一、早期发明

有些对人类文明前进起巨大推动作用的发明创造能否出现，不完全由人们的智力决定，很大程度上要受到自然条件的限制。

轮子是人类第一项真正的发明。在一切发明中，轮子是最简单的，然而却又是最了不起的，因为自然界中根本没有带轮子的东西可供模仿。轮子一旦被安装在雪橇上，就变成了车，人类在陆地上搬运物资的能力瞬间提高了。这就为人们的生产劳动提供了非常大的便利，农民可以把大量的肥料运到远处的农田里，再把收获的粮食运回村庄，因此可以开垦更多的土地，生产出更多的粮食。农业生产效率大大提高，人口随之大幅度增长，某些村庄得以发展成为城市，城市再发展为国家。要是在车前面套上牲口，有了牛车、马车，不用人力了，人们运送的物资就越来越多，距离越来越远，速度越来越快，商业也获得了蓬勃发展的机会。

轮子不仅被安装在车上，也被用来制作陶器。有了能旋转的陶轮，陶器的制作速度大大加快，质量大为提高，造型也更加美观。而如果把轮子安装在纺车上，人类的穿着打扮也就大不一样了。于是在陶轮和纺轮的转动中，古代社会发展出了缤纷多彩的文化。

到了11世纪，借助轮子的传动，利用水力或者风力的磨坊在欧洲各地大为流行，不仅可以磨面，还可以加工毛毡和呢绒，甚至磨刀、打铁、造纸。磨坊使欧洲人在蒸汽机出现之前就实现了生活和生产的机械化，效率大大提高。而那些磨坊主也积累了相当多的财富，可以用于再投资，促进了资本主义生产的发展。后来水轮机还被用来推动纺织机，从而拉开了工业革命的序幕。

可见轮子对于人类文明的进步是非常重要的，但是并不是任何地方的居民都有条件发明轮子。生活在北方寒冷地区的人们，如果大地常年被冰雪覆盖，显然不会想到发明轮子。因为对他们来说最便捷的交通工具应该是雪橇。同样的道理，生活在山区、沼泽、沙漠和丛林的人们也不会对轮子感兴趣。中美洲和墨西哥的居民在西班牙殖民者到来之前，曾经制作了许多小型的有轮玩具，但是却从来没有想过可以利用轮子运输。技术史学家乔治·巴萨拉解释说：“考虑到中亚美利加洲的地势特点和当地人所拥有的畜力，使用有轮交通工具的可行性就等于零，因而他们不用。有轮交通要依赖适宜的道路。在一块被茂密的森林覆盖的土地上，和丘陵山岗起伏不平的土地上，这个要求就很难达到。同时还需要有能拉动笨重木制运输工具的大牲畜，但在这块土地上却没有驯养可以派这种用场的家畜。”^[12]

只有在平原上，轮子才有用武之地，所以一些大江大河的冲积平原，比如西亚的两河流域、北非的尼罗河流域、印度的恒河流域、中国的黄河和长江流域成为世界文明的主要发源地。这并不是偶然的，至少这些土地给了当地居民发明和使用轮子的机会。

另一件重要的发明是玻璃。三千多年前，地中海东岸的腓尼基人偶然间在海边生火做饭的时候发现沙滩上留下了一些闪闪发光的东西，从此学会了制造玻璃。大约两千年前，玻璃制造技术传入埃及，并且被埃及人发扬光大。很快，古罗马人也学会了，并在征服和扩张的过程中把玻璃传播到了整个西欧。

玻璃对于近代科学技术的发展和工业革命意义非同小可。英国学者曾经列举出二十个改变世界的著名科学实验，比如汤姆逊发现电子的实验、法拉第的电磁实验，以及牛顿用棱镜分解阳光的实验，其中十五个都离不了玻璃。(https://www.daowen.com)

化学家尤为依赖玻璃仪器。玻璃在化学上具有独一无二的属性。它不仅是透明的，而且与绝大多数的元素或化合物都不会发生反应。所以玻璃容器一方面便于化学家观察反应过程，另一方面又不会干扰化学实验的进行。

天文学家有了望远镜才有可能了解太阳系的结构，测度恒星的视差；生物学家用不上显微镜，就不可能观察到细胞的分裂，遗传学和细菌理论也不会出现，后来的医学革命更无从谈起了。望远镜发现了遥远得几乎难以想象的恒星，显微镜发现了细小得让人难以置信的微生物。人们的视野因此得到大大拓展，继而导致人类的世界观、哲学思想都发生了巨变。

在大航海时代，测量经纬度的六分仪需要玻璃，精确的计时器也离不了玻璃，没有它们，人们在海上就会迷失方向。为船只引航的灯塔，也需要借助透镜聚光，才能照射到远方的海面。没有玻璃，人类就只能望洋兴叹。

玻璃对文化的影响也很深远。比如说在西洋绘画的历史上，如果没有玻璃镜子，艺术家很难理解透视法。而透视法是西方古典绘画的基本方法，正是在各种玻璃仪器的帮助下，达·芬奇、丢勒，以及其他艺术巨匠才能创作出今天我们看到的绘画作品。没有玻璃，文艺复兴运动绝不会是后来的样子。玻璃对改善日常生活也做出了很大贡献。13世纪到19世纪，玻璃给欧洲人带来许多变化，使许多人的生活水平得到了提高。工厂里安上了玻璃窗，不仅改善了工人的工作条件，也延长了每天的工作时间。家庭安装了玻璃窗，使光线能够照射到室内，人们的卫生条件和健康状况因此也得到了改善。玻璃橱窗和柜台还改变了商业的面貌，正是因为有了玻璃橱窗和柜台，商品能够得到展示，零售业才开始兴起。

科技史专家芒福德说：“透过玻璃，人们设想出了新的世界，揭开了它的面纱，使它触手可及。直到18世纪以前，比冶金技术对人类文明和文化推进作用还要大的就是玻璃制造业的巨大进步。……科学所观察和把握的世界，绘画艺术所揭示的世界，都是因为有了玻璃，并且通过玻璃才看到的。”^[13]

这样重要的发明也不是哪里的人们都有机会拥有的。虽然制作玻璃的原料——石英石到处都有，但是制作玻璃还需要用纯碱作为助熔剂。对于西欧人来说这不成问题，埃及有不少湖水含碱特别高，可以提供大量天然的纯碱，然后通过地中海运到欧洲各地。加入纯碱制作的玻璃称作钠钙玻璃，耐高温，还透明，可以做成玻璃窗、各种容器和镜片。于是玻璃在西欧红红火火地发展起来，成为一种特有的产品，并且对西欧的文化和科技发展产生了深远的影响。

尽管中国人很早（西周时期）就掌握了玻璃的制造技术，但是中原罕有纯碱这种资源。直到清朝人们才在伊克昭盟（今鄂尔多斯）发现一个巨大的天然碱湖。山西的晋商发现了这巨大商机，一车车地把碱运回内地，却没有用来造玻璃，而是用来做面条和馒头。古代中国人制造的玻璃因此与欧洲人的玻璃有很大差别，含铅和钡比较高，称为铅钡玻璃，熔点低、质地脆、容易碎，不适合制作器皿，只能做些小装饰品，一直不受重视。建立在玻璃基础上的欧洲式科学进步当然也不可能出现在中国。