《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現事物和事件的本質與規律，以便能夠理解與解釋它們；技術關心發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；富蘭克林發明了避雷針，又對家用爐進行了改進；地質學家赫頓發明了硇砂制造；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總監時，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。工場手工業的發展和分工的擴大，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，為生產的發展提供了許多發現和發明，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，開始了工業革命。

在18世紀的上半期，英國的工場手工業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革命的主旋律的話，那么工作機的革命則是第一次工業革命的前奏曲。因為"工業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"。在由工場手工業向機器大工業的轉化過程中，由于圈地運動的進一步發展與海外貿易市場的進一步擴大，棉織工業與毛紡工業成為當時英國的工場手工業的帶頭行業。同時，由于紡織工業本身具有投資少、見效快、利潤高等特點，因此使它成為當時工場手工業的中堅。這樣，第一次工業革命的風云便最先在紡織工場手工業中興起。

1733年，一家棉織工場的機械師凱伊發明飛梭。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。據當時工場紡織業十分發達的曼徹斯特統計，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），在一次偶然的發現中受到啟發。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。珍妮機一發明，便在紡紗行業中迅速推廣開來。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下，發明了水力織布機。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、造紙工業、榨油工業以及其他工業的工作機的革命也相繼發展起來。可是，無論什么行業的工作機的革命，當它發展到一定程度時，都必然受到自然力這一原動力條件的限制。因此，第一次工業革命便按自身發展的客觀規律由工作機的革命向動力機的革命發展了。