第一次技术革命和产业革命

从19世纪早期开始，不断加速的通常被称为“工业革命”或“产业革命”的技术革命就逐渐成为英国经济的主要特征。它始于18世纪60年代，以棉纺织业的技术革新为起点，以瓦特蒸汽机的发明和广泛使用为枢纽，以19世纪三四十年代机器制造业机械化的实现为基本完成的标志。其中，最为突出的就是以瓦特蒸汽机为代表的动力技术的突破型创新，使得纺织业、采矿业、冶金业和交通运输业等传统产业发生了重大变化，并催生了机械制造业等新的产业。自此，英国开启了世界上新的生产方式，创造了崭新的更高的生产能力。英国工业革命不仅扩展到西欧和北美，推动了法、美、德等国的技术革新，而且影响东欧和亚洲，催生了俄国和日本的工业革命高潮。这一切标志着世界整体化新高潮已经到来。

技术创新的源头

根据一般观察，容易知道技术创新的领域通常都是新兴产业。新兴产业受束缚较少，充满活力，在巨大市场需求和获得高额利润的指引下，往往会存在技术创新的冲动。第一次技术革命前的英国就是这样。棉纺织业是一个历史悠久的传统产业，而在这一产业占据优势地位的是印度、波斯和中国。英国的棉纺织业是17世纪从荷兰引进的。最初，它是一个新兴的幼稚的行业，在国内市场受到处于垄断地位的传统毛纺织业的排挤，在国际市场上则面对印度历史悠久且质优价廉的产品的激烈竞争。此时的英国棉纺织品不仅质量低劣，而且产量也很低。为满足国内消费需求，绝大部分的棉纺织品依靠从印度进口。看到巨大的需求，新兴的棉纺织业企业主们通过游说政府禁止棉布的进口促使棉布价格上涨，棉纺织业因此得到快速发展，并刺激了英国棉纺织业的技术革新。接连不断的技术创新给英国棉纺织业的发展带来了新的机会和利润增长的潜力。

英国棉纺织业的技术创新首先是从工具创新开始的。1733年，约翰·凯伊（J.Kay，1704～1774）发明了飞梭。这使得织布效率提高了一倍，但也使得织布的上游产业——棉纱的生产开始供不应求，进而诱发了棉纱生产的创新。1735年，英国技师约翰·怀特发明了一台包括自动纺筒和翼形纺锤的卷轴纺车，这项发明成为由手工纺纱向机器纺纱技术过渡的一项重大突破。大约在1764年，英国技师J.哈格里夫斯（J.Hargreaves，1720～1778）发明了竖锭纺纱机，又被称为“珍妮”机。“珍妮”机一开始就能用12～18个纱锭，将纺纱的生产效率提高了16倍，消除了在纺纱和织布之间的供求瓶颈，成为英国产业革命的火种。到1790年，“珍妮”机已在英国得到广泛应用，且经多次改造，一台纺纱机的纱锭已增加到130枚。纱锭数量的大幅增加，使得纺纱机对动力的需求也大幅增加。1769年，R.阿克莱特（R.Arkwright，1732～1793）发明了功率强大的水力纺纱机，并于1771年建造了第一个水力纺纱机的纱厂。该厂有数千个纱锭，300多名工人。1825年和1830年，英国技师R.罗伯特先后两次设计出能够持续工作的自动纺纱机。此后，自动纺纱机得到很多发明家的不断改进，性能逐渐完善。正是在这种不断创新中，英国的纺纱技术取得了突飞猛进的发展，棉纱产量也急速增加。1830～1880年，英国棉纱产量增加了1000倍，实现了纺纱的机械化。

纺纱技术的进步、棉纱产量的急速增加，使纱的生产能力远超出棉布的生产能力，从而又反过来对织布技术提出了改进要求。1787年和1792年，英国教士E.卡特莱特（1743～1823）先后发明了两种织布机。他于1787年发明的织布机用马作为动力，两年后改用蒸汽作为动力，基本实现了织布的机械化，并使织布的效率提高了10倍。随后，英国人J.纳恩罗普和德国人J.盖普勒又先后制造出自动织布机。到1813年，英国已有2400台自动织布机。这些自动织布机一部分由水力驱动，另一部分由蒸汽驱动。

