1870年以後,科學技術突飛猛進,各種新技術、新發明如雨後春筍般出現,並被迅速應用於工業生產,大大促進了經濟的發展。當時,電力的廣泛應用、內燃機和新交通工具的創製、新通信手段的發明和化學工業的建立,成為科技發展的主要方向。
[英國工業革命]
萬國工業博覽會,也就是人們通常所說的“1851年博覽會”或“水晶宮博覽會”,這是全世界第一場世界博覽會,於1851年5月1日在英國首都倫敦的海德公園舉行。本次博覽會曆時五個多月,估計有超過六百二十萬人次參觀,超過一萬三千件展出品。主要內容是世界文化與工業科技,其中包括軌道蒸汽牽引機、高速汽輪船、起重機、鐵製品以及來自美國的收割機等影響了世界變革的工業產品,展示了英國經過工業革命後,技冠群雄、傲視全球的輝煌成果。萬國工業博覽會代表著工業革命後維多利亞女王的輝煌時代,一個工業、軍事、經濟高度發達的大英帝國。
工業革命首先發生在英國,是有其曆史必然性的。自16世紀下半葉起,奉行重商主義的英國政府,對海外殖民地實行經濟上緊密控製,政治上寬鬆對待的殖民政策,使得大量的物資和金錢源源不斷地流入國內。在16世紀末到18世紀近百年的時間裏,英國政府通過海外殖民掠奪、強盜式貿易以及奴隸貿易,從北美及非洲、亞洲獲得大量財富,完成了資本的原始積累。作為英法戰爭的勝利者,英國皇家海軍擁有了海上霸權,擴大了英國的海外殖民地。這些殖民地作為原料供應地和海外市場,刺激英國工業品出口大幅上漲,帶動英國本國工業迅速發展。
1688年英國資產階級革命勝利後,《權利法案》通過,君主立憲製建立,同時內閣製和近代議會製度也初現雛形,使得政權完全落入以資產階級及資產階級化新貴族為主的議會手中,這為英國資本主義發展和工業革命誕生提供了政治保證。
亞當·斯密的《國富論》則為這次變革提供了完善的經濟學理論支持。這是第一部係統而完整的資產階級政治經濟學著作。它的出版為工業資產階級的統治提供了理論依據,對資本主義製度的建立和工業革命的蓬勃發展起到了不可估量的作用。
當時英國的家庭手工業已經聯係起來,形成了早期的手工工場。到了18世紀,手工工場快速發展,技術分工越來越精細。為了提高生產效率,自發地出現了工具改良,同時出現了高度熟練工人與非熟練工人的區別。隨著英國海外殖民地的擴大以及重商主義的盛行,手工工場的生產遠遠無法滿足國內外廣大市場的需求,技術改革和新的生產機器成為最迫切的需求。
英國工業革命是從紡織行業開始的。因為紡織行業屬於輕工業,投資少,見效快。同時作為新興工業,受到舊勢力的束縛較少,更加容易使用新技術和新機器。
1764年,出現了珍妮紡紗機,工作效率提升接近十倍。
1769年,奧克萊克發明了水力紡紗機。
1771年,英國第一座水力紡紗廠在德比郡的克隆福德建立。隨後,人們紛紛仿效。紡紗廠在英格蘭西北部地區快速發展,一種全新的生產組織形式誕生了。
1785年,工程師卡特萊特發明了水力織布機,提高工效40倍。
1791年,英國建立了第一個織布廠。隨著棉紡織機器的發明、改進和使用,與此有關的工序也不斷革新,棉紡織工業整個係統都實現了機械化。到了19世紀,一個棉紡工人已經能夠完成之前兩三百人的工作量了。
蒸汽機的廣泛使用是英國工業革命的另一重大成就。
1769年,詹姆斯·瓦特在前人研究的基礎上進行改良,發明了蒸汽機。1782年,改良後的複動式蒸汽機誕生,可以通過聯動傳導裝置進行動力傳輸,這代表著蒸汽機正式成為廣泛的機器動力。
其他工業領域開始陸續使用蒸汽機,尤其是交通領域。1825年,世界上第一台蒸汽客運機車誕生,並開辟了從斯托克頓到達林頓的鐵路,這是世界上第一條鐵路,從而開創了鐵路運輸時代。而1807年,蒸汽輪船誕生,使得航海擺脫了風向和洋流的限製,極大地加強了世界各地的聯係。
人類社會早期,是以使用什麼樣的工具作為生產力發展水平的重要標誌,如石器時代、青銅器時代等。而自蒸汽機的使用開始,則是以使用什麼樣的動力作為代表生產力發展水平的重要標誌,如蒸汽時代、電氣時代、原子時代。因此,蒸汽機的廣泛使用是工業革命的重要標誌,也是人類進入新紀元的象征。
機器代替人力勞動是工業革命開始的標誌,而工業機械化是第一次工業革命的中心。英國在18世紀60年代開始,各行業經曆了各種各樣機器的發明,如棉紡織工業的淨棉機、梳棉機、漂自機、整染機等,蒸汽機從單動式、聯動式到高壓蒸汽機等;冶金行業的鼓風機、碾壓機以及采礦工業的抽水機、曳運機等。工業機械化的先決條件是機器製造行業的機械化。最早的紡織機器主要由木頭製成,極少數的關鍵零件才會是金屬材質。而工業革命帶來了技術發展和工廠的快速擴張,手工的方法已經不能滿足工業生產所需的機器數量和製作精度。以蒸汽機為例,製造蒸汽機的零部件要求把金屬製成高精度的特殊形狀,比如蒸汽機的汽缸和活塞,外徑的精度可以在外部切削的同時測算改進,但汽缸內徑的精度要求很難達到,因此需要更加靈活精密的機床。
鏜床被稱為“機械之母”。1774年,英國人威爾金森發明了較精密的炮筒鏜床。次年,他用這台炮筒鏜床鏜出的汽缸滿足了瓦特蒸汽機的要求。為了鏜製更大的汽缸,他又於1775年製造了一台水輪驅動的汽缸鏜床,促進了蒸汽機的發展。從此,機床開始用蒸汽機通過曲軸驅動。
1797年,英國人莫茲利發明了劃時代的刀架車床,這是近代機床所具有的主要結構,帶有精密的導螺杆和可互換的齒輪,可以車製任意節距的精密金屬螺絲。這是機床結構的一次重大變革。莫茲利也因此被稱為“英國機床工業之父”。
19世紀,由於軍火、交通運輸和其他機械工業的需要,各種蒸汽錘和金屬加工車床相繼出現。到了19世紀三四十年代,英國已經完全實現機器製造機器,因此解除了機器輸出的禁令,工業機器開始大量出口世界各國,促進了世界各國的工業革命和機械化進程。
由此可以看出,英國工業革命的過程是改良促進發明,各工業領域連鎖反應。從輕工業到重工業,從工作機到發動機,相互影響,相互促進。可以說,工業革命的發生是一連串因素相互作用的結果。當時的歐洲隻有英國具備了所有的因素,這些因素緩慢反應,量變引起質變,最終引發科學技術的大爆發和產業升級。