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18世纪中期后，英国引爆了第一次工业革命，成为第一个进入工业化的国家。
1733年，机械师约翰·凯伊发明了飞梭，将织布效率提高1倍。织布革新以后，造成了织与纺的矛盾，从而出现了长期的“纱荒”。
于是，1764年，织工兼木工詹姆斯·哈格里夫斯发明了手摇纺纱机，即珍妮纺纱机，将纺纱效率提升了15 倍之多，初步解决了织与纺的矛盾。但珍妮纺纱机也有其缺点——由于是用人力转动的，纺出的纱细、易断而不结实。
为了克服珍妮纺纱机的缺点，1769年，理发师兼钟表匠理查德·阿克莱特制造了水力纺纱机，改变了人力转动机器的情况。由于水力纺纱机使用水力，必须靠河而新建厂房。并且，水力纺纱机纺的纱韧而粗，可作经线。
为了解决纱粗的问题，1779年，青年工人塞缪尔·克伦普顿综合了珍妮纺纱机和水力纺纱机的优点，发明了骡机（Mule，音译为缪尔纺纱机，又称综合精纱机）。骡机同时能转动300～400个纱锭，极大地提高了工效。并且，骡机纺出的纱既精细又结实。
随着纺纱机的不断改进，棉纱开始过剩，进而推动了织布机的发明。1785年，工程师埃地蒙特·卡特莱特制成了水力织布机，将工作效率提高了40倍。
1791年，英国建立了第一个织布厂。随着棉纺织机器的发明、改进和使用，相关的工序也不断革新和机械化，如净棉机、梳棉机、漂白机、整染机等被先后发明和广泛使用。自此，棉纺织工业整个系统都实现了机械化。
随着工业革命的兴起，纺织业对动力系统提出了更高的要求。原来的动力（人力、畜力和自然力等）已经不能适应新的生产方式，因而蒸汽机的发明成为迫切的需要和可能。正如马克思指出：“正是由于创造了工具机，才使蒸汽机的革命成为必要。”1769年，苏格兰格拉斯哥大学的机械师詹姆斯·瓦特总结了前人的经验，经过多次试验，制成了第一台单动式蒸汽机。1782年，他经过改进又制成了联动式蒸汽机。
蒸汽机的发明成为人类第一次工业革命的重要标志，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。蒸汽机的发明和应用促进了英国各个工业部门的机械化。原本仅仅用于矿山抽水的蒸汽机经过改良后被用于纺织业——1784年英国建立了第一座蒸汽纺纱厂。随后，蒸汽机又被应用于冶金工业、铁路运输、蒸汽船等领域。
英国工业革命使英国的社会生产力得到飞速的发展。英国在工业革命80年左右的时间里，建立了强大的纺织工业、冶金工业、煤炭工业、机器工业和交通运输业。
机器大生产空前提高了劳动生产率。1770—1840年，英国每个工人的日生产率平均提高了20余倍。1764—1841年，英国棉花每年的消耗量由400万磅增至近5亿磅（1磅≈0.4536千克），增长了120多倍。1785—1850年，英国棉织品产量从4000万码增至20亿码（1码≈0.9144 米），提高了50 倍。1700—1850年，煤产量从260万吨增至4900万吨，提高了18倍。1740—1850年，生铁产量从1.7万吨增至225万吨，提高了132倍。1825—1848年，铁路长度从16英里增至4646英里（1英里≈1.6千米），增长了289倍。
至此，英国不仅在纺织业方面基本摆脱了传统手工业的桎梏，实现了机械化，还在交通、冶金等诸多领域实现了机器对人的替代。至1850年，英国工业总产值占世界工业总产值的39%，贸易额占世界总量的21%。
工业革命用短短的几十年使英国由一个落后的农业国一跃为世界上最先进的工业强国，被称为“世界工厂”。
