第二次工业革命
19世纪末到20世纪初,以美国和德国为中心掀起了新一轮工业革命的浪潮。电力和内燃机的发明应用及由此而引发的生产技术的变革,极大的推动了生产力的发展,并且造成社会生产关系和社会生活的巨大变革。也正因为如此,它在世界工业化进程中的划时代的历史作用经常被提及。
技术突变——电力和内燃机
第二次工业革命的代表性工业技术是电力和内燃机。如果说第一次工业革命中涌现的发明和技术突破,来源于有经验的手工者,创造的动力来源于生产的需要,那么第二次工业革命期间的技术成果,几乎都是在科学理论的影响下发展起来的,许多技术成果在发明之前,其原理已经有理论上的阐述,科学理论成为推动生产力发展的重要因素。
19世纪在科学理论上出现了重大突破,即能量守恒和转化定律以及电磁科学。这是第二次工业革命中技术突破的理论基础。19世纪中叶,能量守恒定律被发现,几乎是在同一时间,多位独立研究的科学家都得到了同样的结论。其中英国物理学家焦耳的贡献尤其明显。年,焦耳在通电导体产热的实验中,发现了电能可以转化为热能。另一位英国物理学家楞茨也几乎在同一时间发现了这一规律,因而以二人的名字“焦耳—楞次”命名这一科学成果。
第一次工业革命时期,能源主要依靠燃烧煤炭获得,人们对于能源的探索从未停止。年7月,富兰克林和他的儿子威廉,进行了著名的“风筝实验”:在风筝上装上金属丝,在暴风雨来临时,通过风筝来接引天空闪电,成功地证明了“闪电就是电!”。年到年之间,涌现了诸多的发明成果和理论研究成果,电池的发明实现了化学能向电能的转化,磁效应的发现揭示了电和磁的联系。在此基础上,年法拉第获发现了电磁感应现象,并利用磁铁在线圈中运动产生电能的基本原理发明了圆盘发电机,这是第一台真正意义上的发电机,是现代发电机的“始祖”。
第二次工业革命的另一个技术标志是内燃机。物理学家惠更斯是最早开始研究内燃机的。最早开始对内燃机进行研究的是一名荷兰物理学家惠更斯。早在年,就有人提出从燃烧过程中获取动力的想法。年,英国人莱特设计出一种新型的装置,在这种装置里进行燃烧,燃烧产生的压力推动活塞运动。19世纪中期,经过不断研究探索,热能转化机械动力的理论得到完善,为内燃机的发明奠定了理论基础。19世纪60年代,活塞式内燃机问世,并在随后的时间里,不断的改进和完善。
内燃机和蒸汽机在结构上的较大差别在于燃烧在气缸内发生,相较于蒸汽机在锅炉内发生燃烧要方便很多,也正因为如此,内燃机的出现使得制造汽车和飞机成为可能。
技术演进——电力和内燃机的广泛应用
继法拉第发明了发电机之后,经过各国科学家不断的探索和尝试,使得电力在生产、生活中的方方面面得到了广泛的应用和推广。
年,德国科学技术之父的恩斯特·韦纳·冯·西门子发明自激直流发电机。年设计出了可用于实际生产的发电机。发电机由蒸汽或水力带动产生电,实现了机械能向电能的转变。年,格拉姆发明电动机,能够把电能转化为机械能,并且可以将机械能用于生产工作中,继蒸汽机的发明之后又一次突破性的改变了动力设备。
年爱迪生发明了白炽灯泡,持续发光能达到40小时。年,法国科随着远距离输电方法的研发成功,白炽灯逐渐代替汕灯在生活中满足人们的照明需求。
在通讯领域,自年第一条有线电报试拍成功后,有线电话、无线电、无线电报相继试验成功。随后二极管和三极管的先后问世,通过三极管对无线电信号的加强,实现了无线电广播,无线电通讯工具不断得到丰富和完善。19世纪80年代,广播电台和收音机问世,年世界上第一个广播电台成功开始播音。
从此人类开启了电气化时代,电力在机械动力、生活生产照明、通讯、生产诸多方面开始发挥强大作用。借助于电力系统,自然界中的一次能源被转化成电力,再经过输、变、配的过程,电力被供应到各个角落,不仅实现了生产的巨大飞跃,也改变了人类社会的生活方式。这一时期,除了电能的应用外,内燃机的应用也逐步推广开来。
