Вторая промышленная революция , также известная как Технологическая революция , [1] была фазой быстрых научных открытий , стандартизации , массового производства и индустриализации с конца 19 века до начала 20 века. Первая промышленная революция , завершившаяся в середине XIX века, была отмечена замедлением темпов роста числа важных изобретений перед Второй промышленной революцией в 1870 году. Хотя ряд ее событий можно отнести к более ранним инновациям в производстве, таким как создание Станкостроения , разработки способов изготовления взаимозаменяемых деталей , а также изобретения бессемеровского процесса и мартеновской печи для производства стали, Вторую промышленную революцию обычно датируют 1870-1914 годами (начало Первой мировой войны). ). [2]
Достижения в области производства и производственных технологий позволили широко распространить такие технологические системы, как телеграфные и железнодорожные сети, газо- и водоснабжение , а также системы канализации , которые ранее были ограничены несколькими избранными городами. Огромное расширение железнодорожных и телеграфных линий после 1870 года позволило беспрецедентное перемещение людей и идей, кульминацией которого стала новая волна глобализации . В тот же период времени были внедрены новые технологические системы, в первую очередь электроэнергия и телефоны. Вторая промышленная революция продолжилась и в 20 веке с ранней электрификацией заводов и производственных линий ; оно закончилось в начале Первой мировой войны.
За Второй промышленной революцией последовала Третья промышленная революция , начавшаяся в 1947 году.
Вторая промышленная революция была периодом быстрого промышленного развития, прежде всего в Великобритании, Германии и США, а также во Франции, Нидерландах , Италии и Японии. Она последовала за Первой промышленной революцией , которая началась в Великобритании в конце 18 века и затем распространилась по всей Западной Европе. Оно закончилось с началом Первой мировой войны . В то время как Первая революция была вызвана ограниченным использованием паровых двигателей , взаимозаменяемых деталей и массовым производством и в основном работала на воде (особенно в Соединенных Штатах), Вторая революция характеризовалась строительством железных дорог, крупномасштабного производства железа и производство стали, широкое использование машин в производстве, значительно возросшее использование паровой энергии, широкое использование телеграфа , использование нефти и начало электрификации . Это также был период, когда стали применяться современные организационные методы управления крупным бизнесом на огромных территориях. [3]
Эта концепция была введена Патриком Геддесом в книге « Города в эволюции» (1910) и использовалась такими экономистами, как Эрих Циммерманн (1951), [4] но Дэвид Ландес использовал этот термин в эссе 1966 года и в «Освобожденном Прометее» ( 1972) стандартизировал научные определения этого термина, что наиболее активно продвигал Альфред Чандлер (1918–2007). Однако некоторые продолжают выражать сомнения по поводу его использования. [5]
Ландес (2003) подчеркивает важность новых технологий, особенно двигателя внутреннего сгорания , нефти, новых материалов и веществ, включая сплавы и химикаты , электричества и коммуникационных технологий (таких как телеграф , телефон и радио). [ нужна цитата ]
Один автор назвал период с 1867 по 1914 год, в течение которого было разработано большинство великих инноваций, «Эпохой синергии », поскольку изобретения и инновации были инженерными и научными . [6]
Синергия между железом и сталью, железными дорогами и углем возникла в начале Второй промышленной революции. Железные дороги позволили дешево перевозить материалы и продукцию, что, в свою очередь, привело к появлению дешевых рельсов для строительства большего количества дорог. Железные дороги также извлекли выгоду из дешевого угля для своих паровозов. Эта синергия привела к прокладке 75 000 миль путей в США в 1880-х годах, что стало самым большим показателем в мировой истории. [7]
Метод горячего дутья , при котором горячий дымовой газ из доменной печи используется для предварительного нагрева воздуха для горения, подаваемого в доменную печь , был изобретен и запатентован Джеймсом Бомонтом Нилсоном в 1828 году на металлургическом заводе Уилсонтаун в Шотландии. Горячий дутье было самым важным достижением в области топливной эффективности доменной печи, поскольку оно значительно снизило расход топлива при производстве чугуна, и было одной из наиболее важных технологий, разработанных во время промышленной революции . [8] Падение затрат на производство кованого железа совпало с появлением железной дороги в 1830-х годах.
В ранней технике горячего дутья в качестве регенеративного нагревателя использовалось железо. Железо вызывало проблемы с расширением и сжатием, что вызывало нагрузку на железо и приводило к поломке. Эдвард Альфред Каупер разработал печь Каупера в 1857 году. [9] В этой печи в качестве носителя для хранения использовался огнеупорный кирпич, что решило проблему расширения и растрескивания. Печь Каупера также была способна производить большое количество тепла, что приводило к очень высокой производительности доменных печей. Печь Каупера до сих пор используется в доменных печах.
Благодаря значительному снижению стоимости производства чугуна с коксом с использованием горячего дутья спрос резко вырос, как и размеры доменных печей. [10] [11]
Бессемеровский процесс , изобретенный сэром Генри Бессемером , позволил наладить массовое производство стали, увеличив масштабы и скорость производства этого жизненно важного материала и уменьшив затраты на рабочую силу. Ключевым принципом было удаление лишнего углерода и других примесей из чугуна путем окисления воздухом, продуваемым через расплавленный чугун. Окисление также повышает температуру железной массы и сохраняет ее расплавленной.
«Кислотный» бессемеровский процесс имел серьезное ограничение: для него требовалась относительно дефицитная гематитовая руда [12] с низким содержанием фосфора. Сидни Гилкрист Томас разработал более сложный процесс удаления фосфора из железа. Сотрудничая со своим двоюродным братом Перси Гилкристом , химиком на металлургическом заводе Бленавон в Уэльсе , он запатентовал свой процесс в 1878 году; [13] Bolckow Vaughan & Co. из Йоркшира была первой компанией, применившей его запатентованный процесс. [14] Его процесс был особенно ценен на европейском континенте, где доля фосфорного железа была намного больше, чем в Англии, и как в Бельгии, так и в Германии имя изобретателя стало более широко известно, чем в его собственной стране. В Америке, хотя в основном преобладало нефосфорное железо, изобретение вызвало огромный интерес. [14]
Следующим большим достижением в производстве стали стал процесс Сименса-Мартина . Сэр Чарльз Уильям Сименс разработал свою регенеративную печь в 1850-х годах, которая, как он утверждал в 1857 году, способна рекуперировать достаточно тепла, чтобы сэкономить 70–80% топлива. Печь работала при высокой температуре за счет регенеративного предварительного подогрева топлива и воздуха для горения . Благодаря этому методу мартеновская печь может достигать температур, достаточно высоких для плавления стали, но компания Siemens изначально не использовала ее таким образом.
