歐洲國家工業化過程中的技術創新與擴散（上）

本文所涉“歐洲國家”主要是指英國、法國、比利時、德國等西歐國家；“工業化過程”的時間跨度，整個西歐大約為一個半世紀。盡管西歐各國工業化時間跨度長短不一，但在這一過程中，它們在技術創新與擴散方面仍有一些基本的共同點。

一、中心國家對關鍵產業及其核心技術的發現與發明，是技術創新與擴散過程的主要內容

“中心國家”是指，在某一特定歷史發展時期，在全球人類社會進程中的經濟、貨幣和技術等領域中占有主導地位的某個或某幾個領先國家；“關鍵產業”則是指中心國家賴以建立其這種地位的主要依靠所在，這一或這些產業通常對中心國家經濟強勢具有決定性意義，至少是重要的作用，同時一般又都是當時的技術領先部門，而且多半還具有政治意義。

（一）英國在歐洲第一次工業革命時期（1750—1870年）之所以能在技術創新與擴散方面長期據有優勢地位，主要得力于英國是當時的關鍵產業（以棉紡織工業為代表）及其核心技術的先導

在英國，本來毛紡織業比棉紡織業更重要、更發達，但是工業革命偏偏首先發生在棉紡織業。這是因為棉紡織業在國內外市場收益大，更加適合機械化，原料供應彈性大，產品銷售市場彈性也大。棉紡織業成為英國最重要的工業部門。其間，棉紡織業的發明創新具有兩個重要特點：第一，它們是按照挑戰—應戰的順序發生的。在這個過程中，一個制造工序階段的加速發展會給其他一個或幾個工序階段的生產帶來巨大壓力，從而要求進行新的創新以校正這種不平衡。先是織工面臨紗線供應不足的困難。而18世紀五六十年代開始普遍使用的凱伊飛梭更加劇了這種不平衡。后來這個問題是由一系列在50—80年代發明的紡織裝置解決的，這里包括保羅等人發明的梳毛機，哈格里夫斯的珍妮紡紗機，阿克萊特的水力紡織機，克隆普頓的騾機等。這些發明引起了棉紗產量的巨大增長。1770—1800年，英國棉花消費量就增加了12倍以上，從而反過來又使織布技術的改良成為當務之急。而這個問題是由1787年卡特萊特發明的動力織布機解決的。到1860年，英國手工織工只剩下寥寥3000人了。第二，許多小的技術改良與其間更為引人注目的技術進步同樣重要。沒有一項發明是盡善盡美地應用到工業之中的。除了發明創造的反復試驗以外，在這些初始發明得到商業性應用之前還要在零部件、動力傳輸以及使用材料等方面進行無數次的調整和改良。在工業化的最初幾十年中，人們必須不斷地與機械故障進行“戰斗”。直到18—19世紀之交，不僅不可移動的沉重機身可以用鐵來制造，而且可移動的部件也可以用鐵來制造了；皮帶已經取代用軋棉廠的廢品制作的拉繩。在后來的幾十年中，蒸汽機的不斷改良使其運行更加平穩；齒輪和機軸也變得更加合理了；不斷提高的自動化程度使其在羅伯茨的自動騾機（1825年）中達到了相當完美的地步。

隨著用煤炭代替木材，煉鐵業從一個高成本工業部門變成了效率最高的工業部門。18世紀80年代，英國的鐵產量尚不及法國，但到1848年，英國的鐵產量已高達200萬噸，比世界其他地區鐵產量的總和還要多。相應地，英國的煤產量從1800年的1100萬噸增加到了1870年的1億噸以上。技術環節是互相促進的。煤鐵工業的發展大大提高了對動力的需求。計算表明，1800年，英國所使用的蒸汽機不超過1000臺；假定平均功率為10馬力，當年英國蒸汽機的總馬力約為1萬匹馬力。但到1870年，英國的蒸汽機能量大約為400萬匹馬力，等于600萬匹馬或者是4000萬男人所能夠產生的動力。但應強調指出的是，煤炭和蒸汽的發現和發明并沒有產生工業革命，而是它們的飛速發展與擴散發生了工業革命。將熱能轉化為功的第一個實用機械裝置早在1698年就發明了。只是在隨后的一百多年里，在對蒸汽機作了多次改進之后，蒸汽時代才取得了決定性的突破。因為這些改進開辟了一條繼續提高效率的有效途徑，最終導致蒸汽機進入國民經濟的所有部門之中，并且使其成為主要的動力源，使第一次工業革命成為可能。

（二）德國在歐洲第二次工業革命時期（1870—1914年）之所以能在工業實力方面趕上甚至超過英國，主要借助于德國在這一時期的關鍵產業（以鋼鐵、化學、電力為代表）及其核心技術方面據有的優勢

