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1、第六章工业革命 工业革命 TheIndustrialRevolution 开始于十八世纪六十年代 通常认为它发源于英格兰中部地区 是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场手工业向机器大工业过渡的阶段 工业革命是以机器取代人力 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 18世纪60年代英国技术革命和产业革命产生原因 资产阶级性质的宗教改革资本主义民主革命生产的发展圈地运动 资产阶级性质的宗教改革 在培根思想的影响下对圣经的新的解释 通过观察 研究万物的性质可以增进人们对上帝的忠心 国王亨利八世 1509年 1547年在位 在位期间的宗教改革运动 没收大批修道院地
2、产 带来了深刻的社会经济变革 王室由于财政需求和谋求政治支持 把大批地产转卖或赠送给新贵族和工商业资产阶级 使这些新兴势力发财致富 成为宗教改革的既得利益者 他们大搞圈地 提高地租 赶走佃户 造成大批农民流离失所 社会秩序动荡不安 伊丽莎白女王 1558 1603 统治时期 宗教改革 反对罗马教会对各国教会的控制 反对教会占有土地 出售赎罪券 不承认教会有解释圣经的绝对权威 不承认教士沟通神与人的中介作用 认为圣经是信仰的最高准则 教徒能够与上帝直接相通 要求用民族语言举行宗教仪式 简化形式 主张教士可以婚娶 宗教改革对英国的影响 一 打破了罗马教皇对英国的控制二 重新确立了教会与国家的关系三
3、 激发了英国民众的民族意识 资本主义民主革命 17世纪英国资产阶级和新贵族力量不断增强 对封建王权日益不满 国王查理一世在1629年解散了代表资产阶级利益的议会 1640年4月为筹集军费重开议会 议会拒绝征税而被再次解散 11月召开新议会 议会和国王的矛盾激化 1642年1月国王逃离伦敦 纠集保皇党军队于8月22日挑起内站 奥利弗 克伦威尔专制1688年光荣革命的完成 确立了君主立宪制的资本主义发展道路 地理大发现 圈地运动对工业革命的影响 15世纪末叶 16世纪初叶 欧洲直通印度新航线的开通和美洲大陆的发现 以及环球航行的成功 使英国的对外贸易迅速增长 进一步刺激了英国羊毛出口业和毛织业的发
4、展 羊毛价格不断上涨 养羊业成为获利丰厚的事业 往往10英亩牧场的收益超过20英亩的耕地 英国圈地运动最早从工商业较发达的东南部农村开始 地主贵族最初圈占公有地 后来圈占小佃农的租地和公簿持有农的份地 在宗教改革中 国王把没收的教会领地赐给亲信宠臣 或卖给乡绅 土地投机家 市民 商人和工场主 他们变成新贵族 也大规模地圈占农民土地 英国技术革命和产业革命 18世纪60年代在英国开始的第一次产业革命 同时也出现了近代以来的第一次技术革命开始于纺织工业的机械化以蒸汽机的广泛应用为标志 纺织技术 工业革命的源头钢铁产业的进步蒸汽机的发明和改进蒸汽技术革命 纺织技术 工业革命的源头 英国的产业革命开始
5、于纺织业机械化 英国的棉纺织是17世纪从荷兰引进的 最初它是一个新兴幼稚的行业 在国内市场上受到垄断地位的传统毛纺织业的排挤 在国际市场上则受到印度有悠久历史的质优价廉的产品的激烈竞争 棉纺织业包括纺纱和织布两个部门 1733年英国钟表匠凯伊 J Kay 1704 1774 发明了飞梭 使织布效率提高了一倍 并使布面加宽 结果纺纱与织布不协调 长期发生 纱荒 曾当过木工的织布工人哈格里沃斯 J Hargreaves约1720 1778 发明了竖锭纺车 以他女儿的名字命名为 珍妮机 并于1770年登记了专利 消除了纺纱和织布的瓶颈 成了产业革命的火种 珍妮机劳动的纱锭日益增多 使人力作为动力越来
