改变世界的工业革命.pptVIP

第六单元席卷全球的工业文明浪潮 第六单元席卷全球的工业文明浪潮 18 19世纪 工业革命的兴起和快速发展 社会面貌发生了根本性的改变 奠定了我们现代生活的基础 同时 工业文明也带来新的矛盾和问题在欧美国家 工人阶级队伍发展壮大 马克思主义的诞生 成为工人阶级和一切被压迫民族寻求解放的旗帜和指南 随着工业文明从西欧扩散到全球 整体世界最终形成 在此期间 亚非拉国家相继沦为西方资本主义国家的殖民地和半殖民地 中华民族备受西方列强欺凌 在汇入工业文明大潮水的过程中 面临着救亡图存和民族振兴的双重任务 左图是英国史蒂芬逊父子1825年制造的蒸汽机车 火箭 号 火车的发明 使陆上交通工具得到突飞猛进的发展 左图是马克思的肖像 工业革命的发展创造了巨大的财富 但同时也产生一系列社会问题 引起了思想家的思考和理论探索 马克思和恩格斯在研究和吸取空想社会主义理论成果的基础上 创立了科学社会主义 右图是孙中山的肖像 在世界工业文明的浪潮中 中国社会面临着巨大的挑战 中国民主革命的先行者孙中山提出三民主义 成为革命的指导思想 在他的领导下 革命党人推翻了清王朝 结束了中国几千年的君主专制统治 成立了中国历史上第一个共和国制政府 以上三图从科技 思想与革命实践等侧面 勾勒出18 19世纪世界和中国发生的最重大的历史变革 浓缩了本单元的重点内容 第一课改变世界的工业革命 18世纪中期 一场以机器生产代替手工劳动的工业革命从英国开始 后来逐渐向欧美各国扩散 在工业革命中 科学技术发挥了越来越大的作用 工厂取代了手工工场 工业革命彻底改变了传统的生产方式 人类社会的蒸汽时代和电气时代相继到来 一 工业革命的兴起 1 什么叫工业革命 从18世纪60代开始 英国的棉纺织业出现了一系列重要发明 机器生产逐步取代手工劳动 后来又扩展到其他行业 这一演变过程叫做工业革命 19世纪上半期 机器本身也用机器来生产 标志着工业革命的完成 工业革命是工业文明取代农业文明的深入发展 2 工业革命为什么首先在英国发生 主要因素 海外市场的广阔 市场 圈地运动 劳动力 资产阶级革命 制度 海外殖民掠夺 资本 次要因素 煤铁资源丰富 资源 国内交通便利 运输 英国实行相对宽松的宗教政策 精神 工业革命为什么首先发生在英国新航路开辟后 欧洲贸易中心移到大西洋沿岸 英国利用它处于大西洋航路中心的地位 积极开展对外贸易 进行殖民掠夺 18世纪中期 它是世界上最大的资本主义殖民国家 市场不断扩大 海外贸易需求增加 尽管当时英国拥有欧洲第一流的手工工场 工场的规模也很大 劳动生产率也较高 可是 它毕竟是靠人力 远远满足不了日益增长的贸易需要 这就意味着要用大机器来代替手工 进一步提高生产率 英国是较早进行资产阶级革命的国家 资产阶级政权的建立 一方面扫除了英国资本主义发展的障碍 另一方面 资产阶级政权建立后 也必须发展资本主义的生产力才能巩固自己的统治基础 因此 资产阶级政权在英国的建立 既是迅速发展资本主义的前提 也是英国工业革命的前提 英国通过海外殖民掠夺和贩卖黑奴 积累了雄厚的资本 通过圈地运动获得充足的劳动力 同时 英国的手工工场比较发达 分工较细 手工业工人技术水平比较高 为工业革命准备了技术条件 英国广大的海外殖民地 不仅为英国提供了源源不断的廉价的充足原料 也为英国提供了广大的销售市场 于是 工业革命就被提到了日程 18世纪60年代 英国最早具备了进行工业革命的资本 劳动力 资源 市场这四个必要条件 所以 一场对人类历史产生重大影响的工业革命就在英国首先开始了 英国首先发生工业革命的其他有利因素工业革命首先发生在英国 除了资产阶级建立了统治 海外市场广阔 原始资本积累较多 自由劳动力丰富 国际贸易交通便利 农业资本主义发达等因素以外 还有许多其他有利因素 如 煤铁资源丰富 英国可以大量炼铁 提高铁产量 铁产量的提高又使人们可以更多地利用铁来制造机器 国内交通便利 英国国内有许多适于航行的河流 如泰晤士河 塞文河 克莱德河等 河网密布 有人统计 大不列颠岛上任何一处距离大海或可以通航的河流都不超过90千米 18世纪以来 为了进一步改善交通 英国开始了兴建运河的热潮 各地运河纵横交错 沟通了主要河流 通过水上运输 可以把原料和产品送到各地 