主题二　工业革命中的经济发展

奴隶、铜和英国工业革命

努瓦拉·扎赫戴尔[25]撰

刘　旭　译/钱乘旦　校

1680年至1730年间，英国的铜工业从死地崛起。本文旨在通过审视这一进程，而将近期有关工业革命讨论中的三个重要问题联系起来：首先，工业革命远比之前所认为的更缓慢、更漫长；[26]其次，支撑工业革命的技术变革远远不只是在18世纪晚期使棉纺织业焕然一新的创造发明，它发生在更广泛的领域中——事实上，几乎遍及于所有的“传统”和“近代”经济部门；[27]第三，以大西洋贸易和海外殖民活动为主导的海外贸易的增长速度，远快于国内生产总值，且最近有关经济方面的研究表明，工业化、城市化和大西洋贸易之间存在一个明显的关系。[28]但尽管工业革命和技术变革之间的联系是无可争议的，工业革命和海外贸易之间的联系却缺乏详细的论述，甚至对有些人，如乔尔·默克尔（Joel Mokyr）来说，商业扩张和帝国之间并无联系，在解释不列颠的技术能力乃至工业革命时它并不重要。[29]本文认为：实际上有足够的理由使我们相信这三者之间是不可剥离地相互联系的，我以铜工业为例来证明这一点。

16世纪晚期，英国在海外贸易和帝国方面的投资甚重，到1700年它已经在北美东海岸从缅因到南卡罗来纳的一连串土地和加勒比6个岛屿上建立了殖民地。17世纪60年代至18世纪30年代早期之间，殖民贸易增长了几乎360%，比贸易总体增长快了至少4倍（见表1）。

表1　英格兰和威尔士的贸易，1663/1669，1699—1701和1731—1735

资料来源：BL Add MS 36，785；TNA, Cust 3/31-5。

然而，正如彭慕兰所指出，尽管这些新的发现给欧洲带来珍贵的土地和其他资源，但即使对具有首发优势的伊比利亚半岛国家而言，那也不是“免费午餐”。[30]成功的殖民依赖众多的技术推动，如大洋航海技术的改进，陆上地图的绘制，新作物的种植，新的劳动管理体制，新的工业流程（如煮糖精炼技术和装备的完善）。发明与创新结合起来使帝国计划取得成功，两者是一种互辅的关系。英格兰的海外扩张为发明活动开辟了巨大的、有利可图的市场，并转变成这一时代传播“实用知识”的巨大推动力，进而提升人对自然的掌控，提升其物质生活，而非仅仅为满足好奇心或证明其形而上学的观点。政治家弗朗西斯·培根认为加强国家财富的愿望应作为实验性自然哲学的推动力，同时他又对弗吉尼亚殖民地初期的发展和运营密切关注（他是股东之一），这不是偶然现象。

培根的提议在体制方面的表达是1662年成立的英国皇家学会，在实践中的表现则是一系列规划活动。一种新的经验主义建议把自然哲学家的思想和技术工匠的技艺结合起来，由此将自然界与人类的制造工艺置于制度化的观察、分类与实验之中，以产生新知识，运用于物质。[31]人们普遍认同这种观点，即形式上的知识如果不暗示某种技能或体现技工的实践知识，那它就是没有用处的。世人坚信：“思想和动手”的结合能够将任何问题从“可怕的怪物即不可能和不能够”那里解救出来，如第一位为英国皇家学会写史的斯普拉特（Sprat）所说的那样。失败是因为没有运用，或因为“偷懒和无知”。[32]

历史学家强调结果往往远离期待。[33]做实验的人面临着无法预测的技术难题，也可能资金耗竭或丧失信心。罗伯特·波义耳注意到，发明家总是因旧技术的既得利益者的阻碍而失败，当然也有许多成功，特别是在为发明活动提供了适宜环境的殖民地世界。发明对成功的帝国规划是必需的，发明也得到了很好的回报；在许多例子中，例如铜工业，发明发生在一个崭新的工业中，相对而言，它可以免于“许多挑剔的人的个人利益”的影响，这些人通常会“阻碍新发明的产生和发展”[34]。戴维斯（Davis）列举了12个17世纪晚期从美洲出口市场中获益的英格兰工业，除了钢铁和皮革外它们都规模不大，其中有6个对英格兰而言是全新的，其中就包括铜工业。[35]

