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第16章 技术史描述(12)

精梳毛纺制品就像丝织品一样,是一种精致的、相对高端的织物,它们使用所谓的提花织机来编织图案。提花织机是当时最尖端的技术突破之一。提花织机最终是由丝织工约瑟夫·玛丽·雅卡尔(Joseph Marieacquard)于1801年完善的,中间经历了法国的发明者一百多年的努力,这些法国人发明了一种可以自动把图案织入织物的织机(usher,1954,pp.288—95)。图案是以在卡片上穿孔的方法加以编码的,这些孔代表了二进制码形式的信息。卡片由测量杆探测,然后通过相连的金属丝传送其中所包含的信息。提花织机节省劳动力,是因为提花工人被自动设备所取代,而且设计锦缎时容易得多,能够织出更丰富多彩的图案。此外,提花织机消除了传统手工提花织机所造成的频繁而代价高昂的错误。尽管遭到了法国织工的抵制,但是提花织机还是在里昂地区迅速铺开。在其发明之后的十年里,法国有11000台这样的织机在使用。在1820年以后,提花织机开始在英国传播,19世纪30年代传播速度加快(Rothstein,1977)。除了提花织机之外,丝织业的变化微乎其微。在所有的纺织工业中,捻丝工艺曾在机械上一度取得了最大的进步,可是现在并没有取得任何进展,而且到1825年人们反而认为它有所退步(Inglish,1958,p.311)。

在古老而备受尊敬的亚麻业,事实证明其机械化是困难的。在亚麻中,亚麻丝含有一种类似橡胶的物质,它在纺亚麻之前必须被溶解掉。在拿破仑战争时期,欧洲大陆的纺织业被切断了原棉的供应来源,人们加强了对亚麻的探索研究。拿破仑对亚麻业非常热心,如果发明者在亚麻上作出的贡献堪比阿克赖特和克朗普敦在棉织业上所作出的贡献,那么拿破仑将给予发明者大额的财政奖励。1810年法国人菲利普·德·吉拉德(Phillippe de Girard)完善了“湿纺法”思想:在亚麻原料送到纺锤之前,先在高温碱性溶液中浸泡。1825年,这个思想被引入利兹,亚麻纺纱设备的机械化得以迅速实现。诸如打麻和梳麻(大致相当于棉、毛业中的梳理,或者精纺中的精梳)等亚麻加工的准备阶段,曾经是劳动力高度密集型的家庭手工业,却在19世纪30年代进行了机械化,不过最精细的纱线仍需要用手来梳理。此外,为了适用于亚麻纺织,动力织机的改造比较困难,这是因为亚麻缺乏弹性,容易造成纱线在拉力下突然折断。迟至1850年,在联合王国里,加工亚麻的动力织机只有1000台多一点,与此相对照的是,加工粗梳毛纺和精梳毛纺的动力织机为42000台,加工棉织品的动力织机则高达25万台。对生产亚麻布的设备进行机械化的技术难点导致亚麻业的急剧衰弱,这对历史上以此为专长的地区产生了毁灭性的影响,例如爱尔兰和比利时西部地区。

其他产业和服务业的技术进步

在促使工业革命发生于18世纪晚期而不是之前的一两个世纪的因素中,无疑必须包括高精度的机床制造业。机床制造业虽然规模较小,却至关重要。1774年,约翰·威尔金森取得了一台车床的专利,这台机器最初的设计目的是用来为铸铁大炮镗孔,大炮的炮膛和炮身是独立加工的。这项技术极大地提高了精度,在两年的时间里,威尔金森就分别被布尔顿和瓦特雇用,为滚筒和冷凝器抛光。威尔金森及其同伴确实能够按照发明者的特定要求制造部件,可以说正是他们造就了瓦特和特莱维希克同达·芬奇之间的分野,使二者成为两个相互对立的极端。这样的说法并没有过分夸张。刨床、铣床、车床、螺纹车床等机床能够把金属加工成精确的几何形状,这对于机器制造和一致性是必要的。用一位技术史学家的话来说(Paulinyi,1986,p.277),它是“通往用机器制造机器这条道路上最重要的一步……它使得用钢和铁作为材料[成为]可能,只要功能上需要这样做”。

