工业革命时期

    18世纪后期的工业革命，以及与之同步发生的政治大革命，这些奇特的巧合性使经济革命、政治革命、社会革命紧紧扭在一起。

    ————罗荣渠 著名历史学家，北京大学教授、博士生导师

    什么是工业革命

    工业革命，又称产业革命或技术革命，指资本主义工业化的早期历程，即资本主义生产完成了从工厂手工业向机器大工业过渡的阶段。是以机器生产逐步取代手工劳动，以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场生产与科技革命。

    17、18世纪，英法等国资产阶级革命的胜利，为生产力的发展扫清了道路，资本主义工场手工业的发展和科学技术的发明，为向机器大工业过渡准备了条件。随着市场的扩大，以手工技术为基础的工场手工业不能满足市场的需要，资产阶级为追求利润，广泛采用新技术。工业革命18世纪60年代开始于英国，首先从棉纺织业开始，80年代因蒸汽机的发明和使用得到了进一步发展。继英国之后，法、美等国也在19世纪中期完成工业革命。它极大地促进了社会生产力的发展，巩固了新兴的资本主义制度，引起了社会结构和东西方关系的变化，对世界历史进程产生了重大影响。后来也有一些学者提出“多次工业革命”说，例如，19世纪后期的第二次工业革命，20世纪后半期的第三次工业革命。

    工业革命是资本主义发展史上的一个重要阶段，它实现了从传统农业社会转向现代工业社会的重要变革。工业革命是生产技术的变革，同时也是一场深刻的社会关系的变革。从生产技术方面来说，它使机器代替了手工劳动、工厂代替了手工工场。从社会关系说，它使社会明显地分裂为两大对立的阶级─工业资产阶级和工业无产阶级。

    工业革命也拉大了东西方社会进步的距离，完成了工业革命的西方国家，打开了亚、非、拉落后国家的大门，把整个世界纳入了资本主义的商品经济体系。

    新的纺织机器

    18世纪中叶，英国战胜了西班牙、荷兰和法国，成为了新的海上霸主，取得了大量的殖民地。这也就为英国的资本主义发展提供了无数廉价的工业原料和广阔的工业品销售市场。

    由于国内外市场的迅速扩大，对工业品的需求大大超过了手工工场所能生产产品的数量。因此，资本家们迫切需要生产技术变革。

    棉纺织业率先变革。因为在英国占领印度之后，大量的印度廉价棉布被贩卖到英国。英国的纺织工场主们为了生存，就不得不想办法改进生产技术，降低生产成本。

    这些有利条件使得棉纺织业中出现了一系列技术创新及新的纺织机器的发明。1733年机械工约翰·凯伊发明飞梭。从前织工用手来回掷梭子，劳动强度大，效率低，而且因手臂长度有限布面不能太宽。飞梭实际上是安装在滑槽里带有小轮的梭子，滑槽两端装上弹簧，使梭子可以极快地来回穿行，布面也可以大大加宽。

    之后的一些新发明，如理查德·阿克赖特的水力纺纱机（1796年）、詹姆斯·哈格里夫斯的多轴纺纱机（1770年）和塞缪尔·克朗普顿的走锭纺纱机（1779年）是十分出色的。水力纺纱机能在皮辊之间纺出又细又结实的纱；多轴纺纱机能同时纺8根纱线，后来是16根纱线，最后为100多根纱线；走锭纺纱机也称为“骡机”，因为它结合了水力纺纱机和多轴纺纱机的优点。所有这些新纺纱机很快就在生产出比织布工所能处理的多得多的纱线。

    后来，一位名叫埃德蒙·卡特赖特的机械师在水力纺纱机和骡机的启发下，于1785年发明了一种由马驱动的动力织机（1789年以后改由蒸汽驱动）。虽然这种新发明物制作粗陋，在商业上无利可图。但是，经过20年的改进之后，其最严重的缺点得到了纠正。到19世纪20年代，这种动力织机在棉纺织工业中基本上已取代了手织织布工。