6、越困难 水力纺纱机应运而生 1769年理发师阿克赖特发明了视力纺纱机 生产率提高了10倍 如此动力问题引起广泛的关注 钢铁产业的进步 英国的钢铁产业和纺织产业的发展领是同时的 但在技术上却表现出不同的特点 冶金工业的变革是因化学发明而推动的 英国是个铁矿和煤贮量丰富的国家 但由于煤中含有硫化物 燃烧时就会挥发出来 高温下铁矿石与硫化物相互作用最后得不到较纯的生铁 且易碎 不能进一步加工 所以炼铁当时主要用木材 这样就破坏了森林 1709年 达比 A Darby 1677 1717 发明了先将煤烧成焦炭然后炼铁的方法 后来他的儿子改进了制造焦炭的方法 这样人们开始普遍采用煤做燃料炼铁 这使得英国
7、生铁产量不断大幅度提高 1784年 科特取得 搅拌式炼铁法 专利 1789年 科特由于涉及一项债务纠纷 他的专利被公布于世 1740年 钟表匠亨茨曼因为买不到好钢做钟表的发条 便开始研究制造钢铁的方法 到1750年获得成功 蒸汽机的发明和改进 近代蒸汽动力技术的产生 主要源于当时的社会生产的直接推动和当时的实验科学的长期孕育 英国资产阶级革命为资本主义的发展扫清了道路 在工厂手工业的迅速发展中 社会需要促使了早期蒸汽机的问世 在十六世纪末和十七世纪初 包尔塔进行了蒸汽压力实验 托里拆利和巴斯噶等进行了大气压力实验 那末格里凯进行了真空作用实验 这三大实验基础的相继形成 使人们得以从实验上开始认
8、识蒸汽 大气和真空的相互作用 而这些重大的实验成果也就为早期蒸汽动力技术的产生奠定了牢固的实验科学基础 最先把蒸汽动力技术的设想付诸实施的 是法国著名物理学家 工程师巴本 DenisPapin1647 1712 从1674年开始 巴本即致力于蒸汽泵的实验设计 在发明带有活塞的蒸汽泵之后 考虑到蒸汽压力大可能会使汽缸爆炸 巴本又在1680年发明了安全阀 这样 第一台可以把热能转变为机械能的实验型的蒸汽泵 就于1680年在英国试验成功了 继巴本之后 在近代蒸汽动力技术的发展中作出重要贡献的是英国机械工程师赛维利 T Savery1650 1715 1705年 纽可门 考利和赛维利一道 终于试制出了
9、第一台真正算得上是动力机的蒸汽机 从巴本蒸汽泵到纽可门蒸汽机的早期蒸汽动力技术的发展 已最初向人类社会预告了即将兴起的第一次工业革命的信息 特别是预告了蒸汽时代的即将到来 在工业革命中 大量的发动机被应用 这促使作为机械员的瓦特对改进蒸汽机产生了兴趣 瓦特自1764年开始改进纽可门蒸汽机的工作 他回忆说 当年格拉斯哥大学把修理一台纽可门蒸汽机的任务交给我 在修理的过程中 我深感它的不足 所以决心动手研制一种性能较好的蒸汽机 瓦特当时告诉记者 纽可门蒸汽机有两大缺点 燃料耗量大而效率低 另外就是它只能作往返的直线动作 因此 除了用于矿井抽水之外 纽可门蒸汽机没有其他用途了 而它浪费的蒸气可达八成
10、以上 瓦特在新设计的蒸汽机上安装曲轴 连杆等器件 使它更为自动化 这些重大的改进 使工厂和交通运输等方面都能使用蒸汽机 因此蒸汽动力的巨大潜能被逐渐的发掘了出来 瓦特 瓦特是世界公认的蒸汽机发明家 他的创造精神 超人的才能和不懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物质财富 瓦特改进 发明的蒸汽机是对近代科学和生产的巨大贡献 具有划时代的意义 它导致了第一次工业技术革命的兴起 极大的推进了社会生产力的发展 另外 在科学技术上 在生产关系上 瓦特蒸汽机的发明也起到了重要作用 瓦特蒸汽机的发明 第一次大规模地把热能转变为机械能 这就直接推动了科学 热力学和能量转化方面的基础理论的研究 同时了直接推动了纺织
11、 采矿 冶金 机械等各类技术科学的发展 1790年首次采用了蒸汽动力鼓气炼钢 工程师贝塞麦发明了大炮炮筒的来复线结构 为了炼出合格的钢铁作炮筒 他在1856年发明了转炉炼钢 1864年德国西门子 W Siemens 1823 1885 和法国人马丁发明了平炉炼钢 1807年美国富尔顿制造了木制蒸汽轮船 1814年英国的发明家史蒂芬森设计成功第一台蒸汽机车这台能牵动30多吨货物的机车用来运煤 英国科学的特点 英国科学组织形式是历史悠久的工业国科学组织形式的典型 英国科学的特点是从十七世纪起就延续下来的 它同德国或法国科学不同 特别讲求实用和着重类比 英国人的想象是具体而形象化的 法拉第把力看作是