伊丽莎白一世时代铜矿开采和熔炼就出现高潮，但在17世纪初就已经消退了，到1650年已经完全销声匿迹。[36]旧的说法将此衰退归咎于1568年给皇家矿业协会以特许权的“死手”效应，[37]但近来学者们发现，特许贸易的影响微乎其微，不太可能吓退实业家。[38]相比于因木炭“稀少而昂贵”而导致的能源价格增加、生产成本飞涨，以及国内市场对铜的需求疲软而致使企业家对发展昂贵的新技术热情不高，体制性障碍对建立新企业影响不大。铜工业变得风险很高，规模很小，无法吸引“眼明手快者”的兴趣，其提供的风险投资可用于开发节约成本的技术。英格兰变得愈发依赖低成本的国外制造商，特别是瑞典。当17世纪40年代国内铜工业生产降至微乎其微甚至消失时，进口的黄铜和铜相应增加，以满足国内需求。[39]

当国内铜的生产在减小的时候，新的殖民地的需求随着制糖业生产对铜的需求而出现。当糖在17世纪40年代被引进巴巴多斯时，它很快变成了英国西印度群岛经济的“生命线”，并很快超过了其他大宗产品的价值。[40]历史记载，进口进入英格兰的黑砂糖在1650—1730年间增长了6倍，并占英格兰殖民地商品进口的70%以上。[41]正如罗伯森（Robertson）在对种植园的资本成本的估计中所显示的（见表2），糖业生产产生了对于劳动力和设备的巨大需求，二者共同导致在非洲和美洲出现了新的铜市场。

表2　1732年圣基茨岛种植园的资本成本（英镑）

资料来源：R.Robertson, A Detection of the State and Situation of the Present Sugar Planters of Barbadoes and the Leeward Islands，1732，p.42.

用于购买非洲奴隶劳动力的制成品包括各种黄铜和铜制品，如鱼竿、手镯和不同尺寸的器皿。在17世纪最后25年，这一市场每年吸收了近20吨的铜，更多的则被运往种植园以装备制糖工厂。甘蔗必须在其收割后24小时内进行加工，否则就会坏掉。它们首先在磨坊用三个位于黄铜棒上的齿轮装置加以粉碎，之后其汁液被引导到蒸煮房中，其中有4—5个大小递增的黄铜的汽锅置于石制炉子上。汽锅总重约半吨，虽然铜很贵（是铁的20倍），但其高熔点和导热性（只有银在这一方面可以超过它）使得它无法被替代。使用铜制器皿，甘蔗汁被搅拌、脱脂，从最大的到最小的汽锅一点点加以舀取。当其变成透明状时，则被放进铜制冷却器，然后在一个分开的储藏室中将其置于瓦罐中结晶。

对30个种植园的租约和遗嘱资产明细样本进行分析后表明，在一个运营中的种植园，每9个奴隶就需要一个铜蒸煮器，[42]例如，1685年3月被克里斯多夫·柯德林顿出售的巴巴多斯一个750英亩种植园有25名奴隶工人，5座石风车房，两个蒸煮房间和29个铜蒸煮器，以及两个蒸馏室。[43]假定各岛三分之二的奴隶在1650年以后都参与制糖业，那估计到1650年，他们需要1100个铜蒸煮器，总重量将达到146吨。[44]到1700年，英格兰西印度种植园主大约有1100吨铜，这几乎是这一时期英格兰发行的铜币重量的两倍（见表3）。[45]

表3　英国甘蔗种植园估计的奴隶和铜制品的数量

资料来源：McCusker and Menard, Economy of British America, p.136；“Invoice of I-ron, Brace, and Copper Work for a Sugar Plantation”，1671，SRO, Walker Heneage MSS DD/WHh 1，089.

当然，这些保有量的数据并不代表每年的需求，然而考虑到制糖生产的发展，更换损坏设备应该保持着每年5%的比例，那么英国西印度群岛的铜制品需求量应增长了近五倍，从17世纪50年代的每年20吨，到1700年之前的每年100吨。这一时期的数据表明英国国内对铜的需求在17世纪60年代至1700年几乎没有变化，而出口则从17世纪60年代的140吨上涨到了1700年的220吨。这一强烈需求反映价格从17世纪60年代一个和平年份的每吨120镑，上涨到1688年的128镑、1701年的167镑，呈缓慢上升趋势（见表4）。

表4　英格兰1600—1730年黄铜和铜的估计消费量（吨）

资料来源：Houghton, Collections；Morton，“Modern copper industry”，pp.407-9；BL Add.MS 36，785；TNA Cust 2/6—8；Cust 3/29—31.

