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作者：詹姆斯·伯克

出版社：北京联合出版公司

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联结：通向未来的文明史试读：

前言

自那以后，这场变革的汹涌之势已初现端倪。冷战结束后，全球政治格局走向碎片化，同时，宽带通信和手机以惊人的速度发展，计算机的储存能力和计算能力以同样惊人的速度不断升级，变化比预料中来得更快、影响更广，而它带来的初步影响正在让社会的几乎每一个层面变得更加动荡。

现在，特殊利益集团可以更有效率地组织起来，让自己的声音在瞬间传递到世界每一个角落。制作炸弹的说明书在网络上流传。网络为恐怖活动的组织和实施提供了极大便利。“九一一”事件过后，大部分工业化国家都制定了仅仅在此前10年看来必然过度严苛的安全法规。中国、印度、巴西和其他新兴经济体以出乎意料的迅猛之势发展，由此引发的劳务外包使发达国家感到自身的就业机会和工业发展遭受威胁。

在计算机的协助下，科学和技术的发展也盛况空前。我们还来不及学会使用手头的玩意儿，新的设备又已上市。全新的研究领域层出不穷，全然陌生的挑战也随之而至：干细胞研究给医学界带来蓬勃的希望，同时也引发了沉重的伦理问题；网络为个人提供了前所未有的海量信息，自穴居时代以来一直与人类相伴的、基于信息的稀缺性而诞生的文化似乎即将消亡。随着获得的信息越来越多，大家也似乎越来越没有耐心，无法忍受过时的社会系统用过时的技术来解决过去遗留的问题。比如说，现在有人觉得，未来的政府或许可以完全基于网络，让每一个人直接参与决策。

在种种新兴科技中，最具颠覆性的也许是纳米技术。如果我们能用原子构建分子，再用分子搭建材料，就无异于发现了点金石，从此可以随心所欲地制造出任何东西。从古至今，原材料一直是人类社会运作的核心，为了得到原料，我们甚至不惜兵戎相见；因此不难预见，原材料一旦能取之不尽，对人类社会的影响将不亚于天启。如果每个人都能得到自己想要的任何东西，那么全球的社会基础与政治基础都需要重新构建。

面对物资可能极大丰富的未来，强调专业与筒仓思维的传统教育形式提供不了太多帮助。推动知识前沿发展的专家们往往孤军奋战，且常常对其他人的工作毫无所知，目标倒是十分一致：“研究力求更深，范围但求更窄。”当这样的研究成果进入现实世界，常常引发令（埋首于案头的）创造者始料未及的变化。典型的例子有：石棉、氟利昂、DDT、二氧化碳、不可降解塑料，也许还包括转基因食品。

创新正在以各种方式迅速改变生活，原有的社会机制已难以应对，我们开始意识到，需要以更宽广的思路来理解这些改变。在环境、健康、安全、食品和药品等领域，我们已经提前制定了法规来缓和可能产生的有害影响。不过，随着全球联系越来越紧密，变革的速度越来越快，现在我们似乎应该进一步拓宽视野，从更广泛的领域审视创新及其影响，以此决定到底应该鼓励、适当节制还是彻底反对某个项目，这或许可以被称为“社会生态学”。

在过去，想要推行这种举措，要么需要集权（但即便是当年的苏联也无能为力），要么需要超越当时技术水平的数据分析能力（20世纪70年代，美国技术评估局正是因此而遭遇挫败）。不过如今，信息技术提供了新的机会，整个社群能以前所未有的规模协作，共同参与数据的分析和整理。未来几年内，我们可以利用知识地图（我创立的网站k-web.org就是一例）、数据挖掘和电子代理来搜集海量信息，再以此创建网络场景，以较准确的判断力和前所未有的精度，评估某个创新可能造成的结果。

知识地图之所以能够帮助我们从不断变化、切合大局的角度分析创新及其可能影响，是因为这种技术可以将创新置于更广阔、交互性更强的协作网络之中，由电子代理执行的数据挖掘还能不断升级这样的网络。

伟大的美国数学家诺伯特·维纳（1894－1964）肯定了这种方法的价值：“大部分变革出现在既有学科之间尚未探索的空白地带。”过去，这样的变革往往诞生自偶然。19世纪，煤气灯与化学的碰撞（对煤焦油的研究）催生了制药业；分子生物学诞生于植物学与物理学之间；激励式营销来自心理学与大规模生产的交融。维纳本人也糅合电子学与生理学，提出了控制论。但是，由于没有合适的手段，直到如今，我们的专家型教育仍不鼓励人们去探索这些学科之间的处女地。现在，知识地图让这样的探索变得相对简单，事实上，它在鼓励我们跨出这一步。

此外，知识地图可以帮助我们通观全局，实现全社会范围的交流，让所有人共同评估创新可能造成的影响。

要成功运用这种新手段，最关键的是，我们必须学会跨界思考。从这个角度来说，我希望本书（它本身也是一种知识地图）能让读者看到历史上不同学科的交融和碰撞如何催生伟大的创新，并且因此成为通往网络交互式思考的未来之路上的一小步。未来，依靠手中的技术，我们或许可以反转传统的方式，不再“研究力求更深，范围但求更窄”，而是努力成为新一代的博学家。到那时候，我们也许能够实时监控知识地图，让它成为社会与政治决策的主要工具。那一天，或许并不遥远。詹姆斯·伯克伦敦，2007年/ 前言 /

我们每一个人都在以某种方式影响历史进程。变革极为偶然、莫测，你今天所做的某件事，可能最终会改变世界。

在本书中你将看到，伟大的变革常常诞生于普通人之手。一名自学成才的苏格兰工程师略微改进了一下蒸汽机，就这样引发了工业革命；19世纪某气象研究员发明了一种制造云雾的装置，他认识的一位物理学家欧内斯特·卢瑟福就此发现了原子可以分裂；多亏了某个在意大利文艺复兴水景园里研究水压的家伙，我们才发明了内燃机。所以，名垂青史的并不全是爱因斯坦那样的天才，每个人都可能在历史上留下印记。

历史的走向没有预定轨迹。现实事件并不像教科书上那样按部就班、分门别类。比如说，在促进了运输业发展的诸多因素中，大部分都与交通工具完全无关。所以，想在变革之网中占据一席之地，并不拘于一定之规，没有所谓最正确的道路。与此相对，尽管总有人觉得自己的伟大规划必将改变历史，但谁也无法确保如愿。

历史很少遵照人们的预期而演变。电话刚刚发明的时候，大家觉得它只能用于广播；无线电最初只是为了在船上使用；就在几十年前，IBM的总裁还说过，整个美国最多只需要四五台电脑。