工业革命不仅使生产技术发生了重大变革，生产力大大提高，而且使社会结构、生产关系发生了重大变化。因此，工业革命也是一次社会生产方式的革命。
从18世纪60年代开始，至19世纪40年代完成，英国工业革命的80年是工业文明发展史上的光辉一笔，其革命之力至今都具有重要的借鉴意义。
如果说第一次工业革命在近代世界经济的角斗场上铭刻了英国“世界工厂”的印记，那么，始于19世纪70年代的第二次工业革命则以电力的发明和运用为标志，对人类社会的发展产生了划时代的影响，引起了世界范围内的产业革命，使人类的生产及生活方式等也发生了巨大变化。
首先，第二次工业革命以电力在生产及生活领域的广泛使用为显著标志。1831年，英国科学家法拉第发现电磁感应现象，成为电气发明的理论基础。1866年，德国人西门子制成发电机；1870年，比利时人格拉姆发明了电动机；1879年，美国人爱迪生点燃了第一盏真正具有广泛实用价值的电灯。
电气发明及新能源的大规模运用，直接促进了重工业的大踏步前进，使大型工厂能够方便廉价地获得持续有效的动力供应，进而使大规模的工业生产成为可能，并为之后的经济垄断奠定了基础。
其次，在第二次工业革命中，内燃机的创制和使用使世界范围内的交往更加便捷化。1885年，德国人戈特利布·戴姆勒和卡尔·本茨各自独立制成了第一辆由内燃机驱动的汽车。此后，内燃机车、远洋轮船、飞机等迅速发展。内燃机的发明不仅解决了交通工具的动力问题，而且推动了化工等产业的迅猛发展，解决了长期困扰的动力不足问题。
最后，继有线电报出现之后，1876年，美国人贝尔发明了电话；1899年，意大利人马可尼在英法之间发报成功，世界各地的经济、政治和文化联系进一步加强。从此，通信工具迅猛发展，人与人之间的交流突破了传统的面对面和书信交流方式的局限，这为世界各地的信息交流和传递提供了极大的方便。世界各地的经济、政治和文化联系进一步加强。
第二次工业革命创造的巨大生产力使经济全球化速度加快，世界市场和世界经济体系得以形成。20世纪初，美国和德国的实力跃居全球之首。究其原因，就在于19世纪末期出现的科学技术在第二次工业革命的推动下，主要在美国和德国得到了改善和运用。
事实上，在第一次工业革命中的许多发明创造，如纺织工业、采矿工业、冶金工业和运输业的种种发明很少出自科学家。相反，它们多数是由技术人员促成的。第一次工业革命用工匠们的实践经验弥补了缺失的理论，尚未真正结合科学与技术，但1870年后的情况大为不同：自然科学的新发展开始与工业生产紧密地结合起来，科学在发明创造中发挥了越来越重要的作用，并成为大工业生产的一个重要组成部分。
第二次工业革命特定的技术特征和地缘性质，促使旧欧洲秩序逐渐崩溃。因此，在西班牙、葡萄牙和荷兰相继退步之后，在第二次工业革命中完成工业化的美国、法国、德国、奥匈帝国、意大利和俄国在国际政治中崭露头角。
随着欧洲、美国和日本等主要的资本主义国家相继进入垄断资本主义阶段，新崛起的德国、美国和日本要求改变国际政治的现状，而老牌的帝国主义国家却极力维持既得利益。英国放弃其恪守已久的“光辉孤立”政策，欧洲多国展开了激烈的军备竞赛。20世纪初，欧洲出现了英法俄协约国和德奥同盟国集团对峙的两极格局。矛盾的激化和升级导致第一次世界大战爆发。旧欧洲的国际体系开始走出欧洲范围，扩展为全球性的国际体系。
第二次工业革命为全球性的国际体系的形成注入了强大的持续动力。在工业革命浪潮的推动下，德国、美国、日本、俄国等新兴强国登上国际政治舞台。