19世紀最后幾十年是出現創新集群的年代。它們使整個工業的普遍進步成為可能，而普遍的進步是成熟的標志。這種成熟是指，把重大創新從作為工業革命核心的工業部門擴散到其他許多生產部門。德國在這一階段里走在前面，而英國工業已經逐漸耗盡了構成第一次工業革命的創新集群所蘊涵的效益。

德國對英國的趕超首先表現在新材料領域，即廉價鋼材的發明與擴散，以及化學工業的轉變。19世紀最后30年，技術發展的主要特點是鋼代替鐵以及與此相伴而來的金屬消費量的迅速增長。生鐵與熟鐵各具優缺點。生鐵較硬但易折斷，熟鐵較軟卻易加工。鋼則綜合了兩者的優點，它堅硬、有彈性并且具有可塑性。如果沒有一個強大的煉鋼工業的話，德意志帝國根本不可能在19世紀末期迅速發展成為歐洲大陸的經濟霸主。而煉鋼工業的迅速發展，不僅得益于已持續了100多年的技術進步，同時還受到了品質改良、價格下降以及出現新的需求的推動。貝塞麥、西門子—馬丁以及托馬斯煉鋼法，使粗鋼的實際生產成本在19世紀60年代初至90年代中期下降了大約80—90％，并使地下鐵礦開采得到了更為有效的利用。英國、德國、法國以及比利時1861年的鋼產量合計約為12.5萬噸，1870年為38.5萬噸，到1913年則達3202萬噸，在43年內增長了83倍（年均增長10.8％）。其中，英、德兩國相比，德國逐漸占據了上風。19世紀70年代，英國所生產的生鐵為德意志關稅同盟的4倍，鋼產量則為2倍；1910—1914年，德國平均每年所生產的鐵已為英國的2倍，鋼為2倍以上。德國鋼產量在1893年超過了英國，鐵產量則在1903年超過了英國。1910年，德國出口的鐵和鋼已經超過了在長達一個世紀的時間內一直充當世界主要鋼鐵供應國的英國；德國魯爾地區的煉鋼企業甚至開始在英國本土銷售其產品了。

在19世紀最后幾十年中，化學工業的兩項最重要的技術進步是蘇爾維制堿法和有機化合物合成法。由于沒有制堿業的數據，這里僅舉硫酸產量為例，因為硫酸是在技術上最重要的無機化學產品。1900年，英國的硫酸產量還幾乎是德國的2倍，各為100萬噸和55萬噸；到1913年，德國為170萬噸，而英國僅110萬噸。奠定有機化學工業的理論與實驗工作主要是由德國人和英國人完成的，但后來德國幾乎占了壟斷地位。在德國，到第一次世界大戰爆發時，有機化學工業已占化學工業部門全部就業人數和投資的一半以上；其他國家的發展盡管相對緩慢，但也緊緊追隨著德國的步伐。染料只是一個新世界的一角：站在人工染料背后的科學原理能夠得到最為廣泛的應用。從纖維素可以生產出一整套產品來。最先出現的是硝化纖維炸藥，繼之而來的是漆、相片底版與膠卷、賽璐珞以及人造纖維等發明。1909年，貝克蘭為第一個合成樹脂酚醛塑料申請了專利。這些技術具有不可思議的獨創性，它們又不斷地衍生出新的方向與產品。

沒有電，工業革命就不可能完成。在這里，如同在化學工業中一樣，最驚人的成就也是在德國發生的。這兩者之間有很多相似之處：開始較遲，以技術卓越和合理組織為基礎的迅速崛起，生產的集中，以及在世界市場上的強勢地位。直到第一次世界大戰前夕，英國在電力消費方面可能仍然領先于德國，但在此后不到10年的時間內，德國已經超過了其競爭對手并把它遠遠拋在后面——盡管由于戰爭而損失了大片國土。1925年，德國主要原動力的日常產量已達到2119萬匹馬力，而英國1924年為1681萬匹馬力；兩國的發電機裝機容量分別為1329萬匹馬力和851萬匹馬力。更重要的是，德國發電站和輸電網的平均規模大，其電流性質更為統一且性能效率更高。

1870—1914年，德國工業實現趕超英國的第二次工業革命，與第一次工業革命的不同之處，不僅在于它的深度與廣度，而且還有其另外兩項重要內容：一是，雖然至今仍有一些生產領域還依賴靠靈感的經驗主義，但自19世紀下半葉開始，在重要的工業生產部門中已經出現了科學與技術活動的密切而系統的聯系，而且正是在這些領域中成功地確立了科學與技術合作的模式，并且為其進一步合作提供了刺激。二是，這個時期逐步出現了技術進步的制度化，更多的先進工業企業不再滿足于接受別人的技術創新并利用它們，而是通過精心地有計劃的科研與試驗來追尋自己的技術創新。當然，德國與英國一樣，它們之所以分別能在兩次工業革命中勝出，其成功的原因主要還不在于包括技術在內的物質方面，而在于社會方面和制度方面。（未完待續）

（作者單位：中國社科院歐洲所）