工业0.0，一个被我们忽略的水力时代
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之前我理解的西方历史好像欧洲大部分时间都处于一个野蛮状态，直到明代文艺复兴才逐渐开化。也就是说，蒙古帝国瓦解后，欧洲开启了文艺复兴而我国进入了新一轮专制王朝。欧洲的文艺复兴和宗教改革之后产生了科学，于是在1760年就爆发了第一次工业革命。
最近查资料看了不少油管上的纪录片，发现实际情况远不是像历史课本描述得那么简单，中世纪的欧洲虽然黑暗动荡，但是民间的科技创新依然很有活力。比如大部分机械结构都是工业革命之前甚至文艺复兴之前就已经出现了；木工车床和钻床基本也是工业1.0之前很长时间就已经定型了，所以不管是纺织机还是蒸汽机的“特种”零件，在当时都可以被已有的生产设备制造出来。（我们今人的制造技术也已经积累到相当的水准了，所以产品技术的革命随时也可能大爆发，这个话题以后再展开讨论）
图为水车驱动的车床，广泛用于加工枪炮管
早在13, 14世纪，欧洲的面粉作坊，木工作坊就已经大量使用水车了，水车时代的机床与蒸汽机时代的机床在结构上是一模一样的，所以至少在蒸汽机发明之前就应该已经是机器时代了，而且水轮机和蒸汽机在相当长的历史时期并存，就像电动车和内燃机车的并存。
所以可以判断：在工业革命之前存在一个技术积累的历史时期，这就是以水车和后来的水轮机作为主要动力的工业0.0时期。
据维基百科查证，14世纪的面粉作坊，机械化程度就已经非常高了，除了磨面，还有前端的自动筛谷粒的机构，面粉装袋后可以自动被滑轮调到顶层。
除了面粉作坊，很多木工厂，铁匠铺也都采用由水车或水轮机驱动的机械化。而当时很多水轮机的轮毂和叶片是铁制的，用“锻焊”的方式把叶片和轮毂焊接在一起。所以机械化早在蒸汽机出现之前就已经大规模使用且成熟了，应该说在工业1.0之前的0.0时代，除了动力不同，大部分工业1.0时代机器的雏形都已经定型了。在欧洲存在着大量这种生产作坊的实物遗迹，甚至这些水车作坊还可以正常开工，成为很多村庄的旅游景点。
工业0.0时代，人们对传动和运动形式转化的理解已经非常深刻。比如可以改变转动方向的锥齿轮，可以让转动变成往复运动的连杆机构，这些当时的创新发明其实很早就被广泛应用了，只是由于当时的一些条件限制，没有办法被组合成更高级的工业产品。
比如当时尽管机械设计已经非常巧妙，但是冶金和铸造成本仍然较高，所以大部分机械零件只能用木材，这就限制了结构的强度和运行精度。于是当时的工业文明就遇到了一个发展瓶颈：可供使用材料仅限于灰口铁和木料，木料可以达到一定的加工精度，但是刚性和硬度较差；由于当时可用的燃料为木炭，所以冶炼金属时难以达到较高温度，所以铁器的杂质较高，因此铁器偏脆，受冲击时易断裂。这样也就不能用在诸如大型齿轮和传动轴这种重要传动部件，也就无法建造更大的设备，也无法生产更高精度的零件。。。。。。似乎是个死循环。
工业0.0到1.0的突破口似乎是燃料革命，即煤的大量应用。但是煤矿的挖掘在当时并不容易，需要大型高效的挖掘设备才能降低煤的成本。而只有用煤充当燃料才能提高炉温炼出高品质的钢材，而只有冶金工艺成熟了，钢材才能锻造成传动件，才能被加工成诸如齿轮，气缸和活塞这种高精度零件，才能做成蒸汽泵抽干矿井里的积水，这样煤的价格才能进一步降低... ...工业革命的正反馈被如此开启。
