《人類科學(xué)技術(shù)史-217》技術(shù)進(jìn)步：工業(yè)革命的先聲（下）

技術(shù)進(jìn)步：工業(yè)革命的先聲（下）
3.玻璃制作

制造玻璃的歷史十分悠久，但不少技術(shù)和方法在漫長的歷史過程中已經(jīng)失傳。中世紀(jì)后期，玻璃制造技術(shù)在威尼斯已達(dá)到很高的程度。雖然威尼斯當(dāng)局竭力限制玻璃制造工藝的外傳，但到16世紀(jì)中期，歐洲各地差不多都已了解意大利人的技術(shù)。

1612年，在佛羅倫薩出版了一本名為《論玻璃技術(shù)》的書，這也是第一部有關(guān)玻璃制造的專著。作者內(nèi)里是一個(gè)神職人員，在游歷意大利和低地國家時(shí)，收集了許多玻璃制造技術(shù)方面的資料。

1615年，由于官方禁止使用木柴作為制造玻璃的燃料，英國人改造了玻璃熔爐，使之適合于燒煤，同時(shí)也采用了一些新的設(shè)備和工藝。

近代初期流行的哥特式建筑風(fēng)格刺激了對彩色玻璃的需求。1540年，德國人許雷爾把提煉鉍剩下的礦渣同玻璃一起熔化，結(jié)果得到了鈷蘭色的玻璃。16世紀(jì)末，利巴維烏斯發(fā)明了制造紅寶石色的玻璃的方法，即在燒制玻璃的材料中加入黃金。隨后，格勞貝爾發(fā)明了使用金屬作為制造有色玻璃添加材料的更為簡便的方法。而內(nèi)里則提出，可用溶解于硝酸和鹽酸混合液中的黃金給玻璃著色。但這時(shí)有關(guān)制造彩色玻璃的技術(shù)，在很大程度上是對這些技術(shù)的重新發(fā)現(xiàn)。因?yàn)檫h(yuǎn)在古代人們就能制造出彩色的玻璃。

建筑業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了對平板玻璃的需求，威尼斯和紐倫堡的工匠開始摸索制作這種玻璃的技術(shù)。但適用于制作鏡子的大片玻璃，大概直到17世紀(jì)中葉才能生產(chǎn)。

4.機(jī)械制造 （1）動(dòng)力機(jī)械與利用蒸汽的嘗試

對水力和風(fēng)力的利用，是有悠久歷史的。利用這類自然力的機(jī)械裝置，在近代前期也發(fā)生了一些變化。

15世紀(jì)中葉，歐洲出現(xiàn)了一種新型的臥式水車，其葉輪安裝在一根橫軸上。這種水車很快在歐洲各地流行。在這種水車的基礎(chǔ)上，陸續(xù)又作了一些改進(jìn)，例如把輪上的葉片改為水斗，從而使水車在水流較小的地方也能運(yùn)轉(zhuǎn)，增強(qiáng)了適應(yīng)性。那時(shí)的水車還都是用木材制造的，能夠產(chǎn)生的動(dòng)力也有限，一般只是用它來帶動(dòng)一副磨或一個(gè)杵錘等簡單的工具。到16世紀(jì)，水車提供的動(dòng)力逐漸增大，葉輪的直徑原先平均為2-3米，現(xiàn)在可加大到5-6米。

阿格里科拉曾介紹過一種輪徑達(dá)10米、可產(chǎn)生10馬力動(dòng)力的大型水車。同時(shí)，出現(xiàn)了以水力為動(dòng)力的鍛錘、鼓風(fēng)機(jī)和抽水機(jī)。

在沒有水力資源可以利用的地方，人們便尋找別的動(dòng)力來源。在沿海地帶，使用風(fēng)車是很普遍的，尤其是在荷蘭。荷蘭人在14世紀(jì)時(shí)對風(fēng)車作了改進(jìn)，使它能夠方便地適應(yīng)風(fēng)向的變化。在近代前期，由于風(fēng)車的改進(jìn)，它所能提供的動(dòng)力，大致比以前提高了20％到40％。