纺纱和织布技术取得重大进步之后，动力便成为一个棘手甚至核心的问题。因为，不管是纺纱还是织布的自动化、机械化都需要有强大、稳定的动力支持。最初，机器借助畜力、风力和水力推动，但是，畜力早已不能满足动力的需求，风力和水力受地理和季节变化的影响很大，很不稳定。因此，急需发明一种超越畜力、风力和水力的动力机。这就诱发了蒸汽机的发明。

除棉纺织业的需求外，采矿业对动力的强烈需求也对蒸汽机的发明和使用起到推波助澜的作用。17世纪末，英国的许多矿井遇到了严重的积水问题。当时一般只能靠马力转动辘轳来排除积水。据说有的矿井用来抽水的马匹达到500匹之多。这是让矿主极为烦恼的事，也从侧面推动了蒸汽机的研制。

蒸汽机的发明和改进

蒸汽机是利用水蒸气作介质做功，把热能转化为机械能的热机。1698年，英国工程师托马斯·塞维利（T.Savery，1650～1715）根据巴本的模型，发明制造出一台称为“矿工之友”的应用于矿井抽水的蒸汽水泵，首次将蒸汽作为一种人为制造动力，用于抽取矿井中的积水。这种蒸汽水泵有一个带有阀门的容器，先将蒸汽引入，然后关上阀门让蒸汽冷凝，造成容器中的部分真空，再打开进水阀门吸入矿井中的水，最后关上进水阀门，引入高于大气压的蒸汽，把水从另一出口排出去。尽管它的操作很复杂，效率也不高，但它毕竟是可以实际应用的蒸汽水泵，而且是第一台。塞维利在1698年获得专利。这种水泵可以在浅矿井或小库房用于短程提水。但这种机器还极不完善，离“划时代”还有一定差距。

在总结前人经验的基础上，英国的铁匠纽可门（T. Newcomen，1663～1729）于1702年获得“大气蒸汽机”专利。纽可门机的蒸汽缸和抽水气缸是分开的，而且有活塞。蒸汽进入气缸后在内部喷水使之冷凝，造成部分真空，大气压推动活塞做功，带动水泵活塞吸水和排水。经过改进后，这种蒸汽机在不少地方都得到了应用。英国工程师斯密顿（J.Smeaton，1724～1792）于18世纪下半叶进一步改进了大气蒸汽机，将其效率提高了一倍。纽可门机对开发英国的矿业资源、奠定英国工业发展的基础起了重要作用。

英国格拉斯哥大学的仪器修理工瓦特（J.Watt，1736～1819）对纽可门机进行了根本性改造。瓦特在修理纽可门机的时候注意到，在用冷水喷入气缸使蒸汽机冷却的同时，气缸本身也冷却下来，重新吸入蒸汽时又被加热，要消耗很多蒸汽，导致蒸汽机的效率很低。在当时已经提出潜热和比热理论的启发下，瓦特不仅找到了蒸汽机效率低下的原因，也找到了提高蒸汽机效率的途径——要保持气缸不被冷却。于是他在气缸上另外加了一个凝汽器，以使蒸汽冷却。后来这个容器被称为冷凝器。这是瓦特蒸汽机的一项重要改进。1769年他具有历史意义的专利——“在火力机中减少蒸汽和燃料消耗的一种新方法”获得批准，其中的基本部分是凝汽器的利用。1774年，瓦特制成了新型的单向蒸汽机，动作可靠，耗煤量比纽可门机有了明显减少。他遂与别人合作兴办了蒸汽机制造厂。1781年，他把单向蒸汽机改进为双向蒸汽机，效率进一步提高，成为许多国家经济部门的通用热机。马克思在《资本论》中指出，直到瓦特发明第二种蒸汽机，即所谓的双向蒸汽机后，才找到一种原动机，它的能力完全受人控制，可以移动，同时其本身又是推动的一种手段，这种原动机不像水车那样只能在农村使用，它可以使生产集中在城市，而不会像水车那样必须将生产分散在农村。1784年，瓦特取得了旋转蒸汽机的专利。这一“万能动力机”的问世，标志着其完成了把一个简单的抽水装置改造为复杂多用原动机的使命。1787年，为了在负荷变化的情况下保证蒸汽机相对稳定的速度，瓦特又安装了离心式调速器；1790年，他又发明了蒸汽压力表。经过一系列改进后的瓦特蒸汽机实用、效率高、性能可靠，开始走向标准化，逐步普及到整个工业领域。