不仅如此，西印度群岛的贸易单据表明除通常高昂的船运和佣金之外，往往其标价在伦敦市价的基础上还会增加25%。[46]当时，陆上运输的利润率很少超过4%，一个内陆商人最好的利润率一般为5%—6%，即使是最有利可图的海外贸易，也不会指望其利润率超过10%。不断增长的铜贸易却提供了吸引人的利润，当时人们完全有理由相信在未来的几十年这一贸易仍将继续发展。[47]

到17世纪后期，表层矿产逐渐采完，对铜的出口需求不断上涨伴随着瑞典工业的困难而出现。市场的利好和竞争的减少改变了刺激机制，并产生一个可帮助本土工业复兴而对新技术进行投资的有利环境。首先必须找到能替代昂贵木炭的便宜煤矿，[48]英格兰人早就尝试用其大量拥有的煤炭资源取代稀少昂贵的木材，但尽管在制盐等工业很容易做到这一点，在其他工业流程中，这个问题却很棘手，因为被加热的物质会在加热过程中被煤烟中的杂质所污染。例如在玻璃生产中，这一问题通过在坩埚中加热以隔绝煤烟的办法加以解决。矿石则要困难得多，因为它们无法用这种方式加以密闭。在传统高炉中加热的物质与燃料直接接触，其热度通过风箱加以保持。1540年，毕林古奇奥（Biringuccio）曾描述一种用于青铜铸造车间的熔炉，它通过产生一种经过炉腔传播热量的独立气流使金属与木材分离，其炉壁使用耐火材料，以制造一种“热反射”，或者热辐射。但尽管它可以融化青铜——因其主要添加物锡有着较低的230°的熔点——却无法融化纯铜，其熔点为1083°。[49]

金属熔炼的技术挑战，即节约成本，被视为“严格而不知疲倦的实验家们”的理想工作，他们是培根的宣传小册子和皇家学会宣言中的英雄。[50]这一过程通过化学术语来加以解释相对容易些，即通过使用碳或者一氧化碳为金属减少金属氧化物，但这会导致来自金属和燃料的新的杂质的出现，一个成功的熔炼不仅仅要去除氧，而且要处理硫、磷和硅，这些都可以转化为气体或者可燃性残渣加以去除，通常办法是加入石灰石。实验者必须设计一个新的熔炉并研发合适的铸造技巧，这需要在其还没有对改进中的工艺流程有足够的理论认识之前就进行：碳需要被界定，氧还没被发现，对燃烧仍存在误解，化学家认为一切可燃物质都包含燃素，是混合物，而燃素是由可燃物自然渗出的可以被周围空气吸收的物质。在这一背景下，实验者必须运用其细致和经过训练的视觉、听觉和嗅觉来进行判别，测量和证明不同的矿石、燃料和不可燃物质在颜色、形状、气味和声音上发生的变化；需要使用和控制热的方法，认识和控制不同气体混合物的能力；需要衡量和总结结果的方法，例如融化炉渣以观察萃取的程度。[51]所有这些都有赖于把隐性的知识和关于金属的书本知识结合在一起，能够使用和应用合适的实验器械，训练有素、构建可供验证的假说；保存系统的实验结果，以便实验重复进行。临时抓瞎肯定不行。