便利的交通大大降低了运输成本 有利于工业的发展 英国实行相对宽松的宗教政策 1685年 法国国王实行宗教迫害 大批胡格诺教徒被迫离开法国 来到英国 他们富有创新精神 后来他们中间产生了许多发明家和企业家 工业革命为什么首先出现于棉纺织业棉花最早在印度种植 后来传到地中海各国 14世纪又传到了佛兰德斯 16世纪末 佛兰德斯的一些工人移居英国 才把棉纺织业传到英国 18世纪以前 英国的棉布主要从印度进口 被认为是奢侈品 包括王后在内的上流人士都喜欢它 英国的棉纺织业是在17世纪后由尼德兰 今荷兰 移民建立起来的 棉纺织业是一个新兴工业部门 受行会和政府法规的束缚比较小 这使得棉纺织工业相对较易发展起来 但是 它遭到毛纺织业的排斥 又受到进口货的竞争 原料还需要从美洲进口 处境艰难 为求生存 迫切要求提高生产率 降低成本 也就是必须革新技术 它本身投资少 规模小 所需不过一个小工场和若干台花费不多的机器 像著名的英国空想社会主义代表人物罗伯特 欧文 只借200英磅就办起工场 1700年 为了防止外国商品的竞争 议会颁布法令 严格禁止从印度 波斯和中国输入印花布 棉织品受到英国社会各阶层人士的普遍欢迎 市场需求量不断增长 为了提高生产率 满足市场的需要 许多人都在努力从事棉纺织业的技术革新 在棉纺织业领域出现一个技术革新的热潮 1733年 织工和机械师约翰 凯伊发明了飞梭 这是棉纺织业中出现的一项重要发明 它用手拉动绳子 使梭子滑动 既省力 又加快了速度 大大提高了工作效率 但是 这只是改革了手工工具的部件 并不是机器的发明 1765年 哈格里夫斯发明了可以同时纺出8根纱线的纺织机 珍妮机 后经改进 可以同时纺出更多的纱线 由此揭开了工业革命的序幕 珍妮纺纱机英国工业革命时期棉纺工业第一个重大技术发明 是1765年工人哈格里夫斯发明的手摇纺纱机 它用人作动力 整台机器包括一个手摇轮和一排并列的纱锭 用手摇动轮子 不用手指的帮助 棉花就能够同时纺成16 18根棉纱 而旧式纺纱机 只能纺1根纱 据说 有一次哈格里夫斯的妻子 也有说是他的女儿 不小心碰翻了放在地上的手摇纺车 他看到倒放着的纺车 车轮和纺锭都还在转动 大受启发 后来经过一番努力 他终于试制成功了第一部手摇纺纱机 为了纪念这次意外的收获 便把这部机器取名为珍妮机 它的发明是棉纺织业中第一项有深远影响的发明 标志着工业革命的开始 珍妮纺纱机大大提高了纺纱效率 但它的缺点是纺出的纱比较细 而且易断 水力纺纱机英国钟表匠阿克莱特发明了水力纺纱机 这种水力纺纱机有4对卷轴 以水力作动力 纺出的纱坚韧结实 但比较粗 此后不久 英国第一家用水带动纺纱机运转的棉纺厂便出现了 骡机英国工业革命时期工人克隆普顿发明的纺纱机 这种骡机集中了水力纺纱机和珍妮纺纱机的优点 它可以推动300 400个纱绽 纺出细致而又牢固的纱线 水力织布机的发明纺纱机的不断更新又使织布落后了 牧师卡特莱特认为既然机器能用于纺纱 必然也可以推广到织布 他雇了一个木匠和一个铁匠 当时没有工程师 木匠 铁匠 钟表匠起着工程师的作用 终于在1785年发明了水力织布机 4 图6 2是最早的手工纺车 它完全依靠人力纺纱 工作效率低而且具有很大的局限性 图6 3的珍妮纺纱机是由哈格里夫斯发明的 它包括一个手摇轮和一排并列的纱锭 轮子转动时 棉花可以不用手指帮助同时纺成16 18根棉纱 珍妮机 是棉纺织业第一项有深远影响的发明 一般以此作为工业革命的起点 5 图6 4水力纺纱机是由钟表匠阿克莱特于发明的 6 图6 5表现的是瓦特发明蒸汽机后 工厂里由蒸汽机带动纺纱机工作的场景 由于蒸汽机具有其他纺纱机不可比拟的各种优点 因此很快在各个领域推广开来 极大地提高了生产率 有道理 因为蒸汽机的发明和使用是与手工工场的发展 工厂的兴起 生产技术的进步及社会需求等是紧密联系的 瓦特 1736 1819年 出身于苏格兰格拉斯哥城附近格里诺克镇的一个商人家庭 父亲是一个熟练的造船装配工 后来做过小商人 还做过本镇的行政官 瓦特自幼体弱多病 读书较迟 中学未曾毕业就退了学 但他坚持自学 掌握了多门自然科学和多国外语 还掌握了机械制造的技能 瓦特17岁时 父亲经营商业失败 家道衰落 他只得外出谋生 先在钟表店里当学徒 又到伦敦学习机械制造 21岁时 瓦特回到格拉斯哥 