由這一史實(shí)可得出認(rèn)識(shí)，一項(xiàng)重大發(fā)明，必須要有先進(jìn)制造技術(shù)為保證。不然就只是樣品，或圖紙。

輪船和火車(chē)的發(fā)明是第一次技術(shù)革命的重要表征。輪船和火車(chē)所用的蒸汽機(jī)并不是瓦特蒸汽機(jī)的簡(jiǎn)單搬用，而是經(jīng)過(guò)其他發(fā)明家的若干改進(jìn)。以火車(chē)為例，真正使火車(chē)成功運(yùn)行的是英國(guó)發(fā)明家喬治·史蒂文森(George Stephenson)。史蒂文森生長(zhǎng)于礦區(qū)，從當(dāng)蒸汽機(jī)司爐助手起步，自學(xué)成為技術(shù)員，最后成為鐵路公司總工程師，可謂是一個(gè)奮斗成功的典型。

1814年，史蒂文森造出了他的第一臺(tái)火車(chē)頭“布盧徹號(hào)”，此后十幾年間，史蒂文森建造了大小十幾輛機(jī)車(chē)，而真正使他揚(yáng)名的是“火箭號(hào)”。1829年4月，為參加公開(kāi)的火車(chē)比賽，史蒂文森在兒子羅伯特的協(xié)助下制成新的機(jī)車(chē)——“火箭號(hào)”。該機(jī)車(chē)有幾個(gè)重要的創(chuàng)新：一是使用多管鍋爐，增加了動(dòng)力，設(shè)置了25條直徑均為3英寸的銅制水管貫通鍋爐的兩端，從而增大了鍋爐內(nèi)水的受熱面積，獲得更多的蒸汽，這種設(shè)計(jì)后來(lái)在一百多年間(直到蒸汽機(jī)車(chē)時(shí)代結(jié)束)，成為所有機(jī)車(chē)鍋爐的基礎(chǔ);另一個(gè)創(chuàng)新是采用排氣管，將廢氣從氣缸中引入煙囪后再放出去，這就大大增加了煙囪的抽力和所保持的壓力。1830年9月15日，世界上第一條客運(yùn)鐵路(利物浦——曼徹斯特鐵路)正式開(kāi)通，史蒂文森的“火箭號(hào)”率先在這條線路上運(yùn)行，由此標(biāo)志著人類(lèi)進(jìn)入了鐵路時(shí)代。

在史蒂文森之前，已有人發(fā)明火車(chē)，但所用路軌為生鐵鑄造，被沉重的機(jī)車(chē)壓裂，直接影響機(jī)車(chē)運(yùn)行。史蒂文森與前人不同，為了解決這個(gè)問(wèn)題，他到朋友的鐵工廠去試驗(yàn)鍛鐵軌道。取得成功后，史蒂文森專(zhuān)門(mén)申請(qǐng)了鐵軌的專(zhuān)利。同時(shí)，史蒂文森非常關(guān)注鐵路的標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)用化建設(shè)，他提出的軌道間距、碎石枕木路基，拐彎半徑等細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，后來(lái)都成為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，被許多國(guó)家采納。由此可見(jiàn)，一項(xiàng)因其他發(fā)明而導(dǎo)致的重大發(fā)明，自身又需要若干創(chuàng)新。

產(chǎn)業(yè)革命與科技革命

嚴(yán)格地說(shuō)，世界歷史迄今共發(fā)生過(guò)兩次科學(xué)革命。第一次科學(xué)革命發(fā)生于16世紀(jì)到17世紀(jì)末，從伽利略到牛頓的力學(xué)研究是第一次科學(xué)革命的主線;第二次科學(xué)革命發(fā)生于20世紀(jì)初，相對(duì)論和量子論的建立為自然科學(xué)理論帶來(lái)了深刻變革。⑤

從第一次產(chǎn)業(yè)革命看，當(dāng)時(shí)與科學(xué)、科學(xué)革命沒(méi)有什么聯(lián)系，只用到少量科學(xué)知識(shí)(真空與大氣壓、動(dòng)力測(cè)定、比熱理論等)，更多是工匠憑借經(jīng)驗(yàn)的發(fā)明活動(dòng)。而到第二次產(chǎn)業(yè)革命，情況發(fā)生了很大變化，科學(xué)明顯起到了引領(lǐng)的作用，特別是電磁學(xué)的創(chuàng)立為電的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。不過(guò)，若從前述嚴(yán)格的“科學(xué)革命”界定看，第二次產(chǎn)業(yè)革命與第一、二次科學(xué)革命都沒(méi)有交集。為了強(qiáng)調(diào)科學(xué)技術(shù)對(duì)產(chǎn)業(yè)的重要影響，故有不少學(xué)者取其他視角，采納“第×次科技革命”的說(shuō)法。

按科技革命的范疇理解，第二次產(chǎn)業(yè)革命與第二次科技革命(或說(shuō)電力技術(shù)革命)聯(lián)系緊密。19世紀(jì)70年代起，電的諸多用途得到開(kāi)發(fā)，先是照明系統(tǒng)(局域電弧光照明)，繼之電力運(yùn)輸系統(tǒng)(有軌電車(chē)、地鐵)發(fā)展起來(lái)。電力更重要的運(yùn)用體現(xiàn)在新興產(chǎn)業(yè)，如電解鋁、氯、乙炔等化工產(chǎn)業(yè)直接與電力應(yīng)用有關(guān)。

1825年，丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特(H.C.Oersted)通過(guò)鉀汞齊還原無(wú)水氯化鋁，第一次得到了粉末狀金屬鋁，不過(guò)僅有幾毫克。鋁因稀缺，被視為貴重金屬。拿破侖三世認(rèn)為鋁輕而硬，可以帶來(lái)武器裝備的革命，慷慨出資支持法國(guó)化學(xué)家圣·德維爾(Saint Deville)進(jìn)行工業(yè)制鋁的研究。1854年，德維爾用還原氯化物的方法制得金屬鋁，建起世界上第一座鋁廠，生產(chǎn)出鋁制頭盔、餐具和工藝品，因產(chǎn)品少，多供皇室貴族享用。當(dāng)時(shí)，1千克鋁高達(dá)3000多法郎，幾近黃金價(jià)格。其后30年間，世界上煉得鋁的總量有200多噸。隨著小規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，鋁的價(jià)格有所下降。

德維爾制得鋁的那一年，他與德國(guó)化學(xué)家羅伯特·本生(Robert Bunsen)一起，通過(guò)電解氯化鋁的絡(luò)合鹽得到了金屬鋁。但當(dāng)時(shí)用蓄電池供電，代價(jià)極大，直到1867年發(fā)電機(jī)問(wèn)世后，采用電解法煉鋁實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)才成為可能。