这里到处都在使用机器，它们取代了人类的多种功能，但是机器的包打天下在我看来有些诡异：这些天才的东西有一种狂热的力量，驱动着各种轮子、杠杆、活塞，以及数不清的小钩子、小栓子和小齿轮，令我感到恐惧。英格兰生活是如此确定、精密、疯狂而又正确，同样让我充满焦虑。英格兰的机器是如此接近人类，正如人类是如此接近机器。
——海因里希·海涅
（Heinrich Heine，1797—1856）
青铜时代
从远古时代开始，人类对于硬度的追求就已经衍变成一种崇拜，这种崇拜一直保留到现在。东方有着悠久深厚的玉崇拜传统，西方世界则对钻石膜拜有加；对玉和钻石的崇拜其实都是石器文化的遗风。
中国发现并利用玉，大约是在黄帝时代。“至黄帝之时，以玉为兵，以伐树木为宫室，凿地。”[530]由此可见，玉器完全是作为石器使用的，用来做兵器，或者是伐木的斧子，甚至锄地的耒。有学者认为，在距今8000多年前，在石器时代和青铜时代之间，有一个玉器时代，而中华文明就起源于玉器时代。[531]
中国古人对玉的笼统概念是“石之美者”。用现代电动切割机器，切出一块15厘米厚的玉芯只需15分钟；但在5000年以前的玉器时代，工匠要取出同样的玉芯则需要几年的时间；如要琢磨成器，更不知要花费多少时间。耗费几代人精力的“和氏璧”传奇，足以说明什么叫“价值连城”。玉器是中华古史精神文明载体的最本质、最独特的文化。“以玉作六器，以礼天地四方。”[532]玉器的最大意义在于开创了中国礼文化，玉玺成为皇权的象征；“以玉作六瑞，以等邦国：王执镇圭，公执桓圭，侯执信圭，伯执躬圭，子执谷璧，男执蒲璧”。[533]
中国文字最早产生于镂刻于兽骨的甲骨文时代，然后经历铸造于青铜器的金文时代，再到勒于石碑的篆字时代。在相当长的历史中，石器的碑刻与印章一直是中国文字的主要传播形式。人类对材料的运用，从石器、骨器到玉器、陶器和漆器，再到金属，这是一个缓慢的过程。在新石器时代晚期，人类使用的各种石料和玉料极其广泛，逐渐发现了含有金属的矿石，通过对这些特殊石料的锻打和“火试”，终于发展到金属冶炼。
古巴比伦人和古埃及人认为水、气、土是构成世界万物的基本要素，古希腊的哲学家认为宇宙包括水、气、土、火四要素。唯独中国人提出五行说，并以“金”为首（金、木、水、火、土）。在汉字中，“金”是所有金属的代称。黄金应是人类发现的第一种金属，因为它是自然存在的，不需要化学提取。这与钻石或者玉有相似的一面。一些较大的“狗头金”甚至重达数十斤。除了黄金，白银和铜也是天然存在的。金银之类的金属既稀少又柔软，主要作为装饰品或者货币。天然铜与天然金银不同，它一般必须经过熔炼，但铜的硬度要高得多。更重要的一点是，由于散布在世界的各个角落，铜比黄金要普遍一千多倍。公元前5000年，埃及就出现了铜制的武器和工具。甚至可以说，没有金属铜，就没有金字塔。
《周书》云：“神农耕而作陶。”[534]人类有着漫长的陶器历史，人们或许是在烧制陶器时学会了冶金技术。从这个意义上说，金属冶炼的发明，差不多是农业出现带来的必然结果。冶金的过程中，金属与石器分道扬镳。金属的可塑性使人类获得了一种全新的材料，它比陶器和漆器更加珍贵，很快就被用来制作货币和礼器。
“夫天地为炉兮，造化为工；阴阳为炭兮，万物为铜。”[535]据说蚩尤是中国铜兵器的发明者，他因此被奉为中国的战争之神。[536]“黄帝之时，以玉为兵；蚩尤之时，烁金为兵，割革为甲。始制五兵，建旗帜，树夔鼓。”[537]黄帝以石器对蚩尤的铜制兵器，“三年百战，而功用未成”。[538]蚩尤以其可怕而神奇的印象，为中国的青铜时代留下一个不可磨灭的“饕餮”图腾。[539]
铜是人类学会使用的第一种非贵重金属，最早的铜极有可能是天然的铜锭。但只有青铜才有实用意义，而这肯定是冶炼的结果。一般将铜锡合金被称为青铜，其硬度远大于纯铜，[540]而且其熔点只有910℃，比纯铜的熔点1084℃低很多。青铜的硬度和延展性使人类逐步摆脱了对石材的依赖，石器时代终于被青铜时代取代。希腊的克里特岛于公元前3000年进入青铜时代；四千年前，西亚已进入青铜时代的鼎盛时期。中国的青铜时代即夏、商、周三代。《墨子·耕柱篇》说：“昔者夏后开使蜚廉折金于山川，而陶铸之于昆吾。”一般认为，夏代为金石并用时代，商代早期青铜器还透露着对木器和陶器制品拙朴模仿的痕迹，而铸造青铜器一般也采用陶范。在模制陶器的基础上，复合陶范可以铸造出鬼斧神工的青铜礼容器和礼乐器，这成为中国青铜文明的标志性工艺。
早期的铜器和青铜器多以石范铸造，用石器加工，所谓“它山之石，可以为错”[541]。新考古学之父宾福德曾说，一把带黄金手柄的刀具有多个层面的意义。它由于采用了贵重而罕见的新材料，这对于生产者和使用者而言，它所传达和体现的首先是其社会意义。实际上，青铜作为一种政治性资源而被贵族垄断后，它作为兵器的实用性就大打折扣，其更重要的价值体现在社会层面和意识形态层面。[542]英国考古学家杰西卡·罗森因此将中国的青铜时代定义为“青铜礼器时代”。“国之大事，在祀与戎。”作为礼器，青铜成为中华文明的重要开端；钟鸣鼎食孕育了中国传统的政治和权力，甚至可以说塑造了最早的“中国”。作为一种大型金属制品，鼎成为权力的象征，被用来“别上下，明贵贱”：“天子九鼎，诸侯七鼎，大夫五鼎，元士三鼎或一鼎”。鼎文化其实是金属崇拜，与石器（玉器）和木器相比，金属工艺要复杂得多。现代出土的后母戊鼎[543]重达1700斤，没有三五百人的手工工场，是根本无法完成铸造的。金属的冶炼和加工必须依赖专业组织，因而国家与金属产生了一种互文关系，所谓“铸九鼎，像九州”；而“问鼎”则成为觊觎国家权力的代名词。
根据铜与锡的配比不同，青铜合金可以形成不同的物理强度，因而可以适应不同的器物制造。《周礼·考工记》记载：
金有六齐：六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐。
今天人们在博物馆中看到的青铜器都布满绿锈，而真正的青铜都闪着黄金一般的光芒。青铜铸造的“越王勾践剑”历经将近三千年的岁月沧桑，据说至今依然锋利无比。事实上，真实的青铜质地仍然较软，故青铜兵器主要是用于刺杀，比如矛、戟、戈等。
在所有文明中，青铜时代相对都比较短暂，它只是人类从石器时代向铁器时代的一个过渡。“青铜可以制造有用的工具和武器，但是并不能排挤掉石器；这一点只有铁器才能做到。”[544]与黄金和青铜相比，铁才是上帝赐给人类真正神奇的礼物。铁是地壳中第四大常见的矿物质。据说铁的形成是在超新星爆炸之时，它构成了炽热的地核，地核的体积比月亮还大，温度与太阳接近。如果没有铁，地球上就不会有大气，不会有磁场，更不会有生命。
早期人类所用的铁确实都来自“上帝”，或者说“外星人”。从天而降的陨石铁（含铁90.85%）带给人类关于一种神奇金属的传说和体验。埃及人把铁叫作“天石”和“来自天堂的黑铜”。在古希腊文中，“星”和“铁”是同一个词。因为陨石之难得，早期的铁是非常昂贵的，属于奢侈品。公元前1300年之前，炼铁术在安纳托利亚的希泰族是一个严守的秘密。在著名的荷马史诗中，铁与黄金同价。在《尚书·禹贡》中，铁是仅次于金的贡品。由于铁很稀贵，所以它最初仅被用于小件的珠宝上。
作为一种工具新材质，早期的铁可能是公元前3000年赫梯人炼铜或炼铅时，偶然产生的一种副产品，但铁在柔韧性和耐用性方面均大大超过了之前的铜（青铜）。
大约在公元前1400年左右，居住在亚美尼亚山区的查莱比斯部落，学会了将熟铁放入炭火中加热，然后淬火，再加热、锤打，经过轮番加工处理，使铁质变得十分坚硬。在铁器加工处理的过程中，由于偶然在铁的表面溶进了碳微粒，因而制成了最初的钢。公元前1200年前，这种新的冶金技术已在整个地中海东部地区得到广泛采用。公元前5世纪，欧洲早期的凯尔特人使用木炭，将粉碎的铁矿石熔为海绵状的碳化铁，然后经过反复锻打，做成需要的铁器。铁匠们还发现，将烧红的钢铁投入水中，这种经过淬火的钢会获得更为理想的硬度。据说最早炼钢的是公元前3世纪的印度人。
将“石头”变成坚硬闪亮的铁器，这在中世纪都被视为一种神奇的事情，而铁匠也被当作具有神秘力量的人。西伯利亚的雅库特人相信，铁匠拥有超自然力量，他们的技艺被视为神授的才能。
虽然铁在地球表面广有分布（约占地壳总重量的5%），但要把铁从铁矿石中提炼出来，首先要把矿石用高温烧化。铁的熔点（1535℃）比铜（1083℃）高得多，这使得它比铜更难于熔炼。但更高的硬度与非常丰富的铁矿资源，又使得铁相对青铜来说更加容易得到，因此铁在各方面运用和需求很快便远远超过青铜。对于铁的重要作用，原始社会史学家摩尔根曾说：“铁一旦成为生产中最重要的原料，这意味着人类进化史上发生了最重大的事件。”[545]与青铜相比，铁器时代的到来更具有普遍意义。
在近代出土的中国西周早期金属兵器中，有不少以铁做刃的铜钺和铜戈，这些铁都属于陨铁，因其稀少珍贵，仅限于用作刃部。[546]《越绝书》中说：“禹穴之时，以铜为兵，以通平伊阙、通龙门，决江导河，东注于海，天下通平，治为宫室，岂非圣主之力哉？当此之时，作铁兵，威服三军，天下向之，莫敢不服，此亦铁兵之神，大王有圣德。”春秋战国时代无疑处于从铜向铁的过渡时期，秦统一六国之后，“收天下之兵，聚之咸阳，销锋镝，铸以为金人十二，以弱天下之民”[547]。秦始皇没有阻止民众的反抗，也没有阻止金属的进步，铁器在很短的时间内就全面取代了青铜。
按照古希腊历史学家赫西俄德的说法，人类历史始于黄金时代，经历白银时代、青铜时代和英雄时代，最后终结于一个黄钟毁弃、瓦釜雷鸣的铁器时代（也称黑铁时代）——
接踵而至的是铁器时代。人们日间辛苦劳作，夜间则受尽侵害，不得安宁。父亲与子女离心离德，主人与客人反目为仇，友朋之间尔虞我诈。……光明磊落、恪守信用者不得重用，骄横行恶之士反而见宠。正义为暴力所压倒，真理不复存在。[548]
铁器时代
铁器的出现迅速改变了社会从生产到生活的方方面面。恩格斯将铁器时代称为“英雄时代”——“一切文化民族都在这个时期经历了自己的英雄时代：铁剑时代，但同时也是铁犁和铁斧的时代”。[549]木犁装上铁铧后，耕地效率大幅提高。铁制农具使大量的林地被开垦为耕地，粮食产出大增。铁制工具使木匠如虎添翼，改变了建筑和舰船的面貌。“铁已在为人类服务，它是在历史上起过革命作用的各种原料中最后和最重要的一种原料。……它给手工业工人提供了一种其坚固和锐利的非石头或当时所知道的其他金属所能抵挡的工具。”[550]