在格拉斯哥大学的教学仪器厂里当修理工 他对蒸汽机械发生了浓厚的兴趣 刻苦学习意大利语和德语 关心欧洲各国对蒸汽动力的研究 并经常与学者研讨有关技术问题 1761年 瓦特开始进行改进蒸汽机的实验 1763年 瓦特在修理纽可门蒸汽机时 发现这种蒸汽机耗煤多 热效率低 其原因在于蒸汽是在汽缸中冷凝的 1768年 瓦特制成另设冷凝器的新型蒸汽机 并于次年获得专利 它是耗煤量仅为纽可门蒸汽机的1 4 效率却高出5倍的蒸汽机 但这台蒸汽机只适用于矿井抽水 而且吞烟吐火 动作古怪 被称为 恶魔 1782年 瓦特创制了更为完善的联动蒸汽机 在活塞两端轮流进汽和排汽 连柄可以往复运动 1784年 瓦特又创制了曲柄装置 使往复运动变成旋转运动 1790年 瓦特制成汽缸指示器 这样 经过20余年的努力 瓦特终于完成了改良蒸汽机的研制工作 瓦特改良的蒸汽机迅速为采矿 纺织 冶金 造纸 食品 建筑 机器制造等行业采用 19世纪30 40年代 蒸汽机为欧洲 北美洲广泛采用 人类社会进入了 蒸汽时代 为了纪念这位杰出的发明家 人们在格拉斯哥的乔治广场建造了一座瓦特铜像 还用 瓦特 作为计算功率的一种单位 据说 瓦特小时有一次看到水烧开后壶盖不停地跳起 思索了好长时间 因此有人认为蒸汽机的改良是灵感爆发的结果 其实 瓦特改良蒸汽机不是一时的灵感所致 而是在一定历史条件下适应社会需求 吸取前人成果和个人努力探索的结果 蒸汽机带来的生产变革 在交通运输方面尤其显著 1814年 英国人史蒂芬逊发明了蒸汽机车 经过不断改进 于1825年9月试车成功 当时 这辆名为 旅行者号 的机车拖着三十多节小车厢 车上载着六百多名乘客和许多货物 一辆四匹马拉车远远落在后面 此后 人们开始大规模建设铁路 进一步推动了工业革命的发展 史蒂芬孙英国铁路机车的主要发明家 1781年生于英国北部一个贫穷的煤矿工人家庭 没受过学校教育 青年时期的史蒂芬孙 常常是白天在煤矿做工 夜里参加夜校学习并坚持自学 同时还替人擦皮鞋 以维持艰苦的生活 他对蒸汽机的构造和原理有着浓厚的兴趣 经常独立认真研究 经过几年的努力 他终于在1814年发明了一台蒸汽机车 这台机车在前进时不断从烟囱里冒出火来 因此被称为 火车 这列火车能以每小时6千米的速度牵引8辆装有30吨煤的货车 这是世界上最早的火车 史蒂芬孙也因而被誉为 铁路机车之父 经过不断改进 1826年制造的蒸汽机车 火箭 号 时速达每小时24千米 火车的发明 使陆上交通工具得到突飞猛进的发展 铁路的建设1825年 英国在斯托顿和达灵顿之间修建了一条运输煤炭和旅客的铁路 用蒸汽机车牵引列车 这就是世界上第一条公用铁路 它在陆地运输发展史上树立了一个里程碑 19世纪40年代中期以后 英国出现了铁路建设的热潮 在重要地区建成了一批铁路干线 美 法 德 俄等国也着手兴建铁路 很快形成了全国铁路网 1840年世界铁路里程为9000千米 到1870年增加到21万千米 第一次世界大战以前 用于铁路的投资占世界工业总投资的1 4 在人类历史上 摩擦取火是把机械运动转化为热 蒸汽机的发明和使用又把热转化为机械运动 这是人类认识和利用自然力的巨大进步 议一议 工业革命极大地提高了生产力 市场上的商品越来越丰富 同时工业革命也改变了人们的生活观念 19世纪初 工业革命从英国扩展到美国 法国等国 19世纪中叶 英国率先完成了工业革命 成为当时世界上惟一的工业国 一 工业革命 原因 市场需求时间 18世纪60年代国家 英国 后扩展到德 法 美国行业 棉纺织业 后扩展到其他行业内容 机器生产逐步取代手工劳动蒸汽机的发明应用 将人类带入蒸汽时代结果 拉开了欧美社会工业化及现代化进程 英国率先完成工业革命 成为世界上第一个工业国家影响 极大地提高了生产力改变了人们的生活观念 二 科学的世纪 19世纪 在经过了整整2个世纪的酝酿之后 科学终于登堂入室进入人类历史的正殿 人类研究自然的视野不断拓宽 从太阳系拓展到银河系 从生物的整体深入到组成生物的基本单元细胞 从动植物到人类 从体表到体内 从物体到组成物体的基本单元分子和原子 这是一个创建理论体系的科学时代 涌现出一大批影响至今的科学理论 细胞学说 原子学说 进化学说 地质均变论 人类起源学说 电磁转换学说 能量守恒学说 