与纺织业不同的是,工程与机床业的师傅们是一个严密结合的群体,群体内部的成员彼此传授行业秘密。父子世系辅之以师徒世系。前者如乔治·史蒂芬森(George Stephenson)和罗伯特·史蒂芬森(Robert Stephenson)父子以及马克-布鲁内尔(MarcBrunel)和伊萨姆巴德·布鲁内尔(Isambard Brunel)父子,后者最著名的例子是从约瑟夫·布拉马(Joseph Bamah)开始的。约瑟夫·布拉马名下拥有18项专利,其中包括一项改良厕所的专利、一项加工木材的刨床专利、多项高级锁专利,以及一项弹簧绕线机专利。1797年,布拉马的工头亨利·莫兹里(Henrv Maud—sly)离开原企业,自己开办了一家公司,设计了一台螺纹车床,以承受得起的价格加工具有前所未有的精度的螺丝钉。他建造了众多的机床,用于刨、锯、钻、开榫眼等等(Woodbury,1972)。大约在1801年,茅斯利同马克·布鲁内尔一道设计发明了著名的朴次茅斯滑轮制造机,为英国海军生产木制齿轮和滑轮。这些机器是自动的,并密切协作,使劳动力分工明确,类似于现代大规模生产过程。在这种生产过程中,以10名工人组成的劳动力队伍所生产的成品比雇用10倍之众的传统技术所生产的还要多(coer,1984)。茅斯利又依次训练了另外三名机床制造者,他们分别是:理查德·罗伯兹、詹姆斯·内史密斯(James Nasmytlt)和约瑟夫·惠特沃思(Joseph Whitworth)——他们全都对机床业作出了主要贡献。内史密斯发明了汽锤、铣床和刨床。著名的水晶宫博览会是颂扬英国工程界荣誉的地方。在1851年的水晶宫博览会上,惠特沃思的展品不少于23件。惠特沃思名下还有众多发明,其中测长仪所测量的精度可达百万分之一英寸,它还可以测量标准化的螺纹。理查德·罗伯兹是当时最有才华的工程师之一,他对五六项发明作出了基础性的贡献,其中包括多轴钻床。这种钻床受到一个二进制逻辑机构的控制,这种控制机构与用于提花织机的机构相似。罗伯兹还对卡特赖特的动力织机进行了改进,使得这个由行为古怪的好心人所发明的机器摇身一变,从稀奇古怪的玩艺儿变成英国棉织业的“脊梁”(并宣判了英国手摇纺织机的“死刑”)。罗伯兹最著名的发明莫过于自动骡机了(1830年)。如前所述,自动骡机使骡机纺纱工艺完全自动化了。

还有其他的机床制造者也值得一提,这些人同巴拉马“世系”没有直接关系。1763年,耶西·拉姆斯登(Jesse Ramsden)制造了一台分度机,用于制作圆周的精确刻度,这对于航海和测量仪器的制造至关重要。马修·默雷(Matthew Murray)和布莱安·邓金(BryanDonkin)对改良了的机床的设计也作出了贡献。威廉·费尔巴恩(William Felbane)制作了改良过的水车、汽船和汽锅,是约翰·斯密顿(John Smeaton)当之无愧的继承人。在美国,埃利·惠特尼、约翰·霍尔(John Hall)、斯密恩·诺思(Smine North)、托马斯·布兰查德(Thomas Blanchard)以及新式机床领域的其他先驱,最终为建立可互换部件的美国体系铺平了道路。

在制陶业,技术变革的地点和时间完全不同于纺织业和冶金业。在这方面,欧洲大陆扮演了一个主要角色,许多重要的技术发展产生于1750年以前。在17世纪,荷兰工匠在努力模仿中国的蓝、白瓷器的过程中,他们偶然发现了锡釉陶器的制造,代夫特陶器正是以此声名远扬的。波特格尔(J.F.Bottger)受雇于萨克森王储(Prince—Elector)强悍者奥古斯都,他在1708年成功地制作了瓷器。德累斯顿瓷器制作于德国的迈森,萨克森人保守了这项技术秘密。欧洲大陆其他地方花费了几十年才得以仿效这个工艺。英国拿出了一个相近的代用品——盐釉陶器,这是斯塔福德郡的约翰·阿斯特伯里(John Astbury)于1720年前后生产出来的。到1759年,声名赫赫的约西亚·韦奇伍德(Josiah Wedg—wood)在伯斯勒姆(Burslem)着手建造自己的工厂,利用古老的传统工艺制造出精良的产品。在先前的一个世纪,英国的陶器业在大多数场合采用煤炭作为燃料,还采用了球粘土和燧石等新式原材料。公平地说,韦奇伍德在下述方面闻名于世:采用蒸汽机进行合理化生产、采用明确的劳动力分工、能够把相对便宜的产品投放市场以迎合势利的消费者,从而成功地同欧洲制作的较昂贵的硬质黏土瓷器进行竞争。不过,韦奇伍德还是一位重要的发明者,他率先在虹彩陶瓷器上使用金和铂作为釉料,他在高温计上的工作让他在英国皇家科学院赢得了一个特别会员的地位。