但是在当时的人们看来，大规模开采并使用矿物燃料的难度也许不亚于我们现在对核燃料的感觉。不论身处0.0还是4.0时期，人类对未来的感觉永远是既充满希望又困惑迷茫：核聚变，石墨烯，量子计算机等关键技术离突破性进展似乎还很遥远，但搞不好哪一天就有了始料未及的突破；而诸如电动车，物联网，大数据，区块链之类的技术看起来也都不错，好像也都能改变世界，但搞不好哪一天也被颠覆掉了。
也许，改变产业格局的技术都是出乎当时那个时代所有人的意料之外的，基于已有认知水平的改进往往只是临时的技术形态。
1700年代，在欧洲出现了一种马力轮船，如下图所示，就是用牲口拉磨盘，通过锥齿轮带动轮式船桨运动。这个过程其实就是水车磨坊原理的逆向思维。而这项发明最早的记录出在4，5世纪的古罗马时代，这种畜力轮船就已经出现了，只不过当时用的是牛。
有感于近期互联网行业的大变局：每次工业变革前夕往往会萌发出很多新技术，新产品，新事物，新思维... ...但是你很难说哪项发明就一定会改变世界，也很难判断下一个风口在哪里，而这个风口是不是马上就要结束了，风口上的猪会不会摔成猪排。
不妨假设你是一个互联网投资人，醒来发现与一个18世纪的威尼斯商人互换了身体，并一下子精通了意大利语。当你看到这个畜力轮船时一定会拍案叫绝，并勾画出一副未来共享交通的图景：在每个渡口都要投放大量这种畜力载具平台，这样贵族们只要有马匹，就可以在水路和陆路畅通无阻。你还可以利用在威尼斯商圈的人脉，整合当时威尼斯强大的造船能力，以极低的成本量产这种标准型畜力轮船。当然，船上必须配上风帆，反正也贵不了多少，更何况加上船帆之后就成了“风-畜混合动力”，搞不好能拿补贴。
你还联络了美迪奇家族，不惜用强拆的手段，用极低的价格买下了河流沿岸的土地，因为水流是当时的动力源，谁掌握了河流谁就控制了制造业和物流。所以你开始在河边大搞工业园和物流园，用畜力船的动力组件加个大型水车就是工厂的动力源，这样你也可以用极低成本建厂房，而厂区附近就是物流中心，可以把物资快速送达各个公国。
你甚至攀附上了罗马教皇，号召耶稣的子民用实际行动实现凯撒时代的伟大复兴，号召各王室贵族大规模兴建这种交通系统，并指定他们采购你开发的水轮动力系统。因为这样不但可以满足民用，还能够远距离投送兵力，于是骑兵就可以沿水路直达奥斯曼帝国，在敌人兵力薄弱的浅滩就可以登录，然后利用骑兵机动性长驱直入，一举拿下拜占庭，攻克耶路撒冷，实现罗马帝国的伟大复兴。。。。。。
可是，过不了几年，当蒸汽机出现后，所有这些方案统统作废。之前的投入完全打了水漂，于是后半生你开始了逃亡生涯：此狗血穿越剧前半段是创业商战励志剧，对标寻秦记；后半段亡命天涯，一路躲避各路人马的追杀。。。。。。
按照现在互联网思维的逻辑，这确实是一个很好的构想，该交通体系在畜力时代应该是最好的解决方案，可以说是那个时代的共享经济和交通4.0。但是这种系统化的“顶层设计”比较适合一个技术要素不发生改变的环境，或者说，这个顶层的系统设计要足够的超前才能发挥足够的优势。产业生态中技术更新越快，这种顶层设计决策的风险也就越大。
比如秦朝修建长城和专用运兵道就是功盖千秋的工程，直到宋朝还发挥着军事战略作用。但是到了近现代技术高速发展时期，人类就很难超前判断哪些大型基础建设是可以泽被后世的。例如，有线电报在发明之初，这项技术也可以说是当时的信息高速公路，欧洲各国也都大兴土木铺设电报电缆，甚至海底电缆。我看过一个（好像是瑞典）19世纪有线电报的图片，密密麻麻的电线在电线杆上面排布，看的眼花缭乱。但是没过多久，无线电技术的迅速成熟也让当时的有线电报基础设施投资打了水漂。