这是一个科学推动技术和产业发展的世纪 化学理论的应用产生出化工产业 电磁理论的外延诞生出电力产业 当这个世纪即将结束时 已经微露出新世纪科技辉煌的曙光 普朗克的量子理论 麦克斯韦的电磁理论 为新物理学的诞生铺垫了道路 孟德尔的遗传学理论在新的世纪绽开绚丽的花朵 许多科学部门开始从经验的描述上升到理论的概括 科学对生产的指导作用真正开始出现 并直接导致了以电的广泛应用为主体的第二次技术革命 科学思想 科学精神和科学方法深入社会各个领域 对自然的探索也更多地转移到对人类理性的研究 科学在公民心中树立了良好的形象 19世纪真正成为 科学的世纪 在文化史上 一般称15世纪 文艺复兴世纪 16世纪为 宗教改革世纪 18世纪为 启蒙世纪 或 哲学世纪 1 西欧各国鼓励科学研究 英国 出现了由地方企业家赞助的科学技术团体 其中最早的一个是1766年在英国伯明翰成立的太阴学会 在每月的圆月之夜聚会 讨论本地区的工艺技术和科学问题 到19世纪末 英国全国共有100多个科学社团 英国皇家学会也在19世纪进行了改革 规定贵族不享受参加学会的特权 学会成员以科学家为主 英国的技工学校到1850年发展到约600所 其中一些后来变成了技术学院 美国 美国总统杰弗逊亲任包括农艺 医学 天文等学科在内的美国哲学学会会长 拨出政府基金用于科学研究 1844年总统泰洛主持了美国第一次全国科学大会 1863年总统林肯批准成立美国国家科学院19世纪美国共建立了400多个科学技术组织1861年美国靠私人联合公司的资金建立了麻省理工学院 但是 那时美国的科学活动整体来说还落后于欧洲 法国 法国国民议会1794年批准成立了法国巴黎理工学院 在招生条件 考试制度 课程设置等方面实行改革 19世纪成为科学技术教育和研究的中心 培养出一大批有开拓性发现和发明的著名人才 拿破仑 波拿巴统治期间 为培养人才 建立公立中学和法兰西大学 以鼓励科学研究和技术教育 德国 奥地利 瑞士 俄国等国家也在开办工艺学校或技术学校的同时 开始兴办理工科大学或学院 德国的科学技术教育后来居上 搞得更为出色 修改或制订了新的专利法 英国专利法中否定了贵族特权 宣布凡属独创性的发明和见解均应受到法律保护并获得奖励 并简化了申请专利的手续 还规定 发明创造在申请专利之后必须付之实施 如果不实施或妨碍他人合法利用 就要强迫实施或取消专利权 法国 德国 俄国 日本也相继确立了比较完善的专利法 新的专利制度带动了创造发明 18世纪以来资产阶级政府采取的促进科学技术进步的措施英国 18世纪中叶以前 科学技术活动基本上是靠个别学者 个别工匠分散进行的 缺乏促进技术进步的社会组织 科技学会为数不多 人员也少 在工业革命中 情况就不同了 资本主义国家中出现了由地方企业家赞助的科学技术团体 其中最早的一个是1766年在英国伯明翰成立的太阴学会 伯明翰位于英国中部 是当时资本主义经济比较发达 工业革命相当活跃的地方 学会的发起人是与瓦特合伙制造蒸汽机的企业主 成员包括化学厂老板 铁器制造厂主 发明煤气照明的工程师默克多 化学家普利斯特列 印刷术改进者和医生等 太阴学会在每月的圆月之夜聚会 讨论本地区的工艺技术和科学问题 这个学会实际上成为当时英国中部工业革命的参谋部 1781年 在英国的曼彻斯特也建立了由工业家和科学家组成的地方性科学社团 当地的纺织业比较繁荣 要求解决漂白和染色中的技术问题 曼彻斯特学会在建立后特别关心化学 从1817年至1844年 一直由化学家道尔顿任会长 此外 还有专业性的学会 例如植物学会 地质学会 化学学会 到19世纪末 英国全国共有100多个科学社团 1831年 成立了全国性的英国科学促进会 它的主要任务是分析科学发展的全貌 指出在进一步研究中最有成功希望的新方向 这个协会对19世纪英国科学的发展有重要影响 英国皇家学会也在19世纪进行了改革 规定贵族不享受参加学会的特权 学会成员以科学家为主 英国的技工学校到1850年发展到约600所 其中一些后来变成了技术学院 美国 科学活动和科学组织更带有 官方 特色 1797 1815年间 美国总统杰弗逊认为国家少不了科学 亲任包括农艺 医学 天文等学科在内的美国哲学学会会长 拨出政府基金用于科学研究 1844年 总统泰洛主持了美国第一次全国科学大会 1863年 