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因此，那些要去做出新发明的人，如果他们不是钟表工，那就是科学仪器的制造工，或者是请这些行业的工匠来帮助他的人，这事十分自然。举例说，瓦特就是一位科学仪器制造工。但即使是一个象瓦特这样的人，在他能够把钟表制造技术的精密性应用到更大一些的事业上面之前，他也不能不等待时机成熟。为了证明这一点，我们一定记得，如我前面讲过的，瓦特认为一个活塞之适合于某一汽缸的标准就是要看二者之间能否刚好塞进一个薄薄的六辩土铜币。
因此，我们一定得把航海术及其所需的仪器看作全面工业革命发生之前的工业革命的导火线。全面的工业革命是从蒸汽机发明的时候开始的。蒸汽机的第一个形式是简陋而不经济的纽可门机，供矿井抽水之用。十八世纪中叶，有人企图用蒸汽机来产生动力，但是失败了，他们的办法是用蒸汽机把水汲到位在高处的蓄水池里，然后利用水的下降来推动水轮。在人们采用了完善的瓦特机之后，这种笨拙的装置就废弃不用了，而瓦特机一下子就被工厂用于种种目的，就象它们之用于矿井的抽水一样。十八世纪末，工业中已经普遍采用了蒸汽机，江河上的汽船和陆地上的蒸气牵引机车的出现也是指日可待的事情了。
首先采用蒸汽机的地方就是用它来代替人力或畜力劳动形式最为残酷的地方：把水抽出矿井。在最好的情况下，这项工作是由牲畜来做的，即用马来推动简陋的机器。在最坏的情况下，例如新西班牙的银矿，这项工作是靠奴隶劳动来完成。只要矿井不倒塌，这项工作就没完没了，而且中间不能停顿下来。现在利用蒸汽机来代替这种奴隶劳动当然应该看作人道主义的一大进步。
但是，奴隶不单是做着矿井抽水的工作的。他们还要牵引满载货物的船只逆流而上。蒸汽机的第二个伟大胜利就是汽船的发明，特别是内河汽船的发明。至于在海上，蒸汽机有多年时间都只作为海船风帆的附加物，其价值颇为可疑；然而，正是由于密士失比河上的运输利用了蒸汽机，这才开拓了美国的腹地。和汽船一样，作为拖运笨重货物的工具，蒸汽机车也开始出现在今天正在淘汰这种工具的地方了。
工业革命出现的第二个地方就是纺织工业，这个领域之发生革命也许地繁重的矿工劳动晚一些，但与运输业的革命是同时进行的。那时候的纺织工业已经毛病百出了。即使是在发明机械纺锤和机械织机之前，纺织工人的工作条件就已经有很多地方需要改进了。他们所能完成的产量大大落后于当时的需求。因此，本来很难设想机械化会使纺织工人的劳动条件变得更坏，然而机械化的的确确使他们的劳动条件变得更坏了。
纺织机器发展的开端可以回溯到蒸气机出现的时代。从手工操作的针织架从伊丽莎白女皇的时代起就已经有了。为了给手织机提经线，纺机第一次变成必要的东西。直到十九世纪初叶，纺织工业才实现了全盘机械化，包括纺和织两个方面。最初的纺织机是用手工操作的，但很快就用上了马力和水力。和纽可门机不同，促使瓦特机发展起来的部分原因就是想给纺织工业提供使机器得以转动的动力的。
纺织工业几乎为工业机械化的全部过程提供了一个模型。在社会方面，纺织工业的机械化使工人开始了从家里转到厂里并从乡村转到城市的过渡。当时对童工和女工的劳动剥削，其剥削形式如此之残酷，假如我们忘记了南非的钻石矿，也不了解中国和印度的新工业化以及几乎是每个国家中的种植园的劳工的一般处境的话，那是我们今天所无法想象的。这种情况的发生主要是由于下述事实所致：新技术给人带来了新责任，然而当时又没有法令规章对之进行监督。但是，其中有一项情况，其技术意义更大于道德意义。关于这一点，我指的是，工业革命初期的许多灾难性的后果和形势并不都是由于当时有关人们缺乏道德感或从事不法行为所致，而是来自若干技术方面的特征，这些特征是工业化初期手段中所避免不了的，它们是在技术发展的以后历史中才或多或少地消失掉。