Французский инженер Пьер-Эмиль Мартен был первым, кто получил лицензию на печь Сименса и применил ее для производства стали в 1865 году. Процесс Сименса-Мартена скорее дополнял, чем заменял бессемеровский процесс . Его основные преимущества заключались в том, что он не подвергал сталь чрезмерному воздействию азота (что могло бы привести к тому, что сталь стала хрупкой), его было легче контролировать, и он позволял плавить и рафинировать большое количество стального лома, снижая затраты на производство стали. и переработка иных неприятных отходов. К началу 20 века он стал ведущим процессом производства стали.
Наличие дешевой стали позволило строить более крупные мосты, железные дороги, небоскребы и корабли. [15] Другими важными стальными изделиями, также изготовленными с использованием мартеновского процесса, были стальной трос , стальной стержень и листовая сталь, которые позволяли создавать большие котлы высокого давления, и высокопрочная сталь для машин, что позволило создать гораздо более мощные двигатели, шестерни и осей, чем это было возможно раньше. Благодаря большому количеству стали стало возможным создавать гораздо более мощные орудия и лафеты, танки, боевые бронированные машины и военные корабли.
Увеличение производства стали с 1860-х годов означало, что железные дороги, наконец, можно было производить из стали по конкурентоспособной цене. Будучи гораздо более прочным материалом, сталь постепенно заменила железо в качестве стандарта для железнодорожных рельсов, а благодаря ее большей прочности теперь можно было катать рельсы большей длины. Кованое железо было мягким и имело дефекты, вызванные включением окалины . Железные рельсы также не выдерживали тяжелых локомотивов и были повреждены ударом молота . Первым, кто сделал прочные рельсы из стали, а не из кованого железа, был Роберт Форестер Мушет на металлургическом заводе Даркхилл в Глостершире в 1857 году.
Первые стальные рельсы Мушета были отправлены на железнодорожную станцию Дерби-Мидленд . Рельсы были проложены на участке подхода к станции, где железные рельсы приходилось менять не реже одного раза в шесть месяцев, а иногда и каждые три. Шесть лет спустя, в 1863 году, железная дорога казалась такой же идеальной, как и прежде, хотя ежедневно по ней проходило около 700 поездов. [16] Это послужило основой для ускоренного строительства железных дорог по всему миру в конце девятнадцатого века.
Первые коммерчески доступные стальные рельсы в США были изготовлены в 1867 году на заводе Cambria Iron Works в Джонстауне, штат Пенсильвания . [17]
Стальные рельсы прослужили более чем в десять раз дольше, чем железные [18] , а с падением стоимости стали стали использоваться более тяжелые рельсы. Это позволило использовать более мощные локомотивы, которые могли тянуть более длинные поезда и более длинные железнодорожные вагоны, что значительно повысило производительность железных дорог. [19] Железнодорожный транспорт стал доминирующей формой транспортной инфраструктуры во всем промышленно развитом мире, [20] вызывая устойчивое снижение стоимости морских перевозок, наблюдаемое до конца столетия. [18]
Теоретические и практические основы использования электроэнергии были заложены учёным и экспериментатором Майклом Фарадеем . Своими исследованиями магнитного поля вокруг проводника с постоянным током Фарадей заложил основу понятия электромагнитного поля в физике. [21] [22] Его изобретения электромагнитных вращающихся устройств стали основой практического использования электричества в технике.
В 1881 году сэр Джозеф Свон , изобретатель первой лампы накаливания , поставил около 1200 ламп накаливания Swan в театр «Савой» в Вестминстере, Лондон, который был первым театром и первым общественным зданием в мире, предназначенным для полностью освещаться электричеством. [23] [24] Лампочка Свона уже использовалась в 1879 году для освещения Мосли-стрит в Ньюкасл-апон-Тайн , первой электрической установки уличного освещения в мире. [25] [26] Это подготовило почву для электрификации промышленности и дома. Первая крупномасштабная центральная распределительная станция была открыта на виадуке Холборн в Лондоне в 1882 году [27], а затем на станции Перл-стрит в Нью-Йорке. [28]
Первую современную электростанцию в мире построил английский инженер-электрик Себастьян де Ферранти в Дептфорде . Построенный в беспрецедентных масштабах и новаторский в использовании переменного тока высокого напряжения (10 000 В) , он вырабатывал 800 киловатт и снабжал центральный Лондон. После завершения строительства в 1891 году он подавал высоковольтное переменное напряжение , которое затем было «понижено» с помощью трансформаторов для потребления потребителями на каждой улице. Электрификация позволила осуществить последние важные изменения в методах производства Второй промышленной революции, а именно сборочную линию и массовое производство . [29]
Электрификация была названа Национальной инженерной академией «самым важным инженерным достижением 20-го века» . [30] Электрическое освещение на заводах значительно улучшило условия труда, устранив жару и загрязнение окружающей среды, вызванные газовым освещением, а также снизило опасность пожара до такой степени, что стоимость электроэнергии для освещения часто компенсировалась снижением страховых взносов по пожару. Фрэнк Дж. Спрэг разработал первый успешный двигатель постоянного тока в 1886 году. К 1889 году 110 уличных электрических железных дорог либо использовали его оборудование, либо находились в стадии планирования. Электрическая уличная железная дорога стала основной инфраструктурой до 1920 года. Двигатель переменного тока ( асинхронный двигатель ) был разработан в 1890-х годах и вскоре начал использоваться при электрификации промышленности. [31] Электрификация домохозяйств не стала обычным явлением до 1920-х годов, и то только в городах. Люминесцентное освещение было коммерчески представлено на Всемирной выставке 1939 года .
