自然辯證法概論講義( 兩次技術(shù)革命)

兩次技術(shù)革命主講人：陳紅兵東北大學(xué)文法學(xué)院近代技術(shù)的興起與工業(yè)革命牛頓力學(xué)的建立標(biāo)志著近代自然科學(xué)的形成，經(jīng)過18世紀(jì)科學(xué)實驗材料的積累，19世紀(jì)進入了近代自然科學(xué)全面繁榮的時代。就在18世紀(jì)中葉到19世紀(jì)中葉的期間內(nèi)，首先在英國，繼之在法國、美國、德國爆發(fā)了工業(yè)革命。它是以技術(shù)革命為巾心內(nèi)容的一場社會變革。它以工作機的革命為起點，以蒸汽動力的發(fā)明和普遍應(yīng)用為主要標(biāo)志，迎來了人類發(fā)展史巨個嶄新的時代——機器大工業(yè)時代。蒸汽－機器時代的到來，是資本主義生產(chǎn)方式發(fā)展的結(jié)果，又為資本主義的鞏固提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)，并造成了生產(chǎn)力的空前發(fā)展，為自然科學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用開辭了廣闊的道路，加速了科學(xué)和技術(shù)相互促進的進程。近代技術(shù)的興起工作機的發(fā)明與應(yīng)用（工業(yè)革命的第一階段）1733年凱伊飛梭提高織布的速度1733年惠特滾輪式紡紗機揭開工業(yè)革命的序幕1765年哈格里沃斯珍妮機1768年阿克萊特水力滾筒紡紗機1774-1779年克倫普頓騾機蒸汽動力的發(fā)明（工業(yè)革命的第二階段）如果說工業(yè)革命出生于工作機的變革，則工業(yè)革命的進一步發(fā)展就必須有動力機的創(chuàng)新。1698年薩弗里蒸汽泵1712年紐可門活塞式大氣壓蒸汽機1769年瓦特蒸汽機1782年瓦特具有連桿、飛輪和離心調(diào)速器的雙向蒸汽機機床的發(fā)明與應(yīng)用開始用機器制造機器，是十八世紀(jì)工業(yè)革命的第三階段。1775年威爾金森鏜床1794年莫茲利移動刀架機械技術(shù)史上的重大創(chuàng)新蒸汽－機器時代的技術(shù)體系

任何技術(shù)上的發(fā)明和應(yīng)用，總是和其他系列技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用密切聯(lián)系著，由此使一項技術(shù)和另一項技術(shù)之間，一類技術(shù)之間或各類技術(shù)之間，依社會目的和自然規(guī)律的要求相互聯(lián)系起來，形成一個有特定結(jié)構(gòu)功能的整體，這個有特定結(jié)構(gòu)功能的整體就叫做技術(shù)體系。在不同的歷史條件下，整個社會的技術(shù)體系是不同的。隨著工業(yè)革命的發(fā)展，逐漸形成了蒸汽一機器時代的技術(shù)體系。蒸汽動力的推動輪船、火車的發(fā)明與交通運輸技術(shù)的變革工業(yè)技術(shù)體系的形成從18世紀(jì)中葉紡織機的發(fā)明和應(yīng)用開始，在蒸汽動力的帶動下，連鎖地引起了一系列產(chǎn)業(yè)部門的技術(shù)變革。它不僅表現(xiàn)在如前所述的能源動力技術(shù)、機械加工技術(shù)、交通運輸技術(shù)方面，在采掘（特別是采煤）、原材料生產(chǎn)、通訊技術(shù)、建筑技術(shù)等方面也都有了躍進式的進步。工業(yè)革命的技術(shù)特征和后果工業(yè)革命的技術(shù)特征技術(shù)的發(fā)展是連續(xù)的，同時又顯現(xiàn)出某些階段性。到19世紀(jì)五六十年代，蒸汽一機器時代的技術(shù)體系已經(jīng)形成了。這一技術(shù)體系與以前的以農(nóng)業(yè)為中心的技術(shù)體系不同，與19世紀(jì)中葉逐漸孕育并開始形成的以電氣的應(yīng)用為中心的技術(shù)休系也不同。蒸汽一機器時代技術(shù)體系的特征，主要表現(xiàn)在如下的幾個方面：（1）在科學(xué)和技術(shù)的關(guān)系上，工業(yè)革命初期的許多技術(shù)發(fā)明主要還是工匠們的經(jīng)驗結(jié)果，科學(xué)只起了輔助作用。（2）由工作機、傳動機、動力機所組成的機器體系的出現(xiàn)，是這一技術(shù)體系的又一重要特征。（3）工業(yè)革命以前，要求工人具有高超的經(jīng)驗和技能。在機器時代到來之后，產(chǎn)生了工匠與工程師的分工，技術(shù)活動的主角從工匠轉(zhuǎn)移到工程師。工業(yè)革命的后果（1）工業(yè)革命中的技術(shù)發(fā)展首先造成了生產(chǎn)力的巨大進步。（2）工業(yè)革命中的技術(shù)進步提高了生產(chǎn)的社會化程度。近代技術(shù)的發(fā)展——以電氣為中心的技術(shù)革命

