河都是淘金業最繁盛的地區。
那時候人們搜集並熔鍊金沙，通常是藉助羊皮。羊皮裡的動物油脂會吸附細微的金粒，等到羊皮吸滿，淘金者就把它掛到樹枝上晾乾，然後扔進熔爐燒掉，從灰燼中篩出純淨的金珠。或許正是這種精煉黃金的方法催生了伊阿宋與阿爾戈船英雄奪取金羊毛的神話。
公元前5世紀的一隻碗上雕刻著伊阿宋和守衛金羊毛的龍，神話的原型很有可能是一場為了從其他社群奪取更先進的冶金術而發起的襲擊。
帕克託洛斯淘金者的一項發現引發了一場巨變。
除了金沙，河裡還有很多小塊的黑色燧石片，它的地質名稱是頁巖。人類使用頁巖的最早記載來自希羅多德，根據他的描述，呂底亞人磨掉石片的表層，使其粗糙無光。金子在這樣的平面上划過，就會留下明顯的痕跡。純金的劃痕是黃色的，金銀合金會留下白色的印子，金銅合金劃出的則是紅色。這種用來鑑別黃金純度的石頭，流傳下來一個充滿隱喻意味的詞：試金石。
試金石發現於公元前8世紀前後。這偶然發現的不起眼的石頭即將帶來深遠的影響。
大約在公元前7世紀，蓋吉茲王在位時，呂底亞的統治者擁有了鑑別貴金屬的手段。有了這種石頭，哪怕是毫無鑑定經驗的人也能輕鬆地分辨出金屬品質的細微差別。試金石讓人們得以建立貴金屬的品質標準，贗品無所遁形，國王的標記成了純度和分量的堅實保障，流通變得順暢起來。
對更小額貨幣單位的需求催生了西方世界的第一枚硬幣——呂底亞斯塔特幣。接下來的100年裡又出現了一系列輔幣，每種輔幣的價值都是斯塔特幣的若干分之一。到公元前550年，呂底亞的克羅伊斯王首次確立標準的帝國貨幣制度時，呂底亞的錢幣已經贏得了質量優秀、標準統一的口碑。其他城邦也紛紛效仿，發行了自己的官方貨幣。隨後，一些城邦結成貨幣聯盟，比如呂底亞和米蒂利尼，其貨幣可以越過各自的邊境，在雙方領地自由流通。到了公元前5世紀的雅典帝國時期，雅典的貨幣已經通行於地中海東岸的大部分地區。
呂底亞斯塔特「獅幣」。
硬幣的普及造成了兩大影響。其一，政治上，它由中央鑄幣廠統一發行，潛移默化地培養了使用者對統一的認同感。第二重影響則是第一重影響的產物：隨著各城邦日漸繁榮，跨邊界貿易也越來越頻繁，有了硬幣，買家可以更方便地依自己的選擇購買商品，賣家的貨物品種也豐富起來。市場變得更加多樣，交易範圍越來越廣。呂底亞斯塔特幣的出現激發了地中海地區的貿易增長。
貿易發展之下，一些貿易城市隨之繁盛，其中最有的名便是亞歷山大港。隨後數百年間，航海硬體進行了技術革新，引入了大三角帆，可以讓船在任何天氣下都能遠洋航行，十字軍東徵帶來的豐富財富也刺激了貿易的發展。但是君士坦丁堡的陷落，讓歐洲同東方的貿易出現了壁壘，善於航海的歐洲人開始選擇開闢航道通往東方，而讓這種遠洋航行成為可能的一個重要因素，便是羅盤的使用。
但是羅盤在航行到從未抵達的遙遠海域後，竟然出現了偏差，航海家們紛紛陷入恐慌。英國人諾曼率先發現了問題所在：磁針指向的其實從來都不是正北方向。這項發現引起了吉爾伯特的注意，他是當時英國伊莉莎白女王的私人醫生。之後我們將知道，這一系列發現是如何引向了真空的發現、避雷針的出現、「佛光」的發現、「雲室」的發明，並最終引向了1945年飛往廣島的那架「艾諾拉·蓋」號B-29型轟炸機攜帶的武器：人類戰爭史上的第一顆原子彈。
