【園丁文苑】文史常識之七：漫談科技進步（下）(圖)

機械製造的發展是促進18至19世紀工業革命及形成資本主義機械大生產的主要技術因素。（圖片來源:Pixabay） 看中國網站 禁止建立鏡像網站 。

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上篇說到為人類生活服務的交通工具發展，引出機械工程的話題。這次就講這方面知識和發展情況。

工程學是一門應用學科，它的任務是，應用數學等自然科學原理來設計製造對人類有用的東西。在高等教育方面，高等學校和有培養研究生能力的國家科研單位，按其學科分，可分為理工科，文科等類型。而工科院校是培養各行各業工程技術人才的地方。中國的工程學科分為很多種類，專業研究生教育就按照國家統一審定的學科分工，分類培養工程技術人才。

常言道「天下七十二行，行行出狀元」。這句話，如果用在明，清以前的社會還可以。到現代社會，人們的工作分類豈止七十二行，因為隔行如隔山，每一行的專門人才要學習，研究和繼承的學問，太專業太豐富，所以學科的劃分就更細，種類就更多。舉例說，工程學就分為十幾種類別，包括：地質礦產類，材料類，機械類，能源動力類，電氣信息類，土建類，交通運輸類，水利類，輕工紡織食品類，農業工程類，林業工程類，海洋工程類，武器類，電氣信息類等。而且每一類下面還細分為若干種工程，例如機械工程這是一級學科，它的二級學科包括：機械製造及其自動化，機械電子工程，機械設計及理論，車輛工程，材料成型及控制工程，工業設計，機電工程，過程裝備與控制等。

機械製造業它是個產業，包括從事各種動力機械，化工機械，紡織機械，機床工具，儀器儀錶及其他機械設備等生產的工業部門。他們的任務就是為國民經濟發展提供技術裝備。

中國機械工程的歷史可以追溯的原始社會，在1.5萬年以前人類就會使用簡單機械，如利用槓桿原理使用木棍翹移重物。在商朝，人工鑄造的銅鼎就很精緻，上面有鐘鼎文和吉祥圖案。大家都知道，春秋時期製作的越王勾踐劍，保存到出土發現時仍然金光閃閃。中國春秋時的冶鐵技術比歐洲早了1800年。考古發現的西漢金縷玉衣，是用玉石和金線穿制而成，每塊玉片上面有小孔，最細的孔徑只有1.2毫米，玉石是高硬度材料，可想而知，當時鑽孔技術有多麼高超。隋唐時期手工製作的金銀手飾和玉石，瑪瑙器皿非常精緻，技藝已經相當高超。明朝宋應星的《天工開物》，是世界上最早的記錄機械加工方法的著作。書中總結了前人經驗，裡面有介紹冶鐵，煉銅，鑄造，淬火等加工方法的篇章。在北京建國門城牆上有個古觀象臺，是元朝建的。上面的天文儀是郭守敬設計，在1668年製造的，儀器上的巨大銅環是鑄造的，但需要金屬加工，當時是用直徑兩丈的大型鑲片銑刀加工，而驅動加工的動力，是畜力。

在世界範圍看，前文我已經談到18世紀歐洲人發明瞭蒸汽機，這種機器一問世，被用於礦業，紡織，冶金等工種作為機械動力。這也是人類製造機械所使用的材料，發生變革的分界線，在這以前，機械多用木材製造，自從18世紀以後構成機械，所用材料轉變為金屬材料。

這時機械製造業開始形成。經過幾十年的發展，而成為一個重要的產業。機械製造的發展，也是促進18至19世紀工業革命，和形成資本主義機械大生產的主要技術因素。

到19世紀以後動力機械有了很大發展，19世紀後期發明瞭內燃機，因其體積小，動力大，操作方便等優點，很快用於各種機械，如汽車，拖拉機，挖掘機，船舶等。蒸汽機漸漸讓位於內燃機和電動機。

電動機有直流和交流兩種。直流電動機是德國人雅可比在1834年發明的，交流電動機是美國人特斯拉發明的。電動機是要用電流驅動的，那麼是誰發明的發電機哪？發明發電機的奠基人，是英國科學家法拉第，是他發現了電磁感應原理，此後法國人皮克希，利用電磁感應原理，用永久磁鐵，作出了最原始的一臺發電機。1867年德國發明家韋納･馮･西門子將永久磁鐵改換為電磁鐵，發明瞭新型發電機。1870年比利時學者吉拉姆綜合了前者兩種發電機的優點，又創造出新型發電機，因此後人稱吉拉姆是發電機之父。