Электрификация также позволила недорого производить электрохимические продукты , такие как алюминий, хлор, гидроксид натрия и магний. [32]
Использование станков началось с началом Первой промышленной революции . Рост механизации требовал большего количества металлических деталей, которые обычно делались из чугуна или кованого железа , а ручная работа требовала точности и была медленным и дорогостоящим процессом. Одним из первых станков был расточный станок Джона Уилкинсона , который просверлил точное отверстие в первой паровой машине Джеймса Уатта в 1774 году. Достижения в точности станков можно отнести к Генри Модслею и усовершенствовать Джозефу Уитворту . Стандартизация винтовой резьбы началась с Генри Модслея около 1800 года, когда современный токарно-винторезный станок сделал сменные винты с V-образной резьбой практичным товаром.
В 1841 году Джозеф Уитворт создал конструкцию, которая, благодаря ее принятию многими британскими железнодорожными компаниями, стала первым в мире национальным стандартом станков под названием British Standard Whitworth . [33] В период с 1840-х по 1860-е годы этот стандарт часто использовался в Соединенных Штатах и Канаде, в дополнение к множеству внутри- и межфирменных стандартов.
О важности станков для массового производства свидетельствует тот факт, что при производстве Ford Model T использовалось 32 000 станков, большинство из которых работали на электричестве. [34] Генри Форд сказал, что массовое производство было бы невозможно без электричества, поскольку оно позволяло размещать станки и другое оборудование в порядке рабочего процесса. [35]
Первой машиной для изготовления бумаги была машина Фурдринье , построенная Сили и Генри Фурдринье , продавцами канцелярских товаров в Лондоне. В 1800 году Матиас Купс , работая в Лондоне, исследовал идею использования дерева для изготовления бумаги, а год спустя начал свой полиграфический бизнес. Однако его предприятие не увенчалось успехом из-за непомерно высокой по тем временам стоимости. [36] [37] [38]
Это было в 1840-х годах, когда Чарльз Фенерти в Новой Шотландии и Фридрих Готтлоб Келлер в Саксонии изобрели успешную машину, которая извлекала волокна из дерева (как из тряпок) и делала из него бумагу. Это положило начало новой эре изготовления бумаги , [39] и, вместе с изобретением перьевой ручки и массового карандаша того же периода, а также появлением парового роторного печатного станка , бумага на древесной основе вызвало серьезную трансформацию экономики и общества XIX века в промышленно развитых странах. С появлением более дешевой бумаги к 1900 году постепенно стали доступны школьные учебники, художественная, научно-популярная литература и газеты. Дешевая древесная бумага также позволяла вести личные дневники или писать письма, и поэтому к 1850 году клерк или писатель перестал быть работа с высоким статусом. К 1880-м годам уже использовались химические процессы производства бумаги, которые к 1900 году стали доминирующими.
Нефтяная промышленность , как добыча, так и нефтепереработка , началась в 1848 году с открытия первых нефтяных заводов в Шотландии. В 1848 году химик Джеймс Янг основал крошечный бизнес по переработке сырой нефти. Янг обнаружил, что путем медленной перегонки он может получить из нее ряд полезных жидкостей, одну из которых он назвал «парафиновым маслом», потому что при низких температурах она застывает в вещество, напоминающее парафин. [40] В 1850 году Янг построил первый в мире по-настоящему коммерческий нефтеперерабатывающий и нефтеперерабатывающий завод в Батгейте , используя нефть, добываемую из местного торбанита , сланца и битуминозного угля для производства нафты и смазочных масел; парафин для использования в качестве топлива и твердый парафин не продавались до 1856 года.
Бурение с помощью канатного инструмента было разработано в древнем Китае и использовалось для бурения соляных скважин. В соляных куполах также находился природный газ, который добывался некоторыми скважинами и использовался для испарения рассола. Китайская технология бурения скважин была представлена в Европе в 1828 году. [41]
Хотя в середине 19 века было предпринято много попыток бурения нефти, скважина Эдвина Дрейка , построенная в 1859 году недалеко от Титусвилля, штат Пенсильвания, считается первой «современной нефтяной скважиной». [42] Дрейк положил начало большому буму добычи нефти в Соединенных Штатах. [43] Дрейк узнал о бурении кабельных инструментов от китайских рабочих в США. [44] Первым основным продуктом был керосин для ламп и обогревателей. [32] [45] Подобные события вокруг Баку подпитывали европейский рынок.
Керосиновое освещение было гораздо эффективнее и дешевле, чем растительное масло, жир и китовый жир. Хотя в некоторых городах было доступно газовое освещение, керосин давал более яркий свет до изобретения газового колпака . Оба были заменены электричеством для уличного освещения в 1890-х годах и для домашних хозяйств в 1920-х годах. Бензин был нежелательным побочным продуктом переработки нефти до тех пор, пока после 1914 года не началось массовое производство автомобилей, а во время Первой мировой войны возникла нехватка бензина. Изобретение процесса термического крекинга Бертона удвоило выход бензина, что помогло уменьшить дефицит. [45]
Синтетический краситель был открыт английским химиком Уильямом Генри Перкиным в 1856 году. В то время химия находилась еще в довольно примитивном состоянии; определить расположение элементов в соединениях все еще было трудной задачей, а химическая промышленность все еще находилась в зачаточном состоянии. Случайное открытие Перкина заключалось в том, что анилин можно частично превратить в сырую смесь, которая при экстракции спиртом дает вещество интенсивного фиолетового цвета. Он увеличил производство нового « мовена » и коммерциализировал его как первый в мире синтетический краситель. [46]
После открытия мовеина появилось множество новых анилиновых красителей (некоторые из них открыл сам Перкин), а по всей Европе были построены фабрики по их производству. К концу века Перкин и другие британские компании обнаружили, что их исследования и разработки все больше затмеваются немецкой химической промышленностью, которая к 1914 году стала доминирующей в мире.
.jpg/1280px-HMS_Devastation_(1871).jpg)
В эту эпоху зародились современные корабли, когда разрозненные технологические достижения соединились воедино.
Винтовой гребной винт был изобретен в 1835 году Фрэнсисом Петтитом Смитом , который случайно открыл новый способ изготовления гребных винтов. До того времени пропеллеры представляли собой буквально винты значительной длины. Но во время испытаний лодки, приводившейся в движение одним из них, винт отломился, оставив фрагмент, по форме очень похожий на гребной винт современной лодки. Лодка двигалась быстрее со сломанным гребным винтом. [47] Превосходство винта над лопастями было воспринято военно-морским флотом. Испытания Смита SS Archimedes , первого винта с паровым приводом, привели к знаменитому соревнованию по перетягиванию каната в 1845 году между HMS Rattler с винтовым приводом и колесным пароходом HMS Alecto ; первый тянет второго назад со скоростью 2,5 узла (4,6 км/ч).
