《人類科學技術史-264》17、18世紀紡織技術

17、18世紀紡織技術

科學的首要目標是發(fā)現事物和事件的本質與規(guī)律，以便能夠理解與解釋它們；技術關心發(fā)明新的事物和流程或者改良舊技術。它們密切相關，但它們的關系往往被誤解，技術常常被描述為僅僅是"應用科學"。這種說法顯然認為，人們先從對某些現象的科學認識開始，然后把它應用于某種實際目的。但在文明史上，實際發(fā)明的進步無疑先于有關現象的理論知識的進步。甚至在近代最初的幾個世紀里，雖然科學進步有時促進實際應用，但更經常地還是預先存在的技術方法為科學發(fā)現提供資料。

在17、18世紀，科學和技術的關系更加密切了。一方面，科學家對實際問題的興趣更濃厚；另一方面，實際工匠或技師對自己工作的科學方面表現出新的興趣。如，化學家馬格拉夫把他的化學知識應用于甜草根制造糖；富蘭克林發(fā)明了避雷針，又對家用爐進行了改進；地質學家赫頓發(fā)明了硇砂制造；勒布朗用鹽和硫制備蘇打；貝爾托萊采用氯來漂白紡織品；馬凱、貝爾托萊和其他化學家發(fā)明了紡織品染色新方法；米欣布羅克、馬里奧特、庫侖和其他科學家做了一些同建筑和工程有關的實驗；地質學家德馬雷斯任法國工業(yè)總監(jiān)時，提出了許多關于布匹、紙張、乳酪等制造的報告；夏普、羅伊澤爾、薩爾瓦和其他人發(fā)明了電報系統。同時，這個時期的有些工匠，尤其是瓦特則本著一種嚴格的科學精神進行了一些實驗。

歐洲各國在18世紀時已先后取得了資產階級革命的勝利，擺脫了阻礙生產力發(fā)展的封建羈絆。資本的原始積累使資產者獲得了大量金錢，使成千上萬的農民破產為"自由的"勞動者。工場手工業(yè)的發(fā)展和分工的擴大，造成了一大批熟練工人，在技術改進上積累了經驗，使應用機器進行生產成為可能。十七八世紀的科學技術，為生產的發(fā)展提供了許多發(fā)現和發(fā)明，在這種情況下，在這些條件具備得更充分的英國和相繼而起的其他一些國家，開始了工業(yè)革命。

在18世紀的上半期，英國的工場手工業(yè)進入了前所未有的勃興時期。以牛頓的力學為理論基礎，以鐘表的機械工藝為技術基礎，各種最初的機械工藝迅速發(fā)展起來，特別是各種工作機迅速涌現出來。但各種工作機的原動力最初都還是以各種自然力，特別是以人力為動力的，這就有兩個突出的技術問題相繼被提了出來：第一，如何進一步提高工作機本身的工作效率；第二，如何進一步提高工作機所需要的原動力。第一個問題導致了工作機的革命，第二個問題則導致了動力機的革命。

如果說，動力機的革命曾經是第一次工業(yè)革命的主旋律的話，那么工作機的革命則是第一次工業(yè)革命的前奏曲。因為"工業(yè)革命首先涉及到的是機器上進行工作的那一部分。動力一開始在這里還是人本身"。在由工場手工業(yè)向機器大工業(yè)的轉化過程中，由于圈地運動的進一步發(fā)展與海外貿易市場的進一步擴大，棉織工業(yè)與毛紡工業(yè)成為當時英國的工場手工業(yè)的帶頭行業(yè)。同時，由于紡織工業(yè)本身具有投資少、見效快、利潤高等特點，因此使它成為當時工場手工業(yè)的中堅。這樣，第一次工業(yè)革命的風云便最先在紡織工場手工業(yè)中興起。

1733年，一家棉織工場的機械師凱伊發(fā)明飛梭。凱伊曾當過鐘表匠，掌握熟悉的機械工藝。他把鐘表中的一些工藝原理和工藝技巧用于織布機中，終于發(fā)明了飛梭這種新的織布工具。帶有飛梭的織機實際上是一種自動穿梭的織機，盡管它的原動力仍然是人力，但其工效卻比原來的紡機提高一倍多。

由于飛梭的發(fā)明，棉紗供不應求，因為當時的紡車基本上還是古老的手紡車。據當時工場紡織業(yè)十分發(fā)達的曼徹斯特統計，五六個紡工紡一天的紗，僅能供一個織工織一天，由于棉紗短缺，"紗荒"遍及英國，不少紡織場因此停工。

織機的革命必然推動紡機的革命。自飛梭發(fā)明之后，人們一直致力于新的紡機的研制，可是一直進展不大。1764年的一天，曼徹斯特有個兼做木工的織工哈格里沃斯(-1778年），在一次偶然的發(fā)現中受到啟發(fā)。有一天，他的妻子的紡車突然翻倒在地，但豎起來的紡綻和車輪仍在轉動。他猛然想到，幾個紗綻并立在一起，不是仍可以用一個輪子來帶動嗎？經過反復研制，他終于在1765年設計并制造出了一架可同時紡8個紗綻的新紡機。這樣，把紡紗的工效一下提高了8倍。為了紀念這次偶然的發(fā)現，哈格里沃斯以他女兒珍妮的名字為這種新的紡機命了名。珍妮機一發(fā)明，便在紡紗行業(yè)中迅速推廣開來。后來，珍妮機的紗綻由原來的八個增加到十幾個，紡紗工效也隨之提高到十幾倍。遍及英國的紗荒，就基本上緩和了。

最初的珍妮機仍然是以人力為動力的。從工藝原理來看，珍妮機的紗綻可以繼續(xù)增加，可是作為珍妮機的原動力的人力有限，這就使珍妮機的改進受到了限制。1769年，鐘表匠阿克(1732-1792年）發(fā)明了一種以水力為動力的紡紗機。這是一種以水力來轉動紡輪的新的紡紗機，它是繼珍妮機后紡機的又一大進步。

1779年，一個童工出身的紡紗工克隆普頓(1753-1827年），對珍妮機和水力紡紗機進行了綜合分析，在綜合這兩種紡機的優(yōu)點的基礎上研制出了一種被稱為騾機的新紡紗機。騾機以水力為動力，一臺螺機能帶動近2千個紗綻，這就使紡紗機的工效大大提高。

織機的革命曾推動過紡機的革命，紡機的革命反過來又必然推動織機的革命。1785年，一個叫卡特賴特(1743-1823年）的機械師，在水力紡紗機和騾機的啟發(fā)下，發(fā)明了水力織布機。新的水力織布機的工效要比原來帶有飛梭的人力織布機的工效高40倍。由于水機織機的發(fā)明，又暫時緩和了織機落后的矛盾。

以紡織機的革命為先導，印刷工業(yè)、造紙工業(yè)、榨油工業(yè)以及其他工業(yè)的工作機的革命也相繼發(fā)展起來。可是，無論什么行業(yè)的工作機的革命，當它發(fā)展到一定程度時，都必然受到自然力這一原動力條件的限制。因此，第一次工業(yè)革命便按自身發(fā)展的客觀規(guī)律由工作機的革命向動力機的革命發(fā)展了。