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经济参考网读书频道
第一章 增长的机器
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。 起源 “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。 这些金属制品数量庞大,小到儿童玩具、大到核反应堆,而其中将近一半的产品是1990 年以后制造的。现如今大部分铁最终都炼成了钢。钢中含有碳,因而更加坚韧。 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。 此外,人们还想出了更好的办法分离杂质——称为“熔渣”,即用锤子捶打。这种冶炼方法迅速传播到地中海东部很多地区。随着铁的冶炼技术越来越成熟,铁供应量也不断增加,其价格因此下跌,在公元前1000 年之前的400 年间,价格总计下降了97% 。 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。
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