第三节 电力和流水线：第二次工业革命的进步
科技作为第一生产力，在第二次工业革命中起到了不可磨灭的作用。科技与技术是两个完全不同的概念，它们之间存在着高度的关联性。科技的本质是发现或发明事物之间的特殊联系，探究事物的本质，各种物质通过这种特殊的联系组成特定的系统来实现一些特定的功能；技术是在制造一种产品的过程中所使用到的系统的知识、特定的工艺。中国自古以来只有技术传统，而忽视了科技传统。
技术发明靠的是经验的积累，而科技规则却需要建立在系统研究和专业训练的基础上。这里可能有人会讲，中国的四大发明难道不是科技吗？事实上，四大发明属于技术范畴，它们不是在科学理论的指导下实现的技术创新和突破。比如四大发明之一的指南针，古人只知道有了它可以不再迷路，而没有去深入研究磁场、磁感线，不会得知闭合回路切割磁感线时会产生电流，更不可能推导出麦克斯韦方程；又如火药，我们的祖先只满足于它能爆炸的事实，只知道“一硫二硝三木炭”，而没有去深入探究它的物理和化学机理，所以才止步于黑色火药，没能研发出黄色炸药。只知其然而不知其所以然，不求甚解，这样的状态，会严重影响我们今天的技术发展和进步。如果离开科学的指引，技术的发展注定不会长远。反观第二次工业革命，在自然科学的指引下，利用积累的先进科学技术知识，创造了众多新发明，推动了生产力的进一步提高。
第二次工业革命开始于19世纪，在第一次工业革命的推动下，资产阶级迅速完成了资本积累，自然科学研究取得了巨大进展，工业生产领域的各种新技术、新发明层出不穷，进一步促进了经济的发展。第二次工业革命较第一次工业革命相比，有以下几个特点：首先，在第一次工业革命时期，许多技术发明都源于实践经验，反映的是当时工艺上最出色的成就。因此，第一次工业革命在近代自然科学和工业实践之间，并没有建立起密切的联系。而第二次工业革命完全是在近代自然科学理论的指导下兴起和发展起来的，科技通过先进的技术直接转化为强大的生产力。其次，第一次工业革命首先发生在英国，其他国家工业革命的发展进程相对缓慢，其代表性的成果是蒸汽机。而第二次工业革命的代表性成果是发电机、电动机、内燃机、流水生产线等，而且同时发生在几个实力雄厚的资本主义国家，规模更加庞大，发展更为迅速。当然，对于一部分国家而言，两次工业革命是既同步、又交叉地进行的，典型的例子就是日本，日本一方面尽可能吸收消化第一次工业革命的成熟经验，另一方面又直接利用了新技术的成果加速发展。
电的发明与应用
19世纪中后期，很多科学研究成果都被应用于生产，各种新发明、新技术层出不穷。1831年，丹麦物理学家法拉第发现了电磁感应现象，这为发电机和电动机的诞生及一切有线电器设备的创新奠定了科学基础。1866年，德国人西门子研制发电机成功。到了1870年，实际可用的发电机问世，从此电力开始成为影响人们生产和生活的一种新能源。1888年德国物理学家赫兹发现电磁波，为无线通信奠定了科学基础。19世纪七八十年代，电力开始用于驱动机器，成为补充乃至取代以蒸汽为动力的新能源。随后以煤气、汽油、柴油为燃料的内燃机相继问世，它们的工作效率远远高于蒸汽机，解决了交通工具的动力问题，并推动了石油开采和石油化工工业的发展。1870年全世界共计生产约80万吨石油，而1900年的产量猛增到了2000万吨。同时，科学技术的进步也带动了电讯事业的发展。19世纪70年代，美国人贝尔发明了电话，19世纪90年代意大利人马可尼试验无线电报并取得了成功，都为迅速传递信息提供了方便，世界各国经济、政治和文化层面的联系进一步加强。显然，以电力的广泛应用和内燃机的创新使用为核心的电气革命，推动了生产效率和人民生活水平的飞速提升。
第二次工业革命是以电的广泛应用为标志的。电力的来源及优劣如表1-1。