    詹姆斯·瓦特和蒸汽机

    詹姆斯·瓦特（1736～1819年）是英国著名的发明家，是工业革命时的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。这种蒸汽机以后又经过一系列重大改进，成为了“万能的原动机”，在工业上得到广泛应用。瓦特开辟了人类利用能源的新时代，标志着工业革命的开始。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”。

    实际上瓦特并不是第一个发明蒸汽机的人。公元1世纪，亚历山大·希罗曾设计过类似的机器。1698年，汤姆斯·萨威利获得了用蒸汽机抽水的专利权。1712年英国人汤姆斯·牛考门获得了稍加改进的蒸汽机的专利权。牛考门蒸汽机效率非常低，只能用于煤矿排水。

    1764年，瓦特在修理一台牛考门蒸汽机时，就对这种机器发生了兴趣。瓦特所做的第一项重大革新就是增加一个独立的凝汽室，并于1769年获得专利权。他还使蒸汽缸与外界绝缘，又于1782年发明了双动发动机。连同一些较小的革新一起，这些发明使蒸汽机的效率至少提高了四倍。1781年，瓦特还发明了一套齿轮，从而使蒸汽机的往复运动变换成为旋转运动，这套齿轮使蒸汽机的用途更加广泛。瓦特又发明了自动调节蒸汽机运转速度的离心式调速器（1788年）、压力计（1790年）、计数器、示功器、节流阀以及许多其他仪器。

    瓦特本人没有很好的经商头脑。但是他在1775年同一个非常能干的商人、工程师马娄·布尔顿合股成立了瓦特——布尔顿公司。该公司生产了大量的蒸汽机，他们俩也都成了富翁。

    1800年，瓦特的专利与布尔顿的合作到期，他于同年退休。但他们的合作延续到下一代，马修·布尔顿与小詹姆斯·瓦特继续合作，同时吸收了威廉·默多克为合伙人，保证了公司的持续成功。

    瓦特退休后曾与他的第二任妻子到法国与德国旅行，并且在威尔士购买了一所住宅。1819年8月25日，八十三岁的瓦特于英国斯塔福德郡汉兹沃斯的家中去世。

    汽船和火车

    纺织工业、采矿工业和冶金工业的发展引起对改进过的运输工具的需要，这种运输工具可以运送大宗的煤和矿石。朝这方向的最重要的一步是在1761年迈出的；那年，布里奇沃特公爵在曼彻斯特和沃斯利的煤矿之间开了一条长7英里的运河。曼彻斯特的煤的价格下降了一半；后来，这位公爵又使他的运河伸展到默西河，为此耗去的费用仅为陆上搬运者所索取的价格的六分之一。这些惊人的成果引起运河开凿热，使英国到1830年时拥有2500英里的运河。

    与运河时代平行的是伟大的筑路时期。道路起初非常原始，人们只能步行或骑马旅行；逢上雨季，装载货物的运货车在这种道路上几乎无法用马拉动。1850年以后，一批筑路工程师————约翰·梅特卡夫、托马斯·特尔福德和约翰·麦克亚当发明了修筑铺有硬质路面、能全年承受交通的道路的技术。乘四轮大马车行进的速度从每小时4英里增至6英里、8英里甚至10英里。夜间旅行也成为可能，因此，从爱丁堡到伦敦的旅行，以往要花费14天，这时仅需44小时。

    1830年以后，公路和水路受到了铁路的挑战。这种新的运输方式分两个阶段实现。首先出现的是到18世纪中叶已被普遍使用的钢轨或铁轨，它们是供将煤从矿井口运到某条水路或烧煤的地方用的。据说，在轨道上，一个妇女或一个孩子能拉一辆载重四分之三吨的货车，一匹马能干22匹马在普通的道路上所干的活。第二个阶段是将蒸汽机安装在货车上。这方面的主要人物是采矿工程师乔治·斯蒂芬孙，他首先利用一辆机车把数辆煤车从矿井拉到泰恩河。1830年，他的机车“火箭号”以平均每小时14英里的速度行驶31英里，将一列火车从利物浦牵引到曼彻斯特。短短数年内，铁路支配了长途运输，能够以比在公路或运河上所可能有的更快的速度和更低廉的成本运送旅客和货物。到1838年，英国已拥有500英里铁路；到1850年，拥有6600英里铁路；到1870年，拥有15500英里铁路。