变革往往来得出乎意料，因为事件并不是按一条直线演进，而是由偶然的因素形成许多联结。推测某一事件的影响是桩吃力不讨好的差事，因为一旦人物、事件和想法以新的方式组合，计算规则也会随之改变，1加1可能突然得出3。这就是创新的本质原理，一旦水到渠成，结果往往大于所有部分的简单相加。一台丝织机加上1890年的美国人口普查，使计算机应运而生；煤气灯和美国独立战争的碰撞带来了雨衣；玻璃制造术和英国黏土让跨越大西洋的航行得以实现。

现代世界的每一项技术成就背后都交织着这样的复杂故事，这些技术影响着每一个人的生活。我们周围随处可见各种联系促成的终端产物，每一秒钟又有无数新的联系悄然形成。就在你阅读这些句子的时候，世界正飞速变化。

历史上的各种力量相互作用，最终造就了当今世界最强大的工具和系统：计算机、宇宙飞船、生产线、电视机、核武器、塑料、远程通信和飞机。本书探寻的正是它们诞生的奇妙过程。历史的网络将人与人相联结，将人与过去，乃至未来相联结，因为我们每个人都在触发变化；在这张浩渺无垠的网络里，无数事件相互交织、彼此推动，塑造了我们的当下。

很难猜测明天会诞生哪些新的联系。伟大的物理学家尼尔斯·玻尔曾说：“预测是一件非常困难的事，尤其是预测未来的走向。”断言未来的主要难点在于它尚未发生。无论你如何细心规划，别人的行为总会不可避免地与你的计划相交，使它改变。不过，如果能够理解过去的变革因何而来，我们或许可以从中找到线索，推测未来可能的走向。说到底，审视历史就是探寻未来。

创新的推动力有很多：贪婪、野心、信仰、巧合、不可抗力、错误、绝望。但是有一种力量似乎具有压倒性的优势：沟通。沟通越是顺畅，变革就来得越快。每当把形形色色的人物与思想汇聚起来的技术有所进步时，都有剧变随之诞生。希腊字母表滋生了哲学、逻辑学和民主程序；印刷术带来了科技革命；电报造就了现代商业手段，联结起庞大的帝国。

在本书短暂的生命历程中，历史的步伐也匆匆向前，带来诸多惊喜。本书首次出版于1978年，那时，笔记本电脑、PDA、电子代理、万维网、商用在线服务器和移动电话都还不存在。由此我们不难看出，随着信息时代的到来，变革的速度和规模正在不可思议地膨胀。

今天，超级计算机和光纤网络让数以亿计的人能够即时轻松地获得海量数据，由此大大加速了变革的进程。已经有某些学科依靠的方程式只有运用数据处理系统才能计算出结果，若是靠人力，恐怕穷尽一生也进展甚微。日常生活的交互性变得越来越强，随着虚拟现实技术和个人移动通信账号的普及，时间和空间的约束将消失，世界将出现翻天覆地的变化。未来的技术将大大加速知识更新的频率，评估一次就终生有效的专业资格认证制度将被淘汰。或许我们必须每隔十来年就升级自己的知识和技能，才能保住一份工作。此外，居住地也将变得无关紧要。在网络上，人人都可以无所不在。

变革的浪潮已近在眼前，未来的复杂性必将超过我们的认知，与之相比，迄今发生的一切就像喜剧电影一样简单明朗。潮来之前，有一件事至关重要：我们必须理解变革如何发生，才能更好地掌握它，为所有人争取更有益的结果。我衷心希望这本书能对此做出微薄的贡献。詹姆斯·伯克伦敦，1995年1连锁效应曼哈顿——一座完全依赖技术而运转的岛屿。黄昏临近的“魔术时刻”，摩天大楼的灯光次第点亮，整座城市的电力消耗直线上升。图片来源：Copyright © Dimitri Kessel, LIFE Picture Service.

1965年11月9日下午5点16分11秒前的一瞬，寒夜渐沉，一个黑色方盒里的小小金属杯慢慢转了起来，杯子中央的转轴和轴上的细臂也随之旋转，越来越靠近某个金属触点。只有寥寥几人知道这个金属杯的确切位置，而他们谁也不知道，它已被触发。5点16分11秒整，两个小小的金属触点接通，牵动一系列连锁反应，接下来的12分钟里，西方世界最富庶、工业化程度最高、人口最密集的8万平方英里区域将濒临瘫痪。逾3000万人受到影响，有人只耽搁了3分钟，有人则经历了13个小时的煎熬，甚至有人因此丧命。对他们每个人来说，这一刻之后，生活将永远不复以往。

这只引发了北美城市生活史上最可怕浩劫的小小金属杯，就藏在尼亚加拉瀑布市亚当·贝克爵士电站的一个备用电力继电器里。一旦电站向北输出的电力过高，这个小零件就会被触发，切断过大的电流，保护电网。然而它的触发条件是在两年前设置的，在那之后，电站输出的电流日渐增加，触发值却没有相应调整。因此，当电站通往多伦多的某条输电线功率在波动中越过375兆瓦，方盒子里的磁铁立即反应，金属杯开始转动。随后，金属杯的轴臂接通触点，发出信号，切断了过载线路与电网之间的联系。这条线路的电力即刻流向其他四条向北的线路，导致后者也严重过载，相继被切断。至此，通向北方的电流完全枯竭。继电器被触发后仅2.7秒，向北的电流通通被导入东南方向，流向纽约州和纽约城，这些线路也无法承受如此巨大的载荷，相似的一幕继续上演。正如后来的总统报告所说，这次事件“发生在人口最密集的地区，发生在一天中电力需求最大的时间段，因此造成了最为严重的破坏”。

事件最直接的后果是，美国东北部和加拿大的电网几乎全部陷入瘫痪。电网是现代社会的生命线，它为城市供暖、照明，维持通信和交通，驱动电梯和排污、供水、供油所需的泵。我们不想污染城市与近郊的空气和环境，因此电站通常建在远离城市和工业区的地方，输电线路十分漫长。工业体系的运转方式非常复杂，不同地区需要电力的时间段不同；所以，输电系统是一套庞大的网络，由众多发电站提供能源。某个地区用电需求大的时候，就会从其他区域发电量有富余的电站获取能源；而在供大于求的时候，该区域的电站又将多余的电力输往别处。在这套复杂的系统里，局部区域故障就意味着整体故障。为电网提供电力的发电机可以设置不同的转速，产生不同频率的电流。而为了让所有电流融入同一套网络，就需要将发电机设置为同样的频率，所以它们必须以特定的速度运转，使系统维持在“稳定”状态。一旦出现意外，例如11月9日这样的大规模过载，系统就会变得极不稳定。保护装置自动介入，将发电站与电网隔离开来，使前者免受过载影响。这意味着电网的协调作用失效，所有电站产出的电力只能用于本地，因此各个地区产出的电力要么过剩，要么不足。此时，若要使输出电流频率满足新的条件，发电机需要立即调整转速，而这可能造成严重的损伤，因此，发电机必须立刻关闭。