在玻璃工业中,英国人也追随着欧洲大陆。1688年或者1688年前后,法国的吹玻璃工人采用了铸板工艺生产平板玻璃。同使用吹制法生产的较便宜的“冕”玻璃相比,这种玻璃的表面要均匀平坦得多,是玻璃业迄今最重要的产品。坐落于圣·格拜恩(San Gban)的大型皇家工厂在使用这套方法的窗玻璃和镜子生产中走在前列。英国始自18世纪70年代才采用这种方法,而且在那个时候仍依赖于法国的专门技能。另一方面,英国人率先在玻璃制造工艺中使用以煤炭为燃料的反射炉。通过带盖的坩埚,烟尘就不会污染玻璃,这项技术法国人直到工业革命时才掌握(Seoville,1950,p.43)。在玻璃业中,最重要的技术突破是由瑞士人皮埃尔·路易斯·奎南德(Pierre Luis Guinand)于1798年取得的。奎南德发明了搅拌法:使用一个空心的耐火砖柱体搅拌坩埚里的熔融玻璃,使气泡在玻璃中更为均匀。该技术生产的光学玻璃具有前所未有的品质。虽然奎南德保守了该工艺的秘密,但是他的儿子在1827年把这项技术出售给了一个法国制造商,后者又把该技术出售给了位于英国伯明翰市的常氏兄弟玻璃公司(hance Brothers Glassompany)。该公司很快就成为欧洲首屈一指的玻璃制造商。

在造纸技术上,法国人尼古拉斯·路易斯·罗伯特于l’798年取得了用机器生产连续纸张工艺的专利。罗伯特的主要想法是在一条铁丝网环带上生产纸张,取代当时一直使用的在模子里生产单页纸张的工艺。英国工程师布莱恩·邓金进一步发展了罗伯特所发展的原理,最终导致了被称为长网造纸机(FourdrJnier)的出现,伦敦一位出版商是第一个成功地采用新式机器的人,该机器因而得名(oleman,1958,pp.179—90;(lapham,1957,p.416)。虽然人们并不经常把造纸业视为工业革命的一个典型工业,但实际上,长网造纸机是一个革命性的发明。长网造纸机把生产一张纸的时间从3周缩短到3分钟,一个造纸厂中5名工作人员布置的工作就足以让3000个工人忙个不停。氯漂白法对于棉织业至关重要,这项技术始自18世纪90年代,也成功地应用于纸浆上,从而在纸张生产中可以使用染过色的和印刷过的废纸。

当时,英国没有任何发明专利权,但是当它落后时,它就会不知廉耻地借用、仿造,甚至盗用其他国家的技术知识。另一个例子较好地反映了英国应用其他领域已开发的新技术,这就是化学工业。贝托莱是法国人,他发明了氯漂白法;尼古拉斯·吕布兰(Nicholas Leblanc)也是法国人,开发了以其名字命名的制碱法。吕布兰把盐和硫酸放到一起反应,制成硫酸钠,然后把硫酸钠同石灰或者木炭一起加热,生产原料碱和盐酸——一种有害的副产品。吕布兰制碱法成为现代化学工业的基础,堪称当时最重要的发明之一。英国对碱的采用相对较慢,而且仅在19世纪20年代才开始大规模地采用吕布兰制碱法。对于这个现象,通常的解释是英国对盐课税较重,这使人造碱比植物碱更贵。盐税一旦被废除之后,英国碱的生产快速提高,到19世纪50年代比法国的产量高出三倍(Haber,1958,pp.10—14)。可是在化学工业的其他领域,英国从18世纪中期开始领先于欧洲大陆。硫酸,亦称矾,用于漂白和冶金业。在大型玻璃容器中把硝石加进硫磺就可以得到硫酸。虽然法国在1666年就发明了这个工艺,但是未能好好加以利用,反而是英国药剂师约舒亚·沃德(Joshua Ward)大约在1740年采用了这个工艺。沃德采用的是玻璃室法,使得每磅硫酸的价格从将近9英镑下降至10先令。1746年,约翰·吕贝克(John Roebuck)完善了制造硫酸的铅室法,英国依然是这个工业的中心。惟有到19世纪中期之后,德国才在化学领域建立起了牢固的领导地位,这要归功于德国所拥有的出众的化学家。

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