总体来说，第二次工业革命以其非凡的科技成就成为推动近代世界发展的巨大引擎，极大地改变了世界面貌。科技进步推动着经济发展，同时为世界格局的变动埋下了伏笔。
半个世纪前，第三次工业革命爆发。以智能化、数字化、信息化技术的发展为基础，以现代基础制造技术对大规模流水线和柔性制造系统的改造为主要内容，以基于可重构生产系统的个性化制造和快速市场反应为特点的第三次工业革命开始了，这是一场嵌入技术、管理和制度系统的技术经济范式的深刻变革。
第三次工业革命的发生和发展是外生的技术进步与内生的国家政策共同驱动、协同作用的结果。
从外生因素来看，第三次工业革命是外生的技术积累与技术创新进入特定周期和阶段的必然结果。现代制造技术系统中底层的技术——信息技术的快速进步，使信息存储、传输和处理的成本呈几何级数下降。1992—2010年，即时通信数据的平均传输成本从222美元大幅下降至0.13美元。
信息的工业服务能力提升和使用成本下降，大大推动了基于信息与通信技术（ICT）的人工智能、数字制造和工业机器人等基础制造技术的成熟。基础制造技术的成熟与成本下降又进一步促进了这些前沿制造技术在大规模流水线和柔性制造系统中的应用，并通过与新材料、新能源、光电等外围技术的融合催生了可重构生产系统和3D打印等新型制造系统。这种多层次、多领域的技术创新和互动共同构成了第三次工业革命技术演进的基本脉络。快速成型、新材料应用、工业机器人、人工智能等一系列重大关联技术逐渐趋于成熟，有力地推动了制造业生产效率的大幅跃迁，使整个生产体系提升到了一个全新的水平。
除了技术的外生驱动，第三次工业革命的不断深化也是主要工业化国家拉动的结果。
在金融危机发生时，始终强调实体经济发展的德国经济的稳定表现和具有全球最快的制造业增长速度的中国经济的快速恢复，与多数欧美国家的经济疲软甚至陷入债务危机形成了鲜明的对比。这样的事实，促使主要工业化国家反思其制造业在国家创新系统和产业体系中的经济功能和战略意义。
1.源于技术，超越技术
第三次工业革命源于对制造技术的突破，但其对工业经济发生作用的机理和影响效果却绝不局限于制造技术本身。第三次工业革命背景下的先进制造技术、制造系统和制造范式对传统制造方式的替代与革新，将导致作为工业企业核心的“生产性资产”的功能和性质发生根本性变化——制造不仅决定生产成本，而且直接影响企业的产品创新能力和动态效率，知识相对于设备和一般劳动在制造系统中的重要性进一步突显。
一方面，第三次工业革命使企业由大规模生产转向大规模定制。单件小批量制造是工业生产发展的起点，特点是生产完全按照不同客户的个性化要求进行，技术工人每次使用通用机械生产只能完成一件或几件非标准化的产品。19世纪末期，这种制造范式的应用范围和技术复杂度达到顶峰。当时的欧洲和美国，大量的马车生产商开始转向生产汽车。由于零部件的生产高度依赖工匠个人的技能，因此汽车零部件的生产、车体制造和组装都大量分散在配备了通用机床的手工作坊中。在这种制造范式下，汽车生产商的基本商业模式是：首先拟向客户提供汽车的设计概念，客户进行选择后与汽车生产商签订订单；然后汽车生产商根据设计概念和客户要求进行详细的产品设计；最后根据产品设计生产并提供产品。由于销售、设计和生产的各个环节都是高度个性化的，因此产量非常有限。
大规模生产是推进工业社会发展的重要的加速器之一，是第二次工业革命的成果，其核心内容是利用由专业化设备组成的流水线来大量生产标准化的产品。大规模生产的专业化和标准化不仅显著降低了生产成本，同时大大提高了产品的精度。
