文：Gene
你多半用手机或电脑阅读这篇文章，在这些3C产品里头，有大量的晶片和电路，精密的构造往往只有我们头髮直径的几十分或甚至几百分之一的大小。因为3C产品的泛滥和廉价，製造出这些电子元件似乎是家常便饭的事，不过一般人仍难以想像：我们怎么能够在分毫无差的情况下，大量製造出这些精密的元件？
人类另一个科学和工程精密度的极致，应该是华盛顿州的汉福德与路易斯安那州的利文斯顿，雷射干涉重力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory，LIGO）吧？LIGO的两个垂直的「臂」长度有四公里，雷射在里头反射了五十次左右，能侦测到质子直径千分之一大小的变化！
LIGO侦测到重力波，再度验证爱因斯坦的相对论。相对论看似纯粹的基础物理学理论，和我们的生活似乎没太大的关係──如果你这么想，就和事实差远了，因为只要用过手机的全球定位系统（Global Positioning System，GPS），就一定用过以相对论为原理的工程设计。而GPS之所以可行，也是因为我们能够精确计时，误差至少要小于百亿分之一秒！
人类的科技究竟是如何能够达到如此不可思议的精确度？英国作家赛门．温契斯特（Simon Winchester）的《精确的力量：从工业革命到奈米科技，追求完美的人类改变了世界》（The Perfectionists: How Precision Engineers Created the Modern World）带我们进入一个又一个历史现场，去见识完美主义的工程师，是如何不屈不挠地追求「精密度」（precision），然后彻底改变了这个世界。
温契斯特写《精确的力量》是因他父亲就是传说中的精密工程师（precision engineer），曾替鱼雷导引系统（guidance system）设计并製造微型电动马达（electric motor），他父亲不仅偶尔偷偷冒死带他参观工厂，还把两块打磨得极为平坦光滑的金属块（规块）夹带回家，让儿子试着把两块密合的无磁性金属块分开，这个经验在他幼小的心灵中留下不可抹灭的记忆。
因此，当一位陌生的科学玻璃吹製师（scientific glassblower）寄了电邮给他，以「精密（precision）是创造现代世界的关键因素，却隐藏于世人的眼光之外」为由、问他为何不写一本讨论精密工艺历史的书籍时，他被说服了，写出这本《精确的力量》。
现今所有的工业产品的附加价值，很大程度来自能够提供多少精密度。同样功能的商品，顶级、一流、次级、低价的产品，主要差别就是来自製造的过程中，工厂能掌控的精确度有多高。《精确的力量》是一本劝败好书，因为读了它，你人生奋斗的目标，就会是开一辆劳斯莱斯轿车去搭乘空中巴士的巨无霸客机A380去搭新干线买一支顶级的精工錶，再飞去德国把Leica的所有镜头都买回家⋯⋯这些工艺极致的工业产品，全都拜精密度所赐，它们也改变了人类对精密度的要求。
在对精确度要求极高的工业产品中，一个洞打得稍微有点歪的喷射引擎供油管，差点就让澳洲航空从新加坡飞往雪梨的A380成为巨大的空中火球；耗资二十亿美元的哈伯望远镜（Hubble Space Telescope），上了太空却闹了大笑话，原来它是个大近视，拍出来的照片模糊不清，原因是打磨主镜的公司，犯了一连串不可原谅的错误，让主镜的边缘扁平了约人类头髮直径的几十分之一！还好后来工程师还是以伟大的精密工程来修正了这个尴尬到爆的糗事。
我们对精确的力量之掌控当然不是一蹴可几，是建立在众多前人宝贵的经验中慢慢累积而成的，温契斯特也让我们认识了许多原本默默无名的伟大工程师，例如大家都熟知瓦特（James Watt，1736-1819）改良了蒸气机而留名青史，可是要不是工业家威尔金森（John Wilksinson，1728-1808）以製造火砲的经验，协助瓦特解决蒸气外洩的问题，工业革命不知还会推迟多久才发生。
温彻斯特接下来介绍了汽车迷亨利．莱斯（Henry Royce）。莱斯把他在1903年购买的二手十马力双缸法国德科维尔（Decauville）汽车给拆了，逆向工程地学习製造汽车的方法，并且逐个组件对进行改良，手工打造出精确度极高所有的汽车零件。莱斯设计了具有标誌性的「银灵」（Silver Spirit），使他成为家喻户晓的名字，温彻斯特有幸开着一辆海蓝色的银灵为报社去探访欧陆。在鼎盛时期，生产这些豪华汽车的劳斯莱斯工厂一天只生产两辆。
另一方面，亨利．福特（Henry Ford）却用流水线大量生产出一般人也负担得起的汽车，为此福特坚持认为，製造上的完美将使每个零件完全相同，从而能够轻鬆可靠地装配在一起，损坏时可以轻鬆地更换每个零件，这样的装配线精确度对人类工业社会也产生了深远的影响。
《狙击手》（American Sniper）的主角克里斯．凯尔（Chris Kyle），曾派驻伊拉克十年，他宣称在此期间曾射杀255名敌军，由五角大厦提供的确定的官方记录则为160名，为史上确认狙击人数记录最高者。他2008年到萨德尔城外执行任务，看到1.92公里外一个武装分子正扛着火箭发射器靠近一支车队，立刻除掉了武装分子；2017年，距离最长的击毙目标的世界记录，被伊拉克作战的一名加拿大特种部队狙击手打破，他在3.54公里处击毙了一名ISIS（伊斯兰国）武装恐怖份子。
这些长达数公里的远距离狙击，除了子弹的抛物线和风速等，连地球的地面曲率都要考虑了。当然，枪械製造的精确度也功不可没。绝大部分的製造业都外移到国外了，可是军火的製造业却大多还留在，人对枪械可说不仅是爱好，甚至还可以算是崇拜吧。然而，《精确的力量》却告诉我们，十九世纪初的军火工业，可说是粗製滥造，导致枪械经常故障，还让输掉几次第二次独立战争的战役，当时华府的国会和白宫被英军焚毁。
以上提到的3C产品、汽车、军火等等，我们很轻易就能把它们和精确度联繫在一起，可是其实就连原子笔，也对精确度有极高的要求，可别小看了笔尖的小钢珠。製造大国，一直到几年前都还製造不出那些小钢珠，而需要大量从进口，这可是被视作国耻的！一直到前几年才得到解决。
其实也不落人后，最近能够大量製造晶元的台积电，市值已超过韩国三星而成为亚洲市值最高的科技公司。在製造那些半导体积体电路晶片时，不仅精密度要极高，在所有设备和厂房中，也要维持极高的无尘度，必须符合「ISO一号」（ISO number 1）的标準，也就是无立方公尺的空气只能有十个只有十分之一微米大小的微粒，大于此尺寸的微粒都杀无赦。
在这个错综複杂的工业供应体系中，我们对精密度的追求，是否让我们愈来愈无视大自然能够带给我们的雅趣和魅力？对精确度的态度的两面性，让《精确的力量》专门立了一章来探讨。然而，他以竹製工艺品和手工漆器为例说明人对大自然不精确的瑕疵所产生的美也有极致的欣赏。
可见《精确的力量》并不是一味对精确性毫无保留地崇拜，也有人文的反思。温彻斯特真的是不可多得的优异科普作家，不需要任何科学和工程的背景，也能读《精确的力量》读得津津有味，让你对我们周遭的事物，比如相机、手机、电脑、自行车、汽车、洗碗机与原子笔等等，产生许许多多的乐趣！
本文经Readmoo阅读最前线授权刊登，原文发表于此