机械之母——机床的发明
（1774年）
机床作为一种工作母机，是制造机械的机械。它的发明对整个社会生产
具有重大意义。对于产业革命而言，如果说瓦特发明的蒸汽机是一个重要前
提的话，那么机床的发明则是产业革命的重要基础。
在机床的发明史上，有着诸多的杰出人物。
1774年，维金森发明了镗床，镗床相当于木工的刨子，主要用于材料的
抛光。当时由于蒸汽机的出现，汽缸和活塞的加工要求很高，而镗床的出现
满足了这一需要。维金森发明的镗床是用水车使汽缸材料旋转，让刀具从材
料的纵的方向上前进，对汽缸内部进行切削。用这种镗床加工直径72英寸的
汽缸，误差只有一枚硬币那么厚，这在当时已经是很高的精度了。
1794年出现的滑动刀架，是莫兹利的一项重要发明。滑动刀架是现代机
床的重要部件。它能够沿转动工件水平地移动固定在屋架上的刀具。1800
年，莫兹利又发明了能够车螺纹的车床，成为产业革命中重要的机械之一。
到19世纪初，另一种重要的机床——铣床出现了。它先是由瑞士机械师
波德梅尔于1839年发明，后来又为美国工程师布朗所改进。铣床上安有一个
转动的刀具，在工件通过时对工件进行切削。布朗发明的铣床称为“万能”
铣床。它能使用任何的刀具：有的像圆锯，有的能够在工件上开方槽或圆槽，
有的能铣平表面。这种“万能”铣床于1867年拿到巴黎博览会上展出时，获
得了极大的成功。
打孔机出现于1765年。那时，英国早期的伟大建筑工程师斯米顿设计了
一种筒形打孔机，它是用水轮作动力的。由于钻孔工具的末端是在圆筒内的
小轮子上不断移动的，钻孔工具不很快，钻的孔也不平。1775年，另一位英
国工程师约翰·威尔金森，用一种有效的工具支架改进了钻孔机，其办法是
让钻孔杆通过圆筒，牢牢地安在两个支座上。
19世纪，英国、欧洲大陆和美国由于工业发展，各大公司成立了研究小
组，集体研究成果逐渐取代了个人发明。因此，有些机床和技术已很难说清
是什么时候、到底是谁创造发明的。
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天花病的克星——牛痘疫苗
（1776年）
两百多年前，天花作为一种传染病，曾严重威胁着人类的生命。在欧洲，
当时由于天花蔓延，人口大量死亡，就连荷兰国王威廉二世、奥地利皇帝约
瑟、法国国王路易十五以及俄国皇帝彼得二世等知名人物都没能幸免。如何
找到防治天花的办法，成为当时世界各国的一大难题。
早在16世纪以前，中国就有“一度得过天花的人就永不得同样病症”的
认识。因此，有在幼年时故意使人得天花的做法。这就是，有意识地把天花
的脓汁放在孩子的鼻子里去，使他感染天花，从而不再生这种病。这种做法
俗称“种花”。这种预防接种的方法18世纪经波斯、土耳其，传到了英国。
可是这种方法是很危险的，不少人因此而丧生。
1766年，英国人琴纳跟随一个医师学医时，收治了不少天花病人。一天，
一位农场挤牛奶的女工前来看病，听到医生们在议论寻找防治天花的办法，
就接上来说：“前些日子天花作乱，但我们农场挤奶女工却没一个得病。有
人说，这是我们常接触奶牛，手上常长牛痘，才免去了灾祸。”琴纳听了若
有所悟，但另一位医生却说：“这跟防治天花有什么关系，难道让全世界的
人都去挤牛奶。”琴纳觉得也有道理，就没有再想这件事。
十年之后，当琴纳成了正式医生，并苦苦探索防治天花的办法时，他偶
然想起了挤奶女工的话。于是他专门赶到农场，对挤奶女工进行调查。结果
了解到，这些挤奶女工都感染过牛痘，但都没患过天花。因为这些女工在挤
牛奶时，无意间都接触过患天花的奶牛的脓浆，使她们的手上长出了小脓疱，
身体也略感不适，但很快脓疱就消失了，身体也恢复正常。
琴纳从调查研究中认识到，牛痘和天花十分相似，人体中产生的抗牛痘
能力也能够预防天花。根据这一推断，琴纳先在动物身上作了试验，取得了
预期效果。接着，他又决定在自己的儿子身上作试验。结果，儿子接种牛痘
后感染的程度很轻，很快就好了。为了证实种牛痘之后不会染上天花，琴纳