在贝克电站的继电器被触发后的12分钟里，美国东北部大部分地区都上演了上述剧情。纽约城里几乎所有的电灯都眨了眨眼，熄灭了。城市设施失去了能源，地铁里困住了大约80万人，受影响的医院多达150家，其中只有约半数备有辅助电源。原定在肯尼迪机场降落的250架航班不得不改道飞行，停电的瞬间，其中一架飞机已经开始对准跑道，突然，跑道上的灯全部熄灭，与塔台的通信也彻底中断。电梯罢工，自来水停供，交通灯熄灭，路上的车堵成一片。在这座人口超过800万的城市里，街道上没有一点光亮。对亲历者来说，这次大停电有力地证明了现代生活对技术的依赖程度。那一晚输电网络的瘫痪把技术社会相互依赖的特性展示得淋漓尽致：一个小小的故障足以摧毁整套系统。在这张夜间拍摄的美国东海岸卫星地图上，我们可以清晰地看到从右上角波士顿到右下角迈阿密的城市灯光。1965年的大停电影响范围从新泽西绵延向北，覆盖了纽约和波士顿——这张地图中灯光最璀璨、人口最多的地区。图片来源：NASA.人类对技术一直爱恨交织。比如汽车，它让我们得以自由驰骋，与此同时，堵车又让我们寸步难行。未来我们或许会彻底抛弃汽车，届时高速公路是否会遗留下来，成为大地上的丰碑，象征着技术改变世界的能力？图片来源：Photri.

这样的相互依赖浸透了现代生活的方方面面。我们早已对周遭的很多事物和系统习以为常，但实际上，它们深深影响着我们行动、思考、工作、娱乐的方式，也悄然引导着我们的生活，继而引导我们的孩子。比如说，现在请抬头环顾，你对身边事物的运作原理有几分了解？一旦出了问题，你能自己动手修好它或是做个新的吗？当我们发动汽车、按下电梯里的按键、在超市里购买食物的时候，我们未必想过这些东西背后的运作设备和系统：是什么让汽车开动，让电梯上升，让食物出现在货架上？今天，我们极大地依赖各种科技产品，每个人的生活也早已因此改变：从最简单的层面上说，交通工具的存在让我们失去了祖先曾经拥有的匀称身材。很多人之所以能活着，完全是借助药物获得了对疾病的免疫能力；对于世界上绝大多数人口来说，想获得食物都离不开生产或是运输技术；保障食物充足，必须依靠肥料；工作日系统配合的是大规模生产系统的需要；道路的建设是为了应对高峰时段的交通，平时的路上总是空荡荡的。如今，技术一旦消失，我们将饥寒交迫、衣不蔽体。

提供这些服务的技术产品和系统相互配合，自顾自地运行，不为人所动。如果某家汽车零件工厂因机械故障或者生产状况不稳定而生产出瑕疵产品，这一种零件就可能影响同一辆车其他零件制造厂里成千上万人的工作状态。倘若你横穿马路时有一辆汽车飞驰而来，那么你的生死可能完全取决于刹车调试人员的专业程度，尽管你与他素昧平生，未来也不会有任何交集。巴西的一场霜冻也许会让咖啡价格飙升，最终影响你的小嗜好。千里之外某个陌生国家的政策变化可能让你的生活天翻地覆——1973年，产油国集体提高石油价格后，整个西方世界都出现了幅度惊人的通货膨胀。小国寡民安居一隅、一切尽在掌握的时代已经过去，现在的我们时刻面临着变化的冲击，这些变化可能大大超越了我们已有的经验，而且完全无法掌控。技术浪潮所到之处，没有人是一座孤岛。

矛盾之处在于，一体化的趋势反而让每一个人越来越孤独。我们赖以生存的技术支持系统越来越复杂难懂，人人都日益觉得自己难以参与它们的运作，无法理解其机能，也越来越不相信自己离开了这些东西还能活下去。虽然每天都有无数国际航班载着成千上万的旅客在空中纵横往返，但全世界坐过飞机的只是一小部分人，更别说出国或者学外语。我们通过屏幕获得对世界的体验。发达工业国家的民众花在看屏幕上的时间超出了其他任何业余活动。我们靠插头接入外部世界，兴高采烈地沉浸其中。当代流传甚广的神话，是远程通信技术使世界变小；但实际上，技术让世界大得无法估量。电视上的信息足以摧毁那些让你感到安慰的成见，却又无法提供第一手经验帮助你建立新的世界观。我们瞥见有新闻价值的陌生风土人情，时效一过，它们便消失一空，我们则尴尬地发现，自己对这些事物的了解只是极其粗浅的。

面对这一切，大部分人选择了同一条出路：忘掉自己的处境有多脆弱，因为我们别无选择。技术系统帮助我们规划出工作和休息时段，让每一天看起来井然有序，我们从这种规律中寻找安全感。在这个万物都息息相关的世界里，任何一点小意外都会激起涟漪，而我们却蒙上眼，假装意外不会出现。就算意外真的发生了，如1965年的纽约大停电，我们也认为问题一定会解决，技术必将一如既往地拯救一切。当时被困在地铁、电梯和公寓里的人们第一反应是联络周围的人——不是组织起来自救脱困，而是分享手里的一点点暖意和食物，齐心等待危险过去。每个人都坚信这只是暂时的故障，否则简直不可理喻。正如一位研究该事件的社会学家所说：“只能说，要让我们这些20世纪的可怜虫去思考、去相信、去领会‘这套系统也可能失灵’，这一要求实在太高……我们就是不理解，技术的保险丝也会烧断，哪怕它本是最基本的认识。”现代城市的居民不允许自己设想“如果落入这样的境地，我可能无力应对”。因为一旦思维进入这个方向，他就不得不承认，自己的生活其实朝不保夕——当储备的那一点点食物、灯火和热量耗尽，接下来该怎么办呢？