虽然游牧民族对农耕民族有马的优势，但游牧民族真正兴起并对农耕民族构成严重威胁的时候，往往是他们掌握冶铁技术并大造钢铁兵器之时。铁制轮箍让车轮更加结实，从而使战车成为战争的利器。铁制武器被称为“历史上最好也最恶劣”的武器。由此看来，管仲将铁称为“恶金”是有几分道理的。铁匠们发现，提高铁里的碳含量就会生成更为锋利坚韧的钢，这种钢制的剑和铁矛使战争成为人类的噩梦。东非的马塞伊人认为，上帝禁止人类互相杀戮，而铁匠制造的刀枪引诱人们杀戮。因此在马塞伊人中，铁匠属于贱民，不仅不能跟铁匠通婚，甚至不能提“铁匠”两字，否则会招引来狮子。这与雅库特人正好相反。
铁器一经出现，人类历史就马上发生改变。
“共工之战，铁铦短者及乎敌，铠甲不坚者伤乎体。”[551]使用钢铁武器的帝国能够轻而易举地征服或消灭使用石制和木制武器的部落。“从公元前1200年到前1000年，在中东，制铁技术的传播促成了一系列新的入侵和移民活动。新的民族——希伯来人、波斯人、多利安人和许多其他民族被载入了史册，开创了一个野蛮的、具有更多平均主义特征的时代。”[552]
因为哥伦布的巨大发现，没有铁器的新大陆成为铁器的试验场。历史学家认为，从公元1500年开始的这种技术与政治上的差异，成为现代世界不平等的直接原因。
印加帝国和阿兹特克帝国虽然也有极其发达的农业文明，但却没有铁器，他们的农具仍处于木制的耒耜阶段，锄头是用鹿角或野牛的肩胛骨做成的。当西班牙殖民者身披铁甲、手持铁器来到新大陆时，面对石器装备的美洲土著战士，如虎入羊群一般。1563年，一位葡萄牙神父宣称：“对于这些人，没有比刀剑和铁杖更好的传教方式了。”[553]
在西班牙人对印加人的征服中，枪炮只起了一种次要的作用。当时的枪（所谓的火绳枪）既难装填，又难发射，皮萨罗也只有十来支这样的枪。在它们能够凑合着发射出去的那些场合，它们的确产生了巨大的心理作用。重要得多的倒是西班牙人的钢刀、长矛和匕首，这些都是用来屠杀身体甚少防护的印第安人的强有力的锐利武器。相比之下，印第安人的无棱无锋的棍棒虽然也能打伤西班牙人和他们的马匹，但很少能将其杀死。西班牙人的铁甲或锁子甲，尤其是他们的钢盔，通常都能有效地对付棍棒的打击，而印第安人的护身软垫则无法防御钢铁武器的进攻。[554]
铁器的出现导致手工业从农业中分离出来，随之商品和贸易就接踵而来。
在铁器文化中，钉子或许最有传奇色彩。在西方文化中，铁器最广泛的应用就是钉子。古罗马时代，耶稣被钉在十字架上。殖民探险时代，铁钉成为白人对土著最常用的交易货币；一些水手甚至用钉子做嫖资。因为没有钉子，波利尼西亚人只能用绳索捆扎。这些“野蛮人”将白人的钉子视若珍宝，以至于为了拔取钉子，欧洲人的船只屡屡遭到冲击破坏。卓越的库克船长就是为了阻止一群夏威夷土著拔取船上的钉子，被摁进海水中活活淹死。[555]
在人类历史上，很早就有专业化的趋势，因此钉子具有某种隐喻的成分。
亚当·斯密说过：“一个普通铁匠不如一个专业制钉工更擅长制造钉子。”[556]钉子在欧洲是最早实现专业化、大批量生产的商品，甚至研制出机械化的、提高产量的轧制机和纵切机。在1775年的英格兰，钉子制造业每年要用去一万吨铁，雇用约一万名工人。一颗小小的钉子背后，是一种复杂的生产体系。1795年，美国制造商发明了一种水力驱动的制钉机，一天可以切割出20万枚带钉帽的钉子。在后来的50年内，这项专利技术使钉子价格骤降了90%，钉子从“值钱宝贝”一下子变成最为廉价的工业制品。
仅仅就钉子而言，中国似乎并没有超越手工生产阶段，钉子常常是铁匠的副产品。这种现象甚至一直延续到数十年前的中国，精美的“洋钉”在农村仍被视为一种珍贵的物品。钉子的缺失，导致中国一直以复杂的卯榫连接来代替钉子，而且中国一直没有出现更为“神奇”的螺丝钉。[557]螺丝这种“最大的小发明”对西方文明的影响远远超出人们的想象，没有它便没有望远镜和显微镜，甚至可以说就没有启蒙科学。[558]历史学家许倬云指出：“在欧洲整个机械发展史上，有一个东西——螺丝钉，为中国所无。而这小小螺丝钉，却可决定我们火力、武器的发展与否。”[559]
但中国在制针技术上达到出神入化的水平，甚至还衍生出精妙的刺绣和针灸术。就铸铁技术而言，中国领先西方1300年。李约瑟在《中国钢铁技术的发展》一文中指出：
在近代，人们常把中国的文明看成是竹和木的文明，并与因钢铁富足而变得强有力、居于优势的欧美诸国相比较。但我们现在却得到一个奇怪的结论，假如将历史考察的范围扩展到三个世纪之前，情况就正好相反：在公元5世纪到17世纪间，那是中国人而不是欧洲人能生产出他们所需要的那么多的铸铁，并惯于用先进的方法制钢。这些方法直到很久以后，西方世界仍是完全不知晓的。[560]
与铜的冶炼相比，冶铁需要更高的温度，这一方面需要较高的鼓风技术，另一方面也大大增加了燃料的消耗。如果说在传统的四大发明之外还有什么发明值得中国骄傲的话，那么当推鼓风机了。“冶石为铁，用橐扇火，动橐谓之鼓”。[561]因为鼓风直接决定着冶铁的成败，所以冶铸工匠必须自己缝制皮橐，所以《礼记》中说：“良冶之子，必学为裘。”汉代以后，水排鼓风机得到推广，并逐渐采用煤作为冶铁燃料。在相当长的时间里，中国一直保持着世界产铁中心的地位，而欧洲一直停留于低温块炼铁阶段。值得一提的是，齿轮、曲柄、活塞连杆以及鼓风炉等技术，在中国出现的时间都比在欧洲早得多。
中国从春秋战国即进入铁器时代。“古者以铜为兵……春秋迄于战国，战国至于秦时，攻争纷乱，兵革互兴，铜既不充给，故以铁足之。铸铜既难，求铁甚易，故铜兵转少，铁兵转多。”[562]春秋尚属青铜末期，这种贵族战争规模并不大；战国进入铁器时代，一方面因农耕水平提高而导致人口剧增，另一方面也使战争的规模和残酷程度提高，一场战争动辄造成十几万乃至几十万人死亡。或许可以说，没有铁器，秦始皇就不可能统一六国，也难以完成像长城、秦陵和阿房宫这样的大型工程。中国在春秋战国之交，从贵族封建制度向地主官僚体制转变，并出现百家争鸣、经济繁荣的局面，与铁器的广泛使用有着密不可分的关系。从一定意义上来说，雅斯贝尔斯所说的“轴心时代”的出现，其实就是一种新兴的铁器文明。
有学者认为，中国冶铁术是从中亚和西亚传入的。事实上，中国迄今发现最早的铁器大多出自西北。岐山作为周文化的发祥地，《山海经》中说“其下多铁”，由此可知，周人之所以有发达的农耕，并从关中出发，击败商纣而统一中原，也与其冶铁技术有关。[563]《尚书·周书·武成》记载牧野之战：“甲子昧爽，受（纣）率其旅若林，会于牧野，罔有敌于我师。（纣师）前徒倒戈，攻于后以北，血流漂杵。”“血流漂杵”说明当时武器还在木器阶段。商纣王战败后“自燔于火而死”，周武王以“轻吕”戳尸。“轻吕”是一种青铜剑，据说来自古突厥语kingrak。[564]
《管子·地数》中有这样的记载：“出铜之山四百六十七山，出铁之山三千六百九山。”可见铁矿资源要比铜矿资源丰富得多，产铁地点约当产铜地点的八倍。《山海经·中山经》记载：“少室之山……其下多铁”；“其上多白金，其下多铁”；“大騩之山，其阴多铁”；“役山……多铁”。“铁”字从金从夷，或以为铁是古代（东）夷人率先发明的。春秋时代，齐国的冶铁业和制盐业并驾齐驱，管仲将“官山海”（盐铁税）视为国家政权的经济基础。“一女必有一针一刀，若其事立；耕者必有一耒一耜一铫，若其事立；行服连轺辇者，必有一斤一锯一锥一凿，若其事立。不尔而成事者，天下无有。”[565]汉昭帝始元六年（前81）的《盐铁论》，记录了中国知识分子杯葛盐铁国有化的史实。“农，天下之大业也；铁器，民之大用也。”[566]当时全国各地成立了许多官办铸铁局，垄断了铁器冶炼和制造，这几乎使传统农耕又倒退回原始的木器时期。“盐、铁贾贵，百姓不便。贫民或木耕手耨，土耰淡食。铁官卖器不售，或颇赋与民。”[567]
农耕始于刀耕火种。没有铁器，人类便无法开发森林，往往将森林地区视为野蛮之地。因此，人类早期的农耕文明都出现在干旱的平原地带，如美索不达米亚。先秦时期，中国文明也大体仅限于干旱多草的北方平原。南方地区湿热多雨，山深林密，野兽滋生，直到秦汉以后，随着铁器的普及，中国文化开始向南渗透和扩展，“以斤斧童其山，而以锄犁疏其土”。这种农耕文化的南移持续了两千年。伴随着铁器的进步，是森林的消失和“大象的退却”[568]。
史学家估计，汉代每年铁产量可达到五千吨左右，这无疑是当时世界最高的。《汉书·贡禹传》说：“今汉家铸钱及诸铁官，皆置吏卒徒，攻山取铜铁，一岁功十万人已上。”汉代彻底完成了铁器化进程，这对汉帝国的对外扩张提供了极大的技术支持。弓弩作为极具杀伤力的远射兵器，一次性的箭矢消耗巨大，如李陵率五千汉军出征匈奴，一日之内便射出50万支箭。在当时，铸铁技术已经实现了箭头的大规模生产。汉代的铸铁化柔术和炒铁术堪称古代金属技术的奇迹，这使中国的铁制品在强度和韧性等方面大大提高。依靠武器精良，一名汉兵可抵三至五名胡兵。《汉书·陈汤传》记载，因为兵刃朴钝，弓弩不利，需五名胡兵才能抵御一名汉兵，“近闻颇得汉巧，然犹三而一”。按照孙子兵法，“客倍而主半然后敌”，也就是说，要击败三万敌人，必需六万士兵，但实际上四万汉军就可轻松地击败三万羌兵。
中国古代历史上，北方游牧民族始终对南方农耕社会构成压力，并在后期两次完成全面征服（元朝和清朝）；究其原因，除了马的优势，铁制兵器也是一个重要因素，而中国铁矿资源主要分布在华北和东北。
早在公元前6世纪，中国就已经生产铸铁。经过现代考古者对古荥冶铁遗址考察，这个汉代“河一”冶铁工场[569]可日产一吨生铁。自宛以西至安息，“不知铸铁器，及汉使、亡卒降，教铸作它兵器”[570]。直到13世纪，中国铸铁技术才随同火药一起传到西欧。古罗马时代，“中国铁”已经成为欧洲市场上的畅销货。这些通过安息传来的中国铁，被罗马历史学家奥罗息斯称为“马尔吉”。罗马科学家老普林尼早在《自然史》中就说：“虽然铁的种类很多，但没有一种能和中国来的钢铁相媲美。”随着木风箱的出现和普及，10世纪晚期的中国生铁年产量就达到12.5万吨，而1720年英国的铁产量尚不足两万吨。直到18世纪欧洲工业革命之前，中国的钢铁业始终执世界之牛耳。
