自然科学史 06 第一次工业革命分析

几天激战，西班牙无敌舰队一半沉入海底， 一半奔逃回家。由于没有全歼对手，英国舰长 们还有些失望。但事实上，这次胜利的意义远 远超出他们的想象。
此次胜利极大地振奋了英国人的士气，回 顾历史，它确实标志着17世纪英国海上力量的 崛起，自此，西班牙的霸权开始向英国转移。 无敌舰队惨败后50年间，西班牙仍保持着大国 地位，但其根基已经动摇。
英国英西海战的胜利，是一次以弱胜强 的胜利，它再一次显示了在王权统治下民族 国家的力量。长期处在欧洲主流文明之外的 岛国，第一次以强国的姿态向欧洲大陆发出 了声音，并迅速进入世界海洋霸权和商业霸 权的争夺中心。
西班牙慢慢退出历史的主要舞台，一 个新的海上强国初露峥嵘。

英国在16世纪末还是一个人口很少的小国。英 国的强大最终还是通过商业和殖民地的经济扩张。西 班牙阻挡了它的发展，荷兰人和后来的法国人都挡了 它的路。因此英国必须利用它的海军，挑战所有这些 国家的权威和力量，争夺他们的殖民地和贸易。
第五章
蒸汽机时代— 第一次工业革命


十八世纪是工业革命即第一次技术革命时期。 科学相对停滞，但上一世纪科学所取得的成果此 时转化成技术成果，出现了人类历史上第一次工 业技术革命。 所谓科学相对停滞，是说物理学和天文学没有 突出的进展，生物学和地学仍停留在搜集和整理 材料阶段。只有化学取得了重大成果，即拉瓦锡 的“氧化燃烧学说”。
当时人们用马拉辘轳推动水泵来 抽排矿井深处的水。16世纪德国有个
矿井的水泵，需要93匹马来拖动。到
17世纪末，英国有些矿井用来抽水的
马匹竟多达500匹之多。
蒸汽机时代
稳定的动力机械装置，成了当时技术革命 的重大课题。于是，以瓦特改进的蒸汽机
在这种情况下，制造一种能产生巨大、
为代表的动力机就应运而生了。

因此，从1688年以后，虽然英国还不是一
个民主国家，但它是一个开放的社会，在这个
社会中，思想很容易向更广范围的人群传播。
民众如果感觉合适就可以发展他们的经济生活。
这是一项伟大的成就，而英国是世界上第一个
取得这一成就的国家。
环顾当时的世界，法国正处在君主专制 的鼎盛时期；俄国的彼得大帝还在南征北战， 建立专制帝国；德国和意大利则四分五裂， 人民正期待着强有力的王者出现；在亚洲， 日本还在被封建幕府制度束缚；而中国，大 清王朝268年的江山才刚刚坐了44年。
但是英国，这个地处边缘的小国，却在 历史性的转变中抢占了先机，已经率先到达 现代文明的入口处，即将一步步稳健地走向 世界的中心。
伊丽莎白一世是个威权主义的君主，但却不是一 个暴君，也不是一个企图为所欲为的人。她试图在公 认的法律和常规下统治。 在她45年的治国生涯里，这位善于协调各种关系 的女王没有滥用自己权力和威望，她终身节俭，不轻 易战争。当王权与议会发生矛盾时，她总是会根据情 况做出必要的让步。 1603年，80岁的伊丽莎白一世去世。为避免政治 联姻伤害国家利益，女王终生未婚，孤独地走完了一 生，却留下了一个国力日盛、处于上升态势的英国。


同胞的成功和女王的鼓励，撑起了英国人远 涉重洋的信心，越来越多的人前赴后继地加入到海 外掠夺和贸易的行列中。 但是，这些新加入的竞争者，显然抢走了当 时世界上最大的帝国——西班牙的利益。一次次的 争夺和冲突之后，西班牙国王菲利普二世被彻底激 怒了。1588年夏天，他派出自己所向披靡的拥有 130艘战船、8000名水手和两万名士兵的无敌舰队， 以遮天蔽日的骇人威势，横渡英吉利海峡，进攻英 国。
1750 1775 1800
蒸汽时代
动力机
工作机
1825 1850
1875
1900

1765年，詹姆斯· 哈格里沃斯发明了锭子垂
直放置的“珍妮机”。哈格里沃斯是一位纺纱工
人同时又是个木工。在一次纺纱中，纺车被他不
慎弄翻，他发现翻倒的纺车依然还在转动，这启
发他搞出了立式的多滚轮纺纱机。一开始他安装 了8根锭子，后来扩展成80根。他用女儿的名字 命名了这种纺纱机。
业化国家，开创了影响深远的自由主义经济
模式，并建立起一个地跨全球的“日不落帝
国”，在18世纪中期到19世纪中期，引领着
世界的发展。那么，工业的先声为什么会出 现在英国？对于这个岛国来说，高速的工业 化发展进程又意味着什么呢？
纺织业的发展

