一个平民的哲学(连载)- 第43部分

工业革命的开始（二）
工业革命的标志物虽然是瓦特蒸汽机的发明，但在瓦特蒸汽机发明之前，英国的手工工场中的工匠们就有了很多的发明，在上一章我们知道随着英国取代荷兰成为世界经济中心，荷兰的工业中心地位也逐步被英国取代，我在欧洲的文艺复兴和大航海时代（四）曾经描述过布鲁日，这个位于比利时境内的城市拥有发达的羊毛纺织业，它与英格兰和苏格兰的羊毛出口有密切的联系。成品的羊毛制品通过内河供应欧洲腹地。由于当时西班牙和葡萄牙以及后来的荷兰的对外扩张，对羊毛制品的需求越来越大，英国境内养羊并出口羊毛变得越来越赚钱，于是拥有土地的英国贵族将农田改为牧场养羊，并把农民从土地上驱逐出去。这就是英国历史上著名的圈地运动。英国国内的羊毛纺织业也成长了起来，并在荷兰向英国转移工业的同时成长为一个强大的行业。但是英国对印度的征服让羊毛纺织业遭受巨大损失，因为来自印度的便宜的棉织品对羊毛制品构成威胁，这让代表英国羊毛纺织业利益的政治家们于1700年设法通过了禁上进口棉布或棉织品的法律。但英国公众已愈来愈喜爱最初是从印度进口的棉织品。这就为当地工业创造了一个独特的机会，有魄力的中间人很快就完全利用了这一机会。当时的问题在于如何充分地加速纺纱和织布，以满足巨大的、受保护的国内市场的需要。中国在汉代已经出现手摇纺车和织布机，在这个基础上出现提花机，可以织造比较复杂的花纹和图案。在当时领先于世界任何一个地方，其中提花机在公元7…8世纪和12世纪两次传往欧洲。提升了欧洲的纺织技术。而当时的英国使用的手摇纺车和织布机无疑是从中国传过来的（见皇权时代的中国哲学与科学（五））这种手摇纺车和织布机只适合在家庭使用，效率比较低，不适合大规模手工工场。1733年　飞梭（一种能使纬纱来回穿越经纱的速度得到加快的简单的弹跳装置）发明并取得其专利权。飞梭的发明提高了织布速度，导致棉纱供应出现紧张，这样刺激了纺纱部门改革技术。1764年一个英国织工詹姆斯。哈格里夫斯发明一种新的纺纱机，并以他的妻子命名为珍妮纺纱机。这种纺纱机经过改进最后最多可以带动80个纱锭，这样棉纺织业的产出率大大提高了。1769年，一个理发师阿克莱特制造了一台水力纺纱机。这种机器使用的是水力而不是人力，自动化程度大大提高，由于水力纺纱机必须使用水力，所以要建立在河流边，纺织工人必须在工厂上班而不是在家里纺织。这样阿克莱特建立了世界上第一个工厂，到1779年，这家水力纺纱工厂有1千纱锭，雇佣三百工人。1785年，牧师卡特赖特发明了水力自动织布机生产效率相当于四十个人。此后，纺织行业不断改进机器，出现了轧棉机、自动卷纱机和整布机，纺织业迅速机械化。机器的出现将手工业排挤出了相关领域，所以工人们认为机器抢夺了他们的饭碗，导致最初的工人运动都从捣毁机器开始，但这没有阻止工业化，到1835年，英国的纺织工厂增加到一千三百多家。棉纺织的工业化迅速带动了毛纺业，丝纺织业，麻纺织业的工业化，整个纺织业的工业化又迅速延伸到其他领域，这样由于动力的限制，所有的工厂都需要建立在河流边，非常的不方便，这样，动力就成了一个大问题，瓦特蒸汽机的出现解决了这个问题。

　　在瓦特蒸汽机出现之前，蒸汽机已经出现了。早在公元前一百二十年，希腊化时代的埃及城市亚历山大的希罗，就使用蒸汽的力量，制成了简单的机械传动装置，用来开关庙宇的大门。在欧洲一般认为第一台蒸汽机是法国人戴奥尼修斯。巴本于1690年在德国发明。1698年英国的托马斯。萨弗利发明蒸汽带动的抽水机。1705年英国铁匠托马斯。纽可门发明了能用于矿井排水和农田灌溉的蒸汽机。但是这种蒸汽机效率低下，燃料耗费大，费用很高。无法普及。到了工业革命时期，由于力学、机械学的发展，钢铁冶炼和制造技术的提高，为瓦特发明他的蒸汽机提供先决条件。詹姆斯。瓦特是一个制造教学仪器的工匠，1757年，瓦特被格拉斯哥大学雇佣为教具制作和修理技工。由于处在大学的环境中，瓦特接触到了最新的科学，为了更好的学习国外的技术知识，瓦特还自学了法文、德文和意大利文，并阅读了世界著名的物理、化学著作。显然，牛顿的著作也在其中。很明显，在大学里，瓦特完成了一个工匠向工程师的转变过程。1764年瓦特在大学修理仪器期间，学校曾经把一台旧式的纽可门蒸汽机交给他修理。他通过大量实验以及根据格拉斯哥大学教授布莱克提出的潜热、比热理论进行分析，对旧式蒸汽机进行深入研究，找出了旧式机器效率低的主要原因：除了漏汽、散热等造成热量的浪费外，主要缺陷在于每一冲程都要用冷水将汽缸冷却一次，从而耗了大量热量，使绝大部分蒸汽没有被有效利用。针对这一缺陷，瓦特提出了减少蒸汽消耗，提高热机效率的两项措施：一、为了使汽缸始终保持蒸汽所必须具有的温度，必须在汽缸外加上绝热外套或通以蒸汽或用其他方法对汽缸加热；二、使作功后的蒸汽尽可能快地冷却，液化成水并要使这一过程在汽缸外进行，为此必须设置一个独立于汽缸的冷凝器，在机械传动方面也要改进。他决心自己制造一台新的蒸汽机，来改进旧机器的不足。瓦特自筹资金，租了间地下室，买了必要的设备，反复实验，经历了无数次挫折和失败，在工人的帮助下，终于发明了与汽缸分离的冷凝器，解决了制造精密汽缸、*的工艺问题，同时采用油润滑*，汽缸外附加绝热层等措施，先制成了单动作蒸汽机。