德國輕快帆船，哥倫布正是靠著這樣的船穿越大洋，抵達新大陸。
從真空的發現到「宇宙神力電磁床」
被亞里斯多德和伽利略所否認的「真空」如何引發了一場全歐洲的狂熱？
1569年，25歲的吉爾伯特在劍橋大學獲得了醫學博士學位，次年他來到倫敦，很快就在首都的上流社會裡闖出了名頭，成為許多高官望族的私人醫生。當時的英國正處在繁榮期，在這樣的環境下，只要勤奮工作、嗅覺靈敏，無論你夢想成為什麼樣的人，幾乎都能實現。用今天的話來說，整個社會都在向上流動。如果你恰好有點錢，又明智地投資了那些處於上升期的產業，就大可高枕無憂，悠閒地鼓搗自己的愛好。大部分上層中產階級和貴族選擇了打獵，而吉爾伯特則開始解決羅盤指針之謎，他將在這個問題上花費18年時間。
吉爾伯特在劍橋學習期間，想必讀到過前人關於具有神奇療效的天然磁石的文獻。天然磁石正是指南針磁性的來源，不過吉爾伯特一直對「神奇療效」這部分嗤之以鼻。所以，他花了18年時間，殫精竭慮，研究神秘的磁石。吉爾伯特把天然磁石磨成一個個小球——他稱之為「小地球」——然後用它去接觸各種材料，如金屬、木頭、水、琥珀和磁針。所有實驗結束後，吉爾伯特於1600年出版了一本總結性著作《論磁石》，這本書一出版便大獲成功，短短幾年內就傳遍了歐洲。
除了自己的實驗以外，吉爾伯特還匯總了當時對磁力的認識。他得出了重要結論：地球本身是一個巨大的磁體，有南北兩個磁極；地球繞地軸自轉，同時圍繞太陽在太空中公轉。吉爾伯特指出，正是磁場的存在才讓地球上包括大氣在內的所有東西停留在現在的位置，而不是飛散到太空中去。他還重申了前人的觀點：某些東西在摩擦後會產生磁性。此外，他輕描淡寫地說，如果磁場維持大氣的理論成立，那麼行星之間應該沒有空氣。
吉爾伯特的結論清晰有力，歐洲各地的人們紛紛著手驗證這一理論，結論中還有另一個引人遐想的部分：真空。雖然他的原話是「沒有空氣」。
但是，根據亞里斯多德的理論，真空根本不可能存在。亞裡土多德曾說，「自然界厭惡真空」，他認為物體在空氣中運動是因為存在一種「推動」。空氣從物體前方移動到後方，物體由此被推動著前進。同時他又認為，介質對運動有阻礙的作用，因此，空氣越稀薄，物體穿行就越迅速。依據這套理論，既然真空中的物體不會遇到任何阻力，那麼它的運動速度將達到無窮大。亞裡土多德不接受「速度無窮大」的概念，所以他得出結論，能實現速度無窮大的條件不會被滿足。
《文明的紐帶：人類科技史話第二季》（ Connections S02 1994）畫面。
雖然真空的存在遭到了很多人的質疑，但許多人都對這個問題產生了興趣。這其中就包括伽利略的助手託裡拆利。雖然伽利略說過真空不可能存在，但託裡拆利在羅馬結交的一些朋友私下裡一直在做實驗，試圖製造真空。
