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

技術(shù)進步：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。中世紀后期，玻璃制造技術(shù)在威尼斯已達到很高的程度。雖然威尼斯當局竭力限制玻璃制造工藝的外傳，但到16世紀中期，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)里是一個神職人員，在游歷意大利和低地國家時，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)。因為遠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世紀中葉才能生產(chǎn)。

4.機械制造 （1）動力機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械裝置，在近代前期也發(fā)生了一些變化。

15世紀中葉，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，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轉(zhuǎn)，增強了適應(yīng)性。那時的水車還都是用木材制造的，能夠產(chǎn)生的動力也有限，一般只是用它來帶動一副磨或一個杵錘等簡單的工具。到16世紀，水車提供的動力逐漸增大，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10米、可產(chǎn)生10馬力動力的大型水車。同時，出現(xiàn)了以水力為動力的鍛錘、鼓風(fēng)機和抽水機。

在沒有水力資源可以利用的地方，人們便尋找別的動力來源。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世紀時對風(fēng)車作了改進，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，它所能提供的動力，大致比以前提高了20％到40％。

工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，推動人們?nèi)ふ倚碌膭恿碓础?/p>

16世紀中葉，意大利學(xué)者卡爾達諾在一本匯集物理實驗和發(fā)明的書中，提到了利用蒸汽作為動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)計了可冷凝蒸汽獲得真空而后借助于大氣壓力使水進入容器的裝置。

17世紀上半期，人們開始嘗試利用蒸汽來驅(qū)動機器。意大利人布蘭卡在1629年談到了一種氣輪機，它利用蒸汽對葉片的沖擊使葉輪轉(zhuǎn)動，并通過齒輪的傳動而帶動某種機器。一年后，英國發(fā)明家拉姆齊的一項使用蒸汽動力的發(fā)明取得了專利，它能把深礦井中的水提升到地面，使磨礦機連續(xù)運轉(zhuǎn)。

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

（2）金屬加工機械

近代初期，螺桿在機械中逐漸被普遍應(yīng)用。達.芬奇在自己的筆記和圖樣中，曾介紹了使用螺桿的機械裝置。起先，制作螺桿的材料主要是硬木，到16世紀中葉，才逐漸使用青銅。螺桿的制作，在很長時間內(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)造對機床制造和儀器制造有重要意義，但在很長時間里沒有得到普及。直至18世紀初期，能夠加工金屬件的車床仍是不多的。

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

與鍛錘有相關(guān)聯(lián)系的沖壓錘，也在16世紀初期出現(xiàn)，它被用來沖制銅碗之類的金屬器皿以及硬幣。沖壓錘對勞動生產(chǎn)率的提高作用明顯，以至于亞琛的行業(yè)公會作出規(guī)定，不能直接使用這種機械獲得制成品，只能用普通的壓延錘制造銅片或銅板，進一步的加工則應(yīng)該用手工操作。

金屬滾軋機械也出現(xiàn)于15世紀末，達.芬奇曾描述了一種滾軋機。差不多同時，德國的達.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械。

（3）紡織機械

紡織業(yè)是近代前期較早引入各種機械設(shè)備的生產(chǎn)行業(yè)之一。例如，大型的梳蔴機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；絲綢業(yè)中采用了大型的整經(jīng)滾筒；英國首先使用機械來漂洗布匹和使布面起絨；荷蘭發(fā)明了織帶機，它能同時織幾條帶子，并將織好的帶子卷在軸上。

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

針織品是15世紀末開始流行的，但初時完全是靠手工編織。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，針織機械也應(yīng)運而生了。

1589年，英國人威廉.李設(shè)計制造出了第一臺織襪機。這是一種用腳踏板驅(qū)動的機器，起先只能織出平面織物，然后再縫合成襪子。后來，李對它進行了改造，使之能直接織出成形的襪子。使用這種織襪機的工效，比手工勞動要高5-10倍。但也正因如此，李的發(fā)明被認為是有害的。因為它可能剝奪大批工人的生計。李也未能獲得這項發(fā)明的專利。在這種情況下，李被迫離開英國，帶了10來個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世紀時傳入歐洲。15-17世紀頻仍不斷的陸戰(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，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，炮的種類進一步劃分。16世紀初，紐倫堡的制炮工匠們開始采用標準口徑。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世紀中葉時，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。到這個世紀末，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。當時，大型戰(zhàn)艦裝備的火炮已達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，由于英國艦隊裝備的長筒炮占了95％，只有5％是中短筒炮，而西班牙艦隊的長筒炮只有56.5％，中短筒炮則占了43.5％，結(jié)果英國艦隊憑借火炮方面的優(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。