自然辯證法概論講義( 兩次技術革命)

兩次技術革命主講人：陳紅兵東北大學文法學院近代技術的興起與工業(yè)革命牛頓力學的建立標志著近代自然科學的形成，經(jīng)過18世紀科學實驗材料的積累，19世紀進入了近代自然科學全面繁榮的時代。就在18世紀中葉到19世紀中葉的期間內，首先在英國，繼之在法國、美國、德國爆發(fā)了工業(yè)革命。它是以技術革命為巾心內容的一場社會變革。它以工作機的革命為起點，以蒸汽動力的發(fā)明和普遍應用為主要標志，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)展的結果，又為資本主義的鞏固提供了堅實的技術基礎，并造成了生產(chǎn)力的空前發(fā)展，為自然科學的發(fā)展和應用開辭了廣闊的道路，加速了科學和技術相互促進的進程。近代技術的興起工作機的發(fā)明與應用（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、飛輪和離心調速器的雙向蒸汽機機床的發(fā)明與應用開始用機器制造機器，是十八世紀工業(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史上的重大創(chuàng)新蒸汽－機器時代的技術體系

任何技術上的發(fā)明和應用，總是和其他系列技術的發(fā)明和應用密切聯(lián)系著，由此使一項技術和另一項技術之間，一類技術之間或各類技術之間，依社會目的和自然規(guī)律的要求相互聯(lián)系起來，形成一個有特定結構功能的整體，這個有特定結構功能的整體就叫做技術體系。在不同的歷史條件下，整個社會的技術體系是不同的。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體系。蒸汽動力的推動輪船、火車的發(fā)明與交通運輸技術的變革工業(yè)技術體系的形成從18世紀中葉紡織機的發(fā)明和應用開始，在蒸汽動力的帶動下，連鎖地引起了一系列產(chǎn)業(yè)部門的技術變革。它不僅表現(xiàn)在如前所述的能源動力技術、機械加工技術、交通運輸技術方面，在采掘（特別是采煤）、原材料生產(chǎn)、通訊技術、建筑技術等方面也都有了躍進式的進步。工業(yè)革命的技術特征和后果工業(yè)革命的技術特征技術的發(fā)展是連續(xù)的，同時又顯現(xiàn)出某些階段性。到19世紀五六十年代，蒸汽一機器時代的技術體系已經(jīng)形成了。這一技術體系與以前的以農(nóng)業(yè)為中心的技術體系不同，與19世紀中葉逐漸孕育并開始形成的以電氣的應用為中心的技術休系也不同。蒸汽一機器時代技術體系的特征，主要表現(xiàn)在如下的幾個方面：（1）在科學和技術的關系上，工業(yè)革命初期的許多技術發(fā)明主要還是工匠們的經(jīng)驗結果，科學只起了輔助作用。（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，技術活動的主角從工匠轉移到工程師。工業(yè)革命的后果（1）工業(yè)革命中的技術發(fā)展首先造成了生產(chǎn)力的巨大進步。（2）工業(yè)革命中的技術進步提高了生產(chǎn)的社會化程度。近代技術的發(fā)展——以電氣為中心的技術革命

從19世紀中葉至第一次世界大戰(zhàn)前，歐美發(fā)達國家陸續(xù)完成了工業(yè)革命。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對于動力、材料、通訊等技術又不斷提出了新的要求，原有的以蒸汽動力為中心的技術體系的矛盾也日益表面化。19世紀以來自然科學在各個領域的全面發(fā)展，則為技術上的新發(fā)明提供了科學前提。以電氣為巾心的一些技術在原有的技術體系中孕育，并在19世紀中葉以后逐漸運用于生產(chǎn)，由此觸發(fā)了技術發(fā)展史上又一次技術革命。史稱以電氣為中心的技術革命。鋼鐵與材料技術的發(fā)展熱機的新發(fā)明與應用電能－技術革命的主角以電氣為中心的技術革命的特點與后果鋼鐵與材料技術的發(fā)展煉鐵技術的新進展1847年凱利空氣沸騰法1855年貝塞麥吹氣精煉法酸性轉爐1864年馬丁西門子－馬丁平爐煉鋼法1878年托馬斯堿性轉爐煉鋼法二戰(zhàn)后純氧頂吹轉爐法冶金技術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)明與應用

19世紀上半葉，蒸汽動力獲得廣泛的應用。特別是作為輪船、火車的動力以及需要集巾供應動力的地方，蒸汽動力是十分有效的。蒸汽機通過無數(shù)人的改進，在19世紀巾葉已進入成熟期，而成熟期的技術已經(jīng)達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原理之上的另一種熱機的發(fā)明和應用，它就是內燃機。內燃機的發(fā)明與改進1838年萊特壓縮式內燃機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——技術革命的主角

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

然而，無論上述哪一種技術上的發(fā)明和應用，都不能和電的發(fā)明和應用相比擬。電能不僅可以為工業(yè)提供一種新動力，而且在電能所能達到的一切領域，都使那里的技術發(fā)生根本性的變化。電的應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，以至人們把電氣廣泛應用的20世紀稱為電氣時代，而這個電氣時代是從19世紀下半期開始的。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最早的應用領域，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，才開始了電力的應用。其原因不在于技術而在于經(jīng)濟。在19世紀初，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燃機。因此，發(fā)電機與電動機的發(fā)明和應用在開始時，并非完全出于動力的需要，電燈的發(fā)明和應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革命的特點與后果以電氣的發(fā)明和應用為中心的技術革命是近代工業(yè)革命以來的又一次技術革命。如果把蒸汽一機器時代的技術革命稱之為第一次技術竿命，這一次則可稱之為第二次技術革命。這次技術革命使蒸汽一機器時代所形成的技術體系發(fā)生了根本變革，并具有許多新的特點。第二次技術革命是在以電氣為中心的一群技術的基礎上發(fā)生的，其中包括鋼鐵材料技術、內燃動力技術、有機合成技術、無線電通訊技術等，電氣技術則是這一群技術的主導技術。這樣一個技術群幾乎同時興起，使原有的技術體系的各個方面都發(fā)生了變革。第二次技術革命中的技術發(fā)明主要是科學的結果，這一點與蒸汽一機器時代的技術發(fā)明不同。沒有電磁理論就沒有電機和無線電技術的發(fā)明，沒有化學的實驗研究就沒有化學合成技術的發(fā)展。因此可以認為，從這一次技術革命起，科學與技術的關系已發(fā)生了巨大變化，技術逐漸成了科學的應用，科學成了技術的先導。隨著技術的發(fā)展，這一特點更加明顯了。第一次技術革命中的多數(shù)技術發(fā)明都是個人發(fā)明家的創(chuàng)遣，但第二次技術革命中的許多發(fā)明則出自實驗室。隨著技術上的創(chuàng)造日益需要科學的指引需要比較多的儀器、設備和多方面的協(xié)作以及較多的研究費用，在第二次技術革命中陸續(xù)建立了一批工業(yè)實驗室。1876年愛迪生在美國新澤