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和其他科学家做了一些同建筑和工程有关的实验；地质学家德马雷斯任法国
工业总监时，提出了许多关于布匹、纸张、乳酪等制造的报告；夏普、罗伊
泽尔、萨尔瓦和其他人发明了电报系统。同时，这个时期的有些工匠，尤其
是瓦特则本着一种严格的科学精神进行了一些实验。
欧洲各国在18世纪时已先后取得了资产阶级革命的胜利，摆脱了阻碍生
产力发展的封建羁绊。资本的原始积累使资产者获得了大量金钱，使成千上
万的农民破产为“自由的”劳动者。工场手工业的发展和分工的扩大，造成
了一大批熟练工人，在技术改进上积累了经验，使应用机器进行生产成为可
能。十七八世纪的科学技术，为生产的发展提供了许多发现和发明，在这种
情况下，在这些条件具备得更充分的英国和相继而起的其他一些国家，开始
了工业革命。
1。纺织技术
在18世纪的上半期，英国的工场手工业进入了前所未有的勃兴时期。以
牛顿的力学为理论基础，以钟表的机械工艺为技术基础，各种最初的机械工
艺迅速发展起来，特别是各种工作机迅速涌现出来。但各种工作机的原动力
最初都还是以各种自然力，特别是以人力为动力的，这就有两个突出的技术
问题相继被提了出来：第一，如何进一步提高工作机本身的工作效率；第二，
如何进一步提高工作机所需要的原动力。第一个问题导致了工作机的革命，
第二个问题则导致了动力机的革命。
如果说，动力机的革命曾经是第一次工业革命的主旋律的话，那么工作
机的革命则是第一次工业革命的前奏曲。因为“工业革命首先涉及到的是机
①
器上进行工作的那一部分。动力一开始在这里还是人本身” 。
在由工场手工业向机器大工业的转化过程中，由于圈地运动的进一步发
展与海外贸易市场的进一步扩大，棉织工业与毛纺工业成为当时英国的工场
手工业的带头行业。同时，由于纺织工业本身具有投资少、见效快、利润高
① 马克思：《机器、自然力和科学的应用》，人民出版社1978年版，第55页。
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等特点，因此使它成为当时工场手工业的中坚。这样，第一次工业革命的风
云便最先在纺织工场手工业中兴起。
1733年，一家棉织工场的机械师凯伊发明飞梭。凯伊曾当过钟表匠，掌
握熟悉的机械工艺。他把钟表中的一些工艺原理和工艺技巧用于织布机中，
终于发明了飞梭这种新的织布工具。带有飞梭的织机实际上是一种自动穿梭
的织机，尽管它的原动力仍然是人力，但其工效却比原来的纺机提高一倍多。
由于飞梭的发明，棉纱供不应求，因为当时的纺车基本上还是古老的手纺车。
据当时工场纺织业十分发达的曼彻斯特统计，五六个纺工纺一天的纱，仅能
供一个织工织一天，由于棉纱短缺，“纱荒”遍及英国，不少纺织场因此停
工。
织机的革命必然推动纺机的革命。自飞梭发明之后，人们一直致力于新
的纺机的研制，可是一直进展不大。1764年的一天，曼彻斯特有个兼做木工
的织工哈格里沃斯（？—1778年），在一次偶然的发现中受到启发。有一天，
他的妻子的纺车突然翻倒在地，但竖起来的纺绽和车轮仍在转动。他猛然想
到，几个纱绽并立在一起，不是仍可以用一个轮子来带动吗？经过反复研制，
他终于在1765年设计并制造出了一架可同时纺8个纱绽的新纺机。这样，把
纺纱的工效一下提高了8倍。为了纪念这次偶然的发现，哈格里沃斯以他女
儿珍妮的名字为这种新的纺机命了名。珍妮机一发明，便在纺纱行业中迅速
推广开来。后来，珍妮机的纱绽由原来的八个增加到十几个，纺纱工效也随
之提高到十几倍。遍及英国的纱荒，就基本上缓和了。