Первый морской железный пароход был построен компанией Horseley Ironworks и назван «Аарон Мэнби» . Он также использовал инновационный колебательный двигатель для обеспечения мощности. Лодка была построена в Типтоне с использованием временных болтов, разобрана для транспортировки в Лондон и снова собрана на Темзе в 1822 году, на этот раз с использованием постоянных заклепок.
Затем последовали другие технологические разработки, в том числе изобретение поверхностного конденсатора , который позволил котлам работать на очищенной, а не соленой воде, что избавило от необходимости останавливаться для их очистки во время длительных морских путешествий. « Грейт Вестерн» [48] , [49] [50] , построенный инженером Изамбардом Кингдом Брюнелем , был самым длинным кораблем в мире длиной 236 футов (72 м) с 250-футовым (76 м) килем и первым доказал что трансатлантические пароходные перевозки были жизнеспособны. Корабль был построен в основном из дерева, но Брюнель добавил болты и железные диагональные усиления, чтобы сохранить прочность киля. Помимо гребных колес с паровым приводом , корабль имел четыре парусные мачты.
Брюнель последовал этому примеру с « Великобританией» , спущенной на воду в 1843 году и считавшейся первым современным кораблем, построенным из металла, а не из дерева, приводившимся в движение двигателем, а не ветром или веслами, и приводившимся в движение гребным винтом, а не гребным колесом. [51] Видение Брюнеля и инженерные инновации сделали строительство крупномасштабных винтовых цельнометаллических пароходов практической реальностью, но преобладающие экономические и промышленные условия означали, что пройдет несколько десятилетий, прежде чем трансокеанские путешествия на пароходах станут жизнеспособными. промышленность.
На судах стали использовать высокоэффективные паровые машины многократного расширения , что позволяло им перевозить меньше угля, чем грузов. [52] Колебательный двигатель был впервые построен Аароном Мэнби и Джозефом Модслеем в 1820-х годах как тип двигателя прямого действия, который был разработан для дальнейшего уменьшения размера и веса двигателя. В колебательных двигателях поршневые штоки были соединены непосредственно с коленчатым валом, что устраняло необходимость в шатунах. Для достижения этой цели цилиндры двигателя не были неподвижными, как в большинстве двигателей, а закреплялись посередине цапфами, которые позволяли самим цилиндрам поворачиваться вперед и назад при вращении коленчатого вала, отсюда и термин « колеблющиеся» .
Джон Пенн , инженер Королевского флота , усовершенствовал колебательный двигатель. Одним из его первых двигателей был двигатель с лучом кузнечика . В 1844 году он заменил двигатели адмиралтейской яхты HMS Black Eagle на колебательные двигатели двойной мощности, не увеличивая при этом ни веса, ни занимаемого пространства. Это достижение подорвало доминирование военно-морских поставщиков Boulton & Watt и Maudslay, Son & Field . Пенн также представил магистральный двигатель для привода гребных винтов на военных кораблях. HMS Encounter (1846 г.) и HMS Arrogant (1848 г.) были первыми кораблями, оснащенными такими двигателями, и их эффективность была настолько велика, что к моменту смерти Пенна в 1878 году эти двигатели были установлены на 230 кораблях и стали первыми массовыми кораблями. производятся судовые двигатели высокого давления и высокооборотные. [53]
Революция в военно-морском дизайне привела к появлению первых современных линкоров в 1870-х годах, развившихся на основе броненосной конструкции 1860-х годов. Турельные корабли класса «Devastation» были построены для Британского Королевского флота как первый класс океанских кораблей , не имевших парусов , и первый, все основное вооружение которого было установлено на верхней части корпуса, а не внутри него.
Вулканизация каучука, проведенная американцем Чарльзом Гудиером и англичанином Томасом Хэнкоком в 1840-х годах, проложила путь к растущей резиновой промышленности, особенно к производству резиновых шин [54].
Джон Бойд Данлоп разработал первую практичную пневматическую шину в 1887 году в Южном Белфасте. Вилли Хьюм продемонстрировал превосходство недавно изобретенных пневматических шин Dunlop в 1889 году, выиграв первые гонки с этими шинами в Ирландии, а затем в Англии. [55] [56] Разработка Dunlop пневматических шин пришлась на решающий момент в развитии автомобильного транспорта , и коммерческое производство началось в конце 1890 года.
Современный велосипед был разработан английским инженером Гарри Джоном Лоусоном в 1876 году, хотя несколько лет спустя именно Джон Кемп Старли создал первый коммерчески успешный безопасный велосипед. [57] Его популярность вскоре выросла, вызвав велосипедный бум 1890-х годов.
Дорожные сети за этот период значительно улучшились благодаря использованию метода макадама , впервые разработанного шотландским инженером Джоном Лаудоном МакАдамом , а дороги с твердым покрытием были построены примерно во время повального увлечения велосипедами в 1890-х годах. Современный асфальт был запатентован британским инженером-строителем Эдгаром Пурнеллом Хули в 1901 году .
Немецкий изобретатель Карл Бенц запатентовал первый в мире автомобиль в 1886 году. Он отличался проволочными колесами (в отличие от деревянных повозок) [59] с четырехтактным двигателем собственной конструкции между задними колесами и очень усовершенствованной катушкой зажигания [60]. и испарительное охлаждение, а не радиатор. [60] Мощность передавалась с помощью двух роликовых цепей на заднюю ось. Это был первый автомобиль, полностью спроектированный для выработки собственной энергии, а не просто моторизованный карету или конный экипаж.
Бенц начал продавать этот автомобиль (рекламируя его как Benz Patent Motorwagen) в конце лета 1888 года, что сделало его первым коммерчески доступным автомобилем в истории.
