德國在第一次工業(yè)革命中的重大發(fā)明

【專家解說】：　　第一次工業(yè)革命 　　美國工業(yè)革命的條件有一定的特殊性，也可說是得天獨厚之處。這當然要首推它的“西進運動”。美國獨立后，通過吞并、廉價購買等等手段，不斷向西擴張領(lǐng)土。到19世紀中葉，已成為東起太平洋，西瀕大西洋，北接加拿大，南連墨西哥的領(lǐng)土遼闊的大國。僅半個多世紀，領(lǐng)域便增加了7倍半。西部領(lǐng)土的礦產(chǎn)、水利和森林資源都很豐富，而且土地肥沃，氣候適宜，還有漫長的海岸線和優(yōu)良的港口。這就為它的工業(yè)化和農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了良好的條件。 　　美國農(nóng)業(yè)發(fā)展迅猛，成為世界上最大的糧食出口國之一。在不長的時間里，美國經(jīng)濟的專業(yè)化布局便形成起來。東北部是傳統(tǒng)的工業(yè)區(qū)，西部是遼闊的農(nóng)業(yè)區(qū)，而且依自然環(huán)境的不同，出現(xiàn)了“小麥王國”、“牧牛王國”、“棉花王國”和葡萄園區(qū)。這種在經(jīng)濟發(fā)展的客觀規(guī)律支配下自然形成的區(qū)域經(jīng)濟專業(yè)化，是美國經(jīng)濟發(fā)展中的一大特點，也為工業(yè)革命的發(fā)展提供了十分有利的條件。工業(yè)化的北部，棉花、甘蔗的重要產(chǎn)地南部，產(chǎn)糧為主的西部，都需要互補，需要加強商品交流。各地區(qū)之間的貿(mào)易額成倍增長，甚至成10倍地增長。美國工業(yè)革命所擁有的國內(nèi)市場條件，是其他國家難以望其項背的。另外，隨著內(nèi)戰(zhàn)中北方的勝利，戰(zhàn)后重建南方的過程也使南方成為頗具吸引力的投資場所。 美國經(jīng)濟發(fā)展中存在著一個大的難題，就是勞動力的嚴重缺乏。19世紀初年，美國人口只有700萬左右。到19世紀中葉，國土面積如此龐大，人煙更顯得稀少。年輕的美國以開放的氣勢，大量吸收外來移民，才使這個問題得到了相當程度的緩解。僅19世紀后半期，移居美國的人口就有2700萬之多。美利堅合眾國居民的主體，就是由外來移民構(gòu)成的。 美國工業(yè)革命便是在這樣的背景和環(huán)境下進行的。美國在獨立后的一段日子里，政治上雖已取得主權(quán)國家的地位，但在經(jīng)濟上卻還一時無法擺脫對英國的依附。因此，工業(yè)革命也是它爭得經(jīng)濟獨立的出路。在促進工業(yè)革命方面，聯(lián)邦政府的政策起了很大的積極作用。它建立國家銀行，發(fā)行紙幣，吸收游資，貸款給工業(yè)界；實行關(guān)稅保護；鼓勵科技進步，實施專利法，等等。政府的支持，是美國工業(yè)革命又一個有利條件。 　　與英國一樣，美國的工業(yè)革命也開始于棉紡織業(yè)。還在18世紀末，美國人便仿造了珍妮紡紗機。不久又發(fā)明了軋棉機，將清理原棉的效率提高近百倍。19世紀初又從英國引進織布技術(shù)。東北部的新英格蘭地區(qū)迅速發(fā)展為棉紡織業(yè)中心。隨后，服裝、制革、玻璃、毛紡等行業(yè)也實現(xiàn)了使用機器生產(chǎn)。 南北戰(zhàn)爭后，工業(yè)革命有了飛速進展，尤其是重工業(yè)發(fā)展更快。采礦、冶金、石油開采和提煉等行業(yè)，都以10倍甚至幾十倍的速度發(fā)展，呈現(xiàn)出一派繁榮景象。這之中，有兩個巨大的國內(nèi)刺激因素。