最初的珍妮机仍然是以人力为动力的。从工艺原理来看，珍妮机的纱绽
可以继续增加，可是作为珍妮机的原动力的人力有限，这就使珍妮机的改进
受到了限制。1769年，钟表匠阿克（1732—1792年）发明了一种以水力为动
力的纺纱机。这是一种以水力来转动纺轮的新的纺纱机，它是继珍妮机后纺
机的又一大进步。
1779年，一个童工出身的纺纱工克隆普顿（1753—1827年），对珍妮机
和水力纺纱机进行了综合分析，在综合这两种纺机的优点的基础上研制出了
一种被称为骡机的新纺纱机。骡机以水力为动力，一台螺机能带动近2千个
纱绽，这就使纺纱机的工效大大提高。
织机的革命曾推动过纺机的革命，纺机的革命反过来又必然推动织机的
革命。1785年，一个叫卡特赖特（1743—1823年）的机械师，在水力纺纱机
和骡机的启发下，发明了水力织布机。新的水力织布机的工效要比原来带有
飞梭的人力织布机的工效高40倍。由于水机织机的发明，又暂时缓和了织机
落后的矛盾。
以纺织机的革命为先导，印刷工业、造纸工业、榨油工业以及其他工业
的工作机的革命也相继发展起来。可是，无论什么行业的工作机的革命，当
它发展到一定程度时，都必然受到自然力这一原动力条件的限制。因此，第
一次工业革命便按自身发展的客观规律由工作机的革命向动力机的革命发展
了。
2。蒸汽机
英国资产阶级革命胜利后，工场手工业得到了迅速发展，大大增加了对
动力燃料和金属矿产的需求。到了17世纪中叶，已经历经近一个世纪发展的
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英国采煤业与采矿业，此时更加迅速地发展起来，这不仅直接推动了近代地
质学的发展，而且直接推动了近代动力技术科学的发展。
在近代地质学中，当火成论与水成论之争揭开近代地质学的序幕时，在
近代动力技术科学中，纽可门蒸汽机的诞生，也升起了近代动力技术科学的
曙光。纽可门蒸汽机的诞生，可以说直接源于采煤业与采矿业的推动作用。
近代蒸汽动力技术的产生，除了源于当时的社会生产直接推动作用外，
还源于当时的实验科学的长期孕育作用。在近代，最先研究蒸汽动力的，是
近代实验科学的先驱达·芬奇。后来，罗马山猫学院院士包尔塔（1538—1615
年）曾设计和研制一种用蒸汽压力提水的实验装置。这为后来的蒸汽动力技
术奠定了最初的实验科学基础。伽利略已经朦胧地意识到了大气压力与真空
的存在，他的学生、意大利物理学家托里拆利（1608—1647年）和维维安尼
（1622—1703年）最终揭开了大气压力和真空之谜。1650年，格里凯又发明
了真空泵。正是由于蒸汽压力实验、大气压力实验以及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识蒸汽、大气和真空的相
互作用。而这些重大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。
由蒸汽驱动的工业上通用的动力技术的发明和应用是18世纪工业革命
的第二阶段。随着纺织机和其他新的工作机的出现，要求动力也要有所变革：
工业革命起源于工作机的改变，发展于动力机的革命。
动力技术的变革首先发生于矿井排水的需要，在18世纪后半叶，英国的
各矿井中已普遍使用早期蒸汽动力——纽可门蒸汽抽水机。这时也有了对蒸
汽机结构和效率的实验研究，为蒸汽机的改进提供了资料。而瓦特 （1736—
1819年）发明的新的蒸汽动力机，是工业革命中最重大的事件。
瓦特原是格拉斯哥大学中从事仪器制作和修理的工匠。他在修理纽可门
蒸汽机时发现，这种蒸汽机的效率很低，大约为 1％，而且小蒸汽机的效率
又比大蒸汽