于是另一种神话应运而生：返璞归真，逃向更简单的生活。1973年油价飙升以后，发达国家有很多人认真考虑过这件事，市面上的末日小说真切地反映了这种思潮。他们认为，如果系统遭遇蓄意破坏或者自身出现大规模故障，使得电力供应遭到某些永久性损伤，那么正好以此为契机回归自给自足的农耕生活。不过，我们来斟酌一下其可行性。就算这位城市农夫真的拥有一个园子，而且有耕种常识，拥有必需的种子和肥料，知道去哪里购买家畜，了解饲养流程，在他发现这园子的产出不足以满足全家对蔬菜、动物蛋白和脂肪的需求之前，他能坚持多久？然后，他是否会加入（甚至更惨，只能跟随）数百万耗尽了补给的市民大军，一起逃离城市？不走就得饿死，他别无选择。

他决定离开城市。假设他拥有交通工具，那时还能找到燃油吗？他是否拥有逃生之旅的必要设备？甚至他知道哪些设备是必需的吗？一旦决定踏上旅途，这位城市居民将陷入他此生从未经历的孤绝之境。有生以来第一次，他是生是死全凭自己。离开城市，他知道该往哪里走吗？对于自己国家里适宜耕种的地区位于何处，大多数人只有一点模糊的印象。靠着教科书上的知识，他决定前往其中某个丰饶之谷。他是否有能力沿途补充燃油，走完这征途？身处数百万开车、骑车或步行的同路人之中，他的财物是否会引起别人的觊觎？如果有人心怀不轨，他能否自保？假如奇迹出现，这位难民发现自己抢先到达了一片空旷迷人的乡村，但这里的主人是谁？他如何判断该在哪儿落脚？足以养活全家的肥沃土地应该是什么样子？这里有动物吗？如果没有的话，该上哪儿去找？他如何为一家人找到能遮风避雨的栖身之所？如果真的发现了一座农舍——里面有人住吗？如果有的话，他能说服主人收容他们，甚至让主人离开吗？如果没有如愿，他是否会使用武力，甚至不惜取人性命？就算他克服了以上所有困难，他又该如何经营一座想必极度依赖燃油或电力的农场？

农场里的问题千头万绪，紧要的是：这位难民会犁地吗？作物只有在犁过的地里才能茁壮生长。但是有多少城里人会犁地？要是没有这项才能，这位难民恐怕难免陷入绝境：如果仓库里没有足够的食物，他们全家肯定熬不过这个冬天。现在知道怎么使用犁的人已经不多了，但讽刺的是，或许正是这件普普通通的农具引领我们走到了今天。本书试图向你展示，所有变革都能激发连锁效应，若果真如此，那么犁就是这一切的起点。它是人类历史上第一件造成了重大影响的人造物品，可以说，此后的所有变革几乎都有赖于它才能产生。而它的诞生本身，则是气候变化的结果。

大约在公元前10 000年，末次冰期即将结束，冰川退却，夏季气温逐渐升高。随着天气回暖，降雨日渐稀少。这样的气候变化让高地草原上的游猎民族深受其害：草木枯萎，兽群随之凋零，游猎者陷入了窘境。水越来越短缺，到了大约公元前6000年至公元前5000年，在中美洲、如今的印度北部、叙利亚、埃及，也许还包括秘鲁，游猎者纷纷离开高地，寻找稳定的食物和水源。为了追踪那些同样离开高地寻找水源的动物，这些游猎者抵达了一片片河谷。其中有一片河谷独一无二，特别适合发展统一的社群，它位于尼罗河畔。

从叙利亚的高地来到底格里斯河和幼发拉底河畔的游猎者四下散落，最终形成了一个个独立的城邦。而在埃及，开拓者找到了一片狭窄的沃地，在周围大片不适宜居住的荒芜灌木丛和沙漠中绵延长达750英里。一条滔滔大河将人们联结起来，除此以外，他们无处可去。古希腊历史学家希罗多德曾说：“埃及是尼罗河的赠礼。”尼罗河赠予开拓者的第一份礼物是无数生活在河畔沼泽地内外的动物。这里有鸟、鱼、绵羊、羚羊和野牛，猎物多不胜数。开拓者搭起能遮蔽风雨的原始居所，开始尝试驯养动物——他们的陵墓里甚至留下了试图驯养鬣狗和鹤的记录。在这期间有人或许是偶然发现，随风飘来的种子散落在河畔刚刚退潮的土里之后，新的植物就会萌芽。他们一定成功复制了大自然的这一杰作，因为大约在公元前5000年，这些开拓者决定放弃从前漂泊的生活，在这里定居下来。他们做出这个决定，原因只能是此地储备了足够的食物。尼罗河赠予了他们另一件礼物：肥沃的土壤。

尼罗河由两条支流汇聚而成：发源于非洲南部湖泊的白尼罗河，与来自埃塞俄比亚高原的青尼罗河。前者带来了湖中丰富的植物腐殖质，后者蕴藏着高原上富含钾肥的土壤。这样的组合灌溉出了肥美的沃土。尼罗河畔的土壤不需要额外施肥，只要稍加耕作，地里的二粒小麦和大麦就会争先恐后地猛蹿。最早的耕种大约是完全依靠双手，刨土、挖出一个个小坑、播种。但是，随着地里产出增加，人口也开始猛涨，终于有一天，这样粗放的耕作已无法满足需求，人们迈出了下一步。用手拉动一根底端削尖的挖掘棒能够更快地破开土地，这一决定性的改进出现时间不晚于公元前4000年。经过几个世纪的经验积累，人们发现尼罗河以年为周期有规律地涨落，于是一年被分成了3个阶段：涨潮季、退潮季和旱季。初步掌握河水在一年里的变化规律以后，人们发觉应当依此循环安排农事，并试图趁着退潮季截住一部分河水，以备旱季使用。他们堆起了原始的泥堤，把水留在塘里，又在堤外挖沟筑渠，引水灌溉庄稼。也是在这前后，挖掘棒的形状出现了变化，原始的抓犁初具雏形。它前端有翘起的木头尖刃用以开垦土地，另一端有一对水平把手用以掌握方向——这时候拉犁的已经从人换成了牛。这个农具虽简单，却堪称人类历史上最重要的发明之一。文明自此开启：正是犁的出现使得人类的食物破天荒有了富余。

只要食物充足，社群就能维系；如果食物供应能够跟上人口增长带来的新需求，社群就有机会扩张壮大；不过，社群要走向真正的繁荣，食物的产量必须有一定的富余，足以供养一些不从事食物生产的人。犁帮助人类迈出了这一步，埃及的社会由此出现了翻天覆地的变化。不晚于公元前3000年，这里已经出现了最早的政治架构，这个时期的遗迹显示，土地被纵横交错的沟渠划分成一块块矩形的“水区”，水区的统治者被称为“阿吉默”（adj mer），意思是“挖渠者”，他们的职责是保障土地得到定期灌溉。我们在最早期的统治者留下的遗物中发现了一枚权杖头，上面刻着统治者手握锄头开掘渠道或筑起水库堤坝的场景。底比斯城纳克特陵墓的墙壁上，画着最古老的农具——挖掘棒。人们用这根棍子在地上挖洞播种，然后赶着驴子把地踏平。这种工具还曾被用来挖掘沟渠，这些沟渠对埃及经济至关重要。后来，挖掘棒成了法老权威的标志物之一。图片来源：Erich Lessing/Magnum from John Hillelson Agency.