表1-1 电力的主要来源及优劣
电力是以电能作为动力的能源，电力的应用掀起了第二次工业革命的高潮。20世纪的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。电动机是在发电机的基础上衍生出来的：在1873年的奥地利维也纳世界博览会上，比利时人格拉姆送展了环状电枢自激直流发电机。在布展中，他偶然接错了线，把其他发电机的电流输出端接到了自己的发电机的电流输出端上。这时，他惊奇地发现，第一台发电机发出的电流进入第二台发电机的电枢线圈，使这台发电机迅速转动起来，发电机变成了电动机。在场的工程师、发明家们都欣喜若狂。这一事件直接加速了实用电机—马达的问世，更预示着一个崭新的电气化时代即将拉开序幕。
输配电作为电力使用中的重要环节，主要包括输电、变电、配电。其中输电是指电能的传输，通过输电，把相距甚远的发电厂和负荷中心联系起来，使电能的开发和利用不再受地域的限制。变电是指利用一定的设备实现升压或降压。配电则是将电力分配至用户的手段，直接为用户服务。
电原本是作为动力使用的。在发展过程中，由于它易于控制，逐渐分离出了强电和弱电。在弱电领域诞生了一门独立的学科—电子学。随着电子学的发展，人类发明了模拟电路和数字电路。数字电路的发展最终催生了计算机科学，计算机科学的发展又分离出了软件工程。因此，从某种意义上来讲，我们所面对的第三次工业革命，甚至第四次工业革命都是以电的发明为基础的。
蒸汽机、内燃机、电动机性能比较见表1-2。
表1-2 蒸汽机、内燃机、电动机性能对比
流水线生产方式
在第二次工业革命期间出现了新的生产组织形式—流水线。流水线指在一定的线路上连续输送货物、搬运机械。流水线输送能力大、运距长，还可以在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。
图1-9 改变汽车生产方式的流水线—10秒一辆福特T型车
以当时福特公司汽车流水线生产组织方式为例。亨利·福特于1903年创立了福特汽车公司，1908年生产出世界上第一辆T型车，1913年该公司又开发了世界上第一条流水线，缔造了T型车共计下线1500万辆这一辉煌历史。流水线出现前，汽车工业完全是手工作坊型的。据统计，每装配一辆汽车要728个人工小时，当时汽车的年产量约为12辆，生产速度远不能满足巨大的消费市场的需求，这使得汽车成为富人的象征。然而，福特的梦想是让汽车成为大众化的交通工具。1913年福特将创新理念和反向思维逻辑运用到汽车组装中：汽车底盘在传送带上以一定速度从一端向另一端行进，行进中，逐步装上发动机、操控系统、车厢、方向盘、仪表、车灯、玻璃、车轮，当传送带行进完毕，一辆完整的汽车也随之组装完成。流水线把一个重复的过程分为若干个子过程，每个子过程可以和其他子过程并行运作。第一条流水线的出现，使每辆T型汽车的组装时间由原来的12小时缩短至90分钟。福特仅把汽车放在流水线上组装，也花费了大量精力研究如何提高劳动生产率：把装配汽车的零件装在敞口的配件箱里，再放到运输带上运送到工人面前，节省了往返取零件的时间；装配底盘时，让工人拖着底盘通过预先排列好的一系列零件，负责装配的工人只需要安装，这样装配速度自然加快了。福特公司在一年之内生产了几十万辆汽车，这套新的生产组织方式既有效又经济，使汽车成为了大众产品。
19世纪70年代以后，第二次工业革命极大地推动了生产力的发展，使社会面貌发生了翻天覆地的变化，对人类社会的经济、政治、文化、军事、科技等方面产生了深远的影响。在第二次工业革命期间出现的新兴工业如电力工业、化学工业、石油工业和汽车工业等，都要求实行大规模集中化生产，垄断组织应运而生，使企业的规模进一步扩大，劳动生产率进一步提高。