一直研究中国经济史的日本史学家宫崎市定在《中国的铁》[571]一文中写道：
中国铁的生产，在产业革命以前的世界史上，具有世界范围的意义。自战国时代中国即盛行使用铁器，到了汉代就形成了一个高峰。中国的铁一直被贩卖到罗马的市场上。汉代所以能给匈奴打击使它向西方逃窜，就是因为使用了铁质的武器。然而至三国以后，中国国内便感到铁不足用了。就连长枷和脚镣等刑具，以前本来是用铁制造的，这时也用木制品来代替。在这时代形成的北方民族的语言中，没有直接采纳中国语中“铁”这个字的痕迹。
可是从唐末到宋初，中国发生了可以称为燃料革命的一大事件，燃烧煤炭取得高热，并利用煤炭炼铁，使铁已有大量生产的可能。这就在世界史上出现了远东的优越地位。蒙古的大规模征伐即由于利用了中国的铁；在蒙古征伐的逼迫下，又发生了突厥族西迁的事件。在南海方面，中国的铁成为重要的贸易品，一直输出到阿拉伯半岛一带。
钢铁是怎样炼成的
铁的优点是强度和延展性。根据碳含量的不同，铁具有从韧性到脆性等不同的物理性能，而钢的强度远远胜过其他常见金属。一般而言，随着含碳量的增加，钢的强度增加，塑性降低。钢其实是铁的一个碳合金变种，含碳量小于0.1%为熟铁，0.1%—2%为钢，2%—6.67%为生铁。中国传统上将铸铁称为“生铁”，将低碳钢称为“熟铁”，将中、高碳钢才称为“钢”。熟铁太软，生铁太脆，钢铁既有较高的强度，又有不错的韧性，而且可经热处理，在较大范围调整其组织和性能。这是铜和青铜根本无法实现的。
铁器远远胜过之前的石器和青铜器，但钢铁的熔点几乎是青铜的两倍，因此熔化铁是一件极其困难的事情。在很长时间里，欧洲人只能使铁软化，而不能使它熔化；要得到一件理想的铁器，只能依靠不停地锻打。14世纪，水力鼓风机出现以后，火的温度被提高到可以熔化铁的程度，铸铁才出现，这比中国晚了一千多年。也有一种说法认为，中国的铁矿石中磷含量较高，这大大降低了铁的熔点，从而使铸造更加容易。[572]
液态生铁的铸造技术是人类步入铁器时代之后一个巨大飞跃，从此以后，铁器能够依靠同一个模具，以非常廉价的方式批量生产。这种工具变革产生了巨大的社会影响，使铁成为廉价的、通用的、大众能够使用的工具和武器。
唐诗《古剑篇》云：“君不见昆吾铁冶飞炎烟，红光紫气俱赫然，良工锻炼凡几年，铸得宝剑名龙泉。”中国制剑技术在三国时就传到日本。因为缺乏铁矿资源，古代日本在钢铁精加工技术上精益求精，不容丝毫浪费。早在1200年之前，日本传统的制刀工艺就已经达到了登峰造极的程度。日本武士刀做工十分精致，堪称工艺技术的极品。它的刀刃用钢经过反复的淬火折叠打造，直至把刀刃面锻造成由32768层牢牢凝炼成的一个整体为止，每层只有0.00025毫米厚。[573]这种工艺要求热处理必须十分精确，这样才能使刀刃不仅无比锋利，并且非常柔韧不易折断。为了达到这种质量，制造刀具的过程必须遵循严格而古老的程序。在古代技术下，工匠们常常根据早上的阳光所折射的色彩来控制温度。在古代国际贸易中，“倭刀”一直是日本重要的出口商品。
隋唐时代，中国就已经出现了灌钢法。“世间锻铁所谓钢铁者，用柔铁屈盘之，乃以生铁陷其间，泥封炼之，锻令相入，谓之团钢，亦谓之灌钢。”[574]也可能是铁价低廉，中国刀在工艺上不如倭刀，只能以厚重弥补刀的强度。在相当长的历史中，佩剑是一个中国传统绅士的身份标志，但韩信因为佩剑而不得不忍受“胯下之辱”。
早在罗马时代，欧洲就已经普遍地使用铁器。罗马军团全身披挂铁甲时，秦始皇的虎狼之军还是皮甲。骑士时代的欧洲实际是人类第一个钢铁时代，其铁器加工技术一度达到很高的程度。制铁业的专业化导致了更精细的分工，如铁匠、钉匠、刀匠、锁链匠、盔甲匠。
长期以来，欧洲一直将木炭作为冶铁的唯一燃料。冶炼出1万吨铁，需要砍伐10万英亩的林地；而铁器的加工还需要同样多的木炭作为燃料。[575]随着冶铁业的迅速发展，欧洲各地的森林资源很快就消耗殆尽。每一座高炉既是生铁的生产炉，也是森林的焚化炉；森林再生的速度根本无法与高炉吞噬的速度相比。当时可以这样说，一个国家的冶铁工业从很大程度上取决于它的森林面积。冶铁业成为燃料黑洞，遭到全社会的指责：“都是炼铁厂把英国的树木吞掉了。”虽然英国并不缺少铁矿石，但为了保护日益减少的森林资源，伊丽莎白时代不得不限制高炉数量。木材资源的枯竭，致使英国冶铁业日渐步入穷途末路。1720年，英国总共只剩下60座高炉，不得不从国外进口大量的生铁。1750年，英国有80%的铁来自森林资源丰富的瑞典。
煤的出现，挽救了冶铁业。18世纪末期，英国的森林覆盖率下降到5%到10%。[576]人类的乱砍滥伐使欧亚大陆的大片森林逐渐消失，木器时代走向终结，一个更为不可思议的铁器时代突然降临了。
其实在森林资源同样稀缺的中国，很久以前就已经用煤来作为冶铁的燃料。煤与铁的诡异结合，与其说是挽救了森林，不如说彻底结束了一个延续达数千年的木器时代；人类从诞生之日起，就与之休戚与共的森林和木材，逐渐离开人类远去。来源充足的煤，大大降低了炼铁的成本，钢铁成为一种比木材更加廉价和易得的东西；而且钢铁的生产速度远远超过森林的再生速度，甚至它不受任何大自然的制约。
1762年，斯米顿引进了水力风箱，大大提高了高炉的温度；“取之不尽用之不竭”的煤和丰富的铁矿石相结合，使英国率先从木器时代进入钢铁时代。新创的搅铁法大大缩短了生产时间，提高了铁的产量，将以前12小时生产1吨棒铁提高到15吨，效率提高了15倍。在1791年生产1吨生铁需要8吨煤炭，在1830年则只需3.5吨。随着革命性的坩埚炼钢法的广泛采用，英国迅速由一个钢铁进口国崛起成为全球最大的钢铁出口国。1720年英国铁产量仅为2万吨，1770年达到5万吨，1800年达到13万吨，1806年上升到25万吨，到1850年英国每年可产250万吨，1861年更增长到380万吨。铸铁和锻铁的产量都有增长。1830年，发明气锤的内史密斯这样描述：“我看到炽热的铁从火炉中流出来，好像在旋转，然后变成铁棒和铁块，操作之简便、速度之快，令人叹为观止。”[577]产量增加的同时，价格大幅下降。1801年每吨熟铁22英镑，到1815年只有13英镑。
英国铁产量的迅速增长和价格下降，使铁已丰富和便宜到足以用于一般的建设。铁很快就占领了木器主宰的传统领域，从桥梁、车辆、船舶到建筑。廉价的钢铁全面替代了已经枯竭的木材，建立在煤与铁之上的工业时代全面来临。
铁疯子
如果说钢铁是工业革命的一个重要起点，那么这个起点可以追溯到1709年。这一年，亚伯拉罕·达比已经用焦炭冶铁。在此之前，他为自己的铸铁法申请了专利。达比用焦炭可以使液态铁达到更高的温度和更好的流动性，这样铸造出来的铁锅更薄更节省。达比的工厂源源不断地生产出价廉物美的铁锅，在很短的时间就改变了英国普通家庭的生活状态。对于那时的英国人来说，能够煮一锅热气腾腾的食物，不仅是家庭富裕的象征，甚至还被视为投票权的前提。因此人们将达比这位铸铁大师称为“新铁器之父”。
在欧洲，对人们日常生活影响最大的或许是铁制餐具。
从远古时代开始，欧洲人除了迫不得已地对食物的切割，一般都是用手直接抓取食物吃。铁器时代的到来，使廉价的刀叉餐具很快“飞入寻常百姓家”。铁制刀叉在18世纪初期并不常见，到18世纪中期才逐渐变得普及起来，到19世纪，欧洲基本结束了“手抓饭”状态。但在现代的麦当劳和肯德基等西式快餐店中，除了吸管杯盘，基本仍是不存在什么餐具的。
只是因为鼓风技术欠缺，早期焦炭冶铁的质量仍然不够理想，达比工厂的年产量也一直很低。直到1750年，英国仅有三座焦炭冶铁炉。但在此之后，焦炭冶铁技术突飞猛进，英国依靠大量廉价的煤炭生产出大量廉价的铁。
铁器时代的到来使人们欣喜若狂。
第一代钢铁大王约翰·威尔金森将自己得意的头像铸造在钱币上。1776年，他建造了世界第一座铁桥，这座跨度达100英尺的拱桥共有三条铸铁拱肋，甚至连桥面都是铁板铺就的，但结构上完全仿造木制大桥。当他造出第一艘铁船时，人们真的相信他是一个“铁疯子”——因为没有任何正常人会相信铁可以浮在水上。在1786年7月的塞文河上，人们却没有看到这个疯子制造的21米的“严厉”号铁船沉入水中。木材因其强度和自然长度，用来造船往往限制了船的大小，使用钢铁可以造出大得多的船，而船越大，则意味着运输成本越低。
威尔金森的世界完全是一个铁的世界：铁船、铁路、铁车、铁桥、铁房子、铁门、铁窗户、铁床。他为自己打造了一把铁椅子，还为自己制造了一口铁棺材。[578]他在1808年逝世时，人们按照他的遗嘱想把他放进铁棺材时，却发现他太胖了。如今，我们已经生活在威尔金森的后铁器时代，汽车、钢桥和钢构建筑。
与木制的棉纺织机不同，蒸汽机从一开始就迫切要求冶金和机械制造等相关行业进行相应的技术革新。斯米顿曾断言瓦特造不出他的蒸汽机，因为它超出了当时的加工精度水平。从某种意义上讲，威尔金森算得上是瓦特蒸汽机的催生婆。1775年，威尔金森发明了能精密加工炮筒的镗床。[579]瓦特蒸汽机对汽缸和活塞的加工要求甚高，而镗床的出现恰逢其时。威尔金森的镗床以水车驱动汽缸材料旋转，让刀具从材料的纵方向上前进，对汽缸内部进行切削。用这种镗床加工直径1.8米的汽缸，误差只有一枚硬币那么厚，这在当时属于极高的精度。镗床加工技术使汽缸内壁与活塞配合更加严密，大大减少了漏气，自然提高了蒸汽机的功率。
如果没有威尔金森的镗床，那么瓦特就无法制造出他的高效率蒸汽机；相比之下，达·芬奇就没有那么幸运。这说明了一个有趣的历史细节，钢铁工业和机械工业这两件发生在同一时代的技术革命必然要互相依赖。实际上，威尔金森也是瓦特蒸汽机的最早使用者，他用蒸汽机来驱动高炉鼓风装置。
机床作为“制造机器的机器”，在工业革命历史中具有划时代的意义。刨床、铣床、车床、镗床等机床，能根据事先设计，将金属加工成非常精确的几何形状。正因为有了精加工的机床，钢与铁作为制造机器的理想材料变得前途无量。从某种程度上来说，英国的机床工业才是“大规模生产”的真正先驱。1797年，亨利·莫兹里发明了一种螺纹车床，用来生产高精度螺丝钉，螺丝钉从此成为廉价的普通之物。1810年，朴次茅斯的海军工厂每年生产10万个滑轮，这是第一个应用机床进行大规模生产的大工厂。10个非熟练滑轮工利用机床完成的工作量，超过110个熟练滑轮工。[580]