　　瓦特在研制蒸汽机的过程中采用了与以往工匠们不同的做法，首先是根据科学原理进行计算，然后绘制图形后再进行实验，根据实验结果再做改进。这种做法显然是工程师的思维方式。瓦特在研制蒸汽机的过程中得到了格拉斯哥大学的教授们的支持，后期成为伯明翰地区著名的科学社团“银月学社”的主要成员之一。参加这个学社的大多都是本地的一些科学家、工程师、学者以及科学爱好者。经博尔顿的介绍，瓦特参加了银月学社。在银月学社活动期间，由于与化学家普里斯特利等交往，瓦特对当时人们关注的气体化学与热化学有了更多的了解，为他后来参加水的化学成分的争论奠定了基础。更重要的是，银月学社的活动使瓦特进一步增长了科学见识，活跃了科学思想。在经济上，瓦特在最初的研制中曾经债台高筑，据瓦特理论计算，新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。从理论上说，瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸汽机，但是，要把理论上的东西变为实际上的东西，把图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机，还要走很长的路。瓦特辛辛苦苦造出了几台蒸汽机，但效果反而不如纽可门蒸汽机，甚至四处漏气，无法开动。当瓦特心灰意冷准备前往俄国的时候，一位有钱的工程师兼企业家留住了瓦特，他就是介绍瓦特加入银月社的博尔顿，由于研制蒸汽机耗资巨大，使博尔顿也濒临破产，但他仍然给瓦特以慷慨的赞助。后经继续试验，在1782年，瓦特发明了具有连杆、飞轮和离心调速器的双动作蒸汽机，制成了新的可实用的蒸汽机。这种双动作式蒸汽机，把阀门安装得可利用蒸汽的压力来推动*，既可向前又可向后。并借助连杆和飞轮把*的直线运动变成了圆周运动。为了保持蒸汽机的匀速运转，他把一个离心调速器连接在进汽活门上，使其自动调节进汽量。这种装置是最早在技术上使用的自动控制器。他设计了一个和汽缸分离的冷凝器，将高温蒸汽从气缸中导出并冷却，使得主要汽缸能保持一定温度。同时他提高了汽缸的精密度，把*和阀门也做得光滑、严密。从而比纽科门蒸汽机大大提高了热效率和可靠性。由于这种蒸汽机把往复的直线运动变成为连续而均匀的圆周运动，因而可以经过传动装置带动一切机器运转，成为能普遍用于工业和交通运输业的“万能动力机”。这种高效率的蒸汽机很快取代了旧式的蒸汽机，被各工业部门迅速采用。从此，动力机、传动机和工作机组成了机器生产系统，成为产业近代化的核心。1782年　瓦特的双向式蒸汽机取得专利，同年他发明了一种标准单位：马力。到1800年即瓦特的基本专利权期满终止时，已有500台左右的博尔顿…瓦特蒸汽机在使用中，博尔顿的投资得到了回报。英国国王参观博尔顿的工厂的时候，博尔顿告诉国王：“我们正在制造力量。”力量，毫无疑问，正是这种力量决定了一切，他不但提高了工厂的效率，他还改变了整个世界的格局。

工业革命的开始（三）
蒸汽机的出现是工业革命开始加速，当时的一本英国刊物称：“工程技术的贡献大于战争与外交，它的贡献大于教堂和大学，它的贡献大于抽象的哲学与文学，在改革社会方面，它的贡献大于我们法律所做的贡献。”对于财富和荣誉的渴求，使几乎所有的英国人都陷入了一种对新技术、新发明的狂热崇拜之中。一百多年后的美国同样陷入了这种狂热中，导致电力的广泛应用，离我们最近的一次是计算机的普及与应用。这种对工程技术的狂热与崇拜将全社会的资源都投入到对技术与发明的改造中，而工程师们则成为英雄的化身。这种文化从来没有出现在中国，不能不说是一种悲哀。

　　1785年，若丁汉建立了第一个蒸汽机纺纱厂，1806年，曼切斯特建立了第一个蒸汽机织布厂。随后，一批批以蒸汽机作为动力的工厂在英国建立起来。瓦特发明的蒸汽机开始推动英国社会从商业社会向