文明萌芽之初，埃及在很短的时间里就发展出了高度集权化的社会结构。第一批不直接生产食物、由灌溉系统和犁带来的富余农产品供养的人，可能是挖掘、维护灌溉系统的工人，以及他们的管理者。后者的权威来自他们掌握的天文学知识：只有他们才拥有神奇的力量，知晓什么时候发洪水，什么时候该在退潮的土地上播种，什么时候收获。需要妥善储存的谷物越来越多，于是需要更多的容器。用芦苇编织成骨架、外涂干陶土的篮子逐渐被更耐用的容器取代；人们转动湿土捏出罐子，再用火烧制，从而有了陶器，我们发现的最古老的坚固建筑物便是陶罐堆成的中央谷仓。接下来，人们需要辨别罐子和谷仓的主人、罐里有多少谷子，文字应运而生。最早的象形文字出现在公元前3000年以前，内容主要是陶罐、储物箱里的物品清单和数量。剩余的谷物供养起了各行各业的手艺人：木匠、陶匠、织匠、厨师、乐师、皮匠、金属工匠和负责记录这一切的书吏。要支撑这么大的消耗，食物的存量必须有保障，因此又需要一套税收系统；而要确保税收公平，就得有一套技术来评估每个人应该承担的份额。最初的计税依据可能是每年都会被洪水冲毁的土地边界，但是随着灌溉系统日趋复杂，社会需要更成熟精密的计税方式，数学也随之诞生，用来测量距离、面积和体积。文明的起源——抓犁。这座木雕小模型来自公元前2000年左右的一座埃及陵墓。埃及附近的美索不达米亚地区也很早就出现了犁，那里的主要作物是大麦，或许这正是当地人沉溺于美酒的重要原因。图片来源：Reproduced by courtesy of The Trustees of the British Museum/photo Michael Holford.

修筑沟渠的需求催生了最原始的算术与几何学：要挖多长、多宽、多深？也许正是为了打造挖渠的工具，人们开始对红海对岸西奈半岛上沉积的铜矿产生兴趣，随后顺理成章地打造出了金属武器、装备给那些专职保卫土地和庄稼的人。埃及人用多余的食物和其供养的工匠所做的产品作为等价物，与相邻社群交换物品，他们的富足不可避免地引来了忌妒。有了金属工具，埃及人得以加工石头，其初衷可能是为了加固沟渠。开罗城外，长达500英里的石灰岩峭壁沿着尼罗河向南蜿蜒，最早的金字塔正是用这些石料筑成。这是底比斯一座陵墓中的壁画，十分壮观，墓主是维齐尔（即宰相）莱克米尔。图中绘制了工作中的鞋匠（上排）和正在使用弓钻、锯子、锛子和凿子的木匠（中排）。请注意，那时候还没有刨子，所以图中有3个男人正在用石头打磨木梁。右下角一名金属工匠正吹着吹管提高火焰温度。图片来源：Erich Lessing/Magnum from John Hillelson Agency.门纳墓（约公元前1400年）的浅浮雕局部，展示了埃及人运用早期算术和几何学的场景。他们运用这些知识测量田地、计算收成、确定纳税额。右下的书吏手持墨水板，用苇秆笔在莎草纸上写字。图片来源：Michael Holford.

在石头开始用于建筑仅约150年后，乔塞尔王的阶梯金字塔在开罗南面的萨卡拉沙漠中拔地而起。它由乔塞尔的宰相伊姆霍特普于公元前2800年左右组织修建，是世界上现存最早的石造建筑。筑渠者发明的工具和理论知识被巧妙地运用在阶梯金字塔的修建过程中。乔塞尔王入葬金字塔的时候，埃及已经发展出完善的社会结构，我们如今的社会与其相差无几。国王拥有至尊无上的权力，辅佐他的是顾问组成的内阁；内阁之下是公务员系统，负责管理社会的方方面面，并收集工匠和农民缴纳的税赋来供养自己和军队；这时已经出现了每年12个月、每月30天的历法，政府基于历法颁布法令、管理国家。到公元前2500年，埃及（及其邻居美索不达米亚的各族群）已经形成了高度成熟的社会结构，掌握了不少重要的基础工具：土木工程、天文测量、抽水机械、书写系统、数学、原始的冶金术、轮子。依靠这些工具，埃及人建立了古代世界最强大、最具影响力的帝国，而这一切的根基正是犁带来的粮食丰产。犁让社群得以生存并不断扩张，开启了此后的种种变化。本书作者站在乔塞尔阶梯金字塔前。这座建筑的地基由砾石和石块筑成，表层覆有石灰岩板。古埃及没有滑轮，所以当时的标准做法是沿着塔壁用土砌斜坡，借坡把石头拉上去，金字塔建成以后再把土坡推掉。图片来源：Mike Coles.

人类第一次借助工具获得了丰收，不必彻底靠天吃饭；不过，犁解放了人的同时也永远地绑架了人。我们生活的现代世界是这一发明的产物，因为正如犁引发了埃及社会的连锁反应，此后诞生的每一项变革都成为新的变革的基础，这一连串相互联结的事件造就了今天的世界。

一系列事件是如何朝某个方向演变的？这正是本书所要探寻的主题。某件事为何会在特定的时间和地点发生，原因错综复杂、引人入胜，其间有巧合，有气候变化，有人的智慧、技艺、宗教信仰乃至欺骗，不可尽数。沿着历史事件的轨迹，最终竟抵达某个影响我们生活的新发明，环环相扣，就像阅读一本精彩的侦探故事。在本书所有故事进展的每一个阶段，读者所知的信息都将被限定得和当时的人一致。我们常常误以为历史就是伟人和寂寞的天才在象牙塔里为我们指引着未来的道路，但随着故事展开，你会发现事实并非如此。从某种程度上说，社会的每一个成员都参与了创新和变革的进程，看完这本书你或许会明白，只要有普通人的智慧和当年的创新者掌握的信息，你也一样可以成为推进变革的力量。

第一个侦探故事即将展开，这里是一点小提示：2600年前土耳其某条河流中的发现如何造就了一项威胁每个人生命的现代发明？2从亚历山大港启程1783年11月21日，巴黎。热气球载着皮拉特尔·德罗齐埃和阿兰德侯爵从布洛涅森林升空，25分钟内飞行了5英里。在早期的上层大气活动研究中，热气球至关重要，它提供的数据奠定了现代气象学的根基。图片来源：Mansell Collection.