從19世紀(jì)中葉至第一次世界大戰(zhàn)前，歐美發(fā)達(dá)國家陸續(xù)完成了工業(yè)革命。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對于動力、材料、通訊等技術(shù)又不斷提出了新的要求，原有的以蒸汽動力為中心的技術(shù)體系的矛盾也日益表面化。19世紀(jì)以來自然科學(xué)在各個領(lǐng)域的全面發(fā)展，則為技術(shù)上的新發(fā)明提供了科學(xué)前提。以電氣為巾心的一些技術(shù)在原有的技術(shù)體系中孕育，并在19世紀(jì)中葉以后逐漸運用于生產(chǎn)，由此觸發(fā)了技術(shù)發(fā)展史上又一次技術(shù)革命。史稱以電氣為中心的技術(shù)革命。鋼鐵與材料技術(shù)的發(fā)展熱機的新發(fā)明與應(yīng)用電能－技術(shù)革命的主角以電氣為中心的技術(shù)革命的特點與后果鋼鐵與材料技術(shù)的發(fā)展煉鐵技術(shù)的新進展1847年凱利空氣沸騰法1855年貝塞麥吹氣精煉法酸性轉(zhuǎn)爐1864年馬丁西門子－馬丁平爐煉鋼法1878年托馬斯堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法二戰(zhàn)后純氧頂吹轉(zhuǎn)爐法冶金技術(shù)1868-1882年穆舍自硬鋼1882年哈德菲爾德錳鋼1889年萊利鎳鋼1854年德維爾開始煉鋁1866年霍耳、桑特電解煉鋁法熱機的新發(fā)明與應(yīng)用

19世紀(jì)上半葉，蒸汽動力獲得廣泛的應(yīng)用。特別是作為輪船、火車的動力以及需要集巾供應(yīng)動力的地方，蒸汽動力是十分有效的。蒸汽機通過無數(shù)人的改進，在19世紀(jì)巾葉已進入成熟期，而成熟期的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了它的功能的極限。人們發(fā)現(xiàn)這種所謂的“萬能的原動機”其實并不萬能。在原有的蒸汽機原理的基礎(chǔ)上，無論怎樣改進也不能消除熱效率低且笨重等缺點，它已滿足不了人們對動力的新要求。由此，才有了建立在新技術(shù)原理之上的另一種熱機的發(fā)明和應(yīng)用，它就是內(nèi)燃機。內(nèi)燃機的發(fā)明與改進1838年萊特壓縮式內(nèi)燃機1860年雷諾二沖程煤氣機1876年奧托、戴姆勒四沖程臥式煤氣機1883年戴姆勒汽油機1892年狄塞爾壓燃點火式柴油發(fā)動機電能——技術(shù)革命的主角

從19世紀(jì)中葉開始到20世紀(jì)初．是整個社會的技術(shù)體系結(jié)構(gòu)發(fā)生革命性變革的過渡時期。鋼鐵技術(shù)的發(fā)展，不僅適應(yīng)了蒸汽一機器時代對材料的需要，又為新技術(shù)體系的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；內(nèi)燃機的發(fā)明和應(yīng)用，是蒸汽動力技術(shù)發(fā)展的繼續(xù)，同時又為新技術(shù)體系提供了一種嶄新的動力。這些技術(shù)的發(fā)明及其應(yīng)用無疑都是技術(shù)發(fā)展史上的重大變化。

