△蒸汽机的技术积累 

18世纪的头50年左右的时间内,英国的工场手工业进入前所未有的勃兴时期,各种最初的机械工艺迅速发展起来。但如纺纱机、织布机、缝纫机、收割机、脱粒机、割草机、抽水机、榨油机等各种工作机最初都还是使用各种自然力,特别是人力,这很自然就有两个突出的技术问题相继被提了出来:第一,如何进一步提高工作机本身的工作效率;第二,如何进一步提高工作机所需要的原动力。围绕这两个问题的解决导致了工作机的革命和动力机的革命。

在由工场手工业向机器大工业的转化过程中,由于圈地运动的进一步发展,广大农民失去了赖以生存的土地,他们只好流浪到城市谋生。大量自由劳动力的出现有力地促进了当时英国的工场手工业的快速发展。同时,由于纺织工业本身有投资少、见效快 、利润高等特点,因此它成为当时的工场手工业的中坚。这样,第一次工业革命的风云便最先在纺织工场手工业中兴起。1733年,一家棉织工场的机械师恺伊发明了飞梭。凯伊曾当过钟表匠,有熟练的机械工艺技术。

他把钟表中的一些工艺原理和工艺技巧应用到手织布机中,终于发明了飞梭这种新的织布工具。带有飞梭的织机实际上是一种自动穿梭的织机,其工效比原来的织机提高一倍多——尽管它的原动力仍然是人力。飞梭发明并广泛应用之后,棉纱供不应求。据当时工场纺织业十分发达的曼彻斯特统计,五六个纺工纺一天的纱,仅能供一个织工织一天。棉纱短缺,纱荒等问题制约了纺织业的更快发展。纺机的革命迫在织机的革命必然推动纺机的革命。自从飞梭发明之后,人们一直致力于新的纺机的研制,不幸的是进展一直不快。科学的恩赐只为那些有准备的头脑而备。1764年的一天,曼彻斯特有个兼做木工的织工哈格里沃斯在一次偶然的发现中受到启发。有一天,他的妻子的纺车突然翻倒在地,但竖起来的纱锭和轮仍在转动。他猛然想到几个纱锭并立在一起,不是仍可以用一个轮子来带动

吗?经过反复研制,他终于在1765年设计并制造出一架可同时纺八个纱锭的新纺机。这跟有名的苹果落地故事有异曲同工之妙。这样,把纺纱的工作效率一下比原来提高了八倍。哈格里沃斯以他妻子珍妮的名字为这种新纺机命了名。珍妮纺机在纺纱业中迅速推广开来,很快占领了当时的纺纱市场。后来,珍妮纺机的纱锭由八个增加到十几个,纺纱工效也随之提高到十几倍。这样,当时遍及全国的纱荒,就基本上缓和下来了。最初的珍妮纺机仍是以人力为动力的。从工艺原理来看,珍妮机的纱锭可以继续增加,可是由于作为珍妮机的原动力的人力有限,这就使珍妮机的改进受到了限制。科学技术发展的脚步永不会停息。1769年,钟表匠阿克莱发明了一种以水力为动力的纺纱机。这是一种以水力来转动纺轮的新的纺纱机。它是继珍妮纺机后的又一大进步。1779年,一个童工出身的纺织工克隆普顿(17531827)对珍妮纺机和水力纺纱机进行了综合分析,在综合这两种纺机的优点的基础上,研制出了一种被称为骡机的新纺纱机。骡机以水力为动力,一台骡机能带动近二千个纱锭,这就使纺纱机的工效大大提高。纺机的革命又使织机的技术显得相形见绌,它反过来又推动了织机的革命。1785年,一个叫卡特赖特(17431823年)的机械师在水力纺纱机和骡机的启发下,发明了水力织布机。新的水力织布机的工效要比原来带有飞梭的人力织布机的工效高四十倍。水力织机的发明,又暂时缓和了织机落后的矛盾。就像一对相互啮合的齿轮,纺机与织机在相互作用中共同发展。

在纺织机的革命的带动下,印刷工业、造纸工业、榨油工业以及其他工业的工作机的技术革命也相继发展起来。人力总是有限的,而水力又必然受到地理条件的限制。可是无论什么行业的工作机的革命,当它发展到一定程度时,都必然受到自然力这一原动力条件的限制。由工作机的革命向动力机的革命发展不可避免地发生了。