九、轟轟烈烈的第一次工業革命

科學的進步必将促進技術的革新。物理學、化學、熱力學等領域的科學發展，自然而然地為第一次工業革命打下了基礎。

當時的英國已經通過海外殖民的方式成為地球上最大的帝國。因殖民地遍及世界各地，不論何時，都有陽光普照在英帝國的屬地上，所以那時的英帝國也叫“日不落帝國”。

龐大的殖民地造就了海量的市場需求，加之英國國内已經處于資本主義發展階段，更加開放和自由，國民經濟蓬勃發展。英國也在法律層面出台了專利保護制度，鼓勵發明創新。在這些因素的綜合影響下，第一次工業革命在英國順理成章地展開了。

【工業革命】

1764年，紡織工哈格裡夫斯發明了效率更高的手搖紡紗機，并以他女兒珍妮的名字将之命名為“珍妮紡紗機”。這項發明被認為是工業革命的開端。

【珍妮紡紗機 示意圖】

1760年代，在英格蘭和蘇格蘭各地的煤礦上，可以看到數百台紐科門發明的蒸汽機在忙着抽水。紐科門蒸汽機正是瓦特蒸汽機的前身，是五金商紐科門于1712年發明的大氣式蒸汽機，主要用于煤礦抽水，解決當時煤礦開采中的積水問題。

1776年，瓦特（生于1736年）經過數年鑽研，最終在伯明翰的索霍（Soho）工廠改良出兩台蒸汽機，一台用于煤礦抽水，另一台用于帶動鑄鐵廠裡的風箱。

【瓦特】

根據美國作家弗裡茲在《煤的故事》一書中的記載，提供相同動力的情況下，瓦特蒸汽機的燃料消耗相當于紐科門蒸汽機的四分之一，大量減少了能源消耗。

瓦特改良後的蒸汽機首先被大量應用于煤礦開采，确保了煤的充足供應，讓工業徹底擺脫了過去因依賴水車提供動力而遇到的瓶頸問題。

作家愛默生曾寫道：每一個煤框裡都裝載着動力和文明......

【瓦特改良蒸汽機】

随後蒸汽機迅速被引入紡織業、冶金業、造紙業等工業領域中。煤作為能源為工業發展提供了原始動力，蒸汽機代替人工顯著提升了工業生産的效率，鋼鐵的大量生産為輪船、設備、工具的制造和鐵路的鋪設提供了原材。

1825年，“鐵路之父”喬治·斯蒂芬森（生于1781年）開通了從達靈頓到斯托克頓長達42公裡的鐵路。1830年，英國開通了從利物浦到曼徹斯特的鐵路，這是第一條完全由火車機車帶動的鐵路，此前靠馬提供動力的鐵軌已經受到了廣泛的歡迎。

1845年，英國鋪設的鐵軌裡程累計達到3540公裡，到了1852年，這一數字增長到了10620公裡。

【喬治·斯蒂芬森】

鐵路的發明和應用大大提升了人與物資的運輸效率，濃煙滾滾的火車由燃燒着煤的蒸汽機提供動力，載着人們沿着鐵軌奔向了新時代，一陣一陣的轟鳴聲仿佛在為此喝彩，響徹在那個時代的上空。

科學的進步推動了工業革命的發展，而工業革命帶來的全球化的經濟發展和知識交流又反哺了科學，為科學的持續進步添磚加瓦。就這樣，科學和工業互相推動着對方前進，螺旋上升。

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