1644年6月，託裡拆利給羅馬的同行兼朋友米開朗基羅·裡奇寫了一封信，闡釋他自己的助手維維亞尼做的一個實驗，並在頁面邊角處畫了幾幅示意圖。維維亞尼在6英尺長的管子裡裝滿水銀，然後用手指堵住管口，把管子倒轉過來立在同樣盛有水銀的盤子裡挪開手指，管子裡的水銀立即流進了盤子，但是水銀柱下降到離盤子裡的液面還有大約30英寸的地方就停住了。託裡拆利認為，出現這樣的現象，表明管內水銀對管口液面的壓強一定恰好等於盤面上方的空氣重量對盤中水銀的壓強。要是空氣沒有重量，管子裡的水銀就應該全部流進盤子裡。他寫道：「我們生活在空氣海洋的海底。」
這個實驗的意義還不止於此。管子頂部因水銀下降產生的空間中容納的正是那原本不應存在的東西：真空。
裡奇意識到，羅馬教廷絕不會善意對待這一宣告，因為託裡拆利的發現還牽涉到更加深遠的問題，例如行星之間是否是真空。於是他把託裡拆利的信抄了一份，寄給了巴黎的馬蘭·梅森神父。梅森神父是一名傑出的方濟各會修士，主持著一個「遠程」科學沙龍，其中雲集了許多激進派思想家：梅森與歐洲各地的科學家保持著通信而且會把各方面寄來的信件謄寫轉寄同好，這為他贏得了「歐洲郵箱」的美稱。梅森第一時間就把信件複本寄給了同樣對真空問題有興趣的朋友，巴黎一名稅務員的兒子布萊茲·帕斯卡。
收到信時，帕斯卡正忙著在巴黎的賭場裡研究概率論，兩年後，他來到了魯昂。在魯昂，帕斯卡驗證了託裡拆利的實驗，不過他用的是水。不幸的是，帕斯卡無法檢驗託裡拆利理論的第二個部分，因為魯昂附近沒有高山；幸運的是，帕斯卡的姐夫弗朗索瓦·佩裡埃住在法國中部群山環繞的克萊蒙費朗。帕斯卡寫信給佩裡埃，請求他幫忙完成下一步實驗。這項實驗證實了託裡拆利的真空理論，氣壓計也就此問世。
在此期間，一位名叫居裡克的德國工程師的命運也和真空聯繫在了一起。居裡克發明了真空泵來抽空一對中空的「馬德堡半球」，這種泵的原型是當時的滅火器。他把兩個空心的黃銅半球合在一起抽成真空，然後驅趕兩組各8匹馬在兩頭用力拉。馬奮力向前，卻始終無法拉開黃銅半球。然後，居裡克重新向球內注入空氣，兩個半球輕輕一拉就分開了。居裡克證明了我們可以創造真空，而且真空擁有可怕的力量。
驗證真空巨大威力的馬德堡半球實驗。
佩裡埃的山頂實驗展現出變革過程中某些關鍵的時刻：諸多線索匯聚於同一樞紐。氣壓計的發明和大氣壓的概念瞬間打開了無數條創新的思路。以此為起點，人們開始研究真空、探索氣體的性質，發現了氧氣，提升了呼吸系統疾病的醫療水平；以此為起點最終誕生了熱氣球和噴氣發動機；以此為起點，科學家開始探究光線
（後來還有其他射線）
在各種氣體中傳播的方式，發明了陰極射線管和雷達。然而，以此為起點，最古怪的探索路徑要數一位法國天文學家的發現。
1675年的一個深夜，讓·皮卡德高高興興地揮舞著氣壓計從巴黎天文臺回家，突然發現了一件怪事：他手裡的氣壓計竟然在發光。他將氣壓計晃了又晃，發現越使勁，氣壓計的光越亮。
這一發現引起了許多人的興趣，很快有人給它命名為「生命之光」。在眾多實驗者中，牛頓的門徒、英國的弗朗西斯·豪克斯比第一個做到了能隨心所欲地重現皮卡德看到的輝光。他製造了一種帶有進氣閥門的管子，測量流入管子的空氣體積，發現在氣壓計充有一半空氣的時候，輝光最為明亮。1705年，豪克斯比證實，輝光是由玻璃和水銀摩擦產生的，基於同樣的原理，其他材料，例如琥珀和羊毛製品，摩擦時也能發光。
