人类的进化与早期手工业科学技术的应用

第一节　人类的进化与早期手工业科学技术的应用

在中世纪后期的欧洲，商品生产的发展加速了封建经济的解体。在手工业中，一部分人在竞争中富裕起来，他们把手中的货币投入商业，通过包买包卖等形式把日益贫困的那部分手工业者逐渐变成了资本的附庸。

大约从14世纪开始，在地中海沿岸的一些城市中，出现了分散和集中的手工工场。这是一种新的生产组织，它是从受商业资本控制的那些家庭手工业中发展起来的。在这些组织中，原来独立的手工业者由于使用了商人的资金、原料和工具而不得不听命于他们，自己则丧失了对生产资料的所有权和对产品的支配权，沦为雇佣工人，而那些握有资本的商人逐渐成为支配一切的资本家。他们通过资本把分散的劳动者联合成一个集体，为生产同一种产品实行分工协作。为了加快生产流程，工场主把某些工序集中在一个场房中，甚至把整个产品的生产都集中在一个场地中，这就使分散的家庭手工业逐渐为集中的手工工场所代替。手工工场的出现标志着欧洲资本主义生产方式的诞生。

较多的工人在同一时间、同一劳动场所，为了生产同种商品，在同一资本家的指挥下工作，这在历史上和逻辑上都是资本主义生产的起点。手工工场的出现促进了生产技术的改进。分工和协作的发展使操作过程更加专业化，手工劳动更加熟练，这为改进技术和使用机器创造了条件。

从15世纪起，欧洲各手工业部门都出现了技术上的改革。例如纺织业中，出现了新式纺车，卧式织机也有了改进。在采矿业中，这时已有了把矿石运到地面的机械和从深处汲水的抽水机，也有了粉碎矿石的碎石机和捣碎机。在冶金业中，欧洲人从14世纪起掌握了生铁冶炼技术，15世纪炼铁的熔炉已高达3米以上，熔炼出来的铁水可用于铸造大炮炮筒等器件。此外，随着城市的发展，玻璃制造业、眼镜磨制业、造纸、酿酒等轻工业和农副产品加工业在技术上也有了很大改进。

生产工具的改革引起了动力和传动机械的变化。显然，要带动上述机械并使之日夜不停地转动，单靠人力和畜力是远远不够的，水力和风力的利用成为刻不容缓的事情。在罗马帝国时期曾广泛使用的水磨，这时被用来作为一种发动机。带动水磨的水轮可以毫无困难地用于抽水、鼓风、运送矿石、捣碎破布以及漂洗、锯木等方面。

风车据说是诺曼底人在12世纪发明的，最初多用于农业。这时也成为缺水地区的主要动力机械。在欧洲，转动的一座座水轮和一排排矗立的风车成为那时手工工场的典型风貌，就像今天高大的烟囱是工厂的标志一样。水轮和风车的普遍应用，要求更为复杂的传动装置。传动系统中除了包括常见的曲柄这种部件而外，还大量地使用了齿轮联动机构。齿轮系统的复杂化与钟表制造业的发展密切相关。在欧洲，到14世纪时机械钟已装置在教堂的塔楼上，它们有各种齿轮联动系统和简单擒纵器。钟表制造业的发达代表了当时技术水平的提高，这为工场手工业中所需要的传动机械提供了技术条件。

应当指出的是，在欧洲中世纪末期的技术改革中，中国四大发明的传入有着特别重要的意义。有关火药的知识是在13世纪通过阿拉伯人的著作传入欧洲的。大约在14世纪，欧洲人在与伊斯兰教国家的战争中得到了火药武器，从而学会了制造火药和火药武器的技术。指南针在12世纪末传入欧洲，13世纪即被应用于航海，它在欧洲人的航海和探险中发挥了巨大作用。印刷术是经由波斯人传入欧洲的。14世纪末，欧洲就出现了木板雕印的圣像、经典和拉丁文文法教本。1456年，德国人古登堡已使用活字印刷《圣经》。印刷术虽然最初被欧洲人主要用来印制宗教用品，但是一旦有了文化上的需要，它立即就会成为促进科学和传播新思想的工具。

1705年，纽可门制造第一台成功运作的蒸汽机。但是其缺陷是热量浪费太大，效率不高；只有简单的往复式线性运动。马克思在谈到中国的三大发明对欧洲的影响时说：火药、指南针、印刷术——这是预告世界工业大国到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎，指南针打开了世界市场并建立了殖民地，而印刷术则变成新教的工具，总的来说变成科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。

第一台成功运作的蒸汽机

工场手工业的出现和技术上的改进，给自然科学的发展开辟了广阔的前途。水轮、风车和各种机具的使用极大地推动了力学的发展。为了有效地利用水力和风力，必须调整动力的强度，设法控制水力和调节水位，这就带动了流体力学。

为了减少传递过程中动力的损失必须设法减少摩擦，因而建立起摩擦的理论。至于钟摆和炮弹的运动规律的研究更是与动力学的发展直接有关。此外，冶金、纺织、玻璃和眼镜制造业的发展，不仅向化学和光学提出了大量需要解决的课题，而且也给整个自然科学的研究提供了必要的实验手段。