由于内燃机具有热效率高、灵活方便,功率大、转速范围宽等优点,逐渐在生产中得到了广泛的推广应用。内燃机可以为各种生产机器、农业器械、工厂器械、汽车、机车、战车、内河船舶以及小型飞机提供动力。内燃机迅速成为最重要、最多的动力装置,占有十分重要的地位。在内燃机应用推广过程中,出现了具有里程碑意义的转变。内燃机自发明以后一直使用煤炭作为燃料,然而煤炭无论在体积还是在质量上来看都不便于携带,随着石油开采的发展,将更便于携带的汽油、柴油应用于内燃机成为一种新的发展趋势。年第一台汽油机研制成功,该机质量轻、转速高,转速达到转/分,是内燃机的四倍之多。汽油机十分契合交通运输领域对动力机械的要求。2年之后,汽油机被应用于汽车。不久之后,船舶开始采用汽油机作为动力机械。
年,旋转活塞式发动机研制成功。但由于燃烧废气排放不理想的问题,并没有得到广泛推广,只用于部分小轿车上。内燃机的使用不仅仅改变了生产方式,也使人们的生活方式发生了极大改变,改变了之前人类原始的生活状态,这种种改变都是在为“石油时代”和“汽车时代”的到来奠定技术条件。
作为第二次工业革命过程中另一个具有革命性意义的技术突破,内燃机与电力一同作为第二次工业革命的标志,其发明和应用具有深远影响,人类的生产和生活从此改天换地。第二次工业革命过程中的技术演进过程,伴随着技术的不断革新和发明的不断涌现。例如,内燃机的不断改进和汽车的发明几乎是同时进行的,二者之间存在着相互促进的作用。
组织变迁——“泰勒制”、股份制出现
在第二次工业革命中,一系列发电装置的核心关键部件逐一研制成功,包括:电枢、转子、交流发电机等,使得大规模发电和远距离输变电得以实现。在电力应用之初,主要应用于有轨电车和城市轨道交通。作为一个新兴之物,在其推广过程中受到诸多阻碍,如设备造价高昂、维护保养复杂、成本核算繁琐、协调工作冗杂等。过去的所有者即是经营者的经营管理方式受到了挑战,职业经理人应运而生。电力的应用不仅改善了工作环境还优化了工业流程,使生产组织方式上也发生了很大转变。电力应用之前的生产线需要多台蒸汽机协同工作来提供动力,生产流程不稳定,一台蒸汽机出现故障会影响整个生产流程,经电气化改造后,生产流程变得简洁、稳定,同时输变电技术也保证了应用电力的工厂在选址过程中不受过多限制。在电气化浪潮的推动下,出现了许多新型原材料,如电解铜技术的发展促使铜的广泛应用。铜的自身特性决定了它是理想的导电材料,电解铜技术的发明有效的降低了铜价,铜在输变电领域的应用降低了输电成本,进而降低了电价。这个时期,运输领域的蒸汽船、铁路以及通讯领域的电话、电报都得到长足发展,全球一体化快速推进,早期的国际分工也在此时形成,跨国公司渐渐显现,生产组织方式有了新的发展和转变。一是小工厂向大企业演变,企业治理难度有所增加。二是产品制作程序变得更加复杂,生产流程不断延长。三是专业知识的必要性导致分工的进一步加强,职业经理人管控模式逐渐形成。四是所有权和管理权分离的管理模式出现。“泰勒制”管理模式逐渐发展起来,“泰勒制”以专业管理团队作为基础。第二次工业革命中,资本和技术的聚集催生了一批资本、技术密集的新产业,企业规模的扩张产生了长流水线的生产工艺,对于企业管理提出了更复杂更高端的要求,泰勒制、福特制等生产组织形式建立起来。
在第二次工业革命中,科学技术有了巨大发展,科学技术的进步促使工业迅速发展,重工业兴起占据主导位置。垄断组织在一定程度既是第二次工业革命的产物,同时也促进了第二次工业革命的发展进程。例如在第二次工业革命中兴起的汽车、石油、化工等工业,都是需要建立在大规模生产的基础之上的,这些工业的兴起既得益于工业革命的发展也促进了工业革命继续发展。