在土耳其西北，离爱琴海不远处，伫立着一座山峰，古称为摩罗斯山。两条河流从这里发源，一名帕克托洛斯，一名赫尔穆斯。在几种因素的共同作用下，这两条河在历史上非同寻常：首先，河床坡度较小，所以水流相当缓慢；其次，沿岸山上的土石因风和气温变化逐渐被剥蚀，形成混合着金粒的细沙，散落入水；最后，两条河携带着大量细沙流入沿海平原，在那里，河流更加宽广平缓。根据古希腊历史学家希罗多德在公元前4世纪留下的记载，数百年来这两条河都是淘金业最繁盛的地区。2700年前，这两条河位于吕底亚王国境内，在其中一条河畔，有一个不知名的淘金者（他可能受雇于当时的国王）在这里做出了人类历史上最重要的发现之一。

那时候人们搜集并熔炼金沙，通常是借助羊皮。羊皮里的动物油脂会吸附细微的金粒，等到羊皮吸满，淘金者就把它挂到树枝上晾干，然后扔进熔炉烧掉，从灰烬中筛出纯净的金珠。或许正是这种精炼黄金的方法催生了伊阿宋与阿尔戈船英雄夺取金羊毛的神话。无论如何，接下来金珠被熔铸成金砖和金锭，用来购买货物和服务——人类用黄金交换商品的历史可追溯到公元前3000年的美索不达米亚和埃及，金锭（以及银锭和铜锭）的价值依其重量决定。这套系统的缺陷非常明显。金属锭十分沉重，难以运输，只能用于大额交易，例如两国之间的贸易，或者雇佣军服役结束后的最终结算。公元前5世纪的一只碗上雕刻着伊阿宋和守卫金羊毛的龙。神话的原型很有可能是一场为了从其他社群夺取更先进的冶金术而发起的袭击。图片来源：Mansell Collection.

帕克托洛斯淘金者的一项发现引发了一场巨变。除了金沙，河里还有很多小块的黑色燧石片，它的地质名称是页岩。人类使用页岩的最早记载来自希罗多德，根据他的描述，吕底亚人磨掉石片的表层，使其粗糙无光。金子在这样的平面上划过，就会留下明显的痕迹。纯金的划痕是黄色的，金银合金会留下白色的印子，金铜合金划出的则是红色。这种用来鉴别黄金纯度的石头，流传下来一个充满隐喻意味的词：试金石。

试金石发现于公元前8世纪前后。这偶然发现的不起眼石头即将带来深远的影响。大约在公元前7世纪，盖吉兹王在位时，吕底亚的统治者拥有了鉴别贵金属的手段。有了这种石头，哪怕是毫无鉴定经验的人也能轻松地分辨出金属品质的细微差别。之前数百年，巴比伦和埃及的王朝一直习惯在金锭上铸刻标记，用政府的权威为金属的价值背书，不过这样的举措并未促进金块自由流通，因为标记也许仅仅能保证最初的主人愿意按照原始价值回收它。而试金石让人们得以建立贵金属的品质标准，赝品无所遁形，国王的标记成了纯度和分量的坚实保障，流通变得顺畅进来。

对更小额货币单位的需求催生了西方世界的第一枚硬币——吕底亚斯塔特币。接下来的100年里又出现了一系列辅币，每种辅币的价值都是斯塔特币的若干分之一。到了公元前550年，吕底亚的克罗伊斯王首次确立标准的帝国货币制度时，吕底亚的钱币已经赢得了质量优秀、标准统一的口碑。其他城邦，如米利都、福西亚、基齐库斯、米蒂利尼和以弗所，也纷纷效仿，发行了自己的官方货币。随后，一些城邦结成货币联盟，比如吕底亚和米蒂利尼，其货币可以越过各自的边境，在双方领地自由流通。到了公元前5世纪的雅典帝国时期，雅典的货币已经通行于地中海东岸的大部分地区。公元前6世纪的吕底亚斯塔特币，由一种叫“琥珀金”的金银合金制成，上面压制了铸币者的标记。图片来源：Peter Clayton.亚历山大逝世后，在硬币上镌刻肖像逐渐成为定例。这枚4德拉克马银币大约流通于公元前290年，银币上铸印的亚历山大被神化，他头上长着公羊角，就像宙斯－阿蒙一样。这枚银币铸造于帕加马，发行者是色雷斯的统治者利西马科斯。图片来源：Peter Clayton.

硬币的普及造成了两大影响。其一，政治上，它由中央铸币厂统一发行，潜移默化地培养了使用者对统一的认同感。代表政府的标记通过硬币出现在每一笔交易中，硬币的存在定义了政府权威的领地，它的价值映射着发行国的经济是否健康、政治是否稳定。第二重影响则是第一重影响的产物：随着各城邦日渐繁荣，跨边界贸易也越来越频繁，有了硬币，买家可以更方便地依自己的选择购买商品，卖家的货物品种也丰富起来。市场变得更加多样，交易范围越来越广。我们可以说，吕底亚斯塔特币的出现激发了地中海地区的贸易增长，因为是硬币满足了更多灵活的贸易需求。

在古老的时期，世界上最伟大的贸易路线就已初具雏形，商人从地中海东岸出发，驶出红海，穿越大洋，直抵印度和中国。有证据表明，早在公元前1000年之前，埃及人和巴比伦人的步伐就已南至索马里，东达印度。到了亚历山大大帝的年代，商路进一步发展，大帝的货币与商品一起流向世界各地。从印度到黎巴嫩，从俄罗斯南部到尼罗河上游，亚历山大大帝的印记无处不在。公元前331年，亚历山大大帝决定在最方便掌控帝国贸易洪流的位置建一座城市，这座城市要由石头筑成，东西两面各有一处天然港口，这样无论风向如何，船只都能顺利入港。

亚历山大港位于尼罗河河口，它成了全世界的贸易之都。从南方，如今的索马里，运来了香料；从苏丹运来了大象、铁和黄金；从如今的法国、德国和俄罗斯，运来了皮毛与琥珀；从英国运来了锡。世界各地的货物流向亚历山大港，又从这里去往四面八方。公元1世纪时，狄奥·克里索斯托这样描写它：“这座城市垄断了整个地中海的航运……它位于世界的十字路口。”亚历山大死后，这座城市几番易主，先后由波斯人、希腊人、迦太基人和罗马人统治。建城后的600年间，亚历山大港蓬勃发展，它不仅是贸易枢纽，也是地中海的文化中心，后者在很大程度上归功于建城不久后就落成的大图书馆暨博物馆。在公共基金的资助下，当时最杰出的学者齐聚一堂，撰写著作、发表演说；博物馆内有10间礼堂，每一间对应一个专门的主题，供学者授课。除此以外，这里还有供人研究、学习的空间，以及供学者居住的场所。无人知道古亚历山大港的面貌，因为这座伟大的城市几乎没有留下任何考古遗迹。这幅画（绘于约公元1460年）展示了中世纪某位艺术家对亚历山大港的想象。请注意右下角向外探出的陆地（那是一座古代岛屿）上那座法罗斯灯塔，它的声名如此响亮，地中海沿岸的人们后来把“法罗斯”当成了灯塔的统称。图片来源：From Jondet, M.G., Atlas Historique de la Ville et des Ports d’Alexandrie, Cairo 1921.