蒸汽机的发明，尤其是瓦特蒸汽机的发明，被认为是第一次技术革命的标志性事件。因为这是一场动力革命，使人类由200万年来以人力为主的手工劳动时代进入了近代机器大生产的蒸汽时代，具有特殊的意义。首先，蒸汽机的使用使得生产由原来以家庭为单位完成，变为由工厂完成，实现了生产组织的重大突破，使得生产效率大幅度提高；其次，蒸汽机的使用使得工厂的选址进一步摆脱了自然条件的限制，使生产和消费之间的空间距离大幅度缩小，使得生产与消费的适应性进一步加强；最后，蒸汽机将工具机、传动机和动力机完整地结合起来，形成不可分割的整体，推动了机器体系的日臻完善，使得工厂生产的协调性进一步加强，管理技术得到进一步提高，生产效率大幅度提高。各种工具机都需要动力推动，蒸汽机可以完成这个任务。因此，蒸汽机的发明和应用，促进了英国各个工业部门的机械化。蒸汽机首先应用于轻工业——1784年英国建立了第一座蒸汽纺纱厂；此后，它被陆续运用到其他各个工业部门：在冶金工业上驱动鼓风机，在采矿工业上驱动排水机，在交通运输业上驱动火车和汽船等。到1825年，英国已有蒸汽机1.5万台。

蒸汽机引发的产业革命

蒸汽机的历史意义无论怎样赞誉都不为过。它提供了利用热能为机械供给推动力的手段，结束了人类对畜力、风力的长久依赖，也为人类开发尚藏在地球中的其他矿物燃料——石油和天然气提供了可能。由此开始了一种趋向，并形成了这样一种局面：西欧和北美地区每个人可得到的能量分别为亚洲的11.5倍和29倍。这些数字的分量在一个经济力量和军事力量直接依赖所能获得能源的世界中不言自明。就此而言，19世纪欧洲对世界的支配是以蒸汽机为基础的，其作用大于其他任何一种手段或力量。

蒸汽机的发明和广泛使用促进了英国的产业革命。其中，发展最早、最成熟、表现最为突出且可被称为推动性产业的包括棉纺织业、钢铁业和铁路业。这些产业都呈现很高的增长率，并对其他产业形成了巨大的带动作用。

蒸汽机通过机械化极大地提高了生产效率，再加上在当时大量的完全无法保护自己权益的廉价人力，推动了英国工业产量的大幅增长。英国的领先在19世纪前半期是压倒性的；1850年后，尽管后来者的追赶使其在某些方面的优势有所弱化，但仍然占据重要的领先地位。

蒸汽机及其他纺织机械的发明和使用使得包括棉纺织业、毛纺织业在内的整个纺织业呈现空前的繁荣。1760～1827年，英国棉纺织业的生产量增加了20倍。1834年，英国棉布、棉纱和棉织刺绣制品的出口额分别达5.56亿磅、7650万磅及120万磅。英国成为世界上最大的棉纺织品出口国。

蒸汽机的发明和使用也使得纺织制造业成为19世纪的主要行业。1793年，惠特尼发明轧棉机进一步推动了纺织业的发展，也大幅增加了对作为棉纺织原料的棉花的需求。在那一年，美洲人开始种植短绒棉。在后来的50年中，短绒棉的需求增加了20倍。

随着蒸汽机的不断改进，应用范围逐步从纺织业、采矿业扩大到交通运输、冶金、机械、化学等一系列工业部门。产业革命带来的生产的增长、市场的拓展以及对外扩张的需要，使社会生产力以前所未有的速度和规模发展起来，这又推动了蒸汽时代的技术变革。