早在16世纪90年代，就有实验者宣称在煤炭熔炼方面取得成功，一些甚至注册了专利以保护其发明，其中至少包括一个关于反射炉的专利。但是直到17世纪晚期，仍没有一个吸引企业家的长期兴趣，以保证将实验结果转化为商业成功。[52]在1675年和1688年之间专利的变动和重叠中，风险投资家、自然哲学家和工匠投保了5项发明专利并参与到有目的的实验性研究中，最终在金属熔铸中用煤炭替代了木炭。[53]将这一成功的故事予以详细说明，能在很大程度上表明这一时期“实用知识”的塑造过程。1678年，在经过一些失败之后，格兰迪森子爵（Viscount Grandison）获得了一项专利，并设法寻找我们今天所称的工业化学家，以提供“关于金属性质的见解，以及使矿石变得可塑的方法”，把自然知识和技术能力结合起来。在复辟时期的伦敦咖啡馆、沙龙和俱乐部，还有集市，都存在繁荣的“大众科学”，使“实用知识”得以兴旺。子爵于是很快就认识了有“最聪明的矿物学家”绰号的克兰门特·克拉克爵士（Sir Clement Clerke）[54]，他们达成协议，其中克拉克和他的儿子塔尔伯特负责整个计划并在布里斯托尔建立实验工坊，因为这个地区有廉价的煤矿资源。[55]克拉克与其“技工长”——一个铁器商约翰·科斯特（John Coster）密切合作，后者远不是大众神话中的半文盲工匠，除了通过学徒时期和实践获得的隐性知识和技能外，他还对其手艺之外的领域具有见解和知识。在他去世时，对他的评价是“熟练掌握自然哲学”，是一个“有才学的数学家”。[56]

在投资了差不多两千镑、经过五年的系统尝试和实验之后，克拉克报告说他们研制了一种反射炉，能够用煤炭来融化铅，虽然在最后阶段仍然要使用木炭。[57]然而，他和格兰迪森的合作却结束了。既得利益者的影响导致新的熔炉在最终成型并广泛应用于铅工业之前，又经历了数十年的等待。与此同时，一批实业家，包括克拉克，将其注意力转移到作为新工业且在1688年没有上述障碍的铜工业。通过与技术工人的再次合作，他们成功地仅仅使用煤炭就制造出可以销售的铜。

相对于16世纪毕林古奇奥提到的铸炉，克拉克的新熔炉有两大改进：之前的铸炉在炉床下有一个开放式的出灰口以提供空气，并且炉腔只有一个狭窄的烟囱，这导致仔细调配的气体混合物在通过矿石的时候突然加速；通过增加氧气供应以提高和减少热量，新熔炉可以融化矿石。第二个变化是，通过将燃料和矿石分离，用煤替代木炭就变得可行。[58]矿石的质量和价格的区别使我们很难估计成本下降了多少，但一个瑞典侦探告知其政府新的熔炉已将燃料成本减少了一半。[59]

经过10年系统而有目的的研究和发展，克拉克的“有心的手”及其主要技工已经成功地设计出与16世纪的前代原型截然不同的反射炉，而默克尔说这种熔炉最早会出现在18世纪晚期；这种反射炉首先改造了铜工业，之后又改造了更多的有色金属工业。[60]这些发展很难在那些控制金属工业的小规模制造商中间出现，这个例子有力地证明了米松和罗宾逊（Musson and Robinson）的观点：“补锅匠模式”不代表技术变革的前沿，且事实是技术变革是系统和有明确目标的。[61]

众所周知，发明只是确立新技术的第一步，以煤为燃料的反射炉也不例外。到1688年，克拉克或多或少已用尽了他的资金，但铜出口市场的不断增长和新的技术迅速吸引了商人的注意，并有可能出现大规模投资以确保商业成功和长期技术改良。17世纪90年代建立了至少9个熔铜公司，它们都依赖商业资本：知道姓名的股东有65位，至少43名是伦敦商人，他们对大西洋贸易有着强烈的兴趣，其中包括威廉·多库拉（William Dockwra），一个著名的奴隶贸易商。[62]1700年，怀耶河谷两家工厂和康汉姆一家工厂生产的铜占总产量的80%，其中就包括最早的实验者。入门的成本很高，康汉姆工厂需要投入3200镑资金用于厂房和熔炉，以及大量运行资本购买三个月的矿石和燃料。此外，运行熔炉所需的人力资源也极度缺乏，因为早期熔炼厂高度保密，并将工人按工作任务隔离，以保证工序的完整知识不被泄露和传播。塔尔伯特·克拉克爵士的发明被罗瑟尔、霍顿和皇家学会其他成员广泛报道，但细节并未出版。重要的是，这三个领头的厂家都雇用了参与实验的工匠，其中主要人物年薪高达百余镑，一些人如科斯特，甚至可以积攒足够的钱开办自己的企业。