在钢铁的所有用途中，机器的位置是不言而喻的。具有非凡硬度和延展性的钢铁天生就是制造机器的最佳材料，它是石材和木材根本无法相提并论的。甚至可以说，没有钢铁就没有机器，机器时代到来的前提就是钢铁的普及化。铁和钢既具有无与伦比的拉力和抗压力的特点，又具有形成各种形态并且无限期地保持该形态的性能，因而成为现代工业的基础原料。“铁疯子”威尔金森作为传统木器时代结束的标志性人物，将人们引向一个真正的机器时代。
随着钢铁机器对木器的替代，棉纺织业越来越依靠金属机械行业。1803年，霍洛克斯制造出了第一架铁制织布机，从此纺织机械终于走出了漫长的木器时代。此前不久，查尔斯·斯坦霍普制成第一台全金属的印刷机，从而结束了自谷登堡以来墨守成规的木制印刷机时代。在这一时期，铁制机器在世界各处都在不可逆转地取代木制机器。
英国神童贝塞麦在他18岁时就发明了邮票印刷机，1855年，他发明了划时代的转炉炼钢法。[581]转炉炼钢法进一步将人类从铁时代带进了钢时代。以前要几个星期才能炼成10吨钢，如今只需要十几分钟时间。在费用上，大批量生产的优质钢与铸铁和锻铁一样廉价，而此前钢的费用几乎是锻铁费用的5倍。短短数年之间，钢的价格下降了一半，而产量翻了几番，大量且廉价的钢材被用来制造各种工业机器、运输机器和战争机器。据《大不列颠百科全书》记载，从1865年到1898年，英国钢轨价格从每吨165美元下降到18美元，同期的铁轨价格则从99美元降到46美元，而钢轨的使用寿命是铁轨的6倍。在1870年到1900年的30年间，世界铁产量增加了16.6倍，而钢产量增加了120倍。[582]美国的钢产量在1880年才刚刚超过100万吨，但到1913年，就已经达到3100万吨，33年增加了30倍。
1865年，英国铁产量为481.9万吨，遥居世界第一。极盛时期的联合王国成为第一个钢铁王国，它生产了全世界53%的钢铁、50%的煤，消耗了全球一半原棉产量，全世界三分之一的商船挂着英国的旗帜。联合王国的人口占全世界人口的2%，占欧洲人口的10%，却拥有50%左右的世界现代工业能力。在1838年内史密斯蒸汽锤开始普遍使用以后，钢材加工技术已经非常完善。钢轨的耐用程度是铁轨的6倍以上，而钢轨与铁轨的价格却相差不大。1863年诞生了第一艘钢壳船和第一辆钢铁机车，一个无所不能的钢铁机器时代开始了。一位英国爵士感慨地说：“钢铁的气质已经把我们英格兰变成了一个带铁面具的人。”
早在火车诞生之前，铁路就已经出现了，最迟不晚于1550年。人们发现，车辆在轨道上行驶时，拖拉的重量比在普通路面上高三倍。最早的铁路其实使用的是木制轨道，因为木材比铁更廉价，且更易加工。从某种程度上来说，铁路完全是钢铁的产物，铁轨比木轨结实耐用得多，但每一英里铁路需要约700吨铁。1738年，英国怀特黑文煤矿就出现了最早的铁轨；1767年，理查德·雷诺兹用铁轨代替木轨，把科尔布鲁克戴尔的矿山与高炉联系起来。当达比在煤溪谷建立铁轨铸造厂之后，铁轨的使用开始普及；当时，连接南威尔士佩尼达兰制铁厂和格拉摩根运河的铁路长达16千米。
铁路的历史无疑要比火车更悠久。在蒸汽机车出现之前，世界各地就已经有很多用马拉动的列车行走在铁轨上。在澳大利亚，甚至连马都用不上，而是使用人力，因为这里有的是囚犯；中国最早的铁路专属皇家，拉动列车的是一群太监。
从一定意义上说，与其说是蒸汽机推动了铁路建设，不如说是钢铁。在19世纪后期的美国铁路建设高峰期，铁路消耗了美国钢铁产量的一半以上。铁路和蒸汽机的出现是革命性的。在不长的时期内，铁路支配了长途运输，它能够以比在公路或运河上所可能有的更快的速度，和更低廉的成本运送旅客和货物。1838年，英国已拥有500英里铁路；到1850年，拥有6600英里铁路；到1870年，拥有15500英里铁路。英国一位铁路规划师说：过去慢的现在变快了，过去远的现在变近了……
一切始于世博会
一个英国宪章派织工的儿子来到美国30年后，成为美国钢铁业的缔造者，也成为现代企业家精神的化身，同时也成为工人运动最残酷的镇压者，他的名字叫作安德鲁·卡内基。技术与组织创新带来了高利润，使卡内基报出的价格比同行业其他厂商都低，而利润却比他们高得多。
“钢铁大王”卡内基说过一段无可非议的大话：
从苏必利尔湖开采2磅铁石，并运到相距900英里的匹兹堡；开采一磅半煤、制成焦炭并运到匹兹堡；开采半磅石灰，运至匹兹堡；在弗吉尼亚开采少量锰矿，运至匹兹堡——这4磅原料制成1磅钢；对这磅钢，消费者只需支付1分钱。[583]
从拿破仑战争开始，钢铁已经彻底改变了欧洲的面貌。滑铁卢战役的胜利者威灵顿公爵被人们称为“铁公爵”。随着普鲁士在铁路时代的迅速崛起，年轻的俾斯麦使普鲁士容克地主们确信，一个伟大的德国将以“血和铁”，而不是靠议会民主来实现统一。“俾斯麦使德国强大，使德国人渺小。”创立于1811年的克虏伯工厂，它所制造的武器帮助新统一的德国武装起了一支独步欧洲的强大军队。1820年颁布的《教育法草案》将教育提高到与国防同样的高度。“普鲁士道路”帮助德国完成了农业的资本主义化，统一的德国通过工业革命实现了奇迹般的大跨越。到一战前夕，德意志帝国已经超越英国，成为欧洲最强大的工业国；在钢铁、机械、铁路、纺织和其他制造业，无论技术还是产量都名列前茅。
1851年，如日中天的大英帝国在海德公园举办了“万国工业成就大博览会”，即首届世博会。维多利亚女王称之为“我们历史上最大的日子，最美丽最堂皇最惊心动魄的空前大观”。从印刷机、铁路机车、液压机到联合收割机和左轮手枪，这次“世界博览会”上展出的10多万件工业展品，吸引了来自全世界的14000名参展者和600多万参观者，他们亲眼目睹了工业革命带来的“英国奇迹”。“我们什么都能做”——这是维多利亚女王写在1851年4月29日日记中的一句话。
由3300根铁柱、2300条铁梁和84000平方米的玻璃，用9个月时间建造的“水晶宫”，创造了一种崭新的建筑秩序。设计者帕克斯顿因此从“无知的花匠”摇身一变成为“现代建筑之父”。钢铁与玻璃彻底将建筑从传统的沉重的土木结构中解放出来，水晶宫成为工业革命时代的重要象征物；在接下来的铁路时代，水晶宫几乎成为每个火车站设计的灵感来源。
人们禁不住畅想，莫尔的“乌托邦”是否即将变成现实。“乌托邦”是一个自由、民主、博爱、富有的宝岛。那里有用不完的黄金、白银和各种金属，有最先进的船舶和飞行器。依靠先进的设备和机器，他们生产了吃不完的食品和用不完的物品。这里路不拾遗，夜不闭户，没有货币，没有乞丐，也没有贵族与仆人，每个人都各取所需。所有公民也都没有私产，每十年调换一次住房，穿统一的服装，统一就餐，轮流下乡劳动，官吏由投票选举。但有一点，如果有人通奸或企图叛逃的话，他就不再是乌托邦公民，而沦为终身服役的奴隶。
水晶宫所体现的现代文明，展示了理性与科学所代表的未来，乌托邦精神成为知识分子最痴迷的信仰和梦想。车尔尼雪夫斯基把水晶宫当成“理想国”的原型：人类社会从游牧时代、古希腊、中世纪、18世纪最终走向“光明而美丽”的未来；所谓“水晶宫时代”就是科学技术高度发达、物质财富极大丰富、人人充分就业、男女平等、文化繁荣的光辉时代。陀思妥耶夫斯基始终保持着对现代的警惕和批判，他将水晶宫理解为没有苦难，也没有自由和个体创造性的单调的“反乌托邦”；水晶宫既是自由的终结，也是人的死亡，水晶宫其实是现代的“巴别塔”。
水晶宫博览会是一个新的工业时代的庆典，是英国毋庸置疑的首要工业国地位的庆典。它还可以被视为一个维多利亚时代理想的进步、启蒙和现代性的庆典，借助于机器征服自然的庆典，欧洲一种新的社会秩序的胜利庆典。非凡的宫殿为机器和商品，而非侍臣和镀金装饰而造，这一事实生动地象征了基于上帝和国王的权力的旧时代，向基于蒸汽机械和企业家权力的新时代的转变。[584]
在短短的五个月中，水晶宫接待了来自全世界的超过六百万人，平均每天有四万多人。在屠格涅夫所说的“一种所有展品都是由人的创造力设计出来的展览会”中，有一大块未经任何雕琢和设计的煤，它带给人们的深刻印象和象征意义，或许超过了其他所有展品。[585]
在水晶宫之后，法国将1855年的博览会主题命名为“工业的宫殿”，1889年的博览会诞生了埃菲尔铁塔。钢铁对于埃菲尔，就如同石头对于罗丹。纪念美国革命一百周年的自由女神像和纪念法国革命一百周年的埃菲尔铁塔一起，成为钢铁时代到来的丰碑。埃菲尔的这两个钢铁作品代表着未来；它们不仅展示着一种关于美的全新理念，而且开启了一种钢铁时代的全新建筑风格——摩天大楼。本雅明感叹：“随着钢铁在建筑中的应用，建筑学便开始超越艺术。”[586]
93米高的自由女神像以120吨的钢铁为骨架，用30万个铆钉装配固定在支架上，总重量达225吨，组装安装完毕后，她便成为美国的象征。如果说钢铁对自由女神像还只是手段，那么钢铁对埃菲尔铁塔就是目的。
300米高的埃菲尔铁塔刺破了现代的天空，7200吨锻铁构成的1500多根巨型预制钢梁和18038个部件，被250万个铆钉紧紧地凝固在一起，精确度达到毫米级。700万个铆钉孔的标准公差只有0.1毫米，20个铆接小组每天装配1650个铆钉。整个铁塔完全按照现代工厂方式生产安装。尽管人类对天空充满无限的向往，但人类还是站在坚实的大地上。据说埃菲尔铁塔对地面的压强跟一个人坐在椅子上差不多。这座顶天立地的A字形“镂空雕塑”在1889年3月31日落成后，不仅成为当时世界最高的建筑，也成为工业成就的凯歌和科技进步的“铁证”。
“在资本主义制度下，巨大的高度总是与商业权力、政治权力相联系。西方社会早期，只有宗教权力才对建筑的高度有要求，因此，在埃菲尔铁塔建造前，欧洲最高的建筑都是——自然是——教堂。”[587]建成于18世纪的乌尔姆教堂的尖塔高达162米；不到一个世纪，这一纪录几乎被埃菲尔铁塔翻了一番。直到1931年纽约帝国大厦建成，才打破了埃菲尔铁塔保持了42年世界最高建筑的纪录。