以轮船和蒸汽机车为代表的蒸汽机在交通运输业的运用，使交通运输技术发生了一次革命性变革。英国的海运业发展较早，19世纪40～50年代，英国掀起了建设海运运输网的热潮，但那时的英国造船业是用进口的木料制造帆船。自蒸汽机用在帆船上后，英国开始用铁来制造轮船。尽管用铁造船的技术发展较为缓慢，但到19世纪末，英国已建立了世界上最大的蒸汽机船队。在造船业兴盛的同时，英国投入了大量资金发展航运业配套设施，包括沿海岸修建灯塔、灯船，扩建港口、船坞、堤岸、堆栈等，并配置起重机和其他码头装卸设备。1807年，美国发明家富尔顿（R.Fulton，1765～1815）制造的木制轮船试航成功。该船航行于纽约和奥尔巴尼之间，全程约150海里，速度较以前的帆船快了1/3。它的成功标志着蒸汽动力船时代的到来。接着，英国人亨利·贝尔（H.Bell）造成了“彗星”号铁制汽船，航行于英格兰的克莱伊特河上。1838年，英国轮船“天狼星”号和“大西方”号完全以蒸汽为动力，横渡大西洋成功。此后，英国人成立了几个大航运公司，经营世界的海洋航运，使英国的海运业进入了一个新的时代（见表5-1和表5-2）。

蒸汽机被用于陆上交通革命的最重要成果是铁路的兴建。最初的所谓铁路，是为解决煤炭运输而建造的，它实际上是建立在矿区的木轨道上，以马为动力牵引。1814年，英国发明家斯蒂芬森（G.Stephenson，1781～1848）在继承前人成果的基础上，设计成功第一台实用的蒸汽机车。这台能牵引30多吨货物的机车被用来运煤，时速为6.5公里，当时被嘲笑为比马车还慢。1825年，他制造了“旅行号”机车，在由他负责设计的一条刚建成的铁路上运营，成为世界上第一条公共交通铁路。随后，英国出现了铁路建设热潮，到1850年，英国的铁路里程达到6084英里，1860年则达到9070英里。至此，英国主要的铁路干线大部分建成，伦敦也自那时起成为铁路网的最大枢纽。19世纪末，世界铁路里程已经达到650000公里，到20世纪20年代末又翻了将近一番，达到1270000公里。工业发达国家都基本建成了铁路网。

交通运输业的革命带来了持久、深刻的影响。它不仅为原材料、燃料、制成品、劳动力的运输提供了更为廉价、快捷、便利的方式，而且带动了炼钢和煤炭开采的大发展。据统计，每建设1英里的铁路，铁轨、机车、车辆和道岔就需要金属制品约82吨。

工业革命还辐射了通信联络领域。以往，人们一直依靠运货马车、驿使或船将音信送到遥远的地方。但19世纪30年代，电报的发明改变了这一状况。1866年，人们铺设了一道跨越大西洋的电缆，建立了东半球与美洲之间直接的通信联络。至此，人类征服了时间和空间。从远古坐马车、骑马或乘帆船旅行，跨越到能够凭借汽船和铁船跨过海洋和大陆，用电报与世界各地通信，以及能够利用煤的能量、成本低廉地生产铁并同时纺100根纱线，这一切表明了工业革命的影响和意义。它使世界统一起来，且统一的程度大大超过了世界在罗马人或蒙古人的时代曾经达到的水平；同时，它也使欧洲对世界的支配成为可能。这种支配一直持续到工业革命扩散到其他地区为止。

在钢铁工业领域，1790年首次采用蒸汽动力鼓风，使冶铁过程的燃料消耗大大降低。1856年，曾发明大炮炮筒来复线结构的英国工程师贝塞麦（H.Bessemer，1813～1898），发明了转炉炼钢新技术；1864年，德国人西门子（W.Siemens，1823～1885）和法国人马丁（Martin，1824～1870）发明了平炉炼钢法。新的炼钢技术的推广应用使世界钢产量在1865～1870年增加了70%至50万吨，且在1870～1900年又从50万吨猛增到2800万吨。