由于技术的传播受到限制，早期阶段的企业集中是通过纵向兼并和合并维持并增加的。有证据表明，熔炼商可以通过合谋和价格协议来利用其集中的生产，在铜工业起步的整个阶段都可将价格维持在成本之上，同时还能与进口产品竞争。克莱彻（Cletscher）1698年报告：英格兰的铜能够以每吨70镑的价格制造出来并运往伦敦，尽管其质量低劣，制造商之间的联合却可让其以每吨120镑的进口价出售。依照这一利润率，每年生产50吨铜的制造商，可以很快收回其最初的投资。正如斯温西的一位经营者罗伯特·莫里斯（Robert Morris）后来所说：“卖好铜的人越少，对这些贸易商越有利。”随着大量资本投入该行业以及良好的市场条件，商家的产量从1690年每年约10吨扩展到1698年的160吨、18世纪20年代的800吨，其质量也提高了。[63]

随着新的炼铜业在英格兰建立起来，英国西部各郡的矿石需求也在上升，当然其价格成本也迅速上升。[64]17世纪90年代之后，制造商开始提供资本和专业技术，以帮助该行业追赶其他地区最好的采矿手段，包括火药爆破、长坑道、马拉绞绳和更有效的水轮等，这些都提高了产量、降低了成本。[65]增长的矿石需求也使人们更有兴趣解决全国性的矿井淹水问题。发明蒸汽泵的故事广为人知，但是西部郡的故事却被忽略了。17世纪80年代授予矿用水泵引擎的4个专利中，有两个被授予康沃尔郡的辛迪加，而后来将科学方法和工艺技巧结合起来研发出一个有效的水泵引擎的先驱者，都来自西部各郡并在此接受训练。[66]托马斯·萨弗里（Thomas Savery）最先涉及这一领域，他在1698年获得专利，然而却是德文郡的老乡托马斯·纽考门（Thomas New-comen）经过十年的系统尝试和实验之后，才在1712年成功地制造了可供销售的空气引擎。这一引擎很明显是工艺技巧和新近对蒸汽动力和地球大气重力理论了解的结合，像反射炉一样，它为培根的方案提供了进一步支持，应对了创造发明市场的扩张，并且从控制自然的能力中获取物质利益。[67]

虽然最初的研究和发明发生在西部郡，却有间接证据表明：1710年胡尔—沃尔地区制造出一个引擎，但没有成功。纽考门走得更远，他在中部地区一个煤矿制造出第一部有充分文献记载的引擎，那个地方邻近英国的工具和机械制造中心伯明翰。引擎将水从100英尺深处抽上来，并在三年内被7～8处矿井所使用（其中至少一处在康沃尔），这就证明了它的成功。尽管燃料价格很贵，到1733年萨弗里的专利失效时，康沃尔12个左右的大铜矿中至少有5个用引擎，而数百个煤矿却只有30部引擎在工作。[68]随着新的工业投资和蒸汽引擎的应用，英格兰的铜矿在1720年之后出现了巨大的发展，其年产矿石在1710年代和1730年代之间翻了一番。[69]

作为结论，回到最初提出的三个主题：英国铜业复兴的故事证明工业革命的根源很深，早在著名的棉、铁制作技术转型之前的几十年，铜工业就已经改变了整个生产部门。这一故事同样说明英格兰海外扩张的热情对技术变革有巨大作用。英格兰的领土扩张不仅增加了原料供应，也为新技术、新工业提供了巨大而有利可图的市场，可以更好地利用这些原料。受“小额消费”的限制，17世纪早期的铜工业并没有吸引资本参与到有目的的研究和开发中去，但是殖民地对铜的需求形成了有需求的发明市场，加上其相对独立于既得利益阶层，铜工业便能够保证足够的投资，以开发和应用熔炼和采矿领域中关键的革新技术。到18世纪晚期，铜工业不仅从消亡中复兴，而且英国也成为欧洲的主要出产国。随着英格兰在新世界收缩其疆域，其技术领域也经历了收缩，因为殖民的成功是与紧扣时代的改良精神密切相连的，或者如彼得·马提亚斯（Peter Mathias）所说，一种“办得到”的心态，它将自然知识和工艺技巧联系在一起。新世界的成功在很大程度上归功于手和脑的紧密合作，这正是培根追求的实用知识之精髓，并且为其价值提供了支持——至少在殖民者看来是这样。