Генри Форд построил свой первый автомобиль в 1896 году и работал пионером в отрасли вместе с другими людьми, которые в конечном итоге основали свои собственные компании, вплоть до основания Ford Motor Company в 1903 году. [29] Форд и другие сотрудники компании пытались найти способы увеличить производство в соответствии с видением Генри Форда об автомобиле, спроектированном и изготовленном в таких масштабах, чтобы он был доступен среднестатистическому рабочему. [29] Решением, разработанным Ford Motor, стала полностью перепроектированная фабрика со станками и машинами специального назначения, которые систематически располагались в рабочей последовательности. Все ненужные движения человека были устранены путем размещения всех работ и инструментов в пределах легкой досягаемости и, где это практически возможно, на конвейерах, образующих сборочную линию , причем весь процесс назывался массовым производством . Это был первый случай в истории, когда большое и сложное изделие, состоящее из 5000 деталей, производилось сотнями тысячами в год. [29] [34] Экономия за счет методов массового производства позволила цене Model T снизиться с 780 долларов в 1910 году до 360 долларов в 1916 году. В 1924 году было произведено 2 миллиона T-Ford, которые продавались в розницу по 290 долларов каждый (4952 доллара в долларах 2022 года [29] [34 ] 61] ) [62]
Прикладная наука открыла много возможностей. К середине XIX века сложилось научное понимание химии и фундаментальное понимание термодинамики, а к последней четверти века обе эти науки были близки к своей современной основной форме. Принципы термодинамики использовались при развитии физической химии . Понимание химии во многом способствовало развитию производства основных неорганических химикатов и промышленности по производству анилиновых красителей.
Наука о металлургии получила развитие благодаря работам Генри Клифтона Сорби и других. Сорби был пионером в изучении железа и стали под микроскопом , что проложило путь к научному пониманию металла и массовому производству стали. В 1863 году он применил травление кислотой для изучения микроскопической структуры металлов и первым понял, что небольшое, но точное количество углерода придает стали прочность. [63] Это открыло путь Генри Бессемеру и Роберту Форестеру Мушету к разработке метода массового производства стали.
Были разработаны другие процессы для очистки различных элементов, таких как хром , молибден , титан , ванадий и никель , которые можно было использовать для изготовления сплавов с особыми свойствами, особенно стали. Например, ванадиевая сталь прочна и устойчива к усталости и используется в половине автомобильной стали. [64] Легированные стали использовались для изготовления шарикоподшипников, которые использовались в крупномасштабном производстве велосипедов в 1880-х годах. Шариковые и роликовые подшипники также начали использоваться в машинах. Другие важные сплавы используются при высоких температурах, например, лопатки паровых турбин, а также нержавеющие стали для устойчивости к коррозии.
Работы Юстуса фон Либиха и Августа Вильгельма фон Хофмана заложили основу современной промышленной химии. Либих считается «отцом индустрии удобрений» за открытие азота как важного питательного вещества для растений, и впоследствии он основал компанию Liebig's Extract of Meat Company , которая производила оксо- мясной экстракт . Хофманн возглавлял школу практической химии в Лондоне, действовавшую по принципу Королевского химического колледжа , представил современные методы молекулярного моделирования и преподавал Перкину, который открыл первый синтетический краситель.
Наука термодинамика была развита в ее современную форму Сади Карно , Уильямом Рэнкином , Рудольфом Клаузиусом , Уильямом Томсоном , Джеймсом Клерком Максвеллом , Людвигом Больцманом и Дж. Уиллардом Гиббсом . Эти научные принципы были применены к множеству промышленных задач, включая повышение эффективности котлов и паровых турбин . Работы Майкла Фарадея и других сыграли решающую роль в закладывании основ современного научного понимания электричества.
Особое влияние оказал шотландский учёный Джеймс Клерк Максвелл — его открытия положили начало эре современной физики . [65] Его самым выдающимся достижением была формулировка набора уравнений , которые описывали электричество, магнетизм и оптику как проявления одного и того же явления , а именно электромагнитного поля . [66] Объединение света и электрических явлений привело к предсказанию существования радиоволн и послужило основой для будущего развития радиотехники Хьюза , Маркони и других. [67]
Максвелл сам разработал первую долговечную цветную фотографию в 1861 году и опубликовал первую научную трактовку теории управления . [68] [69] Теория управления является основой управления процессами , которая широко используется в автоматизации , особенно в перерабатывающих отраслях , а также для управления кораблями и самолетами. [70] Теория управления была разработана для анализа функционирования центробежных регуляторов паровых двигателей. Эти регуляторы стали использоваться в конце 18 века на ветряных и водяных мельницах, чтобы правильно расположить зазор между жерновами, и были адаптированы Джеймсом Уоттом для паровых двигателей . Усовершенствованные версии использовались для стабилизации механизмов автоматического сопровождения телескопов и управления скоростью гребных винтов и рулей корабля. Однако эти губернаторы действовали медлительно и колебались около заданного значения . Джеймс Клерк Максвелл написал статью, математически анализирующую действия губернаторов, которая положила начало формальному развитию теории управления. Наука постоянно совершенствовалась и превратилась в инженерную дисциплину.
Юстус фон Либих был первым, кто понял важность аммиака как удобрения , и пропагандировал важность неорганических минералов для питания растений . В Англии он попытался реализовать свои теории в коммерческих целях с помощью удобрения, созданного путем обработки фосфата извести в костной муке серной кислотой . Другим пионером был Джон Беннет Лоуз , который в 1837 году начал экспериментировать по воздействию различных навозов на растения, растущие в горшках, что привело к получению навоза, полученного в результате обработки фосфатов серной кислотой; это должен был быть первый продукт зарождающейся индустрии искусственного навоза. [71]
Открытие копролитов в коммерческих количествах в Восточной Англии побудило Фисонса и Эдварда Паккарда построить один из первых крупных коммерческих заводов по производству удобрений в Брэмфорде и Снейпе в 1850-х годах. К 1870-м годам суперфосфаты , производимые на этих заводах, отправлялись по всему миру из порта Ипсвич . [72] [73]
Процесс Биркеланда -Эйда был разработан норвежским промышленником и ученым Кристианом Биркеландом вместе со своим деловым партнером Сэмом Эйдом в 1903 году [74] , но вскоре был заменен гораздо более эффективным процессом Габера [75] , разработанным химиками, лауреатами Нобелевской премии . Карл Бош из IG Farben и Фриц Хабер в Германии. [76] В этом процессе использовался молекулярный азот (N 2 ) и метан (CH 4 ) в экономически устойчивом синтезе аммиака (NH 3 ). Аммиак, получаемый в процессе Габера, является основным сырьем для производства азотной кислоты .