次年，豪克斯比造出了一臺感應發電機。通過轉動一根連接在驅動輪上的曲柄，可以使一個抽成真空的玻璃球旋轉起來。玻璃球上有一個閥門，可以由此向球內注入空氣。玻璃球轉動時，如果輕輕把手放上去，就會出現神秘的「光亮」；玻璃球內空氣半滿時，光的亮度達到峰值。豪克斯比提到，伴隨光亮而來的噼啪聲讓他想起了閃電。旋轉的玻璃球還會吸引金屬屑、絲線等物品。豪克斯比建議，這些現象值得進一步研究。1729年，史蒂芬格雷發現，如果豪克斯比的感應發電機用燈芯絨布用力摩擦玻璃管，也能產生一定的吸引力，這種力還可以傳遞。若是在絨布上系一根繩子，哪怕它有800英尺長，摩擦時，繩子另一頭也能吸起羽毛。
接下來的幾年裡，電學研究呈現出遊樂場的氣質。科學家帶著滿車的設備在歐洲巡迴演講，奇妙的電火花和引力看得觀眾目瞪口呆。這場狂歡結出了許多古怪的果實，其中一個便是詹姆斯·格雷厄姆在倫敦建立的「療養殿堂」。這家療養院以「宇宙神力電磁床」為噱頭，宣稱豪克斯比發電機製造的電場擁有神奇的療效，可以讓不育的夫妻獲得生育能力。不少名流仕女為他們站臺背書，扮演「健康和婚姻女神」，其中就有艾瑪·裡昂，即後來的納爾遜將軍的情婦，大名鼎鼎的漢密爾頓夫人。
漢密爾頓夫人
從煙囪的發明到宮廷愛情詩的流行
13世紀的「小冰期」如何促進了人與人之間的親密行為？
在《盎格魯-撒克遜編年史》裡，有這樣一段關於1046年的記載：「就在這一年的2月2日以後，冬天突然襲來，霜雪覆蓋大地，天氣十分惡劣，沒有人記得曾見過這麼嚴酷的冬天。病死的人和牲畜不計其數；鳥兒和魚也無法忍受這樣的寒冷，成片地凍餓而死。」現代科學家從格陵蘭島和南極的冰川中提取了一些冰核，裡面保存著當時的空氣、植物和其他生命體。這些證據表明，到了12世紀初，氣候變化日漸明顯：天氣變幻不定，大雨和狂風時常不期而至，夏天的氣溫也降低了。13世紀初，「小冰期」正式開始，它將要持續近200年。在數百年的溫暖以後，突如其來的寒冷引發了歐洲人生活方式的劇烈變革。
1585年的一幅弗拉芒派畫作描繪的冰凍年代。13世紀到15世紀間，夏天短暫，冬天酷寒，催生了許多新發明，歐洲人的居家生活也因此出現了巨大變化。
這場變革最重要的驅動力，是熬過嚴寒活下去的願望。正如修士們所言，冬天越來越冷。瑟瑟發抖的人們迎來了第一個溫暖的創新——煙囪。當時為了防火，整幢屋子只在中央有一座爐子，冬天設在室內，夏天搬到室外。柴火燃燒的煙霧徑直向上，從房頂的洞口排出。進入小冰期以後，這樣的爐子顯然不夠一屋子人取暖，要知道，那時候莊園裡所有人都擠著睡在大廳裡。領主和夫人或許還能裹兩幅窗簾什麼的，但所有人都只能指望那唯一的爐子。
煙囪的誕生解決了這個間題，並且改變了人們的生活方式。早期的煙囪作用可能類似9世紀瑞士聖加爾修道院的排煙系統。修士們在房子的地板下加築了若干煙道，於是爐子的熱氣可以從地板下流走。這套系統的設計初衷只是為了去除房子裡嗆人的煙霧，但或許有人從中得到了啟發，嘗試著把煙囪添加在當時使用的那種極為簡單的鼓風爐上。煙囪上安裝了胸牆和煙囪帽，既能讓火焰一直熊熊燃燒，也能把煙氣和火花排到室外。設計者想必相當了解上升氣流和下降氣流的物理性質，並擁有利用這些氣流的經驗。當時除了取暖爐以外只有一種爐子，就是煉鐵、製造玻璃使用的鼓風爐，因此，為民用取暖爐修建煙囪的工藝很可能是由這些行業的工匠發明的。