殖民扩张和海外市场的成熟，使各种商品的 需求量越来越大，以手工工场为支撑的生产能力 变得捉襟见肘。为了能经受住这种考验，几乎整 个英国都被动员了起来。一位英国棉纺主，从他 在伦敦的经理人那里得到信息：“无论你能生产 多少平纹布，好的次的我们都要。” “你必须想

历史给每个民族腾飞的机遇都是有限的。伊 丽莎白一世没有错过时机。英格兰的任何一个地 方距离海洋都不超过120公里，女王认为可以利用 这个天然优势，发展海洋贸易。但是这无异于从 西班牙人那里虎口夺食。伊丽莎白一世十分清楚 对手的实力，她不希望在公开对抗中输给西班牙。

因此女王鼓励私掠船、海盗，像雷利和 德雷克等人去扩大英国贸易，开拓殖民地， 如弗吉尼亚，甚至袭击西班牙的贸易。如果 他们和西班牙发生冲突，女王否认和他们有 关，并且说他们是违反政府官方政策的。这 样，女王可以不牵扯到一些海军行动，但是 却积极鼓励他们，因为她把它看做发展国家 的一种方式。
（英国人赶走詹姆士二世、建立君主立宪制的革命， 没有发生流血，被历史学家称为“光荣革命”）前后
的英国，人口大量增长，商业和手工工业迅猛 发展，对外贸易成为越来越重要的国计民生。
经过三次英荷战争，英国最终迫使荷兰接 受《航海法》。《航海法》规定：输入英国及 其属国的货物，必须使用英国船只或输出国船 只。从此，荷兰船只逐渐退出驰骋了近一个世 纪的茫茫海域。在打败西班牙、葡萄牙之后， 英国人将海上马车夫荷兰也赶下海上霸主的位 置。现在，轮到英国人来制定海洋竞争和大国 竞争的规则了。此时，在英国人眼里，除了陆 地霸主法国，其他国家已不是对手。
办法发明，在工业中你们大有可为，……”
第一次工业革命
纺织分纺纱和织布两个环节。1733年， 约翰· 凯发明了飞梭，改进了织布技术。使 织布速度变快，纺纱方面便显得慢了（纱
荒）。
生产的要求直接推动发明。1751年，
皇家学会悬赏征求“发明一架出色的能同时
纺6根棉纱或麻线而只需一人照管的机器”。
市场上如黑洞般的迫切需求，首先出现在纺
技术发明与英国产业革命

产业革命即工业革命：它表现在以机器代替 人力、以大规模源自文库厂生产代替个体工场手工生 产，在生产力和生产关系方面均发生巨大的变 革。

机器取代人力是产业革命的关键。正是一大
批新机器的发明和运用，使劳动生产率大幅提
高，使工业发展突飞猛进。产业革命实际上是
工业技术革命。
英国的崛起

由于新式动力纺纱机和织布机的发明，英
国纺织业迅速成为世界第一大轻工业。但动力
机方面需要跟上。（因为水力动力受到季节和
地区的影响，人力和畜力更受到生理上的限制。
此外，当时的燃料矛盾也对动力提出了要求。 因为煤的开采主要是井下作业，涉及深井排水 和通风问题。过去矿井一般用马作动力，排水 很不方便。）
蒸汽机时代

在欧洲以及英国社会由中世纪向现代社会转变的 过程中，强有力的君主制是关键（对于这些国家是有
益的），因为他们是爱国主义的核心，能给予国家明
确的领导。
从1588年的大海战，到1688年的光荣革命， 整整一个世纪的时间里，英国一方面调整内部 制度，一方面积极对外扩张。百年时间的积蓄 之后，英国人开始释放自己的能量。光荣革命
毛纺织业是英国的传统手工业，而棉纺织业是新 兴工业。英国社会十分喜爱棉布，一直从印度进 口，这使传统的毛纺织业受到冲击。为了拯救传 统产业，国会于1700年颁布禁止外国棉布进口的 法令。但这并没有改变英国人对棉布的喜好，却 给了本国的棉纺织业以发展机会。
织业，因为这个行业与普通人的生活最密切相关。
1826 火箭号机车 1807 富尔顿轮船 1781 蒸汽汽车 1769 瓦特蒸汽机 1705 纽卡门蒸汽机 1779 骡机 1769 水力纺纱机 1765 珍妮机 1733 飞梭
1779年，童工出身 的发明家克伦普敦综合 珍妮机和水力纺纱机的 优点，发明了新的走锭 纺纱机，称为“骡机” （意即混合机）。可同 时纺400枚纱锭。
1792年，在曼彻斯特建立了2座骡机纱厂， 1802年，又发展到52座。 骡机的出现，标志着纺纱机革新的初步完成， 纺纱的生产效率进一步提高。
第一次技术革命：蒸汽机时代
1558年伊丽莎白一世继承王位时，从英吉 利海峡的那一边，不断传来西班牙和葡萄牙航 海探险家成功发财的消息。这些消息，是一个 即将全面来临的时代，对懵懂的人们发出清晰 信号。它意味着：在一个刚刚被重新发现的世 界面前，谁能抢到先机，接受新思想，谁更快 地打破旧有的价值观念，谁就会更快地变得富 有和强大。在新世界的游戏规则里，赢得海洋 比赢得陆地更为重要。