Паровая турбина была разработана сэром Чарльзом Парсонсом в 1884 году. Его первая модель была подключена к динамо-машине , вырабатывавшей 7,5 кВт (10 л.с.) электроэнергии. [77] Изобретение паровой турбины Парсонса сделало возможным дешевое и обильное электричество и произвело революцию в морском транспорте и военно-морской войне . [78] К моменту смерти Парсона его турбина была принята на всех крупнейших электростанциях мира. [79] В отличие от более ранних паровых двигателей, турбина производила вращательную мощность, а не возвратно-поступательную мощность, для которой требовался кривошип и тяжелый маховик. Большое количество ступеней турбины позволило добиться высокого КПД и уменьшить габариты на 90%. Первое применение турбины было в судоходстве, а в 1903 году — в производстве электроэнергии.
Первым широко используемым двигателем внутреннего сгорания был тип Отто 1876 года. С 1880-х годов до электрификации он пользовался успехом в небольших цехах, поскольку небольшие паровые двигатели были неэффективны и требовали слишком много внимания оператора. [6] Двигатель Отто вскоре начал использоваться в автомобилях и до сих пор остается распространенным бензиновым двигателем.
Дизельный двигатель был независимо разработан Рудольфом Дизелем и Гербертом Акройдом Стюартом в 1890-х годах с использованием термодинамических принципов с конкретной целью обеспечения высокой эффективности. На то, чтобы усовершенствоваться и стать популярным, потребовалось несколько лет, но прежде, чем приводить в движение локомотивы, оно нашло применение в судоходстве. Он остается самым эффективным двигателем в мире. [6]
Первая коммерческая телеграфная система была установлена сэром Уильямом Фотергиллом Куком и Чарльзом Уитстоном в мае 1837 года между железнодорожной станцией Юстон и Камден-Тауном в Лондоне. [80]
Быстрое расширение телеграфных сетей происходило на протяжении всего столетия: Джон Уоткинс Бретт проложил первый подводный телеграфный кабель между Францией и Англией. Компания Atlantic Telegraph была основана в Лондоне в 1856 году для строительства коммерческого телеграфного кабеля через Атлантический океан. Это было успешно завершено 18 июля 1866 года кораблем SS Great Eastern под командованием сэра Джеймса Андерсона после многих неудач на пути. [81] С 1850-х по 1911 год британские подводные кабельные системы доминировали в мировой системе. Это было сформулировано как официальная стратегическая цель, которая стала известна как « Всекрасная линия» . [82]
Телефон был запатентован в 1876 году Александром Грэмом Беллом и, как и ранний телеграф, использовался главным образом для ускорения деловых операций. [83]
Как упоминалось выше, одним из наиболее важных научных достижений за всю историю было объединение света, электричества и магнетизма посредством электромагнитной теории Максвелла . Научное понимание электричества было необходимо для разработки эффективных электрических генераторов, двигателей и трансформаторов. Дэвид Эдвард Хьюз и Генрих Герц продемонстрировали и подтвердили явление электромагнитных волн, предсказанное Максвеллом. [6]
Именно итальянский изобретатель Гульельмо Маркони успешно коммерциализировал радио на рубеже веков. [84] Он основал компанию Wireless Telegraph & Signal Company в Великобритании в 1897 году [85] [86] и в том же году передавал азбуку Морзе через равнину Солсбери , отправил первую в истории беспроводную связь через открытое море [87] и совершил первую трансатлантическую связь. передача в 1901 году из Полдху , Корнуолл, в Сигнал-Хилл , Ньюфаундленд . В 1904 году Маркони построил мощные станции по обе стороны Атлантики и начал коммерческую службу по передаче ночных сводок новостей судам-подписчикам. [88]
Ключевая разработка электронной лампы сэром Джоном Амброузом Флемингом в 1904 году легла в основу развития современной электроники и радиовещания. Последующее изобретение Ли Де Форестом триода позволило усилить электронные сигналы, что открыло путь радиовещанию в 1920-х годах.
Такие ученые, как Альфред Чандлер, приписывают железным дорогам создание современного делового предприятия . Раньше управление большинством предприятий осуществлялось отдельными владельцами или группами партнеров, некоторые из которых часто практически не участвовали в ежедневных операциях. Централизованной экспертизы в головном офисе было недостаточно. Железной дороге требовался опыт, доступный на всей длине ее пути, чтобы справляться с ежедневными кризисами, авариями и плохой погодой. Столкновение в Массачусетсе в 1841 году привело к призыву к реформе безопасности. Это привело к реорганизации железных дорог в различные ведомства с четкими линиями управления. Когда стал доступен телеграф, компании построили телеграфные линии вдоль железных дорог, чтобы отслеживать поезда. [89]
Железные дороги включали сложные операции, требовали чрезвычайно больших объемов капитала и вели более сложный бизнес по сравнению с чем-либо прежде. Следовательно, им нужны были более эффективные способы отслеживания затрат. Например, для расчета ставок им нужно было знать стоимость тонны-мили фрахта. Им также нужно было следить за автомобилями, которые могли пропадать месяцами. Это привело к появлению так называемого «железнодорожного учета», который позже был принят сталелитейной и другими отраслями промышленности и в конечном итоге стал современным бухгалтерским учетом. [90]
Позже, во время Второй промышленной революции, Фредерик Уинслоу Тейлор и другие в Америке разработали концепцию научного менеджмента или тейлоризма . Научный менеджмент изначально был сосредоточен на сокращении количества шагов, предпринимаемых при выполнении работ (таких как кладка кирпича или лопата лопатой), с помощью анализа, такого как исследования времени и движения , но эти концепции развились в такие области, как промышленное проектирование , технология производства и управление бизнесом , которые помогли полностью реструктуризировать [ необходима цитата ] работу заводов, а затем и целых сегментов экономики.