一是開發(fā)西部造成的對農(nóng)業(yè)機械的急切需要。二是為溝通東西部交通而掀起的鐵路建設(shè)高潮。這兩大因素既是工業(yè)革命的強勁的推動力量，其本身又成為工業(yè)革命的成果和重要組成部分。 　　修鐵路、制造機車、客車、貨車，自然為鋼鐵業(yè)特別是鋼軌軋制業(yè)提供了巨大的市場。同時，鐵路建設(shè)也是包括車站修建、枕木供應(yīng)、車廂設(shè)備、管理和服務(wù)人員的招聘與培訓(xùn)等等眾多項目的綜合性事業(yè)，從各個方面促進了工業(yè)革命。 　　第二次工業(yè)革命 　　美國第二次工業(yè)革命以電力為主要標志，它包括電力、無線電、內(nèi)燃技術(shù)、冶金、化工等多方面的技術(shù)革新。用電力代替蒸汽動力，標志著工業(yè)電氣化的開端。 　　第二次工業(yè)革命是以自然科學(xué)的發(fā)展為先導(dǎo)，從發(fā)電機的制造和應(yīng)用開始的。19世紀初電磁學(xué)、電化學(xué)和熱力學(xué)取得巨大進展，1831年英國科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)，為創(chuàng)造發(fā)電機和電動機提供了基本原理。不久電機在英國和德國相繼問世。美國的科技人員及時引進了歐洲先進的電學(xué)理論和技術(shù)成果，并進行了獨創(chuàng)性的研究和應(yīng)用。著名發(fā)明家愛迪生首先將自激式發(fā)電機應(yīng)用于照明，1879年發(fā)明了白熾電燈泡。1882年9月4日，在紐約珍珠街建立起第一座火力發(fā)電站，用6臺“巨象”發(fā)電機向85個單位、2300盞電燈供電，①開辟了美國第一個電力照明系統(tǒng)，它標志著美國第二次工業(yè)革命的開始。 　　美國大規(guī)模用電的轉(zhuǎn)折點是在交直流大論戰(zhàn)之后。愛迪生研制的直流發(fā)電機為110伏，電壓低、輸電距離短。1886年威斯汀豪斯公司的特斯拉發(fā)明了交流發(fā)電機，并建起了一座交流發(fā)電站。這時美國掀起了一場交直流輸電的大論戰(zhàn)，由于交流輸電成本低、功率大，電路耗損小，最后交流輸電法取勝，并在美國和歐洲推廣。1895年采用三相交流系統(tǒng)的尼亞加拉大型水電站建成，輸出電力15000匹馬力。②到1917年，全國僅公用電站就有4364座，發(fā)電量438億度，③美國電力工業(yè)躍居世界第一位。大型火力和水力發(fā)電站的建立，不但為照明提供了光源，而且為工業(yè)生產(chǎn)和社會生活創(chuàng)造了強大的動力和能源。1888年特斯拉發(fā)明了交流電動機，它與傳統(tǒng)的各種機械相結(jié)合，使電力廣泛地應(yīng)用于工業(yè)，1914—1927年在制造業(yè)中使用的電力由占動力總量的39%提高到78%，④電力迅速取代蒸汽動力在工業(yè)中占據(jù)了統(tǒng)治地位。 　　電氣技術(shù)的興起，一方面引起動力革命，另方面也激起了通訊革命。因為電不僅能傳輸能量，也能傳遞信息，電從誕生開始就顯示了為現(xiàn)代社會充當動脈和神經(jīng)的雙重職能。1837年，美國電學(xué)家享利發(fā)明了電報機，1845年在華盛頓和巴爾的摩之間架設(shè)了有線電報系統(tǒng)。1876年，貝爾發(fā)明了電話機，1891年斯特羅齊制成了電動交換機，從此電話進入普及階段，1880——1900年全美電話由47000臺猛增到1000萬臺。