又把大量的天花脓液接种到儿子身上，儿子不仅没有染上天花，连稍为不适
的现象也没出现。琴纳终于成功了。
琴纳发明的种牛痘法，在当时受到了强烈的反对。但实践反复证明这一
方法是有效的，缺乏根据的反对难以成立，终于受到了全世界的欢迎。
为奖励琴纳对人类作出的伟大贡献，1802年英国政府奖给他1万英镑的
重金。1806年又奖给他两万英镑。俄国皇帝还赠送给琴纳一个昂贵的宝石戒
指，作为永久的纪念。
走锭精纺机的发明
（1779年）
走锭精纺机是继飞梭和珍妮纺纱机之后，棉纺织工业中的又一重要发
明，它的发明人是英国的克朗普顿。
自从哈格里夫斯发明了珍妮纺纱机之后，阿克赖特又于1769年发明了水
力纺纱机。这种纺纱机纺出的纱虽然粗糙，但是很结实，而且这种机器是用
水作动力的。利用这种机器，人们很快建起了一大批纺织工厂。
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但是，不论是珍妮纺纱机还是水力纺纱机，都有其自身的局限性，需要
进一步改进。这个问题引起了克朗普顿的兴趣。1774年，年仅21岁的克朗
普顿就开始试制新的纺纱机了。
克朗普顿是个腼腆的青年，他性格内向，独自在兰开夏郡博尔顿郊区一
个庄园里工作。他的守寡的母亲是这个庄园的看管人。他埋头苦干了5年，
最后终于把机器研制成功了。这时他结了婚，并在妻子的帮助下开始纺纱和
卖纱。由于机器先进，他们纺的纱又好又细，没有任何地方的纱比得上。
很快地，一些同行业的竞争对手开始打探克朗普顿新发明的秘密。他们
有的搭着梯子爬到顶楼的窗户跟前，偷偷地窥探这种奇妙的新机器。由于他
付不起申请专利的花销。便被迫在大庭广众之下签名将这种机器的秘密公
开，而他只收到60英镑作为报酬。
克朗普顿发明的精纺机综合了哈格里夫斯和阿克赖特的设计思想，增加
了一个至关重要的滑动架。滑动架上安着旋转的锭子；新纺出的纱线绕在锭
子上。滑动架前后移动，轻轻地把精纺的纱线绷直，而且一直都是绷直的。
克朗普顿还设计了一种小型的精纺机，安装在纺纱者的屋子里，以手臂作动
力，以传统的手工方式进行生产。以后他又采用了蒸汽和水力作动力，为改
变手工生产方式创造了条件。当时新兴的资本家利用这种新型纺织机，把它
作为解决经常性的棉纱短缺的一种方法。
1812年，英国议院补发给克朗普顿5000英镑的奖金。表示对其发明的
认可。此时，在英国已经安装了400万个锭子的克朗普顿精纺机来生产棉纱，
它相当于400万个妇女用400万台手纺车的生产能力。成千上万的童工在纺
纱机旁每天工作达18个小时之久，为资本家创造了巨大的财富。
古老的飞行器——热气球
（1783年）
征服自然，飞上天空，是人类很早就产生的一种强烈愿望。但人类能够
上天飞行，则是在1783年气球发明之后。作为把人类带上天空的飞行器，它
比1903年美国莱特兄弟发明的第一架飞机要早100多年。
1783年6月5日，在法国东南部的昂诺内小镇，有个名叫约瑟夫·蒙戈
菲尔的青年，他是一个造纸商的小伙计。他受炊烟上升现象的启示，做了一
个丝质球形口袋，并将这个口袋底朝上，口朝下，通过燃烧稻草和木柴，使
袋内的空气受热，气球就离地升起，飘然远去，大约飞了一英里半。这便是
欧洲最早出现的热空气气球。
实际上，这种利用热空气浮升的方法，并非始于欧洲。在中国，2000多
年前就有人进行这种试验了。汉武帝时，淮南王刘安等人写的《淮南子》一
书记载：“取鸡子，去其汁，燃艾火纳空卵中，疾风因举之飞”。意思是说，
把鸡蛋控空，在空壳里点火，把空气烧热，蛋壳就能飞起来。现在根据实验
与计算得知，由于空蛋壳太小，里面充满了热空气还不足以使蛋壳浮到空中，
但它说明我们祖先很早就注意到热空气的浮升作用。
五代（公元907～960年）时，辛七娘指挥作战，曾用竹蔑扎成方架糊上
纸，下面用松脂点燃，靠热空气把纸灯送上天空，作为军事信号。这种灯被
称为“松脂灯”，实际上就是一只热气球。这说明中国人制造的热空气气球，