1438年聖芭芭拉的一幅油畫，其中展現了煙囪帶來的奢侈生活。木質家具託著女主人的腳，讓她不必踩在冰涼的瓷磚地板上，玻璃窗上安裝著防風百葉窗，壁爐旁的管子上掛著一條毛巾，毛巾下面的壺裡灌著滿滿的溫水。煙囪讓房間更加舒適，人們也更樂意進行閱讀之類的室內活動。
與此同時，房子自身的結構也在改變。開放的天井式建築被密閉性更強的房屋取代，足以承受各種劇烈的天氣變化。1185年，約克郡的康尼斯伯勒豎起了英國的第一根煙囪，這些煙囪本身也使建築結構發生了改變。壁爐裡的火花可以通過煙道排到室外，所以爐子不必非得放在房間中央才能保證安全。這個時期的房子不再全部由木頭搭成，所以著火的風險也小了一些。有了煙囪，人們可以把爐子放在角落裡或者牆邊。安全起見，爐子周圍需要用比木頭防火性能更強的磚砌一圈隔離層，因此，煙囪所在的那面牆往往更加堅固，可以提供類似脊柱的支撐力，支撐一個以上的房間。而且現在每個房間可以設置獨立的壁爐了。壁爐上方的罩子擋住了火花，使它不再飛濺到天花板上，而且壁爐加熱小房間的效果更好，所以現在，天花板也可以修得低一些了。
新分隔的房間最大的影響是加劇了社會階層分化。宮廷中最先隔出的小房間是為了讓國王與關係密切的人獨處，先是和家人，然後是和官員、大臣。英國樞密院直到1300年才成立，因為在此之前，根本不存在「隱私空間」的概念。檔次不同的公寓修建起來，每個房間都有獨立供暖。洗澡更加普及。房間更小，意味著文書工作在冬天也可以繼續進行了。此前，從5世紀到11世紀，修士們抱怨冬天手冷的記載不絕於史，有時候連墨水也會結冰。而現在，人們修建起獨立的會計室，例如1260年，阿賓頓修道院就有了一個這樣的房間。差不多在同一時期，隨著水車的應用越來越廣，歐洲經濟飛速發展，文書工作也日漸繁雜。煙囪解決了抄寫員在冬天工作的難題，進而為歐洲商業的復興打下了堅實基礎。
煙囪也讓人們第一次意識到了隱私的概念。室裡有了獨立的熱源，人們開始習慣在自己的房間睡覺，不再一起擠在大廳，而且可以裸睡。人們對待愛情的態度隨之悄然改變，現在，愛成了個人的、隱私的、浪漫的。中世紀的宮廷愛情詩或許誕生於十字軍東徵那漫長的禁慾期間，但在歐洲北部的嚴寒中，若是沒有煙囪帶來的溫暖，那些膾炙人口的情詩大概難以流行開來。
1470年左右，德意志地區的一間浴室。火爐和煙囪帶來了新的室內衛生習慣。新的溫暖和由此興起的室內活動招致了教會的嚴厲批評，因為它縱容了人與人的親密行為和「荒淫舉止」。
再後來，隨著種種變革，階級分化也越來越徹底，各階層的人們不分彼此、圍在爐火旁過夜的場景不復存在，以農業為根基、人際關係密切的封建社會已隨煙囪中升起的氣流漸漸消散。有人並不甘心。14世紀末，詩人威廉·朗蘭德曾經寫道：
大廳裡的悲哀揮之不去領主與夫人不願再於此逗留，現在，每一位富人都在他專門的房間獨自用餐，躲開窮人的視線他們的小房間裡或許還有煙囪而大廳原本才是聚餐的場所。
原作者：詹姆斯·伯克
整合：風小楊
編輯：西西
校對：翟永軍