大规模生产的强大经济生命力在于，通过降低生产成本扩大了市场需求，扩大了的市场需求反过来又为大规模生产提供了更大的空间，从而形成市场需求和生产规模相互增强的机制。大规模生产方式的特点是“大规模、少品种”。
大规模定制则是20世纪80年代由信息技术与制造技术融合而催生的一场生产方式变革，是第三次工业革命孕育阶段的产物。大规模定制是指产品的种类大幅增加，用于满足消费者更为广泛的个性化需求，这就使得用户的创新、创意在产业发展中所扮演的角色更为突出。过去由供给方主导的产业创新被弱化，企业依靠规模经济降低成本的竞争战略也会受到挑战。
同时，由于大规模定制强调产品的多样性，因此整个供应链的效率和灵活性成为决定产品和企业竞争力的关键。产业的垂直组织结构改变了大规模制造范式下以市场集中度为主要度量的产业水平组织结构，成为决定产业整体效率和竞争力的主要因素。
另一方面，第三次工业革命使企业由刚性制造系统转向可重构制造系统。传统的刚性制造系统由专用自动化生产设备组成，系统设计在运行后配置固定，更适应单一产品的生产。柔性制造系统则更适用于生产小批量、多品种的产品，整个系统投资大、生产成本高。由于不同设备的厂商控制的软件互不兼容，系统的集成和操作也存在困难。
在第三次工业革命中，以可重构制造系统为代表的新型制造系统适应着大规模定制生产，这类制造系统以重排、重复利用和更新系统组态或子系统的方式，实现快速调试及制造，具有很强的包容性、灵活性及突出的生产能力。
2.重塑国际格局
工业技术发展的历史表明，与新的技术、经济条件相适应的新的制造范式的出现，不仅伴随着制造技术的发展，更伴随着新的人力资本投入、企业战略方向和投资结构调整，以及新的产业组织形态的出现。
因此，第三次工业革命也是一场技术经济范式意义上的技术、管理、制度和政策的全面协同变革。这场变革带来了工业组织结构、产业竞争范式和全球工业竞争格局的重大调整。
第三次工业革命重塑了国际产业分工格局，后发国家必须寻求新的产业赶超路径。第三次工业革命背景下的现代制造技术和生产设备大规模应用的过程，就是“现代机械和知识型员工”对“传统机械和简单劳动”逐步进行替代的过程。这种替代的经济合理性不仅在于现代制造提高了劳动的边际生产率，更在于现代制造体系生产出的产品具有更好的性能、更强大的功能和更短的产品开发周期。
现代制造降低了工业对简单劳动的依赖，同时赋予了产品更加丰富的竞争要素——制造的价值创造能力，从而在产业价值链上的战略地位变得与研发和营销同等重要，甚至超越其他的价值创造环节。
于是，发达国家不仅可以通过发展工业机器人、高端数控机床、柔性制造系统等现代装备制造业控制新的产业制高点，而且可以通过运用现代制造技术和制造系统装备传统产业来提高传统产业的生产效率，通过装备新兴产业来强化新兴技术的工程化和产业化能力。同时，由于现代制造系统与服务业的深度融合（如开放的软件社区和工业设计社区），发达国家在高端服务业形成的领先优势也可能被进一步强化。
第三次工业革命是嵌入整个技术经济社会系统中的多维度的变革，对国际关系产生了深刻的影响：它加剧了资本主义各国发展的不平衡，使资本主义各国的国际地位发生了新变化，美国强势崛起成为超级大国。
显而易见的是，前三次工业革命都对世界政治、经济、科技、军事等产生了巨大影响，从根本上对世界格局的重塑起到关键作用。每一次工业革命在带来全球经济和社会重大变革的同时，均引起世界各国国家实力与竞争地位的变化。一些国家从中崛起，一些国家则错失发展机遇。历史就是这样在周期中发展，又在周期中呈现答案。