    蒸汽机还被应用于水上运输。从1770年起，苏格兰、法国和美国的发明者就在船上试验蒸汽机。第一艘成功的商用汽船是由美国人罗伯特·富尔顿建造的；他曾前往英国学习绘画，但是与詹姆斯·瓦特相识后，转而研究工程学。1807年，他使自己的“克莱蒙脱号”汽船在哈得孙河下水。这艘船配备着一台驱动明轮的瓦特式蒸汽机，它溯哈得孙河面上，行驶150里，抵达奥尔巴尼。其他发明者也以富尔顿为榜样，其中著名的有格拉斯哥的亨利·贝尔，他在克莱德河两岸为苏格兰的造船业打下了基础。早期的汽船仅用于江河和沿海的航行，但是，1833年，“皇家威廉号”汽船从新斯科舍行驶到英国。5年后，“天狼星号”和“大西方号”汽船分别以16天半和13天半的时间朝相反方向越过大西洋，行驶时间为最快的帆船所需时间的一半左右。1840年，塞缪·肯纳德建立了一条横越大西洋的定期航运线，预先宣布轮船到达和出发的日期。肯纳德宣扬他的航线是已经取代“与帆船时代不可分离的、令人恼火的不规则”的一条“海洋铁路”。到1850年，汽船已在运送旅客和邮件方面胜过帆船，并开始成功地争夺货运。

    法拉第发现电磁感应

    1820年奥斯特发现电流磁效应后，许多物理学家便试图寻找它的逆效应，提出了磁能否产生电，磁能否对电作用的问题。1822年阿喇戈和洪堡在测量地磁强度时，偶然发现金属对附近磁针的振荡有阻尼作用。1824年，阿喇戈根据这个现象做了铜盘实验，发现转动的铜盘会带动上方自由悬挂的磁针旋转，但磁针的旋转与铜盘不同步，稍滞后。电磁阻尼和电磁驱动是最早发现的电磁感应现象，但由于没有直接表现为感应电流，当时未能予以说明。

    1831年8月，法拉第在软铁环两侧分别绕两个线圈，其一为闭合回路，在导线下端附近平行放置一磁针，另一与电池组相连，接开关，形成有电源的闭合回路。实验发现，合上开关，磁针偏转；切断开关，磁针反向偏转，这表明在无电池组的线圈中出现了感应电流。法拉第立即意识到，这是一种非恒定的暂态效应。紧接着他做了几十个实验，把产生感应电流的情形概括为五类：变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体，并把这些现象正式定名为电磁感应。进而，法拉第发现，在相同条件下不同金属导体回路中产生的感应电流与导体的导电能力成正比，他由此认识到，感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的，即使没有回路没有感应电流，感应电动势依然存在。

    后来，法拉第给出了确定感应电流方向的楞次定律以及描述电磁感应定量规律的法拉第电磁感应定律。

    电磁感应现象的发现，乃是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。

    贝尔发明电话

    在电话发明以前，人们异地联系的主要方式是发送电报。但发电报不仅手续麻烦，而且也不能进行及时的双向信息交流。因此，人们开始探索一种能直接传送人类声音的通信方式。美国人亚历山大·贝尔系统地学习了人的语音、发声机理和声波振动原理，在为聋哑人设计助听器的过程中，他发现电流导通和停止的瞬间，螺旋线圈发出了噪声，这一发现使贝尔突发奇想————“用电流的强弱来模拟声音大小的变化，从而用电流传送声音。”从此，贝尔和他的助手沃森就开始了设计电话的艰辛历程。