Основные принципы Тейлора включали :
В период с 1870 по 1890 год наблюдался самый большой рост экономического роста за такой короткий период, как когда-либо в предыдущей истории. Уровень жизни значительно повысился в новых индустриальных странах, поскольку цены на товары резко упали из-за роста производительности . Это вызвало безработицу и большие потрясения в торговле и промышленности, когда многие рабочие были вытеснены машинами, а многие фабрики, корабли и другие формы основного капитала устарели за очень короткий промежуток времени. [52]
«Экономические изменения, произошедшие за последнюю четверть века – или в течение нынешнего поколения ныне живущих людей – несомненно, были более важными и разнообразными, чем в любой другой период мировой истории». [52]
Неурожаи больше не приводили к голоду в районах, связанных с крупными рынками через транспортную инфраструктуру. [52]
Масштабные улучшения в области общественного здравоохранения и санитарии стали результатом инициатив общественного здравоохранения , таких как строительство лондонской канализационной системы в 1860-х годах и принятие законов, регулирующих подачу фильтрованной воды ( Закон о воде Метрополиса ввел регулирование компаний водоснабжения в Лондоне , включая минимальные стандарты качества воды впервые в 1852 году). Это значительно снизило уровень инфицирования и смертности от многих болезней.
К 1870 году работа паровых машин превысила работу животных и человека. Лошади и мулы оставались важными в сельском хозяйстве до тех пор, пока в конце Второй промышленной революции не были разработаны тракторы внутреннего сгорания. [91]
Повышение эффективности пара, например, паровые двигатели тройного расширения , позволило судам перевозить гораздо больше грузов, чем угля, что привело к значительному увеличению объемов международной торговли. Более высокий КПД паровых двигателей привел к увеличению количества паровых двигателей в несколько раз, что привело к увеличению использования угля. Это явление получило название парадокса Джевонса . [92]
К 1890 году существовала международная телеграфная сеть, позволяющая торговцам в Англии или США размещать заказы поставщикам в Индии и Китае на транспортировку товаров на новых эффективных пароходах. Это, а также открытие Суэцкого канала , привело к упадку крупных складских районов в Лондоне и других местах, а также к устранению многих посредников. [52]
Огромный рост производительности, транспортных сетей, промышленного производства и сельскохозяйственной продукции привел к снижению цен почти на все товары. Это привело ко многим неудачам в бизнесе и периодам, которые были названы депрессиями , которые происходили в то время, когда мировая экономика фактически росла. [52] См. также: Длительная депрессия.
Фабричная система централизовала производство в отдельных зданиях, финансируемых и управляемых специалистами (в отличие от работы на дому). Разделение труда сделало более производительным как неквалифицированный, так и квалифицированный труд, привело к быстрому росту населения в промышленных центрах. Переход от сельского хозяйства к промышленности произошел в Великобритании к 1730-м годам, когда процент работающего населения, занятого в сельском хозяйстве, упал ниже 50%, и такое развитие событий произошло только в других местах (Нидерланды ) в 1830-х и 40-х годах. К 1890 году эта цифра упала до менее 10%, и подавляющее большинство британского населения было урбанизировано. Этого рубежа достигли Нидерланды и США в 1950-х годах. [93]
Как и первая промышленная революция, вторая способствовала росту населения и привела к тому, что большинство правительств защитили свою национальную экономику с помощью тарифов. Великобритания сохраняла веру в свободную торговлю на протяжении всего этого периода. Широкомасштабное социальное воздействие обеих революций включало в себя преобразование рабочего класса по мере появления новых технологий. Изменения привели к созданию более крупного, все более профессионального среднего класса, сокращению детского труда и резкому росту потребительской материальной культуры. [94]
К 1900 году лидерами промышленного производства была Великобритания с 24% мирового объема, за ней следовали США (19%), Германия (13%), Россия (9%) и Франция (7%). На долю Европы вместе пришлось 62%. [95]
Великие изобретения и инновации Второй промышленной революции являются частью нашей современной жизни. Они продолжали быть движущей силой экономики до окончания Второй мировой войны. Основные инновации произошли в послевоенную эпоху, некоторые из них: компьютеры, полупроводники, оптоволоконные сети и Интернет, сотовые телефоны, турбины внутреннего сгорания (реактивные двигатели) и « зеленая революция» . [96] Хотя коммерческая авиация существовала до Второй мировой войны, после войны она стала крупной отраслью промышленности.
Были представлены новые продукты и услуги, которые значительно увеличили международную торговлю. Усовершенствования в конструкции паровых двигателей и широкая доступность дешевой стали означали, что медленные парусные корабли были заменены более быстрыми пароходами, которые могли обрабатывать больший объем торговли с меньшими экипажами. Химическая промышленность также вышла на передний план. Великобритания инвестировала в технологические исследования меньше, чем США и Германия, которые догнали их.
Разработка более сложных и эффективных машин наряду с методами массового производства (после 1910 г.) значительно увеличила объем производства и снизила производственные затраты. В результате производство зачастую превышало внутренний спрос. Среди новых условий, более очевидных в Британии, предшественнице промышленных государств Европы, были долгосрочные последствия тяжелой длительной депрессии 1873–1896 годов, последовавшей за пятнадцатью годами большой экономической нестабильности. После 1873 года предприятия практически во всех отраслях страдали от длительных периодов низких и падающих норм прибыли и дефляции цен.