埃菲尔铁塔向世人展示了史诗般的物质时代和钢铁对人类文明的巨大推动作用。然而铁塔落成之初，却引来无数批判和攻击。有位数学家计算后宣布，铁塔建到221米时将被自身的重量压垮，更多人断言铁塔将被大风吹倒。埃菲尔告诉人们，铁的“强度重量比”远远大于石头和木材，但包括小仲马和莫泊桑在内的很多人都认为，它是一座“灾难和绝望的灯塔”，“我们将尽我们的力量表示愤怒，进行抗议，抗议巨大的埃菲尔铁塔的修建，这一咄咄逼人的铁制品，这一丑陋的骷髅，即便是商业化的美国，也不能容忍它的存在”。[588]埃菲尔铁塔原本为1889年巴黎世博会而建。按计划，铁塔将于1909年拆除；但二十年后的巴黎，却已经不能没有这个玉树临风的“铁娘子”了。1910年5月23日，埃菲尔铁塔开始正点报时，信号覆盖远达5200多千米，与地球同步的世界时间终于诞生。三十年之后，法国人赞美道：“天哪，她的设计者对地球引力具有多么准确的认识啊！”1945年，希特勒下令巴黎城防司令肖尔梯兹炸毁埃菲尔铁塔，被这位纳粹将领断然拒绝。如果说巴黎圣母院是古代巴黎的象征，那么埃菲尔铁塔就是现代巴黎的标志。
“一切始于世博会”，在世博会上诞生的水晶宫和埃菲尔铁塔树立了钢铁时代的图腾。如果说钟楼是古代城市的标志，那么从埃菲尔以后，铁塔就成为现代大都市的标志。对人这种直立动物来说，高度代表着权力。钢铁堆砌的电视塔、观光塔、旅游塔，作为每个城市制高点和现代地标，愈演愈烈地演变为一种宗教狂热般的权力美学。正如尼采所说：“建筑是一种权力的雄辩术。在建筑中，人对万有引力的胜利和追求权力的意志都能成形可见。”
从某种程度上说，“摩天轮”就是这种钢铁竞赛的产物。为了超越巴黎世博会，乔治·法利士为四年之后的芝加哥世博会设计了这个重达2200吨，高度相等于26层楼的钢铁巨轮。从伦敦之眼到天津之眼，这种城市竞赛至今仍没有结束的迹象，纪录被不断地刷新。如今在世界最高的十座摩天轮中，暴富的中国就占了四席，北京的“朝天轮”高度达207.9米。
人类社会每一个新时代都是因为一种新材料出现而促成的。钢是维多利亚时代的关键原料，让工程师得以充分实现梦想，做出吊桥、铁路、蒸汽机和邮轮。修建英国大西部铁路与桥梁的伟大工程师布鲁内尔用材料改造了地景，播下了现代主义的种子。[589]
钢铁不仅成为现代的标志，也成为一个时代政治的图腾。苏联将铁锤和镰刀作为无产阶级的政治符号，这两件最简陋的铁制工具与资产阶级的钢铁机器形成鲜明的对比。从某种意义上说，铁锤和镰刀是作为机器的反动象征存在的，这种反机器的姿态宣示了传统手工业者的不屈和抗争。欧洲传统中，镰刀是死神的权杖。镰刀与斧子作为最原始的武器，也是一种暴力象征。一个格鲁吉亚鞋匠的儿子将自己的名字改为“钢铁”（Stalin），世界进入斯大林时代。
机器时代
在很长的时间里，无论东方还是西方，侍奉神灵的寺院都如同机器一般刻板而严肃。西方的基督教会虽然对人体分外蔑视，但他们并不介意机器的出现，甚至在一定程度上为机器的出现创造了条件。11世纪的西多会修士甚至制造和发明了许多机器。他们的修道院就像小型工厂，里面装备有纺织机、碾磨和锯木机等各种机械。他们还拦河筑坝，引水驱动修道院的水车，给各种机器提供动力。
“定义机器就像定义一个生物器官一样困难；一位伟大的工程师曾经说过机器事实上是一个‘人造的动物群落’。”[590]从神巫时代以来，万物有灵的思想一直阻碍着机器的发展。比如古埃及工匠制作桌子腿时，必须把它想象成一条牛腿，并做得惟妙惟肖。中世纪的欧洲教会认为肉体使人们堕落，以至于常常将桌子腿包裹起来；因为桌子腿会使人联想到女人的腿或者男人的阴茎。斯宾格勒说：“真正的信仰总是把机器看作魔鬼的东西。”在1398年的纽伦堡纪事中有这样的记载：“有轮子的机器在做一些奇怪的工作，进行表演，丑态百出，它们直接来自魔鬼。”从这一点上，我们就可以理解堂吉诃德何以跨马摇枪，冲向巨大的风车了。在人体遭到压抑的中世纪后期，机器以反人体的形象出现在寺院、矿区和战场。
正如鲜花植根于泥土，从某种意义上说，正是中世纪孕育了所谓的“现代”，“它创造了城市、民族、国家、大学、磨坊和机器、钟点和时钟、书籍、餐叉、内衣、人格、意识以及革命。它处于新石器时代和近两个世纪的工业与政治革命之间，它——至少对于西方社会而言——不是一段空白也不是一座桥梁，而是一次伟大的创造性的推进”。[591]
可以说，只有将技术从人的运动中分离出来，机器时代才能真正到来。“由于古典时代人缺乏将动物形体与机械结构相分离的能力，阻碍了人类早期历史的发明创造。车轮的发明就是这种分离的早期尝试中一个杰出的案例。在16世纪，随着人们逐渐能够将机械同动物形体相分离，从而涌现出大量的发明创造。”[592]
在前机器时代，人们按照大自然的样子制造机器。比如中国指南车，就必须以一个雕刻的人像来指示方向，这个木雕的人并不是真正的人；类似的还有龙舟和木马。因此早期机器实际只是大自然的仿制品。科学革命和启蒙运动之后，理性主义使技术从大自然中分离出来。作为功用和效率的工具，机器革命就这样开始了：蒸汽机代替了马，钢铁代替了木材，水泥代替了石头。“伴随着哥伦布和哥白尼的脚步，出现了望远镜、显微镜、化学元素，最后就出现了巴洛克时期大规模的工艺大全。然而此后，与理性主义同时，出现了蒸汽机的发明，它推翻了一切，使经济生活从根本上改变了面貌。”[593]
斯宾格勒把西方文明命名为“浮士德文明”，汤因比则强调现代西方文明的机械与技术取向。“在原始人的巫师降服妖魔时所用的法术，和文明的技师控制其机器时所用的技术之间，原始人是看不出有什么区别的。”
18世纪出现的机械学会以极大的热情传播机械教义，传播做功的福音，宣传机器救世的理念。机器一旦出现，就接管了过去被机械意识形态所忽视的一切领域，显示出机器的非凡意义。机器以整齐划一的美学模式体现了凡勃伦的“精工意识”，瓦解了手工时代的个性和自然。机器成为人们心目中的新上帝，或者新摩西——将野蛮的人类带进希望的未来。人们相信，机器使这个世界更加完美。机器代替了柏拉图的正义、节欲和勇气，甚至取代了基督教有关感恩和赎罪的理想。“自然科学从一开始就不是‘神学的婢女’，而是在技术上追求权力意志的仆从。无论在理论上还是在实验中，它都指向一个目标，那就是实用的机械学。……冥想的哲学不需要实验，但机械的浮士德却并非如此，它驱使人们从12世纪开始就进行机械制造，并使永恒的动力成为西方语境下的普罗米修斯神话。”[594]
笛卡儿和狄德罗是生命事物的机械论解释的鼻祖，他们生活在机械式机器的时代；这些机器的构件是杠杆、弹簧和齿轮，其运转原理可以从牛顿运动力学理论中找到解释。如果哲学领域里没有笛卡儿，就和科学领域里没有牛顿一样，只能是一片荒原。笛卡儿第一个完满地证明了动物是纯粹的机器，法国思想家拉·梅特里进一步指出：“人是动物，因而也是机器，不过是更复杂的机器罢了。”[595]虽然笛卡儿曾明确断言“人不是机器”，但梅特里仍将人视为“一架永动机的活生生的模型——体温推动它，食物支持它”。卢梭在《论人类不平等的起源》中说：“我认为任何动物都是一部精密的机器，自然给它装上感觉，使它活动起来，保护自己，并在某种程度上防止自己受到干扰或破坏。我觉得人也是这样的机器，不同的是，在运作动物这台机器时，自然是唯一的操作者，而人作为一个自由的操作者，在运作机器和形成性格上享有一部分权利。动物由本能来决定取舍，而人则依靠自由意志。”[596]
人类发明机器，既是对自然和动物的模仿，也是对人自身的模仿，直到最后以机器取代自然、动物和人类本身。1829年，托马斯·卡莱尔以“机器时代”命名这个轰轰烈烈的机械化运动。追根溯源，机器时代之所以滥觞于欧洲，应当说是其来有自。
早在很久之前，罗杰·培根就预言说：“人们将制造出这样的仪器，巨大的船只需一个人就能驾驶，其速度之高，即使水手成群都难以达到；建造出来的战车不用动物来拉，但可以达到惊人的速度；建造的飞行器像鸟一样以其人造翅膀拍打空气，乘客可以舒适地坐在其中思考任何问题……机器还可以在海底或河底行走，而无需船舶。”以画家著名的达·芬奇曾经留下了一长串发明清单，几乎就是现代机器时代的一个提纲。[597]
这一前机器时代，也算得上是手工业的黄金时代。当时，西欧已经普遍出现了简单的旋床、钻床、磨床，以及拔丝机、轧延机、起重机，甚至还有两吨的重力锤，金属机械制造水平已经达到一个相当高的水平。当机械效率达到一定程度，动力源便成为一种无法逾越的制约。
在传统经济中，人即使不是唯一的动力来源，也是主要的动力来源。人体肌肉的力量构成古代社会的主要动力。特别是在中国，因为人力资源的廉价，使人力成本远低于畜力成本，甚至水力和风力。人是一种很脆弱的动物，与很多动物相比，人类的身体并不强壮。一个人可以产生的持续动力大约只有0.1匹马力左右；在极短的时间内，或许可以达到一匹马力。可以说，古代社会的主要推动力，永远是人类那微不足道的0.1匹马力。修建胡夫金字塔用了10万人20年之力；秦始皇陵用了39年，“刑徒七十万，起土骊山隈”[598]。
在自然条件下，古人尽管使用了很多提高效率的工具和机器，但动力源本身依然是非常有限的。在棉花革命的带动下，造纸、榨油、印刷、制铁等行业的机器革命也迅速发展起来，但最后都遇到了动力瓶颈。工作机革命必然向动力机的革命迈进，一场动力和能源革命迫在眉睫。
相比古代中国而言，中世纪欧洲在动力技术上远远走在中国的前面。在罗马帝国和中世纪前期，欧洲还有大量的划桨奴隶。但到了中世纪后期，风力、水力和畜力得到广泛使用；特别是风力和水力，为人们打开了制造动力机的思想源泉。这种动力远远大于人力和畜力；同时，这些原始的动力机，大大锻炼了人们制造机器的创造力和工艺水平。
在中世纪，风力和水力驱动的磨坊几乎是众所周知的唯一一种工业机器。风力和水力属于自然动力，本身不需要成本，但缺点是自然环境的限制。马力很早就用于矿井排水，但它几乎与人力一样昂贵。可以这样说，棉花革命完全是水力机时代的产物，这个时期一直延续到19世纪初，才被蒸汽机时代取代。水力机迫使工厂不得不设在水流量大的河流旁边，工业因此被禁锢在边远的局部地区，甚至交通极其不便。
一切机器的目的都是为了解放。如果说水力机解放了人力，那么蒸汽机就解放了地理限制，使工业获得了自由。
近代世界一个最大的特征，就是在科学技术支持下的工业化。一个没有工业的农业社会只能是古代的。所谓工业，则起源于动力革命。机械自古就有，如双手操作的织布机。这些机械属于手臂的延伸，离开人的双手，机械就不能转动。风力和水力的利用出现了机械自动化的萌芽，因此布罗代尔认为这是最早的工业革命。但这种动力仍受到自然的制约，而蒸汽机则彻底将动力从自然状态中解放了出来，因此成为动力革命。
机器的心脏
