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在第一次工业革命后，又发生了三次相似的革命。1840~1890 年发生了第二次工业革命——“运输革命”，新的运输工具是其标志性的发明；1860~1930 年发生了“科学革命”，廉价钢材就是这一时期的一个主要产品；1946 年问世的第一台电子计算机埃尼阿克以及半导体的普遍应用引发了第四次大变革——“计算机革命”。这些革命印证了制造业的普遍规律：技术的发展使得产品价格降低、质量提高。

未来，在所有制造业中，技术将发挥前所未有的作用，定制化逐渐成为未来制造业的主流，价值链将制造业进行分割，新的利基产业迎来新的发展机遇，“可持续制造业”的理念变得更加重要，制造业的关键生产地逐渐向发展中国家扩展。在这些因素的影响下，新的工业革命已经爆发。

“黄金属于贵妇，白银属于女仆，青铜则属于能工巧匠。”

“说得好!”男爵在他的殿堂里说，“但是，铁却凌驾于它们所有之上。”

这段对白出自英国知名作家路吉卜林之手。他一生大部分时间都住在一个17 世纪的铁匠旧居里。20 世纪初，吉卜林成为最年轻的诺贝尔文学奖获得者，达到了事业的顶峰，他那时对铁的经典论述至今依然适用。从文明起源至2011 年，人类制造物品已使用了430亿吨铁。

据科学家测算，地球质量约为6×1021 吨，其中1/3 是铁。但大部分铁深埋于地下，无法开采。即便如此，按照2011 年的产量计算，处于地表可以开采的铁矿足够满足人类未来10 亿年的原材料需求。在自然界中，铁总是以化合物的形式呈现，其中最常见的化合物是氧化铁，常见于赤铁矿和磁铁矿等矿产中。在这些矿产中，铁和氧气以不同的方式结合在一起，为了将铁从氧化铁中分离出来，需要对其进行冶炼。所谓冶炼，就是指将铁矿石和木炭置于熔炉中，对熔炉加热，木炭与铁矿石中的氧气结合产生二氧化碳逸出，剩下的就是纯度很高的铁了。

人类掌握冶炼技术已经5 000 年。起初，冶炼技术被用作生产铜和锡，这两者都是青铜的组成成分。很久以后，人类才利用冶炼技术大量生产铁，这主要是由铁的物理和化学性质决定的。冶炼所需要的反应温度与金属的熔点有很大关系，铁的熔点是1 530 摄氏度，比铜和锡的熔点高得多。此外，从铁矿中去除杂质（比如铁矿吸附的黏土和矿物质等外部物质）也比从其他金属中去除杂质困难。

公元前1200 年左右，冶炼技术在美索不达米亚（大概为今伊拉克及附近地区）有了突破性进展。人们研究出新的方法，使熔炉保持足够高的温度——大约1 200 摄氏度，从而使铁的冶炼成为可能。

在同一时期，人类发现了钢。这是一种“折中”的材料，根据具体用途，碳与其他元素以不多不少、恰到好处的比例结合在一起。人们发现，当铁与少量的碳结合时，这种材料变得相对柔软，更容易塑型。当碳的含量增加，这种材料会变硬，也变得更脆。用现在的术语来讲，含碳量较低（低于0.5% ）的铁被称为“熟铁”，含碳量相对较高（高于1.5% ）的铁被称为“生铁”。钢不是由单一元素构成的合金，而是由铁的多种变体构成，其性能取决于其化学性质。在当今的炼钢厂里，添加少量的、特定的微量元素（如钒、铬和镍）是非常重要的。这些构成上的变化改变了钢的性质，比如使钢更加耐腐蚀，或者具有更好的导电性能。从公元前1200 年开始，人类进入铁器时代。历史学家通常认为铁器时代大约持续了1 300 年，但事实上铁器时代从未真正结束。

早些时候，要想准确地界定钢的组成成分几乎是不可能的。炼铁和炼钢的过程不但缓慢，而且完全凭借经验。然而，在1 000 多年的时间里，中国始终是钢铁冶炼的领导者。中国制造了高炉（利用风箱鼓风、利用水力驱动活塞），远远领先于其他国家。中国早在公元前200 年就已经知道如何制造高炉，这比欧洲早了1 600 年。中世纪的绝大部分时期，不论是总产量还是人均产量，中国的铁生产都遥遥领先于欧洲。但是到了17 世纪后期，英国逐渐成为钢铁冶炼的重要地区。

