第一.第二次工业革命的主要科技成就

珍妮机的问世工业革命的开始

在英国各个工业部门中，机器的最早采用，并不是在英国传统的工业中，而是新兴的工业部门棉纺织业中。这是因为棉纺织业作为一个年轻的工业部门，没有旧传统和行会的束缚，容易进行技术革新和开展竞争。同时，棉纺织品的价格比毛纺织品便宜，市场需求量大，为满足市场不断增长的需求，需要扩大生产规模以增加产量，所以对技术革新的要求比较迫切。

机器的发明和使用是第一次工业革命的第一阶段。珍妮机的出现是棉纺织业第一项具有深远影响的发明，使纺织效益提高了40倍以上。珍妮机的发明，一般认为是英国工业革命的开始。之后，有更多的机器被发明出来并得以应用，在冶金、采煤等其他行业，也出现发明和使用机器的高潮。

1）蒸汽机的广泛运用及现代工厂的出现

英国棉纺织业的巨大进步，是机械科学原理普遍运用的结果。在机械化装置使用越来越多的情况下，动力成为制约机器生产进一步发展的严重问题。要发展工业，就必须有新的动力。瓦特经过多年的钻研，广泛汲取前人的研究成果，制成了性能可靠的蒸汽机，为英国的工业革命提供了强大的动力，并将其带入一个新的发展阶段。蒸汽机为机器大工业的发展解决了至关重要的动力问题，还为机器大工厂的建立开拓了极其广阔的地理空间。此后，凡是有燃料（煤炭）的地方，就能兴建工厂。英国的工厂可以开设在市场繁荣、交通发达之处，以便购买原料和销售产品；它可以移近人口密集地带，以便招募人员；许多工厂可以汇集在一起，进而形成工业城市。工业革命还创造了新的工业制度工厂制度。在工厂中，由于成套的机器设备的使用，工人的任务被降到简单操作的水平，妇女、儿童可以很快地掌握，于是他们作为廉价劳动力被工厂大量雇佣。

2）交通运输革命

进入19世纪后，随着蒸汽机技术的不断完善，它成为车辆、船舶等交通工具上通用便利的动力机器，促成了以铁路建设为代表的交通运输业的繁荣。1800年后，人们开始研究用蒸汽机作为牵引动力。1814年，英国人史蒂芬孙研制出的世界上第一台蒸汽机车试运行成功。1825年，英国建成世界上第一条铁路，史蒂芬孙的火车头拖着一长列客车和货车前进，时速达25公里。此举开拓了陆地交通运输的新纪元，人类进入了所谓“铁路时代”。铁路运输的优越性一经确认，英国迅速掀起一股铁路建筑的狂热。1840年以后，欧洲大陆和美国也相继开始了大力兴建铁路的时期。
人类水上交通技术的变革，同样始自蒸汽机的使用。1807年，美国人富尔顿发明蒸汽汽船。他使用从英国进口的万能蒸汽机，驱动客轮在哈得孙河航行，揭开了蒸汽轮船时代的序幕。1811年，英国人利用这项发明也很快造出了自己的汽船。这样英国担任远洋航运的商船队力量大大加强了。远洋货轮把英国的消费商品运销到世界每个角落，又把英国所需要的各种工业原料、生活用品运回。交通运输革命从根本上改变了地球上各地区彼此隔绝的状态。它迅速地扩大了人类的活动范围并加强各地之间的交往，为世界市场的形成提供了条件。火车出现以后，英国掀起修建铁路的热潮，不到三十年的时间就修建了近万千米的铁路，把各个城市都连接起来。

3）电力的广泛应用

第二次工业革命以电力的广泛应用为显著特点。早在1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，提出了发电机的理论基础。科学家们根据这一发现，从19世纪六七十年代起对电作了深入的探索和研究，出现了一系列电气发明。1866年德国人西门子制成发电机。19世纪70年代，实际可用的发电机问世。这一时期，能把电能转化为机械能的电动机也被发明出来，电力开始用于带动机器，成为补充和取代蒸汽动力的新能源。随后，电灯、电车、电钻、电焊等电气产品如雨后春笋般地涌现出来。但是，要把电力应用于生产，还必须解决远距离输送问题。1882年，法国人德普勒发现了远距离送电的方法，美国科学家爱迪生建立了美国第一个火力发电站，把输电线联接成网络。电力是一种优良而价廉的新能源。它的广泛应用，推动了电力工业和电器制造业等一系列新兴工业的迅速发展。人类历史从“蒸汽时代”跨入了“电气时代”。