亚历山大图书馆收藏着当时几乎所有的知识。公元前235年，馆内有约50万部书稿，到了尤利乌斯·恺撒的年代，藏书增至70万部。当时的亚历山大港有专门的法律条文，规定来访者必须将自己携带的书稿通通交给图书馆誊抄。船只入港时，会有官员上船搜寻书籍。公元4世纪，亚历山大港与雅典起了争端，因为雅典人发现亚历山大港人将希腊悲剧原稿私藏下来，还给他们的是图书馆抄写的复本。博物馆里教授的知识涵盖了当时所有的学科，包括数学、几何学、天文学、哲学、药学、占星学、神学和地理学。在这座港口城市，人们尤其青睐军事领域的研究、地理学和与之相关的天文学等。大约在公元127年到151年间，全世界首屈一指的伟大学者、曾在亚历山大港任教的克劳狄乌斯·托勒密撰写了一部13卷的著作《天文学大成》，总结了当时所有的天文学知识。罗马港口奥斯提亚的一幅镶嵌画上绘制着当地的灯塔，它的名气或许仅次于法罗斯。它比后者小一些，但建筑结构基本一致，面积逐层减小，塔顶燃烧着指引航道的灯火。图片来源：Mansell Collection.托勒密的宇宙观。7座同心水晶球壳承载着当时已知的七大行星（包括太阳和月亮），最外则是恒星圈。在这套系统里，地球位于一切的中心。图片来源：Reproduced by permission of The British Library.

早在近公元前2000年时，天文学就已成为一个专门的研究领域，巴比伦人对此钻研颇深，埃及人也略有踏足。人们对日月星辰的运动萌生兴趣完全始于实用目的，他们认为观察天空有助于编撰更准确的历法，让统治者更精确地预测洪水季节的时间，从而提高灌溉效率。渐渐地，这门学科染上了占星术的神秘与魔法色彩，用天文学规律预测日月食和星座在一年中的位置变化，成为祭司兼统治者的权威之源。公元前539年，波斯的居鲁士王应邀深入巴比伦腹地阻止内战，这时候的天文学家已经把天空分成了12个星座，每个星座各占30度，组成一道环带，这就是黄道十二宫的雏形。注重实用的波斯人借助巴比伦人晦涩难懂的研究成果，进行了更科学的观察，于是从公元前300年起，来自巴比伦的迦勒底星表逐渐发展完善。亚历山大图书馆卷轴书的复制品，节录了一部分托勒密星表。星星的名字后面有几栏注释，说明其所属星座、在天空中的高度角、亮度等参数，当时测量恒星的基准是南北贯穿亚历山大港的子午线。图片来源：Macmillan London Ltd, courtesy Michealjohn Harris/BBC Television.

这些知识为托勒密的著作奠定了根基。为了准确测量角度和时间，人们需要更精确的天文设备。托勒密本人也绘制了一张星表，列出了1022颗恒星，以及它们在亚历山大港的天空中的位置。他还描述了如何制作测量星体位置的仪器：星盘。接下来的1000年里，星盘成为观星者的基本工具。显而易见，托勒密的星表能为这座贸易城市的航海者提供莫大的帮助，然而遗憾的是，以目前的证据来看，在他生活的年代仅有极少数掌握天文知识的航海者懂得利用这些数据，更不用提更早的时期。那少数的几位佼佼者，例如尼多斯的欧多克索斯（记载于公元前370年）和马赛的皮西亚斯（记载于公元前300年），能够根据恒星的高度角，判断自己与母港在南北方向的距离。假如表中列出某颗星在母港的角度是X，而他在某地的观察结果却是Y，这种差别只取决于两地在南北方向的距离，推算便能得出这个距离究竟是多少。不过，对于当时希腊和罗马的绝大多数航海者而言，星辰的作用仅止于判断航向。正如罗马作家卢坎在公元前63年所言：“永不落下的轴心指引着船只的方向。如果小熊座高悬在桅杆上方，那么我面朝的方向正是博斯普鲁斯。”（换句话说，如果位于北方的小熊座在你的左手边，那么船正在向东行驶。）此画绘于16世纪，图中托勒密正在用四分仪测量星辰与地平线所成的角度。司掌天文的缪斯乌剌尼亚站在他身后。图片来源：Ann Ronan Picture Library.

托勒密著书300年后，西罗马帝国灭亡。随着罗马人撤退，欧洲陷入了纷争与混乱，亚历山大港流传到地中海北岸的少许作品均告散佚失传。整个西欧与东面的帝国失去了联系，尽管拜占庭皇帝统治下的亚历山大港仍有开课讲授之风，但图书馆的地位日渐衰微。谁也不知道烧书事件发生的确切时间，只有许多种推测：也许是罗马人统治期间意外发生了火灾，也许是公元4世纪那些狂热的基督徒蓄意纵火，又或者按照阿拉伯作家的记载，公元646年，穆斯林最终占领这座城市后，将藏书扔进壁炉烧得精光。无论罪魁是谁，图书馆收藏的文本几乎全部毁于一旦。今天我们之所以还能看到托勒密的著作，全赖于幸好有一套复本散落在外，它即将经历曲折而奇特的旅程。8世纪中期，它流落到了伊朗西南部琼迪沙普尔的一座修道院图书馆里。公元765年，数百英里外的巴格达建城后不久，阿拉伯人发现这座修道院的图书馆里收藏了大量古希腊科学和哲学著作，于是他们立即动手，把这些书翻译成阿拉伯语，《天文学大成》就在其中的第一批书里。随着巴格达的翻译学校发展壮大，哈里发们从拜占庭人手中或买或抢，获得了更多的古希腊著作，尤其是药学和天文学作品。伊斯兰教扩张的脚步一直抵达了西班牙，阿威罗伊、阿尔布玛真、花拉子米等阿拉伯翻译家兼作家将这些古代著作和他们自己撰写的评注带到了西欧的大门口。正是因为拥有这些著作，到了13世纪中期，智者阿方索（长期以来西班牙一直是伊斯兰国家，阿方索是这个国家最早的基督徒国王之一）才能在托莱多建立学校，将这些阿拉伯语文本翻译成拉丁语。星表终于传入了欧洲，不久后它将在航海者手中大放光芒。最早的伊斯兰天文手册（公元1009年）中描绘的大熊星座。这份手册以托勒密的《天文学大成》为基础编撰而成。右边是阿拉伯天文学家发明的黄铜星盘，每个星盘都只能在特定纬度上使用。转动星盘背面的金属结构，使正面标杆的尖端指向它代表的某颗星星在天空中的位置，观察者便可以通过星表查出相应的日期和时间。图片来源：Bodleian Library, Oxford(左图); Museum of the History of Science, Oxford University(右图).