然而，無論上述哪一種技術(shù)上的發(fā)明和應(yīng)用，都不能和電的發(fā)明和應(yīng)用相比擬。電能不僅可以為工業(yè)提供一種新動力，而且在電能所能達(dá)到的一切領(lǐng)域，都使那里的技術(shù)發(fā)生根本性的變化。電的應(yīng)用不僅促進了能源動力的變革，它在改善人類生活方面也比蒸汽作出了更大的貢獻(xiàn)，以至人們把電氣廣泛應(yīng)用的20世紀(jì)稱為電氣時代，而這個電氣時代是從19世紀(jì)下半期開始的。有線電報與電話1833年高斯、韋伯電磁式有線電報1835年莫爾斯電報機1877年貝爾電話電報電話通訊是弱電技術(shù)最早的應(yīng)用領(lǐng)域，所用能源是只能產(chǎn)生直流電的電池。電機的發(fā)明電池滿足了電報電話用電的需要，但是不能提供強大的動力。自從法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律并由麥克斯韋完成電磁理論方程之后，用機械力發(fā)電和用電來輸送動力的基本原理已經(jīng)形成，但距1821年法拉第最先演示了電動機的模型試驗之后50年，才開始了電力的應(yīng)用。其原因不在于技術(shù)而在于經(jīng)濟。在19世紀(jì)初，固定式蒸汽機已能提供比較大而且集中的動力，蒸汽機也滿足了機車和船舶動力的需要。之后，伴隨小型機械化的需要又有了內(nèi)燃機。因此，發(fā)電機與電動機的發(fā)明和應(yīng)用在開始時，并非完全出于動力的需要，電燈的發(fā)明和應(yīng)用才為電的普遍需要開辟了道路。1845年惠斯通電磁鐵發(fā)電機1866年西門子自激式發(fā)電機1870年格拉姆環(huán)狀電樞自激直流發(fā)電機1873年阿爾狄涅克鼓狀電樞自激式直流發(fā)電機以電氣為中心的技術(shù)革命的特點與后果以電氣的發(fā)明和應(yīng)用為中心的技術(shù)革命是近代工業(yè)革命以來的又一次技術(shù)革命。如果把蒸汽一機器時代的技術(shù)革命稱之為第一次技術(shù)竿命，這一次則可稱之為第二次技術(shù)革命。這次技術(shù)革命使蒸汽一機器時代所形成的技術(shù)體系發(fā)生了根本變革，并具有許多新的特點。第二次技術(shù)革命是在以電氣為中心的一群技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)生的，其中包括鋼鐵材料技術(shù)、內(nèi)燃動力技術(shù)、有機合成技術(shù)、無線電通訊技術(shù)等，電氣技術(shù)則是這一群技術(shù)的主導(dǎo)技術(shù)。這樣一個技術(shù)群幾乎同時興起，使原有的技術(shù)體系的各個方面都發(fā)生了變革。第二次技術(shù)革命中的技術(shù)發(fā)明主要是科學(xué)的結(jié)果，這一點與蒸汽一機器時代的技術(shù)發(fā)明不同。沒有電磁理論就沒有電機和無線電技術(shù)的發(fā)明，沒有化學(xué)的實驗研究就沒有化學(xué)合成技術(shù)的發(fā)展。因此可以認(rèn)為，從這一次技術(shù)革命起，科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系已發(fā)生了巨大變化，技術(shù)逐漸成了科學(xué)的應(yīng)用，科學(xué)成了技術(shù)的先導(dǎo)。隨著技術(shù)的發(fā)展，這一特點更加明顯了。第一次技術(shù)革命中的多數(shù)技術(shù)發(fā)明都是個人發(fā)明家的創(chuàng)遣，但第二次技術(shù)革命中的許多發(fā)明則出自實驗室。隨著技術(shù)上的創(chuàng)造日益需要科學(xué)的指引需要比較多的儀器、設(shè)備和多方面的協(xié)作以及較多的研究費用，在第二次技術(shù)革命中陸續(xù)建立了一批工業(yè)實驗室。1876年愛迪生在美國新澤