总统林肯批准成立美国国家科学院 在19世纪 美国共建立了400多个科学技术组织 但是 那时美国的科学活动整体来说还落后于欧洲 美国政府在19世纪的科学拨款主要用于研究蒸汽爆炸的原因这类有明显实用价值的项目 对基础科学的资助甚少 1861年 美国靠私人联合公司的资金建立了麻省理工学院 法国 法国国民议会1794年接受了一些科学家和工程师的建议 批准成立了法国理工学院 在招生条件 考试制度 课程设置等方面实行改革 19世纪成为科学技术教育和研究的中心 培养出一大批有开拓性发现和发明的著名人才 德国 奥地利 瑞士 俄国等国家也在开办工艺学校或技术学校的同时 开始兴办理工科大学或学院 德国的科学技术教育后来居上 搞得更为出色 由于旧的专利制度手续繁杂 申请技术专利要用许多钱 一般出身寒微的发明家负担不起 发明焦炭炼铁的达比 发明纺织机的哈格里夫斯 克伦普顿 发明蒸汽机的萨弗里 纽可门 都没有获得专利权 旧的专利制度限制了工业革命的发展 资产阶级基于利用科学技术的迫切需要 在19世纪后半叶先后修改或制订了新的专利法 在1852年修订的英国专利法中否定了贵族特权 宣布凡属独创性的发明和见解均应受到法律保护并获得奖励 简化了申请专利的手续 新专利法还规定 发明创造在申请专利之后必须付之实施 如果发明人自己不实施或妨碍他人合法利用 就要强迫实施或取消专利权 法国 德国 俄国 日本也在1856 1896年间确立了比较完善的专利法 新的专利制度带动了创造发明 专利项目的增长反映了19世纪科学技术的长足进步 拿破仑 波拿巴与巴黎理工学校巴黎理工学校于1794年建校 是国民公会面对当时严峻的国内外局势造成的应用技术人员短缺而提议建立的 1799年11月9日 拿破仑将军发动 雾月政变 成为第一执政官 同年12月16日通过法案 肯定该校的目的是 传播数学 物理 化学等科学和制图技术 特别是为炮兵 工兵 路桥 造船 军用和民用工程 开矿和地理等技术性的公立专科学校输送学生 从此 巴黎理工学校作为基础型大学校的功能被确立下来 1804年12月3日 即拿破仑加冕为法兰西皇帝的第二天 巴黎理工学校的学生奉命参加了三军检阅队 拿破仑走到这个队列前 亲手将一面锦旗授予排在队列首位的1804年该校的第一名毕业生手中 旗上绣着 为了祖国的科学和荣誉 的大字 随后拿破仑命令该校队列紧跟在禁卫军之后而位于三军之前通过检阅台 这一突如其来的莫大的荣耀使这批热血青年激动不已 祖国 科学 荣誉 就烙在了当时受检阅学生的心中 并从此成为巴黎理工学校的校训 1814年1月 反法联军兵临巴黎城下 巴黎理工学校的全体师生向拿破仑请战 皇帝只说了一句话 我不愿为取金蛋杀掉我的老母鸡 后来这句话被镌刻在巴黎理工学校荣誉大厅的天花板上 成为该校最引以为自豪的地方 他不希望法兰西未来的精华充当战争的炮灰 毕竟他们是未来的学者而不是武士 法兰西需要他们的头脑 他们的集体价值大于法兰西皇帝的王冠 拿破仑的话给巴黎理工学校的学员们上了一堂生动的爱国主义教育课 永远忠于的应该是祖国 后来 著名的巴黎理工学校为法国培养出了数百位科学院院士 无数的工程师 实业家 将军和政治家 他们中的许多人在祖国的危急关头挺身而出成为法兰西的中流砥柱 2 大学已成为科学研究的重地 并增设了自然科学方面的课程 比较图6 7与6 8有什么不同 这说明了什么 16世纪的实验室条件非常简陋 而19世纪的实验室则宽敞明亮 实验仪器精良 为科学研究提供了良好的条件 15世纪的巴黎大学专业偏重社会科学 神学和医学 而19世纪柏林工业大学偏重于自然科学和工科 这种不同的分类反映了不同时期的社会需要 15世纪的欧洲 神学占统治地位 大学也开设神学系 19世纪的欧洲 普遍重视科学研究 大学专业大多与科研有关 麻省理工学院 MIT 1865年创建于波士顿 1961年迁到现在所在的坎布里奇 虽然后来增设了人文 社会科学等系科 但该学院仍保持了其纯技术性质的特色 主要培养工程师和技术人员 其办学方向是把理论科学和应用科学的教育与研究结合起来 由于传统的大学和学院很难适应现代社会的要求 因而 麻省理工学院的创始人威廉 巴敦 罗杰斯对新学校的要求是 这样一所学校不仅仅是能传授工艺技能 重要的是要为学生们将来在工业部门工作打好科学理论基础 并把 通过实验进行学习 