13世纪，西罗马帝国崩溃800年后，欧洲的海上贸易终于走出绵延几个世纪的战争与混乱，逐渐复苏。记载显示，人们在11世纪初建造了罗马人撤退以来的第一座码头。随着欧洲经济回暖，地中海地区和北海地区恢复了联系。但是海上贸易发展的势头不如其他行业，因为富有经验的水手依然只在5月至9月出航，和罗马时代一模一样。从11月到翌年3月，天气变幻不定，商人都不愿意冒险，因为坏天气可能使货船迷航甚至沉没。在适合出航的季节里，海上导航仍然主要依靠地中海沿岸罗马时代的灯塔，或是参照其他地标；而在近岸航行时，数百年来积累的对特定海岸的了解让熟练的水手得以通过探测水底来辅助掌舵。12世纪，船驶近港口后，水手会将一根系有重物和一块黏糊糊的动物油脂的绳子扔进水里，令其沉至海床，通过绳子的长度判断水深，再收回绳子观察动物油脂粘上的东西，分辨海床的质地和成分，最后结合洋流、气温和风向，小心翼翼地操纵船只入港。

当时的船只样式也限制了航运发展。商人不愿意在冬天出航，同理，也不愿意冒险大幅改进船只。造船需要的投资本来就庞大，谁也不愿意尝试未经验证的改良。老旧的罗马横帆尽管早已过时，却继续统治了欧洲好几百年。横帆的局限说来简单，影响却十分深远。悬挂横帆的船只能顺风航行，如果风正向北方刮，即使你想去南边，也只能随风北去。因此，水手在出海前必须等待合适的风向，这又压缩了本来就已经很短暂的航海时段、减少了出海船只的数量。埃及人和罗马人曾靠横帆跨越印度洋，那个区域的风向稳定，总是向某个方向一直吹6个月，然后反过来再吹6个月。欧洲海域的风向变化却复杂得多。在这幅作于12世纪的手稿插画里，船只在英格兰东海岸沼泽中的一条河流里行进，最右侧的领航员正在使用一根长长的探测杆查看水情。图片来源：Reproduced by permission of The British Library.典型的横帆，始于古埃及时期。通过这张图解我们可以看到，悬挂横帆的船只航向完全取决于风向。虽然这种帆使得船在海战中可以出色地实现近距离机动，但若要逆风航行，就只能靠水手划桨了。图片来源：Macmillan London Ltd.

打破这一局面的改进或许早在8世纪就已流传到了地中海沿岸。它可能是阿拉伯人发明的，不过也可能是他们从中国人那里学来的。欧洲人叫它“大三角帆”，他们误以为这种帆是东罗马人从君士坦丁堡带来的。大三角帆装在桅杆上，顶部有一根可活动的桁，它让船只第一次得以逆风航行。哪怕风向与航向几乎完全相反，大三角帆也能驾驭。大三角帆带来的第一个影响是出海的船只变多了，因为出港前不必再苦苦等风。贸易节奏随之加快，船舶的规格也变得更大：货物和港口数量飞速增长，人们自然希望以一条大船替代数条小船，这样更加经济实惠。从12世纪到13世纪，欧洲北部的麦地产量稳步增长，大宗货物出口成为常态。北方国家，尤其是如今德国波罗的海一带沿岸的商业城镇结成的汉莎同盟，和南方地中海区域的国家签署了贸易协定。从1150年到1300年，商品价格和利润、积累的财富和投入商业的资本都增长了约30%。但水手们仍面临诸多困难：哪怕是安装了大三角帆，这些用来运输粮食的新船操纵起来也很困难，因为它们的形状根本不适合在浅水海滨或者码头附近航行，只有在天气理想的时候，船只才能顺利入港。这个问题在北方尤其严重，或许正是出于这个原因，解决它的办法也首先出现在北方，我们在两枚13世纪中期的印章上找到了最初的证据，这两枚印章分别来自埃伯林和维斯马，都是波罗的海沿岸的港口城市。印章上绘的船都装备了方向舵。装备了大三角帆的船只可以在几乎完全逆风的情况下航行。如图所示，只需频繁变向，走出Z字形路线，船就能逆风前进。船只的体积仍然不大，这样船尾的舵桨才好灵活掌控方向。图片来源：Macmillan London Ltd.最早的远洋货船同时装备了横帆和大三角帆，尾舵加强了船只的机动性。如图所示，大三角帆让货船能够灵活地捕捉近海多变的风向，进入大洋以后，货船拉开横帆，顺着稳定的越洋信风一路疾驰。图片来源：Macmillan London Ltd.

在此之前，掌控航向基本靠舵桨，不过正如德国水手发现的，船大到了一定程度，舵桨就笨重得无法操纵了。新式舵可能源自中国，阿拉伯人在印度洋远航时采用了这种设备，随后它又流传到地中海沿岸和北方。这种“尾舵”装在船尾中央一根垂直的柱子上。要安装这根柱子，船尾必须是平的。于是船的形状再次改变：新式船尖头平尾，有更多装载空间。借助尾舵，水手操控大船时，有了必要的纵向操纵能力，这又进一步激励了商人投入资金。船变得更宽、更平、更长，装得也更满了。尾舵的最早证据之一，出现在波罗的海港口城市埃伯林的印章上（1242年）。图片来源：Staatsarchiv, Hamburg.

到了1300年，又出现了更复杂的结构。东征归来的十字军士兵带回了许多欧洲市场上没有的奢侈品，例如香料、丝绸和染料。这些物品刺激了新的市场需求，威尼斯、热那亚、阿马尔菲……意大利早期的沿海共和国纷纷崛起，它们在阿拉伯和土耳其建立了殖民地和贸

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