英国成为制造业强国

这些重大变化的中心是英格兰北部的谢菲尔德市，这得益于靠近三大自然资源地的地理优势。奔宁山脉可以非常便捷地提供铁矿资源，流经城市的顿河提供了高炉冶炼所需的水力，同时旁边的煤炭产区为其提供了丰富的煤炭资源。在那个时期，煤炭已经取代木炭成为主要的冶炼还原剂。

本杰明·亨茨曼是锁匠，也是钟表匠，1740 年从唐克斯特搬到了谢菲尔德附近一个名为汉兹沃思的村庄。起初他对钢铁冶炼并不感兴趣，而是喜欢用钢铁制造产品。但是他对当时钢的质量越来越不满意，最终他决定寻找新的炼钢方法。亨茨曼最终解决了困扰美索不达米亚炼钢者的两个关键问题：提高温度，改变铁/ 碳/ 渣的构成比例。

亨茨曼的改进主要体现在设计了特殊的陶壶或坩埚，它们能在1 600 摄氏度以上的高温下不开裂、不变形。热的铁/ 碳混合物与少量的其他材料（如优质的浸碳钢碎片）从鼓风炉倒进坩埚。杂质可以从坩埚底部的孔中排出。不同物质添加或排出的速率决定了钢成型的速率以及钢的性能。

亨茨曼大约是在1742 年开始使用这种“坩埚炼钢法”。但这种方法也存在一些缺陷，该技术只能小批量地生产钢，适于工具、餐具和钟表组件等产品的生产。其生产过程只能算“尚可”：生产前，必须先准备好少量已经制好的浸碳钢。不过这个程序是可以重复的——可以遵循既定的方法多次操作。亨茨曼的“坩埚炼钢法”是各工业行业中最早应用的工艺流程之一。尽管一个多世纪后，人们在冶炼产品质量和生产速度上的提高彻底改进了亨茨曼的工艺流程，但这种程序化的工艺在当时的确引领了生产的方向。

亨茨曼发明该技术时，英国在世界制造业中的份额很小。1750 年，全球制造业的领军者是中国，占全球产出的1/3 ，其次是印度，占全球产出的1/4 。欧洲国家的领先者是俄国，占全球产出的5% ，其次是法国。英国和爱尔兰的份额为1.9% ，仅居世界第十位。但是一切都在改变。1769 年，苏格兰工程师詹姆斯·瓦特提出了一项“大发明”，不是材料的发明，而是能源动力的发明。瓦特改进了早期设计，发明了蒸汽机，既可用于矿山抽水，也可以用于为机器提供动力。蒸汽机现在被认为是“通用技术”（有极广泛的应用及能被不断改进的特定技术）最好的例子之一。瓦特发明了蒸汽机，与其他几个影响工业进程的关键事件相得益彰。一位历史学家曾这样描述这种变化：“18 世纪60 年代，英国掀起了一股发明浪潮。”出现许多与制造业相关的“小发明”，包括用于纺织和金属生产的新机器。

在英国，“manufacturing”（制造）开始成为语言的一部分。这个词衍生自拉丁语，manus 的意思为“手”，facio 的意思为“去做”。“manufacturing ”这个词最早出现在1560 年，当时用得不多。莎士比亚（1616 年逝世）的任何一部戏剧作品中都没有出现“manufacturing ”这个词，也没有出现“factory”（工厂）这个词。但是大约从1800 年起，机器主要集中于自动纺纱新设备，包括詹姆斯·哈格里夫斯发明的珍妮纺纱机和理查德·阿克赖特发明的水力纺纱机。历史学家罗伯特·艾伦总结出涉及这些发明和广泛背景的相关要点：解释工业革命为什么在英国爆发的关键所在，因此也就成了解释英国发明家为什么投入大量时间和金钱进行研发，从而保证老一套想法得以实施。关键是他们发明的机器增加了资本投入，目的是节省人力。因此，人力成本越高，资金投入越低，他们就越有利可图。也就是说，除了英国，没有哪个国家的机器可以带来更多利益。这就是为什么工业革命是英国人的工业革命。