作为学校的教育信条 3 以大学为中心 科学家群体形成 二 科学的世纪 背景 工业革命使人们认识到科学技术的重要性时间 19世纪国家 法国 德国 英国 美国表现 国家大力鼓励科学研究大学已成为科学研究的重地 并增设了自然科学方面的课程科学家群体形成成果 完善了热转化为机械动力的理论影响 19世纪被称为 科学的世纪 三 工业革命的新阶段 一般将工业革命的发展分为早期工业革命和工业革命的新阶段两个阶段 其中早期工业革命为蒸汽时代 这一时期机器动力以蒸汽动力为主 工业革命新阶段 电力动力代替了蒸汽动力 人类开始进入 电气时代 1 什么是工业革命新阶段 2 发电机的发明和应用 科学理论可以转化为技术原理 启发新的技术发明 技术发明又为科学的发展提供有力的支撑 实际可用的发电机的问世1819年 丹麦科学家奥斯特发现了电流的磁效应 开始揭示电和磁之间的关系 1831年 自学成才的英国科学家法拉第 1791 1867年 经过7年反复试验 发现电磁感应现象 为制造电机提供了基本原理 此后 他又制造了一台利用磁力产生电流的机器 将机械能转化为电能 从此 打开了电能宝库的大门 1866年 德国人西门子经几年努力研制出自激式发电机 被公认为电力技术最重要阶段的开端 但这种发电机还有许多缺点 又经过很多人的不懈努力 发电机逐步得到改进 到70年代 终于可以投入实际运行 发电机才真正由实验室步入实际生产领域 同时 使电能再转变为机械能的电动机 也迅速发展进步 并开始应用于工业生产 电能传递速度快 传输损失小 能远距离输送 并按用户需要科学分配能量 电站可建在水源 燃料 交通各方面条件适合的地方 便于集中生产和管理 完全能满足资本主义生产的经营方式 电力的广泛使用 促成一大批新的工业部门诞生 从根本上改变了资本主义生产的面貌 它也促使新技术的发明和发现 为信息时代到来提供了基础 法拉第1831年 法拉第发现了磁铁同导线相对运动时 导线中有电流产生 他所发现的电磁感应定律 成为发电机的理论基础 法拉第的发现为人类开辟了一种新的能源 电力时代的大门由此开启 1864年 年轻的麦克斯韦利用当时数学家们在理论力学方面的研究成果 用一组偏微分方程来概括全部电磁现象 把法拉第的思想用数学语言表述出来 从此 电学 磁学 光学融合成一体 物理学完成了第三次伟大的综合 西门子是德国的发明家 科学家和工业家 1866年 他发明发电机 1881年建立了第一个电力公共交通系统 他创立了西门子公司 是德国电气工业的先驱 发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备 它由水轮机 汽轮机 柴油机或其他动力机械驱动 将水流 气流 燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机 再由发电机转换为电能 比利时人格拉姆于1870年发明了电动机 它是一种将电能转变为机械能的设备 从此电力开始被用来带动机器 电能传递速度快 传输损失小 能远距离输送 并能按用户需要科学分配能量 电能能集中生产 集中管理 无污染 2 电在生产和生活中的运用 电气时代 电力工业的发展 促进了蒸汽机和内燃机的改进 内燃机的广泛使用 为制造汽车和飞机解决了发动机装置问题 引起了一次交通运输工具的革命 爱迪生 美国人 尽管一生只在学校里读过三个月的书 但通过勤奋好学 勤于思考 发明了电灯 电报 留声机 电影等一千多种成果 成为著名的发明家 被誉为 发明大王 为人类的文明和进步做出了巨大的贡献 爱迪生同时也是一位伟大的企业家 1879年 爱迪生创办了 爱迪生电力照明公司 1890年 爱迪生已经将其各种业务组建成为爱迪生通用电气公司 1891年 爱迪生的细灯丝 高真空白炽灯泡获得专利 1892年 汤姆 休斯顿公司与爱迪生电力照明公司合并成立了通用电气公司 开始了通用电气在电气领域长达一个世纪的统治地位 爱迪生的文化程度极低 对人类的贡献却这么巨大 这里的 秘诀 是什么呢 他除了有一颗好奇的心 一种亲自试验的本能 就是他具有超乎常人的艰苦工作的无穷精力和果敢精神 当有人称爱迪生是个 天才 时 他却解释说 天才就是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水 