决定工业革命初期的技术发展方向的这些特征就存在于早期蒸气动力及其输送方法的本质之中。用现代标准看，蒸气机所用的燃料是非常不经济的，但如果考虑到当时还没有更新型的蒸气机同它们竞争这个事实的话，这个问题就不是那么重要了。但是，就以这种蒸气机而言，大规模使用也要比小规模使用经济得多。和原动机作比较，纺织机器（不论是织布机或纺纱机）都是轻型的机器，消耗动力不多。因此，为了经济的目的，就有必要把这些机器集中在一个大工厂里，用一部蒸气机来带动许多织布机和纺锤。
那时候，输送动力的唯一有效工具就是机械工具。其中最早使用的一种工具就是附有联动皮带和滑轮的传送轴系统。甚至在我童年这样晚近的时候，工厂的典型面貌还是一个大棚子的模样，有长长的传送轴吊在横梁上，用皮带把滑轮和各台机器联接起来。这类工厂现在还有，虽然在很多场合下它们已经被现代化的企业所取代了，在后一种的企业里，机器是各别地用电力来驱动的。
事实上，第二种图景在目前是典型的。机工行业已经完全改头换面了。这是一个重要的事实，它关系到了整个发明史。正是这些机工和机器时代的其他新行业中做出种种发明的工匠为我们的专利制度奠定了基础。事实上，机器之间的机械联接涉及了种种极为严重的困难，而这些困难并非容易地用一个简单的数学公式就能方便地作出概括的。首先，长轴系如果不是很好地一行一行地装配起来，那就得使用简单的联结方式（例如，用万向联结或平行联结）以保证工作具有某一程度的方便。其次，为了支撑这些传送轴的长轴承，消耗的动力非常之大。在一台机器中，转动部分和进退部分都得服从于同样的要求，即要求有相同的稳固性；这些部分又同样服从于尽量减少轴承数目的要求，以便降低动力的消耗并且求得生产的简化。这些要求不是容易按照一般公式办到的，这就给了旧式工匠的发明才能和革新技巧提供了大好时机。
正是由于这一事实，所以工程技术之从机械联结改变为电联结时才会产生如此巨大的影响。电动机所提供的动力分配方式极便于我们去制造供每台机器自用的小型发动机。工厂电路的输送损耗是比较低的，电动机的效率是比较高的。电动机与其线路的联结不一定要固定起来，也不一定要由许多部件组成。目前，由于考虑到运输和设备的方便起见，可能使我们不得不仍然象往常那样把某项工业过程中的不同机器集中在一个工厂里；但是，把所有机器都联接到单个动力来源的必要性已经不再是地点集中的重要理由了。换句话说，我们现在所处的情势就是回到农舍式的工业（cottage industry），可以随便在什么地方把它建立起来。
我不想坚持说，机械输送的必要性就是那些库房似的工厂以及由此造成道德败坏的唯一原因。事实上，工厂制度的建立是先于机器制度的建立的，其目的是在个体工人的毫无纪律的家庭工业中建立起纪律，从而使产品保持一定的标准。诚然，这些非机械化的工厂很快地就被机械化的工厂所取代了，而城市人口的锐增和农村人口的锐减这些不是的社会后果也许就是工厂机械化所致。进一步说，即使我们一开始就有小马力的发动机，即使这种发动机也能使家庭工人的生产力有所增加，那也很难断定在那些诸如纺织业之类的家庭工业中能够建立大规模生产所需的组织和纪律的。
如果我们希望这样地进行生产，那么，一台机器就可以装上几部发动机，每部发动机专给特定的部件输送动力。这就减轻了设计师的许多负担，不必去发明那些他在相反的情况下就不得不去发明的机械设计了。在电机的设计中，如果单是考虑各部分的联结问题，那就不会发生太大的、难于使用简单的数学式和数学解进行处理的困难了。输送系统的发明家现在已被电路计算师所取代了。这就是一个例子说明发明的艺术如何取决于当时的实际条件。
在上个世纪五十年代到七十年代期间，当工业中初次使用电动机时，人们起初认为：它无