从历史来看，经验往往比理论更早地出现。在火器和蒸汽机出现很久之后，人们仍然无法对其运作原理予以准确的解释。事实上，枪炮与蒸汽机的原理非常接近。早期的加农炮就是一台单缸内燃机，它应是人类第一个有控制地将热能转变为动能的实例。但与煤炭相比，控制火药的难度无疑要大得多。
在某种意义上，正如大炮是火药的产物，蒸汽机完全是煤的产物。
1700年前后，森林资源枯竭的英国不得不大量地使用煤炭做燃料。虽然中国也很早就以煤为燃料，但中国的煤矿多位于地下水位较低的西部山区。“从地理的分布上看，英国煤矿大部分位于海岸及河流（天然河流及运河）附近”[599]，这使得煤矿的地下水位普遍较高。随着矿井越挖越深，排水就成为制约产煤的严重问题。最早人们用马力转动辘轳来排水，一个煤矿常常养着几百匹马。巨大的饲料耗费使排水费用居高不下，一些煤矿因此失去了开采价值。
1705年，为了解决矿井排水问题，英国人纽科门制成了实用的蒸汽机水泵。它利用水蒸气推动活塞做上下直线运动，每分钟往返16次；每往返一次，可将45.5升水提高到46.6米。从1712年起，英国大部分煤矿都安装了纽科门蒸汽机。
蒸汽机的出现，给矿主们带来了丰厚的利润，这使深层煤矿也得到开采。对许多已经被地下水淹没的煤矿来说，蒸汽机就是伟大的拯救者。
从原理上来说，蒸汽机与火炮惊人的相似；或者说，蒸汽机就是火炮的变种。发明钟摆的惠更斯就曾经试图制作一台火炮式的工作机。[600]蒸汽机只需要水和煤，就可以提供巨大的动力。对于被水淹困扰的煤矿来说，水和煤几乎都是免费的东西；但对远离煤矿的工厂来说，仍然难以支付蒸汽机对煤的巨大消耗。即使在煤矿，虽然煤是免费的，但供应蒸汽机运转的煤炭却需要几十匹马来运送，马匹的饲料依然对矿主构成巨大的压力。
“发动机燃料消耗之巨大，严重制约了我们采矿的利润，因为任何一台大型火力引擎每年都要消耗价值3000英镑的煤。这好比对生产课以重税，简直就是一道禁令。”[601]纽科门蒸汽机在诞生半个世纪之后，基本没有什么变化，直到瓦特的出现。
机械工瓦特在修理纽科门蒸汽机时，发现只有25%的蒸汽被用来作功，他对此开始进行改进。经过瓦特改进后重新设计的蒸汽机，需要高精度的汽缸、活塞和其他零配件，而要制造这些金属部件，必须有先进的金属加工设备、熟练的机械加工和装配工人。仅仅为试制一台冷凝器，瓦特就已经变卖了所有家当。关键时候，工业家罗巴克向瓦特伸出援手，条件是获得瓦特的专利权和三分之二利润。这一经济合同具有非凡的历史意义，它开辟了科学研究和工业生产相结合的道路；同时也开创了最早的工业研发（R&D）实验室模式。
虽然蒸汽机的原理早就已经为人所知，但将一种理论变成实用的机器，仍需要一个复杂的过程，比如活塞、轴承、螺旋线、联动齿轮及传动部件等，这些都离不开精密的科学计算、机械加工和装配。瓦特与发明飞梭的约翰·凯伊因此存在着明显的不同：凯伊只是一个木匠，而瓦特更像一个工程师或者科学家，他为此绘制了大量的图纸。
工具机与工程制图是制造蒸汽机过程中不可或缺的技术；前者是精密制造的工具，后者是技术人员之间的沟通工具，而中国技术传统却缺乏这两项核心技术；这或许也是中国难以出现工业革命的技术原因之一。
1769年，在新合伙人博尔顿的资助下，瓦特制造出装有分离冷凝器的蒸汽机，这比纽科门蒸汽机的热效率高两倍。1781年，瓦特研制出了被称为“太阳和行星”的齿轮联动装置，终于把活塞的往返直线运动转变为轮轴的旋转运动。旋转的轮轴可以通过齿轮或链条带动任何工作机。次年，瓦特又研制成功双向高压蒸汽机，功效又提高了一倍。在蒸汽机效率相同的情况下，瓦特将每年的耗煤量从1.9吨减少到0.6吨。
瓦特蒸汽机改变了英国。1750年英国煤产量不到48万吨，1790年增至762万吨，1795年超过1000万吨。事实上，瓦特蒸汽机与纽科门蒸汽机已经不是一回事：如果说纽科门蒸汽机只是一台煤矿专用的抽水机的话，那么瓦特蒸汽机就是一台万能的动力机，虽然它同样离不开煤。从焦炭炼铁到蒸汽机出现，煤炭成为工业革命的基础因素，从这个意义上说，这也是一场煤炭革命。
煤炭革命释放了来自动植物化石遗体中的能量，改变了19世纪全球的物质能源文化，并且成了一个分界点，将世界分成了现代世界和现代之前的世界。[602]
1776年，当瓦特和新伙伴博尔顿开始销售他们的“力量（Power）”时，蒸汽机已经出现了整整70年，当时已经有600多台纽科门蒸汽机在运行。瓦特的贡献在于，他将蒸汽机的效率提高了四倍，并实现了圆周运动，这使建立在轮子之上的现代工业有了一个伟大的起点。虽然瓦特的第一台蒸汽机只有4.4千瓦的功率，但与传统的纽科门蒸汽机相比，它体积更小，耗煤量更低。20年后，瓦特蒸汽机的功率已经提高到140千瓦。到1800年，已有500台瓦特蒸汽机在使用，其中38%的蒸汽机用于抽水，其余的为纺织厂、炼铁炉、面粉厂和其他工业提供旋转式动力。著名陶瓷商韦奇伍德率先使用蒸汽机进行原料研磨和搅拌。
瓦特不仅极具发明创造的天赋，而且善于精打细算。这种对经济价值的追求充分体现了现代的技术理性。他在以第三人称口吻撰写的“自传”中说：“他的脑海中始终萦绕着如何才能制造一台既便宜又优良的发动机。”1790年，瓦特-博尔顿公司获得了蒸汽造币机的专利。在很短的时间内，蒸汽机就在世界范围内迅速改写了货币的定义。英国政府、东印度公司和许多外国政府都开始大量采用这种高效精准的硬币压印设备。
1785年，英国出现了第一家以蒸汽为动力的棉纺厂；50年后，钢铁的蒸汽机全面取代了木制水车。1813年，英国有2400台动力织布机，1820年有14000台，到了1833年，增长为10万台。[603]蒸汽机的出现将纺织机催生的工业革命带向更完美的境界，纺织业成为第一个因蒸汽机而走向商业化和工业化的产业。早在1800年，一台由蒸汽机驱动的走锭纺纱机的效率就与300个工人相当。1844年，学者赛·兰格在《国家的贫困》一书中写道：“一台100匹马力的蒸汽机带动5万个日产62500英里的细棉线的纱锭。在这种工厂中，1000个工人纺出的棉线相当于不使用机器的25万个工人所纺出的棉线。”[604]
一台风车的功率最大不过5马力，水车的功率只有区区2马力；相比之下，蒸汽机的功率要大得多。一台“博尔顿-瓦特”公司制造的60匹马力的蒸汽机，每天工作8小时，一年的花费仅为1565英镑，约为同一时间内养一匹马的费用的五分之一；也就是说，同样成本下，蒸汽机效率是马匹的300倍。有人对当时英国采煤业做过计算，一磅优质烟煤蕴含3500大卡的热量。一个矿工如果摄入3500大卡的食物热量，用手工工具一天可以挖出500磅煤；一部纽可门蒸汽机如果只把1%的热能转化为机械能，500磅煤就可以做27马力时的功，而一个矿工一天只能做1马力时。也就是说，一个人可以借助蒸汽机将自己功率放大27倍。而且，蒸汽机永远不需要休息，而一匹马在负重满载的情况下，在24小时内使役时间不能超过8小时。瓦特蒸汽机不仅使煤炭成本进一步降低，也让使用蒸汽机作为动力的工厂大大降低了燃料支出，导致产品成本大减；这一方面增强了英国产品的国际竞争力，另一方面也使工人工资有了进一步提高的空间。
18世纪末19世纪初，历史来到一个重要的节点。从这里开始，人类摆脱长期来自人口数量、食物供给、长途迁移和劳动产量等方面的限制，蒸汽机成为第一个革命性的突破口。毫无疑问，蒸汽机是英国送给18世纪人类世界的最伟大献礼。1818年，美国国务卿丹尼尔·韦伯斯特在波士顿力学研究中心发表演讲，如此赞颂伟大的蒸汽机——
它可以开船、抽水、挖掘、载物、拖曳、举物、锤打、织布、印刷。它仿佛一个人，至少属于工匠阶级：“停止你的体力劳动，终止你的肉体苦力，把你的技能与理智用来引导我拉动力，我将承担这所有辛劳。不再有任何人的肌肉感到疲惫，不再有任何人需要休息，不再有任何人会感到上气不接下气。”[605]
文明的引擎
1807年，英国议会通过了废除奴隶贸易法案；与此同时，全世界最大的工厂建筑群也在曼彻斯特的安科茨落成，这些工厂都靠蒸汽机提供动力，并用煤气照明。奴隶获得解放和蒸汽机诞生，这二者之间存在内在的联系。
作为一种核心技术，瓦特蒸汽机成为工业革命的引擎。这种不可抗拒的力量进入煤矿、铁矿、纺织、冶金、机械等各种新兴行业，在世界范围内掀起了一场工业大革命。一切都那么惊世骇俗。
瓦特蒸汽机的非凡意义在于，第一次通过人造机器，热能被转换为机械能。从此以后，来自木材和煤炭的火，不仅可以用于加热和照明，也可以用于抽水、提升重物、移动物体或驱动机器。除了人力之外，人类第一次获得了一种比风力、水力和畜力更加强大，也更加可控的动力。瓦特蒸汽机导致当时西欧和北美每人可得到的能量分别为亚洲的11.5倍和29倍。
在滑铁卢打败拿破仑的威灵顿被称为“世界征服者的征服者”，屡屡击败法国海军的纳尔逊堪称英国海军之魂，而1835年的一位英国作家赞扬道：“英国之所以能够称霸世界，阿克莱特和瓦特的功劳比纳尔逊和惠灵顿更大。”
瓦特蒸汽机掀起了工业革命的浪潮，并成为自300年前谷登堡掀起印刷革命以来最为重要的技术革新。也许只有蒸汽机的发明可以和火的使用相提并论，蒸汽机将火变成“力”，从此根本改变了人类在自然界的地位。当人们不再靠着自身和家畜肌肉收缩的微薄力量从事生产活动，并且变得越来越“力大无穷”时，征服自然的雄心和创造财富的激情便与日俱增。
1836年，拉德纳牧师在一本普及蒸汽机知识的小册子中夸张地写道：
在克伦威尔士诞生了一台蒸汽机，据说这台蒸汽机只需要燃烧一蒲式耳（约合36.38升）煤，就可以把56吨的重物举高30厘米。埃及金字塔重580万吨，修建它耗费了10万劳力整整20年时间，而现在只需要燃烧497吨煤就可以把它举起来。[606]
正如恩格斯所言，蒸汽机是第一个真正的国际发明。不仅如此，蒸汽机的生命力远比人们想象的更长久。进入电力时代之后，蒸汽机逐渐退出历史舞台，但作为电力主要来源的火力发电，其实仍然使用的是蒸汽机原理，即汽轮机。即使更先进的核能发电也是如此。它以核反应堆产生的热能加热水来产生蒸汽，从而推动汽轮发电机。
在蒸汽机的轰鸣声中，工业革命的大幕徐徐拉开。