爱迪生爱迪生是美国著名的发明家和企业家 1877年他发明了留声机 1879年发明了耐用的电灯泡 他为实现集中供电进行了许多工作 制成当时容量最大的发电机 建立了第一所中央发电厂 1883年 爱迪生发现 爱迪生效应 即热电子发射现象 他一生共获得1000多项专利 在电影技术 矿业 建筑 化工等方面也有不少著名的发明 是美国著名的 发明大王 电影的拍摄与放映19世纪末 随着电学 光学 化学 机械学等学科技术的发展 人类可以将活动物像用摄影机拍摄在胶片上 又能通过放映机将这些记录在胶片上的活动物像投射到银幕上 从此这种被称为电影的 第七艺术 问世了 爱迪生堪称电影的最早发明人 1888年 他研制了一台称之为活动电影的摄影机 能在一条50英尺的胶片上拍摄600多幅连续画面 从而可以记录持续活动一分钟的景物 这种摄影机被视为近代电影摄影机的始祖 1891年他和W K L迪克森发明了早期的活动电影视镜 1893年 活动电影视镜在芝加哥万国博览会上展出 后来法国的L 卢米埃尔兄弟发明了可供多人观看的银幕放映的电影 1895年兄弟俩获得 摄取和观看连续照相试验用的机器 的首项专利 后来 机器改善后再获专利 并正式定名为 电影放映机 1895年12月28日 在巴黎大咖啡厅的印度厅内 第一次公开放映卢米埃尔拍摄的电影 人们将这一天视为电影诞生的日子 从1896年起 卢米埃尔培训了大批的电影放映员 并将他们输送到世界各地 电影放映机 在比利时 瑞士 英国 美国 西班牙 俄国 荷兰 丹麦等地巡回展出 自1900年起 卢米埃尔转向70毫米电影和宽银幕电影放映的研究 他开始运用 特写镜头 和景深镜头 拍摄了最早的喜剧片 他的早期短片成为电影史上的经典作品 1885年 本茨制成一辆用内燃机驱动的三轮汽车 1886年 本茨获得汽车制造的专利 1893年他制造出四轮汽车 1903年 莱特兄弟制成的 飞行者 1号试飞成功 完成了人类历史上第一次重于空气的航空器的动力飞行 把人类借助机械翱翔蓝天的梦想变成了现实 1876年 贝尔发明电话 此后 世界各地之间的往来更加密切和接近 在电力工业出现的同时 一批近代工业纷纷兴起 如化学工业 石油工业 汽车工业 开始占据主导地位 这一时期 美国和德国率先实现了电气化 工业发展势头超过了英国 贝尔电话的发明者 1847年生于英国的爱丁堡 后来移居加拿大 再移居美国 从此在美国定居下来 他对语音学有着很深的研究 在1873 1877年担任波士顿大学生理学教授期间 进行了利用电流传送声音的试验 贝尔经过长时间艰难的试验 终于在1876年研制成功第一台有线电话 1876年3月10日 贝尔不留心打翻了瓶子 他马上叫他的助手道 沃森先生 快到我这里来 沃森在卧室里清清楚楚地听到了这句话 这就是通过电话传来的第一句话 1876年7月他们的通话表演 成为1876年费城博览会上一件最令人惊异的事情 1880年贝尔电话公司成立 它就是今天美国电话电报公司的前身 从此人类的通讯事业飞速发展起来 本茨德国工程师 汽油机的发明者和改进者之一 他设计并制造出世界上第一辆实用的内燃机汽车 内燃机是通过使燃料在机器内部燃烧 并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机 19世纪80年代 内燃机问世 它使用轻液体燃料 在汽缸内燃烧 从而使汽车的试制获得成功 1885年 本茨制成一辆用内燃机驱动的三轮汽车 现保存在慕尼黑 1886年 本茨获得汽车制造的专利 1893年他制造出四轮汽车 1899年 他生产出第一辆赛车 汽车发展迅速 成为陆上重要交通工具 因此本茨被后人称为 汽车之父 到1900年 本茨公司已售出装有3马力发动机的汽车4000辆 成为欧洲最大的汽车制造公司 电力工业的兴起电力工业是将一次能源如煤炭 石油 天然气 核燃料 水能 风能 太阳能等经发电设施转换成电能 再通过输电 变电与配电系统供给用户做能源的工业部门 电能的开发和应用 是人类征服自然过程中所取得的具有划时代意义的辉煌成就 1850年 马克思看到一台电力机车模型后 就曾预言 蒸汽大王在前一个世纪中翻转了整个世界 现在它的统治已到末日 另外一个更大的无比的革命力量 电 将取而代之 