1580年，普利茅斯人弗兰西斯· 德雷克成为世界上第 一个亲自完成环球航行的人，在历时三年的航行中，德雷 克的船队不仅掠夺了南美的西班牙殖民地，而且还袭击了 西班牙在欧洲的港口。满载而归的德雷克给投资者带来了 4700倍的利润。作为资助者之一，伊丽莎白一世分到16.3 万英镑的红利，这个数字几乎相当于当时政府一年的支出。 高贵的女王亲自来到德雷克的坐舰上，隆重授予德雷克— —这位职业更准确地说是海盗的人——骑士称号。
正如马克思所说的“正是由于创造 了工具机，才使蒸汽机的革命成为必要。”
蒸汽动力机的发明将工业革命推向纵深
近代第一个利用蒸汽作为动力的实 验者，是法国工程师巴本（惠更斯的学 生）。1688年，他用一个圆筒和活塞制 造出简单的蒸汽机（蒸煮器），是现代 人们常用的高压锅的前身。
1690年，巴本应用气缸和活塞，通 过杠杆提起重物，制成第一台单缸活塞 式蒸汽机。
“英西大海战”是人类历史上最重要的海战之一


伊丽莎白一世试图通过谈判化解危机，但菲利 普二世却面带冷笑，他坚信：无敌舰队两周后就 会宣布英国人的败局。 然而，两周后的局势却恰恰相反。无敌舰队 遇到了大西洋上最强劲的对手，那是一支由商船 和海盗组成的小型舰队。英国舰队虽然规模小， 但它拥有更先进的火炮，再加上气候原因，英国 舰队利用灵活机动的特点，在战争当中反而占据 了优势。
1698年，英国人塞维利（军事工程师）
发明了第一部能用于生产的蒸汽机（蒸汽
泵）。他去掉了巴本的活塞，直接靠蒸汽冷
却造成的真空把水从矿井中吸上来，然后再 用蒸汽将水压到矿井外面。但由于受到当时 技术条件所限，难以加大锅炉的蒸汽压力， 排除深井积水时遇到困难，燃料消耗也大， 不能在矿山普遍推广。
纽可门蒸汽机
珍妮机
—手摇纺纱机
水平单锭改造成 竖直多锭纺车 纱线不够结实， 质量差。 珍妮机带动的纺锭日益增多， 以人力为动力越来越难以胜任。
水 阿力 克纺 莱纱 特机
1769年，英国钟表 匠阿克莱特发明了水力 纺纱机。纺出的纱坚韧 结实，但比较粗。此后 不久，英国第一家用水 带动纺纱机运转的棉纺
厂便出现了 。 但一旦天气干旱，河流枯竭，就不能运 转了。
英国工程师，他发明的常压 蒸汽机是瓦特蒸汽机的前身。 纽可门蒸汽机综合巴本机的 汽缸活塞和塞维利机的真空冷凝 器装置的优点，发明了大气机， 主要靠大气压力做功。
纽可门
(1663-1729)
纽可门机虽然热效率低，只能做往复运动， 却作为发动机不受挑战地被广泛应用60多年，在 瓦特蒸汽机发明后很长时间 还在使用。 纽可门蒸汽抽水机， 用于煤矿抽水和农田灌溉。 不仅消耗大量燃料，而且 只能用于抽水，需要发明一种 能用于带动各种机器的动力机。


英国是第一个迈进现代社会的国家，在18世纪和 19世纪，它是世界发展的领头羊。自豪的英国人曾 经以“日不落帝国”来形容自己的国家，因为在19 世纪末，它的殖民地遍及亚洲、非洲、美洲、大洋 洲所有大陆板块，总面积达930万平方公里，统治着 世界上三亿多的人口。 究竟是什么原因，让这个原本在海洋中安详飘 荡的小岛，孕育了超凡的能量，改变了自己，也影 响了世界呢？

三百年前，当18世纪来临时，中国康熙 皇帝正在用他的文治武功，开辟一个新王朝 的辉煌，并开始对遥远的西方产生兴趣。此 时的英国，正在孕育人类历史上一种崭新的 生产方式，后世称之为“工业革命”。持续 的海外扩张和殖民贸易，带动了对商品的需 求；科学意识和市场意识，提高了英国人普 遍的认识水准。
在各种合力下，英国成为世界上第一个工