在蒸汽机技术的推动下，采煤业也迅速发展起来。最初，蒸汽机只是应用于矿井抽水；进入19世纪以后，不仅蒸汽抽水机在矿井中已经普遍应用，而且蒸汽凿井机、煤炭曳运机等也得到了运用，煤产量迅速增长。1835年，英国的煤产量已达到3000万吨，成为欧洲的第一大产煤国。

煤炭和冶金的发展，促进了机械制造业的发展。在工业革命初期，机器大部分都是木质的，多用手工方法制造。到18世纪末，英国开始运用蒸汽锤和简单的车床制造金属部件，代替机器上的一部分基本部件。刀架的发明则使刀具的生产得以用机械代替人力操作。19世纪初，各种锻压设备和金属加工车床、铣床、磨床、刨床、齿轮及螺纹加工机床等的陆续发明，推动机器制造业由此建立并具备了一定规模。

基于上述种种发展，英国到1800年时生产的煤和铁比世界其余地区合在一起生产的还多。具体而言，英国的煤产量从1770年的600万吨上升到1800年的1200万吨，进而上升到1861年的5700万吨；英国的铁产量则从1700年的5万吨增长到1800年的13万吨，进而增长到1861年的380万吨。铁因其储量丰富和便宜，足以满足一般的建设。因而，人类不仅进入蒸汽时代，也跨入了钢铁时代。

纺织品的漂白需要进行酸碱处理，这刺激了制酸和制碱工艺技术的发展。1746年，英国人发明了铅室法制造硫酸，后经过不断改进投入连续生产。1788年，法国人发明了以氯化钠为原料的制碱法，尽管这种方法有高温操作、煤耗量大、产品质量不高、设备腐蚀严重等缺点，但仍不失为工业制碱的一种重要方法，对于化学工业的发展起了重要作用。

更为重要的是，在改造传统产业的同时，英国以蒸汽机为核心建立了新的机器制造业。19世纪20年代，英国已经建成了蒸汽机、纺织机和蒸汽机车等机器制造工厂。19世纪中叶，机器已经成批生产，英国机器制造业作为大工业部门基本形成。当时，英国著名的机器制造厂，如博尔顿和瓦特工厂、夏尔伯·罗伯特和赛伊工厂以及惠特渥斯工厂等，都已享有世界声誉。英国制造的蒸汽机、各种工作母机、火车头、农业机械等质量优良，远销世界各地，在国际市场上占有垄断地位，并直接影响着欧洲大陆和美国工作母机的制造业，使英国成为真正的“世界工厂”。在1851年伦敦世界博览会和1855年巴黎世界博览会上，英国工作母机的技术显示出较高的精确性、有效性及专业性。

表5-3和表5-4给出了四个主要资本主义国家在第一次工业革命时期的推动性行业和工业生产情况。

表5-5，表5-6给出了英国等主要发达国家第一次工业革命时期工业生产占比、各行业在职人口占比。

在19世纪的第二个30年里，英国国民财产的构成发生了决定性的变化：与工业生产直接相关的财产（海外资产、铁路、工业、商业、金融资产以及一些不动产）替代了传统的地产（土地和田地），成为国民财产的主要构成部分（见表5-7）。这表明，在技术革命的推动下，英国的产业发展已经取得了实质性成果，打破了传统经济发展模式，迈向了新经济。

总之，以蒸汽机为代表的技术革命带来了社会生产力的巨大发展。蒸汽动力的广泛运用带动了纺织工业、冶金工业、煤炭工业、交通运输业、机器制造业的飞跃发展，使作为第一次产业革命发生地的英国成为世界上最先进的资本主义工业国家。机器大工业生产使英国的劳动生产率得到空前提高：1770～1840年的70年间，英国工业的平均劳动生产率提高了20倍。在国民经济的构成中，工业份额从1801年的42%增长到1831年的60%，进而在1871年达到73%。生产资料的生产在工业产品总量中所占的份额也不断提高，从1783年的29%到1812年的31%，再到1851年的40%，直至1881年的47%。 PV0Zh31uMhCO5efxnnqI+egDznI8rPTtvqiC/Gl5N/e1XKsmxR5UqQ2UyKZCpTdC