1851年的伦敦首届世博会完全是一场机器奥运会，而蒸汽机则是当仁不让的第一主角。琳琅满目的蒸汽机与水晶宫相映生辉。8个锅炉共800马力，通过地下管道将高压蒸汽送到机械展览区。最新式的蒸汽锤和水压机、起重机、纺织机、印刷机、脱粒机、信封机、车床、圆锯等，在蒸汽机的驱动下大显身手。齿轮的铿锵和皮带的节奏汇合成工业时代的旋律。在瓦特蒸汽机诞生100年后，1876年的费城世博会完全成为蒸汽机博览会。美国工程师考里斯制造了当时世界最大的蒸汽机，功率1400马力，重56吨，双汽缸高14米，巨型飞轮直径达9.1米。5月10日，美国总统格兰特用手柄启动了这个庞然大物，宣告世博会开幕——刹那间，所有的机器一起“醒来”，它们的能量全部都来自这台蒸汽机。在6个月的世博会期间，考里斯蒸汽机成为机械馆的“心脏”和世博会的“火炬”，音乐家甚至专门谱写了《考里斯进行曲》。两年后的巴黎世博会上，法国施耐德钢铁公司制造了一台硕大无朋的蒸汽锤，高20米，仅铁砧就重达320吨。这是自古以来力气最大的“铁匠”，一锤砸下去有100吨。1904年圣路易斯世博会是蒸汽机的鼎盛时期。“巨人如林”的蒸汽机群每天烧煤500吨，消耗水62万吨，而整个圣路易斯城的用水量不过24万吨。
蒸汽机横空出世，从此以后所有的“力气活”都可以交给蒸汽机来干。蒸汽机驱动的织布机、冶轧机、铁锤、抽水机可以不知疲倦地工作。纺织厂、钢铁厂、木材厂、造纸厂、印刷厂不再需要临河而建，吱呀作响的水车和风车从此仅仅作为一种田园风景存在。从新工厂传来的机器的嘈杂声，打破了几千年来乡村的宁静，整个英国的夜空都被火炉发出的火光映得通红。
从前，当人们看见教堂的尖顶时，就知道离城市不远了，而现在最先映入眼帘的是高大的烟囱，“没有其他任何东西比熔炉顶端不断冒出的黄色火焰更壮丽，更惊人”。[607]在1850年的美国，风力提供了14亿马力，水力提供了9亿马力，烧煤的蒸汽机只提供了4亿马力。而到了1890年，这个能量比例发生逆转，蒸汽机占据了90%的绝对比例。40年时间，蒸汽机迅速取代了水车和风车，瓦特成为摧毁风车的真正堂吉诃德。
蒸汽机不仅取代了水车和风车，也取代了马、牛，甚至人，承担了大量的牵引、挖掘、起重、运输、钻探、消防等任务。有了蒸汽机提供的无穷动力，奴隶劳动力（还有畜力、风力和水力）就变得不经济了，用一位经济学家的说法，资本主义消灭了奴隶制。大片的荒野变成了“被开垦的处女地”，“让布法罗草原化为美国的早餐”。收割机、脱粒机、轧花机纷纷来到了田头地角。我们的注意力从黑人的体力——其作用在于从事有组织的日常工作——前进到了地壳中的有机蕴藏，在那里，千万年的生命力以煤炭的形式储存着……随着马力成亿成兆地增加，人口的数量也在不断增加，增加幅度之大，没有一种其他文化曾认为是可能的……由于坚持使用和控制机器，其结果，每个人的力量也成百倍增加。[608]这是人类自从“发明”火以来最大的一次跳跃。数万年来，人类文明从未出现过如此剧烈的转折和提速。
1483年，英国只有500万人；经过将近三个世纪的发展，总人口才达到900万。工业文明带来财富的剧增，英国人口在19世纪的上半叶翻了一番，达到2400万，而且60%的人都生活在城市。根据经济史学家霍布斯鲍姆估计，从1850年到1870年，世界蒸汽动力从400万马力猛增到1850万马力。1870年，英国人口只有3100万，但却燃烧了整整一亿吨煤；这相当于800万亿大卡的热量，足以供养8.5亿成年男人；全英国的蒸汽机的动力约为400万马力，这相当于4000万名成年男子所能产生的力；这样多的人一年会吃掉3.2亿蒲式耳的小麦，这相当于整个英国粮食年产量的3倍还多。[609]法国人卡诺断言：“如果今天把英国的蒸汽机拿走，就相当于抢走了英国的钢铁和煤炭，枯竭了它的财富源泉，毁灭了它实现繁荣的手段和力量。”如果将1蒸汽马力等量相当于21名工人，那么法国在1840年就拥有100万“最冷静、最善良、最不知疲倦的真正的奴隶”，不到40年，这一数字几乎增加了100倍。也就是说，每个法国人平均拥有2.5个奴隶，当然，英国人均拥有得更多。[610]
关于蒸汽机对英国的历史意义，房龙有过这样的对比——
一个几乎寸草不生、依赖有限耕地的国家，一个从未有过足够布匹、不能给自己的国民提供一件外衣和一条马裤的国家，一个没有足够的咖啡壶和平底锅，且不能让每个男人、女人、孩子用上自己刀叉和盘子吃饭的国家——一个如此贫困的国家却迅速地进入了一个繁荣的时代。[611]
在朴次茅斯的造船厂，由30马力蒸汽机驱动的43台机器，每年可以为英国皇家海军制造13万套标准滑轮组。蒸汽机这种无生命的动力源，使工业完全突破人类生物学的限制，惊人地提高生产力和增加财富，从而彻底摆脱了马尔萨斯陷阱，用不着再屈服于迅速增长的人口压力。到1888年，英国拥有的蒸汽机动力翻了一番，达到920万马力，而美国更是达到1440万马力。斯塔夫里阿诺斯说：“19世纪欧洲对世界的支配，与其说是以其他任何一种手段或力量为基础，不如说是以蒸汽机为基础。”
对蒸汽机的运行来说，煤炭和资本这两项要素成本所占比例最大，二者总共占90%左右。1800年，理查德·特里维西克成功研制出世界上第一台高压蒸汽机。高压蒸汽机不仅耗煤量更低，而且由于结构轻便，造价也更加便宜。这极大地降低了蒸汽机的使用成本，就连没有煤炭资源的地方也可以用得起它。这种新式蒸汽机被广泛运用到铁路和轮船等运输领域，成为现代交通工具中最基本的动力设备。
运输的革命
蒸汽机诞生之后，煤和铁成为这个时代最显赫的商品；接下来，铁路将这两种商品整合在一起，从而产生了不可思议的奇迹。马克思称之为“世界的加冕式”。
前面说过，早期的铁路基本都是用马拉动的。蒸汽机对马的替代、钢铁对木材的替代，最终演变为火车和铁路。
1804年2月22日，英国人特里维西克的“喷气怪物”标志着火车的诞生。这台用来驱动轧钢机的蒸汽机被装上了轮子，然后牵引着5节车厢，装载着70名乘客和10吨铁，以每小时8千米的速度行驶在铁道上……1829年10月，斯蒂芬孙因为“火箭”号的成功而成为“现代火车之父”。在钢铁轨道上运行的钢铁车轮，由蒸汽动力机车牵引，车辆的承载量比马车高10倍，乘客数量比马车高几十倍。这种彻底的成本与距离之间等式的重新演算，直接改变了人们的生活方式，以及经济和社会格局。可以说，蒸汽机为人类装配了“文明前进的火车头”。
火车一下子把从伦敦到爱丁堡的旅行时间从两个星期缩短到两天。在火车出现之前，人类可以移动的最快速度为马的奔跑速度，即每小时60千米左右；火车的出现将这个速度提高了一倍以上。
为了将利物浦码头的棉花尽快运往曼彻斯特的棉纺厂，一条31千米的铁路很快就铺好了；在第一年里，除了货物，它还运送了50万人次的旅客。从1830年铁路运行开始，英国运河运费便从每吨货物15英镑下降为10英镑；与运河相比，铁路更加准确、迅速、可靠。到1840年，蒸汽火车已经将英国的主要城市连接起来，每英里年运送货物的能力超过运河55倍。与此同时，陆运费用也大幅骤降，火车的运费只有马车的八分之一，而且速度要快好几倍。[612]随着廉价车票的出现，仅仅1845年一年，英国就有4800万乘客搭乘了火车。在火车出现之前，人们一般不会离开自己的家或村子太远。有记者说，“英国人对自己的国家就像对月球一样一无所知”，很多人甚至没有见过大海，火车带来的旅行潮流改变了这一切。
火车像钟表一样准确运行，它比钟表更有力地实现了时间的统一，同时也使时间变成现代生活的大纲。不仅如此，火车甚至改变了人们的阅读习惯。在火车出现之前，一本精装书售价一英镑，这相当于一个普通工人一个多月的工资；出版商威廉·亨利·史密斯将书价降到二先令以内，这只有从前的十分之一。1848年，威廉在尤斯顿火车站开设了他的第一家铁路书店，并在15年内发展到500家。铁路使图书第一次实现了网络化销售。从此以后，书籍成为英国人在火车旅行中必不可少的伴侣。
1855年，英国的铁路里程已经达到12800千米，火车票价下降到从前的十分之一，人们的出行成本大大降低。铁路一旦达到一定的规模，就会发生决定的改变，其革命性的价值才得以体现。如果说商业是工业化英国的血液，那么铁路就是英国的动脉和静脉。萨瓦奇在《运输经济史》中说：“怎么高估铁路的影响都不过分。”铁路引发了技术和组织的重大变革，铁路建设不仅刺激了经济的发展，也完全改写了陆地的面貌。作为工业文明的汽笛，蒸汽机火车对人类的震撼前所未有。
1845年，英国政府颁布法令，规定铁路的标准轨距为四英尺八又二分之一英寸，即1435毫米，这个英国标准后来成为世界标准。随着铁路网的延伸，格林尼治标准时间也无远弗届地成为世界标准时间。英国通过铁路这种媒介，建立了一种全新的世界秩序，这就是现代文明的“火车头”。铁路与火车成为人类命运的象征，历史如同火车这个钢铁巨兽身下冰冷的铁轨，伸向无穷的远方。
铁路的路堑、桥梁和车站，已形成了公共建筑群，相比之下，埃及的金字塔、古罗马的引水渠，甚至中国的长城也显得黯然失色，流于一种乡土气。作为历史上推动经济起飞的最强有力的单一因素，铁路无疑是人类经由技术而取得巨大胜利的标志。[613]
铁路促成了罗斯柴尔德家族的金融帝国，而一位伦敦银行家则对铁路忧心忡忡：“这让我们的职员有可能监守自盗，然后以每小时30多千米的速度逃往利物浦，再从那里逃往美国。”与英国相比，火车对美国、德国、西班牙和俄罗斯等大陆国家显得更具革命性，它们不约而同地将铁路视为国家整合的手段——“铁路是工会、社会和国家统一的黏合剂”。作为强大的帝国工具，从印度到阿富汗，铁路使镇压军队得以迅速集结，并运往殖民地。[614]就在马克思和恩格斯发表《共产党宣言》的1948年，普鲁士利用铁路在各城市间运送军队，成功镇压了反抗者的起义。
铁路推动的长途贸易，迫使各个城邦不得不降低关税，德意志联邦走向统一。到1871年，39个联邦被铁路连为一体。铁路带来的廉价运输也使德国放弃了传统的木炭炼铁，转用煤炭。普鲁士国王腓特烈·威廉四世在柏林—波茨坦铁路通车典礼上说：“人的臂膀再也无法阻挡这个驶向全世界的列车。”
孤立主义的西班牙接受了火车，但拒绝了标准轨距。俄罗斯同样将西伯利亚大铁路视为代表中央集权的军事和政治工程。圣彼得堡和莫斯科的铁路在1851年通车，但所有乘客都必须接受警察的盘问和检查，没有通行证的平民被排除在外。