機械製造業的工作母機，是各類金屬切削加工機床。例如現在機械加工廠裡常見的金屬切削機床有：車床，刨床，銑床，鑽床，鏜床，磨床等。它們是什麼時候發明的呢？就是在第一，二次工業革命時期。例如1775年威爾金森為加工大炮筒發明瞭第一臺鏜床，他還發明瞭螺絲加工機床。1885年赫頓製造出工作臺可以升降的鏜床。1797年英國人亨利･莫茲利發明瞭車床，1818年在美國，工程師埃裡･惠尼特等人發明瞭銑床，1864年在美國布朗發明瞭磨床。數控機床是在20世紀中葉才研製出來。工業革命是技術革命，機器的發明和運用，使人類製造生產進入了新時期，機器取代了人力，畜力，大規模生產取代了作坊式的手工製作。煤，鐵，鋼，蒸汽機的開發利用，促進了技術革命發展。除了機床以外，火車，電報，電話，汽車，電燈，以及前面提到的發電機，電動機等，以及電力的大規模使用，都是在工業革命時期發明創造出來的。第一次工業革命的時間是1760年至1840年，第二次工業革命的時間是1870年至1914年。應當說明一點，任何機器的發明，一開始都不是現在人們看到的這樣子，都是在發明人發明的基礎上，經過後人許多次改進和不斷充實完善才是今天的這個樣子。例如機械傳動，最早是皮帶輪傳動，後來是鏈傳動，齒輪傳動等。

機械製造的工藝過程，可以分為五個部分，首先是技術準備，包括設計任務書，繪製設計產品圖紙，編織工藝規程，編製生產計畫，準備專用設備，工具，準備原材料等。第二部分是使用鑄造，鍛造，衝壓等方式製造機器零件毛胚。第三部分對機械零件進行切削加工，熱處理，表面處理等。第四個部分是產品裝配，包括，部件裝配，總裝配，試車，油漆，包裝等。第五是生產服務，原材料，工具（刀具，量具，輔助工具等）購置，保管運輸。應當指出的是，產品零件加工製造過程中的每一個環節，都有技術檢驗以確保產品質量符合設計要求。

筆者是工科科班出身，曾在機械製造廠搞過設計和技術管理，對科技進步也深有體會。在上個世紀六七十年代，在工廠搞設計，繪圖工具就是繪圖儀器和丁字尺，三角板，曲線板等，趴在製圖板上用鉛筆繪設計圖，計算工具就是計算尺，比例尺。設計圖紙，包括零件圖，部件圖，總裝圖，都是一筆一筆畫出來的，設計圖紙上有技術要求，要用工整的仿宋體字一絲不苟的寫，每一個零件的尺寸線和數字，加工精確度都要仔細標注，不可有絲毫疏忽，所以說設計工作的工作量相當大。設計圖紙畫出來後，還要有描圖員用碳墨水，鴨嘴筆，儀器和描圖紙描圖，然後晒圖員用描圖員描出來的底圖，使用晒圖機才能晒出生產車間使用的藍圖。

五十年代應用的第一代計算機是電子管計算機，體積龐大。五十年代中期到六十年代中期使用的是晶體管計算機，體積就大減，大約在1970年前後，第三代集成電路計算機問世，此後第四代計算機問世，微型計算機廣泛應用。八十年代，計算機輔助設計還是處於學術研討和交流階段，到2006年，清華大學已經出版了《計算機輔助設計與繪圖》教材。高等院校已設此課程，今後中國傳統的機械製圖，可以使用計算機輔助繪圖幫助設計，設計計算使用電子計算器，計算機，計算會更快，更精確。這就會大大減輕設計者的體能消耗，提高工作效率。

半個過多世紀以來，僅從中國人追求的，反映生活水準的「三大件」變化，也可以看出科技進步發展之快。在上個世紀五十年代「三大件」是勞力士手錶，派克牌自來水鋼筆和黑白照相機。到了六十年代是自行車，縫紉機和半導體收音機。七十年代是電話，摩托車和黑白電視機，八十年代是彩電，冰箱和洗衣機。九十年是電腦，空調和錄像機。2000年以後是汽車，房子和蘋果機。現在人人使用手機，更有人追求的是銀行存款，股票，房產和私人飛機。

科技進步能促使社會經濟發展，提高人們生活水平。但是，凡事均有利弊，科技發展帶來的弊端是破壞生態環境，造成環境污染，精神污染。當人們放縱自我道德約束而專注追求物質利益時，而產生的唯物主義無神論它是排神的。當人沒有了對神的信仰和道德淪喪時，就會帶來天災人禍。人類有許多疾病災害都與人遠離了對神的信仰，喪失道德有關。例如據新聞報導，中共媒體自稱中國已經成為世界垃圾場，現在也開始禁止「洋垃圾」進口。2016年全球56%的「洋垃圾」進口中國，包括廢棄的塑膠，紙類，紡織品，電器等，中國從處理這些垃圾中獲利，而對生態環境造成的災難和對民眾身體造成的傷害卻是無法用金錢來計算的。

責任編輯:李雲飛 来源:看中國專欄

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