    1875年6月2日，贝尔和沃森正在进行模型的最后设计和改进，最后测试的时刻到了，沃森在紧闭着门窗的另一房间把耳朵贴在音箱上准备接听，贝尔在最后操作时不小心把硫酸溅到自己的腿上，他疼痛地叫了起来：“沃森先生，快来帮我啊！”没想到，这句话通过他实验中的电话传到了在另一个房间工作的沃森先生的耳朵里。这句极普通的话，也就成为人类第一句通过电话传送的话音而记入史册。1875年6月2日，也被人们作为发明电话的伟大日子而加以纪念，而这个地方————美国波士顿法院路109号也因此载入史册，至今它的门口仍钉着块铜牌，上面镌有：“1875年6月2日电话诞生于此。”

    1876年3月7日，贝尔获得电话发明专利，第二年，在波士顿和纽约架设的第一条电话线路开通。也就在这一年，有人第一次用电话给《波士顿环球报》发送了新闻消息，从此开始了公众使用电话的时代。一年之内，贝尔共安装了230部电话，建立了贝尔电话公司，这就是美国电报电话公司（AT&T）的前身。

    达尔文与进化论

    1809年2月12日，达尔文出生在英国的施鲁斯伯里。小时候的达尔文虽然成绩平平，但是热爱大自然，尤其喜欢打猎、采集矿物和动植物标本。达尔文的祖父和父亲都是当地的名医，他的父亲希望他能继承祖业成为医生，因此把他送进医学院学医。可是达尔文始终无法克服看到别人流血、痛苦时的恐惧感。后来他的父亲又让他进入神学院，希望他能成为一名牧师。这一次达尔文高兴地接受了父亲的安排。他非常清楚，虽然自己十分厌烦神创论等谬说，但乡村牧师悠闲自在的生活可以为他提供相当多的余暇，让他发展自己在博物学方面的兴趣。他不顾父亲责备他“不务正业”，经常到野外采集动植物标本，把大部分时间用于听自然科学讲座，自学大量的自然科学书籍。

    大学毕业这一年，达尔文放弃了待遇丰厚的牧师职业，以“博物学家”的身份，自费搭乘英国政府组织的“贝格尔号”军舰，开始了漫长而又艰苦的环球考察活动。

    在为期五年的考察中，达尔文在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集。他每到一地总要进行认真的考察研究，采访当地的居民，有时请他们当向导，跋山涉水，采集生物标本，挖掘生物化石，发现了许多没有记载的新物种。在对加拉帕戈斯群岛的考察中，达尔文见到了岛上的多种巨龟和山雀，他不由心生疑惑：“生物为什么会如此千变万化？彼此之间有什么联系呢？”

    这次探索之旅结束后，达尔文带回了大量的旅行资料，包括770页日记，关于地质学和动物学的长篇笔记，还有数千个鸟类、昆虫、植物和岩石标本。回到英国后他立即投入到资料的整理工作中，这是一项繁复且耗时漫长的工作。随着整理的不断深入，达尔文逐渐认识到：“物种不是一成不变的，而是随着客观条件的不同而相应变异。”

    1859年11月底，达尔文的巨作《物种起源》（全名为《论物种起源：通过自然选择的方式》）正式出版。它以全新的进化思想推翻了神创论和物种不变论，把生物学建立在科学的基础上，提出震惊世界的论断：生命只有一个祖先，生物是从简单到复杂，从低级到高级逐渐发展而来的。它发表传播后，生物普遍进化的思想以及“物竞天择，适者生存”的进化论已为学术界、思想界公认为19世纪自然科学的三大发现之一。

    巴斯德发现病菌

    路易·巴斯德，是法国的微生物学家、化学家，是近代微生物学的奠基人之一。巴斯德出生于法国汝拉省多尔一个贫苦的皮鞋匠之家，但他从小就很努力，在父亲的鼓励下，前往巴黎，进入大学进修。此后在学校生活中他曾致力于各种化学研究。1848年他成为物理教授。1854年，巴斯德应聘到德国一所大学出任化学系主任。