工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，推動(dòng)人們?nèi)ふ倚碌膭?dòng)力來源。

16世紀(jì)中葉，意大利學(xué)者卡爾達(dá)諾在一本匯集物理實(shí)驗(yàn)和發(fā)明的書中，提到了利用蒸汽作為動(dòng)力以及通過冷凝蒸汽來制造真空的方法。1601年，意大利物理學(xué)家波塔描述了一種利用蒸汽壓力排除液體的裝置，他還設(shè)計(jì)了可冷凝蒸汽獲得真空而后借助于大氣壓力使水進(jìn)入容器的裝置。

17世紀(jì)上半期，人們開始嘗試?yán)谜羝麃眚?qū)動(dòng)機(jī)器。意大利人布蘭卡在1629年談到了一種氣輪機(jī)，它利用蒸汽對葉片的沖擊使葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過齒輪的傳動(dòng)而帶動(dòng)某種機(jī)器。一年后，英國發(fā)明家拉姆齊的一項(xiàng)使用蒸汽動(dòng)力的發(fā)明取得了專利，它能把深礦井中的水提升到地面，使磨礦機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

這些發(fā)明都只是對蒸汽的初步利用，而且事實(shí)上沒有普遍推廣應(yīng)用，制造使用氣缸和活塞的蒸汽機(jī)的努力，是到17世紀(jì)末期才開始的。

（2）金屬加工機(jī)械

近代初期，螺桿在機(jī)械中逐漸被普遍應(yīng)用。達(dá).芬奇在自己的筆記和圖樣中，曾介紹了使用螺桿的機(jī)械裝置。起先，制作螺桿的材料主要是硬木，到16世紀(jì)中葉，才逐漸使用青銅。螺桿的制作，在很長時(shí)間內(nèi)用的是鑿子鑿和銼刀銼的辦法。1569年，法國一位工程師貝松(1540-1576年）介紹了他的螺紋車床。這種車床除了能夠加工螺桿外，還可在安裝凸輪和模板后加工更精密的金屬制品。貝松的創(chuàng)造對機(jī)床制造和儀器制造有重要意義，但在很長時(shí)間里沒有得到普及。直至18世紀(jì)初期，能夠加工金屬件的車床仍是不多的。

螺旋壓機(jī)的出現(xiàn)及其實(shí)際應(yīng)用，大概是在15世紀(jì)末16世紀(jì)初。據(jù)說，在制作教皇尤里烏斯二世的印璽時(shí)就使用了螺旋壓機(jī)。這種壓機(jī)主要用于制造硬幣。16世紀(jì)中葉，以奧格斯堡和蘇黎世為中心，硬幣壓機(jī)的使用范圍很快擴(kuò)大。

與鍛錘有相關(guān)聯(lián)系的沖壓錘，也在16世紀(jì)初期出現(xiàn)，它被用來沖制銅碗之類的金屬器皿以及硬幣。沖壓錘對勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高作用明顯，以至于亞琛的行業(yè)公會(huì)作出規(guī)定，不能直接使用這種機(jī)械獲得制成品，只能用普通的壓延錘制造銅片或銅板，進(jìn)一步的加工則應(yīng)該用手工操作。

金屬滾軋機(jī)械也出現(xiàn)于15世紀(jì)末，達(dá).芬奇曾描述了一種滾軋機(jī)。差不多同時(shí)，德國的達(dá).芬奇式的人物丟勒(1471-1528年）介紹了紐倫堡已在使用的拉制金屬絲和制釘?shù)臋C(jī)械。

（3）紡織機(jī)械

紡織業(yè)是近代前期較早引入各種機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)行業(yè)之一。例如，大型的梳蔴機(jī)逐漸取代了手工梳蔴；毛紡業(yè)中開始使用懸掛式洗羊毛機(jī)；絲綢業(yè)中采用了大型的整經(jīng)滾筒；英國首先使用機(jī)械來漂洗布匹和使布面起絨；荷蘭發(fā)明了織帶機(jī)，它能同時(shí)織幾條帶子，并將織好的帶子卷在軸上。