4）内燃机的创制和使用

这是第二次工业革命时期应用技术上的一个重大成就。19世纪80年代中期，德国发明家戴姆勒和卡尔本茨提出了轻内燃发动机的设计，这种发动机以汽油为燃料。90年代，德国工程师狄塞尔设计了一种效率较高的内燃发动机，因它可以使用柴油作燃料，又名柴油机。内燃机的发明，一方面解决了交通工具的发动机问题，引起了交通运输领域的革命性变革。19世纪晚期，新型的交通工具汽车出现了。80年代，德国人卡尔本茨成功地制成了第一辆用汽油内燃机驱动的汽车。1896年，美国人亨利福特制造出他的第一辆四轮汽车。与此同时，许多国家都开始建立汽车工业。随后，以内燃机为动力的内燃机车、远洋轮船、飞机等也不断涌现出来。1903年，美国人莱特兄弟制造的飞机试飞成功，实现了人类翱翔天空的梦想，预告了交通运输新纪元的到来。另一方面，内燃机的发明推动了石油开采业的发展和石油化学工业的产生。石油也像电力一样成为一种极为重要的新能源。1870年，全世界开采的石油只有80万吨，到1900年猛增至2 000万吨。

5）化学工业的建立

化学工业是第二次工业革命时期出现的新兴工业部门。在无机化学工业方面，19世纪60～70年代发明了以氨为媒介生产纯碱和利用氧化氮为催化剂生产硫酸的新方法，使这两种化学工业的基本原料的综合利用得到迅速发展。有机化学工业也随着煤焦油的综合利用得到迅速发展。从80年代起，人们开始从煤焦油中提炼氨、苯、人造染料等。利用化学合成方法，美国人发明了塑料，法国人发明了人造纤维。化学工业的发展，极大地改变和丰富了人们的生活。

6）“钢铁时代”

伴随“电气时代”而来的是“钢铁时代”。新的技术革命也推动了老工业部门的发展，最突出的是钢铁工业。19世纪上半叶，由于房屋结构和铁路的需要，熟铁和铸铁的产量提高极快，但钢的产量裹足不前。英国是当时世界上钢产量最多的国家，1850年年产量不过6万吨，同年它的铁产量却达到250万吨。由于冶炼工艺的限制，钢产量不高，价格昂贵，其用途局限于工具和仪表。19世纪下半叶，由于西门子、托马斯等人在钢铁冶炼技术方面的贡献，钢得以大量生产且质量大幅度提高，因而逐渐代替熟铁，作为机械制造、铁路建设、房屋桥梁建筑等方面的新材料而风行全球。钢铁工业的发展如日中天，导致重工业在工业中的比重直线上升，史称“钢铁时代”。

（1）第二次工业革命的特点

同第一次工业革命一样，第二次工业革命促进了资本主义经济的迅速发展。但第二次工业革命同第一次工业革命相比，又具有一些新的特点。第一，第一次工业革命时期，许多技术发明都来源于工匠的实践经验，这些工匠并不具备科学理论知识，因此，这一时期的科学和技术尚未真正结合。比如，珍妮纺纱机的发明者哈格里夫斯是个织工，水力纺纱机的发明者阿克莱特是个钟表匠。第二次工业革命时期，由于自然科学的新发展，并开始同工业生产紧密结合起来，使科学成为推动生产力发展的一个重要因素。科学和技术的结合，使第二次工业革命取得了巨大的成果。第二，第一次工业革命揭开了资本主义工业化的序幕，第二次工业革命则将工业化推进到一个新阶段。第一次工业革命中，工业化的重点是发展轻工业，主要任务是在以纺织工业为代表的轻工业部门中，用机器代替手工生产，实现了手工工场制度向工厂制的过渡。第二次工业革命中，工业化已经发展到以重工业为重点的新阶段，其主要任务是改造、扩大和创新重工业的各个部门。第三，第一次工业革命首先发生在英国，重要的新机器和新生产方法主要是在英国发明的。在英国的带动下，其他国家也开始了工业革命，但发展进程相对缓慢。第二次工业革命则几乎发生在几个先进的资本主义国家。这一时期，英国虽然仍有一些重要发明，但是，新的技术和发明已超出一国的范围，其中有不少出现于德国、美国，其规模更加广泛，发展也比较迅速。