20世紀初美國又引進了無線電技術(shù)，1906年德雷福斯發(fā)明了三級管，1920年世界上第一個廣播電臺一美國的“KOKA電臺”正式廣播，到1924年美國已有500家電臺。電訊、廣播事業(yè)的發(fā)展，使信息技術(shù)跨入一個新的時代。 　　第二次工業(yè)革命另一具有重大意義的技術(shù)改造是內(nèi)燃機的發(fā)明和應(yīng)用，促進了汽車和航空工業(yè)的興起。1886年德國人奧托研制成功內(nèi)燃機，1886年本茨發(fā)明了第一臺汽車。美國在19世紀90年代才引進汽車制造技術(shù)，由于石油資源豐富，鋼鐵供應(yīng)充足，橡膠工業(yè)也已興起，所以汽車工業(yè)比歐洲各國都發(fā)展迅速。1893年杜里埃兄弟制造了第一臺汽車，1899年已有30家汽車制造商，但造價高、質(zhì)量差。1903年創(chuàng)辦“福特汽車公司”，1906年生產(chǎn)福特設(shè)計的A型汽車，1908年又研制成功T型汽車，并采用了零件標準化和固定裝配線，1913—1914年又改用流動裝配線，提高了生產(chǎn)效率并降低了成本，每輛汽車的售價從1908年的850元降到1929年的260元。1900至1929年美國汽車的登記總數(shù)由8000輛猛增到2675萬輛，平均每4個人就有一輛汽車，美國已成為“汽車王國”。內(nèi)燃機的發(fā)明也為人們翱翔天空提供了理想的能源，1903年萊特兄弟發(fā)明了第一架飛機，到第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束時，美國已有24家飛機制造廠，年生產(chǎn)飛機21000架。汽車和航空工業(yè)的興起標志著交通運輸業(yè)的第二次革命，它推動了鋼鐵、石油、橡膠和精密儀器儀表工業(yè)的發(fā)展。 　　內(nèi)燃機、電機的應(yīng)用和汽車、航空工業(yè)的發(fā)展，改變了原有的工業(yè)體系，對鋼鐵和各種原材料的質(zhì)量和規(guī)格提出了新的要求，從而推動了冶金工業(yè)的新發(fā)展和燃料化工、高分子合成等新型工業(yè)的勃興。在冶金工業(yè)中，平爐和轉(zhuǎn)爐煉鋼方法的大規(guī)模推廣以及電爐煉鋼、吹氧煉鋼兩種新技術(shù)的發(fā)明，使美國的鋼產(chǎn)量在1889年躍居世界首位。1898和1906年泰勒同懷特又研究成功以鎢和鉻為主要合金成分的高速鋼，使機械加工效率空前提高。這樣鋼鐵工業(yè)不僅在產(chǎn)量上飛速增長，在品種和質(zhì)量上也日新月異，美國進入名符其實的“鋼鐵時代”。內(nèi)燃機的應(yīng)用促進石油工業(yè)的發(fā)展，1859年德雷克發(fā)明了石油鉆井技術(shù)，19世紀末許多煉油廠采用了分餾和裂化的提煉方法，使煉油實現(xiàn)了機械化、自動化。化學(xué)工業(yè)和高分子合成工業(yè)也蓬勃興起，制堿、化學(xué)肥料、塑料、合成染料、人造纖維、人造石墨、炸藥等新技術(shù)紛紛出現(xiàn)。到20世紀20年代，以電力、電器、冶金、汽車、飛機、石油等重工業(yè)為主體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)確立。以電力技術(shù)為主導(dǎo)，與內(nèi)燃、冶金、化工技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)體系，改造和裝備了國民經(jīng)濟的各個部門，美國第二次工業(yè)革命基本完成，它由“蒸汽時代”、“紡織時代”，跨入了“電氣時代”和“鋼鐵時代”。