有些紡織機(jī)械在近代之前已在歐洲使用，但在近代前期有了改進(jìn)。意大利在中世紀(jì)就已經(jīng)使用紡紗機(jī)，到16世紀(jì)后期，一個(gè)佛羅倫薩女工已能同時(shí)管理500個(gè)"紡錘"。中國在公元前數(shù)百年早已發(fā)明的提花織機(jī)，在中世紀(jì)就已傳到意大利，但在很長時(shí)間里沒有什么變動(dòng)，直到16世紀(jì)末和17世紀(jì)初，才相繼出現(xiàn)了一些新式的機(jī)械織機(jī)。

針織品是15世紀(jì)末開始流行的，但初時(shí)完全是靠手工編織。隨著人們對舒適美觀的針織品如毛線帽、毛線襪等的需求不斷增長，針織機(jī)械也應(yīng)運(yùn)而生了。

1589年，英國人威廉.李設(shè)計(jì)制造出了第一臺織襪機(jī)。這是一種用腳踏板驅(qū)動(dòng)的機(jī)器，起先只能織出平面織物，然后再縫合成襪子。后來，李對它進(jìn)行了改造，使之能直接織出成形的襪子。使用這種織襪機(jī)的工效，比手工勞動(dòng)要高5-10倍。但也正因如此，李的發(fā)明被認(rèn)為是有害的。因?yàn)樗赡軇儕Z大批工人的生計(jì)。李也未能獲得這項(xiàng)發(fā)明的專利。在這種情況下，李被迫離開英國，帶了10來個(gè)工人到法國里昂辦廠。但在法王亨利四世死后，他因外國人和新教徒的身份而受懷疑，被迫放棄自己的工廠去了巴黎，在那里默默無聞地生活，直至去世。他的同伴們回到了英國的諾丁漢，機(jī)器編織最終在那里發(fā)展起來。

5.火炮的發(fā)展

火藥發(fā)明于中國，大約在13世紀(jì)時(shí)傳入歐洲。15-17世紀(jì)頻仍不斷的陸戰(zhàn)、海戰(zhàn)和海外征服，使歐洲迅速地發(fā)展了利用火藥的近代武器——火炮。

15世紀(jì)，歐洲各國先后制造出了滑膛炮，出現(xiàn)了用鑄鐵制成的炮彈。不久，根據(jù)用途、口徑、炮筒長度的不同，炮的種類進(jìn)一步劃分。16世紀(jì)初，紐倫堡的制炮工匠們開始采用標(biāo)準(zhǔn)口徑。炮彈的彈頭被制成空心的，內(nèi)部裝填炸藥；而裝發(fā)射藥的彈筒用紙板和皮革制成。把數(shù)門小口徑炮緊密排列而組成的多管炮，也已出現(xiàn)。

火炮除了用于陸戰(zhàn)，也開始用于海戰(zhàn)。15世紀(jì)中葉時(shí)，歐洲各海洋國家的大型戰(zhàn)艦大多已安裝了火炮。起先，這種銅制火炮安裝在艦首或艦尾的甲板上，可以移動(dòng)。到這個(gè)世紀(jì)末，出現(xiàn)了舷炮，即把火炮安裝在戰(zhàn)艦的兩側(cè)，在船的舷側(cè)開一些用于射擊的炮孔。當(dāng)時(shí)，大型戰(zhàn)艦裝備的火炮已達(dá)100多門。舷炮的使用，對海戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)及船艦的構(gòu)造都產(chǎn)生了很大的影響。此外，在海軍裝備的火炮中，射程更遠(yuǎn)的長筒炮逐漸取代了中短筒炮。在1588年英國和西班牙的海戰(zhàn)中，由于英國艦隊(duì)裝備的長筒炮占了95％，只有5％是中短筒炮，而西班牙艦隊(duì)的長筒炮只有56.5％，中短筒炮則占了43.5％，結(jié)果英國艦隊(duì)?wèi){借火炮方面的優(yōu)勢和據(jù)此而采取的新戰(zhàn)術(shù)，戰(zhàn)勝了西班牙的無敵艦隊(duì)。