比欧洲的气球早好几百年。但那时的气球都还没达到能载人载物的程度。
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约瑟夫·蒙戈菲尔研制的第一只热气球试验成功后，他想，要是把球做
得大些，浮力就会增大，一定可以装上更多的东西上天。于是他又花了三个
月时间做了一个大气球，形状像只大鸭梨，直径最大处有12米，长17米。
球体的表面蒙上轻质的纱布，上面还糊了一层防止漏气的纸。气球的下面吊
着一只用柳条编的笼子，里面装着一只公鸡、一只鸭子和一只山羊。
1783年9月19日，蒙戈菲尔带着气球来到法国首都巴黎表演。凡尔赛
宫前的广场上挤满了看热闹的人群，法国国王路易十六，也带着满朝文武官
员到现场观看。蒙戈菲尔首先点燃气球下的稻草和柴禾，等到热空气充满气
球后，他放开气球，于是热空气便托着这只巨大的气球，慢慢上升。飞到离
地500米空中，8分钟后，气球在3公里以外降落，三位“乘客”中只有那
只公鸡受了点轻伤。但不是因为飞行出了问题，而是高兴的公鸡，在空中引
颈高歌时，被受惊的山羊踢了一脚造成的。
这次表演成功了，这促使国王批准进行世界上首次载人气球飞行试验。
但由谁来驾驶呢？
国王路易十六认为，乘气球升天是十分危险的事，因此找了两个被判了
死刑的犯人来进行试验，并宣布：如果犯人愿意乘气球上天的话，可以免除
死刑。但那时人们对天空充满着神奇和恐惧的心理，认为乘气球上天简直是
送死，甚至觉得比死还可怕。所以当这两名犯人听说要让他们乘气球上天时，
吓得连连哀求，不肯到气球上去。
这件事很快被两个年轻的科学家皮拉特尔·德·罗依尔和阿兰德知道了。
他们便去见国王，对国王说：乘气球上天，成为人类中第一个上天的人，是
一件非常光荣的事，不应让犯人来担任。他们向国王要求，让他们做试验。
看到他们坚决的态度，国王只好同意了。
1783年11月21日，试飞的时候到了。闻讯赶来观看的人非常多，把广
场挤得水泄不通，连房顶上都站满了人。只见罗依尔和阿兰德登上气球后，
解开缆绳。气球便载着两名勇敢的年轻人，飘然升空，一直升到300多米的
空中。风推着他们越过塞纳河，直到气球里的热空气开始变冷了，气球才安
然落地。试验成功了，罗依尔和阿兰德成了世界上最早上天的人。
自从第一只热气球升空后，许多从事科学研究的人，都在议论这个新奇
的发明。热空气球虽然简单，但燃料有限，在当时条件下，不可能造得很大，
也飞不远。因此大家都认为可以用氢气代替热空气，使气球飞得更高、更远。
在发明热空气气球之前，英国人卡文迪西于1766年已发现了氢气，但当
时大量生产还有困难。于是法国成立了一个以雅·查理教授为首的专门小组，
设法生产氢气，进行气球试验。
在罗伯特兄弟的协助下，他们用坚韧的丝质材料做了一个大气囊，上面
涂上橡胶，使气体不致泄露。然后往里面灌进氢气。查理教授等人花了四天
四夜，才将气球充满氢气。第五天天一亮，他们就用一辆马车把气球运到巴
黎附近的一个大广场进行升空试验。
这次试验取得了成功，它证明氢气球比热气球好得多，它不需要燃料，
可以长距离飞行，浮力比热空气大两倍多，完全可以把人送上高空。这之后，
氢气球很快就得到了普遍利用。
飞艇的发明与发展
（1784年）
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在1783年发明了气球之后，人们马上就想方设法推进和驾驶气球。
1784年，法国罗伯特兄弟制造了一艘人力飞艇，长15。6米，最大直径
9。6米，充氢气后可产生1000多公斤的升力。罗伯特兄弟认为，飞艇在空中
飞行和鱼在水中游动差不多，因此把它制成鱼形，艇上装上了桨，这桨是用
绸子绷在直径2米的框子上制成的。
7月6日进行试飞，当气囊充满氢气后，飞艇冉冉上升，随着高度的增
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