基于现有成熟技术，不惜血本地搞一套摊子特别大，回收期特别长的系统工程（比如各种所谓的互联网创新），往往不是好的决策（除非是带有公共服务性质的项目），因为过不了多久就很有可能出现一个技术颠覆整个游戏规则。
从根本上改变世界的往往是实业家，这个剧本不需要穿越：
瓦特在改进蒸汽机时遇到过一个棘手的问题，就是气缸与活塞之间无法做到严丝合缝，因此蒸汽老是泄漏，效率老是提不上去。后来他采用了当时一种军用级高精度镗床加工出了符合公差要求的气缸。当然，彼时公差这个概念还不存在，而据说瓦特在当时对精度就有很深刻的理解，还发明了一种千分表。
下图就是这个镗床的图片，由水轮机驱动，双工位，用来加工加农炮的炮管内壁。这个设备目前被认为是第一台真正意义的金属加工机床，发明人John Wilkinson既是工程师，也是成功的钢铁实业家，还是优秀的投资人。他之所以敢投资瓦特，估计是他清楚自己镗削工艺可以大幅提升蒸汽机气缸的精度。正是因为他掌握了这项军工技术，所以才有十足的把握。
实业投资往往是基于技术细节的决策，而互联网投资则多是建立在故事上。
可以说，没有Wilkinson的镗床就没有瓦特的蒸汽机。也许制造技术和生产设备永远都无法扮演工业革命的主角，而专精于技术创新的实业家们也热衷于闷声发大财。
Wilkinson之所以能成功，是因为他足够专业：他是金属材料行业“大拿”，对冶金的理解非常深刻，江湖上人送外号“铁疯子Iron-Mad”，就连棺材都是铁的；他还修建了第一架铸铁大桥，现在已经被列为世界文化遗产；发明了用水轮机而不是水车驱动的鼓风机，以提高高炉的温度；估计是他发现之前投资的铸铁桥不够好，或者成功开发了锻造设备，所以他后来还造了世界第一艘锻造的铁甲船；而作为一个英国人，他还没节操地跟法国政府勾兑，建了个加农炮兵工厂，而当时蒂森克虏伯家族还只是干着五金瓷器店的营生（1811年才开办第一家铸钢厂）。
Wilkinson的投资完全是基于他对技术和工艺的理解：他的铁甲船大卖后，发现需要在船上镀铜以避免贝类生长在船底降低行驶速度，于是他就买了个大铜矿，以钢铁大王的身份开了个副业并且大赚特赚。
虽然Wilkinson这个兄弟在历史上的名气不如瓦特大，但他却扎扎实实地改变了当时的工业生态：材料，工艺，设备，动力，这些制造业最核心的课题都与他紧密相关，可以说完全是凭本事发财，知识改变命运。
工业0.0这个水力时代的重要性是不容忽视的，这段时期沉淀了大量的工业技术和生产工艺，一旦时机成熟，任何小的技术创新都有可能带来巨大的变革。而变革往往是始料未及的，在历史的当口，未来也是不确定的，纵横捭阖的战略规划往往不见得靠谱，只有对技术有着深刻的理解才有可能把握住变革时期的一些机会。
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作者及机构简介
Reichenbacher Hamuel GmbH（, )成立于1927年，从事精密机床，专用柔性制造设备和智能生产系统的研发和生产，同时提供全自动无人车间和智慧工厂的解决方案以及生产工艺改进，辅助工具设计，技术平台规划，升级策略制定等专业咨询服务。其超高精度机床被广泛应用于航空发动机零件加工，为叶片和整体叶盘精密加工领域翘楚。
吴昊阳德国莱兴巴赫－哈缪公司（Reichenbacher HamuelGmbH）亚太区商务总监，技术咨询顾问
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