工业革命的动力

18 世纪是技术革新的世纪。对行将到来的基础材料工业发展来说，最重要的发明是吴国掌握了用硬煤炼焦并用于为炼铁输入能量。后来很快就发明了搅炼法。这种炼钢法可使用硬煤而不使其接触铁。1856 年，在把常压空气鼓进一个转炉内将铁变为钢的时候，引起了极大轰动。19 世纪，西汀丁—— 马丁法和托马斯法标志着炼钢技术的完善。

在此，涉及到材料史上一个新的历史阶段。因为它是科学技术革命以前人类历史上整个生产力系统第一次革命性转变的标志。

18 世纪中期，可以看出当时最进步的国家（如英国）的技术发展趋势，这种发展在数十年内即导致阶级结构发生史无前例的变化，这就是 18、19 世纪的工业革命。当（1879 年）革命的风暴席卷法国时，英国正在发生比较安静的、但同样是巨大的变革。蒸汽和新的工作母机把手工工场转变为现代化大工业，从而使市民社会的全部基础发生了革命性变化。手工工场的缓慢发展过程转变为一个真正暴风雨般、突飞猛进的生产阶段。

劳动手段的变化，即从工具到机器的飞跃，促使其他工业部门也不能停滞不前。机器在重工业和交通中的应用也具有同样重要意义。这种变化与材料有多大关系呢？

18 世纪中期，由于生产金属所需的木炭不断增加，使英国的森林遭到严重砍伐。如果仍然不控制砍伐，便威胁到水土的保持。寻求新的、利用硬煤炼钢方法，不但能使生产保持当时的水平，而且能加以提高，以适应国民经济增长的需要。经过许多试验终于达到目的。1759 年卡龙制铁厂首次用煤代替木材。1750 年一炉的产量约为 300 吨，而 1800 年之后已达到 1500 吨。1783 年首次使用的炒钢法使钢铁生产发生了一次革命，它提高了钢的产量，最后也成功地把蒸汽机用在铁的生产中。在此之前，蒸汽机已经用在深度日益增加的矿山，以解决排水问题。

随着纺织工业建设对机器需求的不断增长，出现了新的工业部门——机械制造工业。这个工业的劳动对象很久以来始终是木材，而且加工方式最初大多是木材加工，后来对铁、钢、黄铜和其他材料逐渐增多加工。在资本主义生产把国民经济建立于新的基础上、将它所占领的市场统一的情况下，必须用新的交通系统把生产与消费、原料与销售市场联系起来。因而，建造铁路就成为工业革命的巨大推动力，“钢铁时代”来临了。但这个时代几乎没能达到其骄傲的顶峰，因为新的材料已经问世了，这就是塑料。

天然产物的转换及合成材料的历史同焦油染料工业的历史有密切联系。焦油染料工业在 19 世纪末期是作为过去有机化学的工业结晶而形成的。随着硬煤炼焦的增多，焦油产量也增加了，因此人们普遍寻求利用这种废物的方法。1856 年，英国人威廉·亨利·泊金找到了一种大规模生产染料苯胺紫的工艺。当科库勒斯于 1865 年发现苯的化学式——碳化物的关键，一个新的工

业就诞生了，最初主要生产染料和药品。19 世纪 70 年代至 90 年代是以电磁理论的建立及其在工业上的应用为主要标志的。法拉第发现了电磁感应现象

以后，有实用价值的发电机制成。但是，电在工业上的应用，并不是从制造发电机开始的。也就是说，电不是首先作为能源使用，而是用于电报和电话等通信事业。因为那时候电灯、电动机等一类电器还未出现，发电机发出的电用不了，电没有多大销路，因此电力工业得不到大发展。自从 1879 年美国大发明家爱迪生发明了白炽电灯以后，每家每户都用电照明，用电量猛增，大规模工业发电才迅速发展，电力革命的曙光才照到人间。

白炽灯泡的发明，是与灯丝试验成功密切相关的。爱迪生花费了一年多时间，一共试验了一千多种灯丝材料，最后采用碳纤维才获得初步成功，以后又改用高熔点的钨作灯丝。大大小小的电灯泡推动了美国工业发展，发电厂（站）像雨后春笋般建立起来。电力工业发展的需要，促进了发电机、电动机、变压器、电线和电缆工业的诞生和发展，同时，还推动了材料与工艺技术的发展。例如，各种导体、绝缘体以及后来半导体材料的发展；电镀、电解、电焊、电火花加工等新工艺的应用。

工业革命后英国的钢铁产量大幅度上升，年产量从一万吨猛增到 130 万吨。钢铁、无机化工材料、机械等工业产品占世界总产量一半以上，获得了“世界工厂”的称号。这次工业革命，正如 1848 年《共产党宣言》中所说的： “资产阶级在它的不到 100 年的阶级统治中所创造的生产力，比过去一切时代创造的全部生产力还要多，还要大。”

本世纪前半期，则以核能、飞机、汽车、化工和电子计算机的发明或发展为标志的。放射性材料镭和钋发现以后，核裂变原理取得重要成果，核能开始被利用。飞机的革新是与航空材料的进步密切相关的；1927～1931 年是化工技术发生转折的时期，继塑料以后，合成橡胶和合成纤维材料相继问世，有机合成材料工业进入一个崭新阶段；本世纪初，内燃机技术取得突破，汽车开始大量生产；还有 1945 年世界上第一台电子计算机的发明，1957 年第一颗人造卫星上天等。

当今世界，我们正面临着又一场新的技术革命——有人称之为第四次工业革命。这次革命是以信息科学、材料科学和生物科学为前沿的。世界科技界权威人士认为，这场工业技术革命所带来的影响和创造的社会财富，将远远超过历次工业革命。