100多年来的历史充分证实了马克思预言的正确性 1875年 巴黎北火车站建成世界上第一座火电厂 安装经过改进的格拉姆直流发电机 为附近照明供电 1879年 美国旧金山实验电厂开始发电 这是世界上最早出售电力的电厂 1882年 爱迪生在美国建成纽约珍珠街电厂 装有6台直流发电机 总容量900马力 约670千瓦 这是世界上第一座较正规的电厂 在此期间 世界各国陆续建成几座容量为千瓦级的电厂 其中 著名的有伦敦德特福德火电厂 俄国诺沃罗斯电厂等 水电站的兴建也在19世纪80年代开始 1881年英国的戈德尔明建成世界第一座水电站 1882年 美国在威斯康星州的福克斯河上建成第二座水电站 水头高3米 装机容量10 5千瓦 随着对电能需求的显著增加和用电区域的扩大 直流电机显示出成本昂贵 常常出事故等问题 人们又投入了对交流电的研究 交流电具有通过变压器任意变化电压的长处 1885年意大利科学家法拉里提出的旋转磁场原理 对交流电机的发展有重要意义 80年代末90年代初 人们创制出三相异步电动机 这种型式的电动机至今仍在使用 1891年以后 较为经济 可靠的三相制交流电得以推广 电力工业的发展进入新阶段 三 工业革命的新阶段 时间 19世纪后半期特点 1 电力在生产和生活中的广泛应用 人类迈进电气时代1870年格拉姆发明电动机1879年爱迪生发明了电灯19世纪80年代 电力铁路出现1882年 爱迪生建立了小发电厂2 化学工业 石油工业以及汽车工业部门纷纷兴起 并开始在工业中占据主导地位 3 美国和德国后来居上 率先实现电气化 工业发展势头超过了英国 四 人在工厂 1 工厂出现 图6 18是早期使用蒸汽机的工厂 规模小 数量少 有限的蒸汽动力使工厂并未形成规模 由于使用煤做燃料 对环境产生了一定的污染 图6 19表现了工业革命后期工厂林立的景象 由于动力不受条件限制 生产规模大 生产效率高 数量多 浓烟滚滚的烟囱对环境造成严重的污染 1771年 英国出现第一家纺纱工厂1840年前后的英国 工厂基本上取代了工场 工业革命加快了城市化进程农业发展 流动人口增多 蒸汽机的发明和使用 工厂制日益普及 交通运输的迅速发展 为人口流动 制成品和原材料的流通 提供了快捷 安全的交通工具 市场不断扩大 商品经济日益繁荣 所有这些 推动了城市的发展 1760年 英国5 10万人的城市只有1个 1851年达到13个 1851年 10万人以上的大城市已经有7个 特别是新兴工业城市发展十分迅速 如曼彻斯特 利物浦 格拉斯哥等 1851年 英国的英格兰和威尔士的城市人口总和已经超过农村人口 城市人口比重达到50 2 初步实现城市化 工业革命的深入发展 使越来越多的农村人口迅速地变为工业人口 1900年左右 整个西北欧甚至中欧 农业都不再居优势 在英格兰 农业劳动力仅占劳动大军的9 比利时为20 德国为35 法国为42 农转非的发展 使城市人口越来越多 城市规模越来越大 1880 1914年 欧洲 至少在西欧 城市人口的比例几乎上升了近40 1850年 仅有45个欧洲城市拥有10多万人口 但到1900年 则达到143个 增长了3倍 手工工场时代苏格兰高地织布的妇女 她们在户外工作 可以边聊天边织布 工作环境很轻松 而日本缫丝厂管理非常严格 对女工每天起床 早餐 午餐 下班的时间 甚至吃饭 休息的时间都有严格的规定 并且在工厂内不能闲谈唱歌 不能离开工作岗位 不能干工作以外的事情 2 工厂的特征 有严格的劳动纪律 工人完全割断与农业的联系 1 蒸汽机的发明和使用 使得资本主义工厂制度首先在英国确立 1840年前后 英国工厂基本上取代了手工工场 其工业生产占全世界的50 被称为 世界工厂 2 图6 18是早期使用蒸汽机的工厂 那时的工厂规模很小 数量也比较少 有限的蒸汽动力使工厂并未形成规模 由于使用煤做燃料 对环境产生了一定的污染 3 图6 19表现了工业革命后期工厂林立的景象 那时的工厂厂房宽敞明亮 动力不受自然条件限制 生产规模大 生产效率也有较大提高 当时工厂数量非常多 各个工厂门口都聚集着上下班的工人 浓烟滚滚的烟囱对环境造成严重的污染 4 随着工业革命的深入 除了工厂规模 工人数量等条件发生变化外 另外一个重要的变化是工厂管理制度日渐严格 与手工工场的工人相比 这时的工厂工人受到很多限制