В США наблюдались самые высокие темпы экономического роста за последние два десятилетия Второй промышленной революции; [98] однако рост населения замедлился, а рост производительности достиг пика примерно в середине 20-го века. « Позолоченный век» в Америке был основан на тяжелой промышленности, такой как фабрики, железные дороги и добыча угля. Знаковым событием стало открытие Первой трансконтинентальной железной дороги в 1869 году, обеспечивающей шестидневное сообщение между Восточным побережьем и Сан-Франциско. [99]
В период «позолоченного века» пробег американских железных дорог утроился с 1860 по 1880 год и снова утроился к 1920 году, открыв новые районы для коммерческого сельского хозяйства, создав поистине национальный рынок и вдохновив бум добычи угля и производства стали. Ненасытный аппетит крупных железнодорожных магистралей к капиталу способствовал консолидации финансового рынка страны на Уолл-стрит . К 1900 году процесс экономической концентрации распространился на большинство отраслей промышленности: несколько крупных корпораций, некоторые из которых были организованы как «тресты» (например, «Стандарт Ойл»), доминировали в сталелитейной, нефтяной, сахарной, мясоперерабатывающей промышленности и производстве сельскохозяйственной техники. Другими важными компонентами этой инфраструктуры были новые методы производства стали, особенно бессемеровский процесс . Первой корпорацией с оборотом в миллиард долларов была United States Steel , основанная финансистом Дж. П. Морганом в 1901 году, который приобрел и консолидировал сталелитейные компании, построенные Эндрю Карнеги и другими. [100]
Рост механизации промышленности и повышение эффективности труда привели к увеличению производительности заводов, одновременно сократив потребность в квалифицированной рабочей силе. Механические инновации, такие как периодическая и непрерывная обработка, стали становиться все более заметными на фабриках. Эта механизация превратила некоторые фабрики в собрание неквалифицированных рабочих, выполняющих простые и повторяющиеся задачи под руководством квалифицированных мастеров и инженеров. В некоторых случаях развитие такой механизации вообще заменяло низкоквалифицированных рабочих. Число неквалифицированных и квалифицированных рабочих увеличилось по мере роста их заработной платы. [101] Инженерные колледжи были созданы, чтобы удовлетворить огромный спрос на специалистов. Вместе с бурным ростом малого бизнеса быстро рос новый средний класс, особенно в северных городах. [102]
В начале 1900-х годов существовало неравенство между уровнями занятости на севере и юге Соединенных Штатов. В среднем в штатах на Севере было как более высокое население, так и более высокий уровень занятости, чем в штатах на Юге. Более высокий уровень занятости легко увидеть, если принять во внимание уровень занятости 1909 года по сравнению с населением каждого штата по переписи 1910 года. Эта разница была наиболее заметна в штатах с наибольшей численностью населения, таких как Нью-Йорк и Пенсильвания. В каждом из этих штатов было примерно на 5 процентов больше рабочей силы США, чем можно было бы ожидать, учитывая их население. И наоборот, в южных штатах с лучшими фактическими уровнями занятости – Северной Каролине и Джорджии – было примерно на 2 процента меньше рабочей силы, чем можно было бы ожидать от их населения. Если взять средние показатели всех южных штатов и всех северных штатов, то тенденция сохранится: показатели Севера превышают показатели примерно на 2 процента, а показатели Юга отстают примерно на 1 процент. [103]
В этот период Германская империя стала конкурировать с Великобританией как основная индустриальная страна Европы. Поскольку Германия индустриализировалась позже, она смогла смоделировать свои заводы по образцу британских, тем самым более эффективно используя свой капитал и избегая устаревших методов в своем прыжке в сферу технологий. Германия вложила больше средств, чем британцы, в исследования, особенно в химию, двигатели и электричество. Немецкая система концернов (известная как Konzerne ), будучи значительно сконцентрированной, смогла более эффективно использовать капитал. Германия не была отягощена дорогостоящей всемирной империей, нуждавшейся в защите. После аннексии Германией Эльзаса-Лотарингии в 1871 году она поглотила часть того, что было промышленной базой Франции. [104]
К 1900 году немецкая химическая промышленность доминировала на мировом рынке синтетических красителей . Три крупные фирмы BASF , Bayer и Hoechst наряду с пятью более мелкими фирмами производили несколько сотен различных красителей. В 1913 году эти восемь фирм производили почти 90 процентов мировых поставок красителей и продавали за границу около 80 процентов своей продукции. Три основные фирмы также интегрировались в производство основного сырья и начали расширяться в других областях химии, таких как фармацевтика , фотопленка , сельскохозяйственные химикаты и электрохимия . Принятие решений на высшем уровне находилось в руках профессиональных наемных менеджеров, что побудило Чандлера назвать немецкие компании по производству красителей «первыми в мире по-настоящему управленческими промышленными предприятиями». [105] Было много побочных результатов исследований, например, фармацевтическая промышленность, возникшая в результате химических исследований. [106]
Бельгия во времена «Прекрасной эпохи» продемонстрировала ценность железных дорог для ускорения Второй промышленной революции. После 1830 года, когда она отделилась от Нидерландов и стала новой нацией, она решила стимулировать промышленность. Он спланировал и профинансировал простую крестообразную систему, которая соединила крупные города, порты и горнодобывающие районы, а также связала ее с соседними странами. Таким образом, Бельгия стала железнодорожным центром региона. Система была построена по британскому образцу, поэтому прибыли были низкими, но инфраструктура, необходимая для быстрого промышленного роста, была создана. [107]
Были и другие времена, которые называли «второй промышленной революцией». Нумерацию промышленных революций можно перенумеровать, взяв за первое развитие более ранние события, такие как возникновение средневековых технологий в XII веке, или древних китайских технологий во времена династии Тан , или древнеримских технологий . Термин «Вторая промышленная революция» использовался в популярной прессе, а также технологами и промышленниками для обозначения изменений, последовавших за распространением новых технологий после Первой мировой войны .
Волнения и дебаты по поводу опасностей и преимуществ атомного века были более интенсивными и продолжительными, чем споры по поводу космической эры , но оба, как предсказывалось, должны были привести к новой промышленной революции. В начале 21 века термин «вторая промышленная революция» использовался для описания ожидаемого воздействия гипотетических систем молекулярных нанотехнологий на общество. В этом более позднем сценарии они сделают большинство сегодняшних современных производственных процессов устаревшими, трансформируя все аспекты современной экономики. Последующие промышленные революции включают Цифровую революцию и Экологическую революцию .
в алфавитном порядке
Экономическая история отдельных стран:
{{cite book}}: CS1 maint: постскриптум ( ссылка )[...] телеграфные компании использовали железную дорогу в качестве полосы отвода, а железная дорога использовала услуги телеграфа для координации движения поездов и движения транспорта. Фактически, многие из первых телеграфных компаний были дочерними компаниями железных дорог, созданными для оказания этой важной операционной услуги.
[...] В бухгалтерском учете американских железных дорог завышены эксплуатационные расходы и занижены капитальные затраты. [...] Основные инновации в финансовом учете и учете капитала появились в 1850-х годах в ответ на конкретные потребности и были усовершенствованы в годы после Гражданской войны. Инновации в третьем виде учета – учете затрат – происходили медленнее.
ПОСЛЕДНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БОГАТСТВА И БЛАГОСОСТОЯНИЕ ОБЩЕСТВА.
СМИ, связанные с промышленной революцией, на Викискладе?