12、一种管状的东西 照他的想象力很象具有橡胶制品的性能 卢瑟福把原子当作乡村集市上一种投掷椰子的游戏来加以研究 他把粒子投到原子上面去 然后看看有什么碎片落下来 英国科学家心目中的主要问题是 它如何作用 英国科学界的三位伟大理论家中 只有牛顿是英格兰人 他既是一个理论家 又是一个讲求实际的实验家 麦克斯韦是苏格兰人 而他们之中最纯粹的理论家狄拉克则是法国血统的人 法国的产业革命和科学的兴衰 法国的科学同英国科学和荷兰科学一起在十七世纪成长起来 但法国总体上仍然是工业化后来居上者 对于法国来说 英国既是榜样 又是挑战 更是机会 无论是在技术创新方面 资金运用方面 抑或是工业化模式上 法国都最大限度地
13、借鉴了英国的经验 并使科学中心发生了第一次转移 按照日本科学家汤浅光朝的研究 从18世纪后半叶到19世纪前期 法国已成为世界科学发展的中心 技术的移植科学发展法国大革命的影响 技术的移植 英国已经认识到技术发明在富国强民中具有重要作用 因而从18世纪末开始限制技术出口 1765 1789年间英国议会连续通过了一系列的法令 禁止设计图纸和技术工人离开本土 严禁纺织机械或模型出口 法国大革命爆发后 英法关系恶化 甚至从此开始进行海上封锁 拿破仑战争结束后 英法两国技术交流恢复正常 到1825年 英国逐步放宽了对机械出口的限制 尽管英国有严格的技术保护 但英国的技术秘密和技术工人还是源源不断地流向国
14、外 而与英国隔海相望的法国在这方面又占尽天时地利 1747年 发明飞梭的凯伊移居法国 并把提高织布效率的新技术带到法国 另位来自曼彻斯特的霍尔克于18世纪50年代定居法国 把珍妮机带到法国 1779年 法国人又从其他如走锭精纺机 水力织布机也在大革命前就传到法国 英国人贝塞麦于1855年发明的转炉炼钢法也于1858年传到了法国 1845年以后 法国因输入英国的铁路建筑技术而进入了铁路时代 1848 1870年是法国工业化历史上最为辉煌的20年 全国的铁路建筑狂热带动了煤炭工业的发展 金融网络的形成为工商业和运输业的发展创造了稳定的资本源泉 在这种情况下 法国的经济实现了高速度增长 科学发展 法
15、国科学在18世纪下半叶以来 有较大发展 成为世界科学的中心 1772年 化学家拉瓦锡向巴黎科学院提交了名为 燃烧理论 的研究报告 创立了科学的氧化燃烧理论 批判了统治化学界百年之久的 燃素说 完成了划时代的 化学革命 1785年 物理学家库仑用自己发明的扭秤建立了静电学中著名的库仑定律 使电学进入定量阶段 1796年 天文学家 数学家 物理学家拉普拉斯他发表 宇宙体系论 建立了太阳系起源理论因研究太阳系稳定性的动力学问题被誉为法国的牛顿和天体力学之父 法国是数学王国 大数学家达朗贝尔 柯西 蒙日 拉格朗日 傅里叶 泊松 伽罗华等都是法国人 18世纪 法国进一步用数学解决力学问题 出现了分析力学
16、 分析力学的基本理论体系有微分形式和积分形式两种 分析力学的微分形式 是由虚功原理和达兰贝尔原理相结合而得到的拉格朗日 动力学普遍方程 进而推广为自由参数的一般动力学方程 拉格朗日方程 法国大革命的影响 18世纪末 法国封建制度极端腐朽 国王路易十六所代表的第一等级 僧侣 和第二等级 贵族 与广大的第三等级 资产阶级 城市平民 农民 之间的矛盾日益尖锐 群众运动不断高涨 法国的科学之所以能超过英国成为近代科学的中心 一方面要归功于思想启蒙运动和 百科全书派 的哲学思潮为科学的勃兴提供了理论准备 另一方面就是政府对科学的重视 资产阶级政府采取的一系列措施中主要有 任命一大批科学家为革命政府的重要官员 发展科学教育 改造旧的皇家科学机构使之从宫廷走向社会 1791年法国颁布了全世界第一部专利法 该法规定给发明者以专利产品及其制造方法的独占权 这在保护发明创造 促进科学技术发展方面作出了极为重要的贡献