    1865年，法国南部蔓延着一种可怕的蚕病，使养蚕业面临一场严重的危机，一种病疫造成蚕的大量死亡，南方的丝绸工业也因此遭到严重打击。

    路易斯·巴斯德得到消息之后，马上到法国南部实地调查。他首先取来病蚕和被病蚕吃过的桑叶仔细观察，一连几天和助手通宵达旦地工作。很快，他通过显微镜发现蚕和桑叶上都有一种椭圆形的微粒。这些微粒能游动，还能迅速地繁殖后代。他找来没病的蚕和从树上刚摘的桑叶，在显微镜下，发现了那种微粒。“这就是病源！”巴斯德兴奋地叫了起来。他立即告诉农民，把病蚕和被病蚕吃过的桑叶统统烧掉。这样，蚕病被控制住了。

    通过蚕病事件，巴斯德为人类第一次找到了致病的微生物，给它取了个名字，叫“病菌”。

    此后，巴斯德开始研究人类致病的原因，结果发现了多种病菌。他还发现在高温下，病菌很快就会残废，于是他向医生宣传高温杀菌法，可以防止病菌传染。现在，我们医院里使用的医疗器械，都要用高温水蒸汽蒸煮，这就是用巴斯德发明的消毒方法，后人叫它“巴氏消毒法”。

    由于在科学上的卓越成就，使得巴斯德在整个欧洲享有很高的声誉，德国的波恩大学郑重地把名誉学位证书授予了这位赫赫有名的学者。但是，普法战争爆发后，德国强占了法国的领土，出于对自己祖国的深厚感情和对侵略者德国的极大憎恨，巴斯德毅然决然地把名誉学位证书退还给了波恩大学，他说：“科学虽没有国界，但科学家却有自己的祖国。”这掷地有声的话语，充分表达了一位科学家的爱国情怀，并因此而成为一句不朽的爱国名言。

    1880年，法国鸡霍乱流行，怎样才能使鸡不得传染病呢？这成了巴斯德新的研究课题。不久，他向科学院送上了自己的研究报告，他发现了传染病的免疫方法。

    巴斯德把导致鸡霍乱流行的病菌浓缩液注射到鸡身上，当天鸡就死了。病菌浓缩液放了几个星期之后，巴斯德又给鸡注射，鸡却没有死。经过多次实验，巴斯德认识到，病菌放一段时间之后，不仅毒性大为减少，而且还有抗病的效力。这样，他就制成了鸡霍乱疫苗，注射后，能增强鸡的抵抗力，防止霍乱传染。

    掌握了制造疫苗的方法之后，巴斯德就开始研究使人类致病的病菌。他组织学士们和助手们进行了无数次实验，制成了伤寒、霍乱、白喉、鼠疫等多种疫苗，控制了多种传染病。

    诺贝尔与诺贝尔奖

    诺贝尔奖创立于1901年，它是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的名字命名。诺贝尔1833年生于瑞典斯德哥尔摩，毕生致力于炸药研究，并取得了重大成就。他一生共获技术发明专利355项，并在20个国家开设了约100家公司和工厂，积累了巨额财富。

    然而对于自己的发明被用于破坏，诺贝尔感到震惊和遗憾。1896年12月10日，诺贝尔在意大利逝世。逝世的前一年，他留下遗嘱提出，将其部分遗产作为基金，以其利息分设物理学、化学、生理学或医学、文学及和平五个奖项，授予世界各国在这些领域对人类作出重大贡献的人士。据此，1900年6月瑞典政府批准设置了诺贝尔基金会，瑞典议会通过了《颁发诺贝尔奖金章程》，并于次年诺贝尔逝世五周年纪念日，即1901年12月10日首次颁发诺贝尔奖。自此以后，除因战时中断外，每年的这一天分别在瑞典首都斯德哥尔摩和挪威首都奥斯陆举行隆重的授奖仪式。

    1968年瑞典中央银行于建行300周年之际，为纪念诺贝尔，出资增设了诺贝尔经济奖（全称为“瑞典中央银行纪念阿尔弗雷德·伯恩德·诺贝尔经济科学奖金”，亦称“纪念诺贝尔经济学奖”），授予在经济科学研究领域作出重大贡献的人。该奖于1969年开始与其他五个奖项同时颁发。

    发明大王爱迪生

    爱迪生是位举世闻名的美国电学家和发明家，他除了在电灯、留声机、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外，在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生一生共有约两千项创造发明，为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。

    爱迪生的父亲是荷兰人的后裔，母亲曾当过小学教师，是苏格兰人的后裔。爱迪生八岁的时候才上学，但仅仅读了三个月的书，就被老师斥为“低能儿”而撵出校门。从此以后，他的母亲便是他的“家庭教师”。由于母亲的良好的教育方法，使得他对读书发生了浓厚的兴趣。之后爱迪生开始博览群书，尤其对物理和化学特别感兴趣，少年时期的他一边卖报、做小生意，一边组建他的化学实验室，有一次在火车上他的化学药品发生了爆炸，他连同他的设备全被扔出车外。

    1869年10月他与波普一起成立一个“波普——爱迪生公司”，专门经营电气工程的科学仪器。之后他在新泽西州纽瓦克市的沃德街建了一座工厂，专门制造各种电气机械。他通宵达旦地工作。在纽瓦克，他发明了诸如蜡纸、油印机等，1872～1875年，爱迪生先后发明了二重、四重电报机，还协助别人搞成了世界上第一架英文打字机。

    1877年，爱迪生改进了早期由贝尔发明的电话，并使之投入了实际使用。他还发明了他心爱的一个项目————留声机。电话和电报“是扩展人类感官功能的一次革命”；留声机是改变人们生活的三大发明之一，“从发明的想象力来看，这是他极为重大的发明成就”。到这个时候，人们都称他为“门罗公园的魔术师”。

    爱迪生在发明留声机的同时，经历无数次失败后终于对电灯的研究取得了突破，1879年10月22日，爱迪生点燃了第一盏真正有广泛实用价值的电灯。为了延长灯丝的寿命，他又重新试验，大约试用了6000多种纤维材料，才找到了新的发光体————日本竹丝，可持续1000多小时，达到了耐用的目的。从某一方面来说，这一发明是爱迪生一生中达到的登峰造极的成就。

    1929年10月21日，在电灯发明五十周年的时候，人们为爱迪生举行了盛大的庆祝会，德国的爱因斯坦和法国的居里夫人等著名科学家纷纷向他祝贺。不幸的是，就在这次庆祝大会上，当爱迪生致答词的时候，由于过分激动，他突然昏厥过去。从此，他的身体每况愈下。1931年10月18日，这位为人类作出过伟大贡献的科学家因病逝世，终年八十四岁。

    居里夫人与镭

    居里夫人1867年11月7日生于波兰。1895年在巴黎求学时，和法国科学家彼埃尔·居里结婚。居里夫人曾两次获得诺贝尔奖。她是巴黎大学第一位女教授，是法国科学院第一位女院士，同时还被聘为其他15个国家的科学院院士。在她的一生中，共接受过7个国家24次奖金和奖章，担任了25个国家的104个荣誉职位。但居里夫人从不追求名利。她把献身科学，造福人类作为自己的终生宗旨。

    1896年，法国物理学家亨利·贝克勒发现了元素放射线。但是，他只是发现了这种光线的存在，至于它的真面目，还是个谜。这引起了居里夫人极大的兴趣，她认为，这是个绝好的研究课题，就同丈夫彼埃尔商量。

    “这个课题选得很好，”彼埃尔说，“贝克勒线前年才发现，我想可能还没有人研究。如果发现这种射线的性质和来源，可以写出一篇出色的论文。不过，这是件艰巨的事情，困难也很多。”“我知道，”玛丽微笑着说，“不过不要紧，有你这样一位尊敬的老师合作，就一定会成功！”

    要研究放射性元素，需要一间宽敞的实验室。彼埃尔东奔西跑，最后才在他原来工作过的理化学校借到一间又寒冷又潮湿的小工作间。实验仪器很少，屋顶漏雨，墙壁透风，条件实在太糟了。但是居里夫人毫不在乎，专心做她的实验。在研究过程中，她发现，能放射出那奇怪光线的不只有铀，还有钍。她把这些光线称为“放射线”。

    居里夫人在进一步的研究中发现，可能还有一种物质能够放射光线。这种光线要比铀放射的光线强得多。她认为... -->>
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