1828年7月4日，作为唯一一位健在的《独立宣言》签字者，查尔斯·卡罗尔为巴尔的摩—俄亥俄铁路奠基：“这是我一生中最重要的事情之一，仅次于在《独立宣言》上签字。”美国第一条铁路于1830年5月24日建成通车，此后一发不可收；不到20年时间，便达到15000千米，超过了英国铁路总里程，1870年达到48000千米。此前一年，横穿美国大陆的铁路建成。从纽约到芝加哥的旅途时间从三周减少到三天。美国原有的300多个时区在铁路时代变成了4个时区。19世纪50年代后期，美国铁路建设和“西进运动”达到高潮。无数印第安原住民遭到火车的驱逐，“一个好的印第安人是死了的印第安人”；与此同时，无数来自中国和爱尔兰的新移民，为了美国的钢铁车轮而葬身北美荒原。美国的良心作家梭罗批评道：每一根枕木下都有一个中国人的冤魂。
在19世纪后半叶到20世纪初，铁路成为许多刚刚开始工业化的传统国家的经济支柱，几乎全世界都沉迷在铁路狂潮中。日本与俄国为了争夺修建满洲铁路的权利发生战争，大清王朝为了夺回川汉、粤汉铁路修筑权引发辛亥革命。
对战争来说，自古就是兵马未动，粮草先行，运输的效率直接决定着战争的胜败。“铁路是工业的北方与农耕的南方之间巨大差距的最好象征。”铁路刚刚诞生，就决定了美国内战的结局，北方拥有2.1万英里的铁路，而南方只有7000千米；可以这样说，北方通过蒸汽机轮子凝聚起来的力量达到南方的三倍。[615]在普奥战争中，普军总参谋长毛奇将铁路视为胜利的关键：“我们通过五条铁路运送了28.5万名野战军，并在五天内就将他们全部集结于萨克森和波西米亚前线，这是我们无与伦比的优势。奥地利只有一条铁路，集结21万军队需要45天。”不久之后的普法战争几乎就是一场铁路战争，28万德军在18天内被运至前线。在第一次世界大战中，法国征用了超过10000车次的列车，而德国则是20800车次。为了更便捷地向前线输送人员与弹药，甚至从营房到战壕都铺设了临时铁轨。[616]
铁路不仅促进了军队的快速部署，在更短的时间内可以集结更多的军队，战争的规模突然间也被放大了，战火蔓延到了更广阔的地方。富勒就说，真正“全国皆兵”制的始祖不是拿破仑或克劳塞维茨，而是斯蒂芬孙。[617]在铁路的主导下，一场局部战争往往会很快失控，变成一场全面战争，甚至是世界大战。可以说，是铁路为两次世界大战铺平了道路。“第一次世界大战的爆发，起因是递交到欧洲政治家们手里的列车时刻表。在铁路时代，谁都没有料到它会成为重中之重。”[618]铁路也使国家大屠杀更易组织和实施；可以说，如果没有铁路，也就不会有奥斯维辛和古拉格。
在提高战争效率的同时，火车也减缓了饥荒的灾难，特别是对灾难深重的中国。光绪初期的《申报》就直言：“中国近年西北各省旱灾，惟直（隶）、（山）东两省不至人相食者，因有轮船故也。其余各省，民皆困苦，人有相食者矣，若使向无轮船之处皆有铁路，可用火车运粮前往，何至穷困若此？”[619]稍晚到中国陕西赈灾的美国人尼科尔斯也认为，修建铁路是“陕西避免发生饥荒的唯一方法”。[620]陇海铁路关中段直到1936年才通车，民国十八年（1929）“年馑”时，数百万关中饥民只能坐以待毙；1942年河南大饥荒时，火车将数百万饥民送到关中。铁路时代的到来，不仅救民于水火，也带来大规模的移民浪潮，特别是知名的“闯关东”：1920—1921年，迁入东北的移民达到40万；据“南满铁道株式会社”统计，仅1928年上半年，流入东北的移民就高达33万人，之后三年将近50万。[621]
“江淮以北，陆路为多，非若南方诸省，河渠贯注而百货流通。”与水网密布的江南相比，华北的落后其实是交通的落后。对煤炭资源丰富的华北来说，火车的出现可谓是划时代的。[622]与其说铁路推动了北方的现代化和城市化，不如说它在一个乡村社会创造了城市，哈尔滨、石家庄、郑州等新兴城市几乎就是“火车拉来的”。石家庄西倚太行山麓娘子关，扼守进出山西的咽喉，只是直隶省获鹿县下一个93户农民的小村庄，“街道六，庙宇六，井泉四”；1905年京汉铁路竣工，两年后正太铁路通车，石家庄作为华北两大铁路干线的交会点，从而迅速兴起，后来成为省会城市。
“铁路将这个世界从大部分人仅仅只到过他们村子之外或附近集镇的世界，转变为一个在一天而不是一个月就能够跨越一个洲的世界。”[623]1870年，一个冒险家用80天走遍地球，这与凡尔纳的科幻小说《80天环游地球》不谋而合，他因此宣称凡尔纳剽窃了他的经历。他的名字叫George Train（乔治·特雷恩），Train即铁路。1829年，斯蒂芬孙的“火箭”号列车的运行速度只有38.78千米/小时；1893年，帝国特快列车在芝加哥世博会上创造了181.12千米/小时的纪录。
远去的季风
在蒸汽机被装上“马车”时，也同时被装在了帆船上。
1807年，富尔顿驾驶着“克莱蒙特”号轮船在哈得逊河逆流而上，32小时走完了150英里水路。富尔顿因此成为“轮船之父”。“克莱蒙特”号成为历史上第一艘真正的汽船：以铁为新型造船材料，以蒸汽机为新的动力系统，以螺旋桨为新的推进系统。1819年，蒸汽帆船“萨凡纳”号从美国萨凡纳港出发，满载着棉花横渡大西洋，全程用了29天。欧洲人感叹道：“就是这些并没有发现过力学上任何一条一般定律的美国人，却将使世界面貌大为改观的蒸汽机引进了海上航行事业。”[624]
蒸汽机的到来彻底结束了一个悠久的帆船时代。拿破仑几乎征服了整个欧洲，但他却拒绝了富尔顿：船没有帆，就好像人没有腿一样，而用钢铁造船更是荒诞不经。在埃及，法国海军很快就被英国蒸汽战舰打得一败涂地。
1839年，著名画家透纳创作了一幅“英国最伟大的油画”——《被拖去解体的战舰无畏号》。在画面中，巨大的帆船“无畏”号被一艘体量小得多、吐着浓烟的小蒸汽船拖往海斯港，进行解体。装备着98门船炮的“无畏”号在1805年的“特拉法尔加海战”[625]中为英国的胜利立下了汗马功劳。这幅油画历史性地记录了老式风帆战舰在蒸汽动力出现之后迅速没落的瞬间。
“尼米西斯”号是英国第一艘完全用铁制造的蒸汽炮舰，没有用一根木头。它56米长，8米宽，3.35米高，吃水深度只有1.5米，以120马力的蒸汽机为动力。“尼米西斯”号刚刚下水，正赶上鸦片战争爆发，这“被认为是检验铁制蒸汽船只优缺点的绝佳时机；而靠近中国海岸有无数的河流……更为检验这种船只创造了有利的空间”。随后，“尼米西斯”号被编入东印度公司，于1840年底到达中国。“尼米西斯号标志着工业革命的工具——铁和蒸汽——普遍用于战争”[626]。到1842年，游弋在中国沿海的蒸汽船达到14艘。1842年（道光二十二年）8月29日，中英两国在南京城下的英国蒸汽战舰“汉华丽”号上签订了《南京条约》。
因为燃料限制，轮船运输在早期仅限于短途运输，它比帆船更加快捷和准时，但在跨海长途运输中，蒸汽船相对于帆船并没有优势。航行在内河上的汽船可以随时补充燃料，甚至常常用更普遍的木材作为燃料，但对远洋航运来说，过多的燃料会大量地挤占货运空间，燃料不足又会降低续航能力。1838年，“天狼星”号蒸汽轮船成功横渡英吉利海峡，但在横渡大西洋时，因为燃料耗尽，不得不烧掉船上的家具和门窗，甚至还将一根桅杆扔进了锅炉。
因为燃料补给问题，美国曾多次与“闭关锁国”的日本谈判。在遭到拒绝后，被称为“蒸汽战舰之父”的佩里率美国东印度舰队于1853年（日本嘉永六年）来到日本。日本人从未见过这种冒着浓浓黑烟的蒸汽船，因而惊恐地称之为“黑船”。在“黑船”面前，德川幕府不得不签署了《日美亲善条约》，其中第二条和第八条都是关于美国轮船燃料补给的规定，“日本政府准许美国船停泊，以便补给柴薪、饮水、食物、煤炭以及其他需用物品”[627]。“黑船来航”成为日本历史的分水岭，由此引发了工业化和现代化的“明治维新”。
纽科门蒸汽机耗煤太多，以至于只能在煤矿使用；经过一个世纪的改进，瓦特蒸汽机耗煤减少到可以在远离煤矿的工厂使用；之后又经过了将近一个世纪的改进，蒸汽机的耗煤量已降到可以在远离陆地的海船上使用。技术就是这样不断地进步。随着蒸汽机效率的提高，续航能力与货运能力之间的僵局逐渐被打破。一篇写于1887年的文章叙述了蒸汽机功率提高三倍的情景：
不久以前，一艘排水量为3000吨的汽船作一次远距离航行需要2200吨煤，只能有限地运载800吨货物。如今，一艘现代汽船做同样的一次航行只需要800吨煤，可以运载2200吨货物。随着煤的节约，人类劳动也减少了。1870年，汽船上每1000吨运力需要47个人手，而现在只需要28个。[628]
从1851年到1871年，世界蒸汽船的总排水量从26.4万吨猛增到200万吨。到1880年左右，从英国到美国的大西洋船队全部从帆船换装为轮船。这一时期的蒸汽机已经与早期的蒸汽机截然不同：这种三级膨胀式蒸汽机以一马力运行一小时的耗煤量还不足一磅；相比之下，瓦特蒸汽机是13磅，纽科门蒸汽机是35磅。[629]技术改进与效率提高，使蒸汽机完全取代了风帆，海上航行从此摆脱了季风的限制。“一帆风顺”仅仅是作为一个美好的祝福，保留在人们的记忆里。
安全宽敞的蒸汽船一出现，就将水上航行变成一件赏心悦目之事。福楼拜“最现代化的小说”《情感教育》（1869）便从塞纳河上的一条蒸汽船开篇：“1840年9月15日凌晨6点左右，停靠在圣贝尔纳码头的“蒙特罗城”号轮船即将启程，烟囱里冒着滚滚的浓烟。”[630]钱钟书的小说《围城》几乎有一个同样的开头，一条开往中国的法国轮船正行驶在印度洋上。
与1000多年前的鉴真和尚相比，蒸汽机时代的日本僧人小栗栖香顶要幸运得多——【3标@】中国人自古到日本坐中国船，有顺风则开往，没有顺风住大洋间，投了铁锚，数日晕船，没吃饭、吐血，所以有二十天到日本者，有三十天到日本者，或有两三个月到日本者，或有遭飓风漂流到外国者，或有翻了船沉海者。十年以来，西洋火轮船每月数回从上海到日本，水路五千里，两天就到，回上海也是两天，所以卖买人皆坐火轮船。这个船不用顺风，但要蒸汽。火轮船两边有大铁轮，中间有一个大铁锅盛了海水，添上煤块笼火，锅水开了，蒸汽进了气道内，机关一动，铁轮忽奔，一会儿工夫走了数百里。[631]
蒸汽引擎使英国得以在史无前例的距离外有效地行使权力。在1815—1865年间，英帝国以每年10万英里的速度扩张。从某种意义上可以说，轮船的出现将海洋缩小了将近三分之二。“大不列颠”号往返一次孟买只需要一年，而此前的风帆船至少需要18个月。19世纪末，从英国到开普敦的航行时间从之前的42天减少到19天。欧美之间的航程从十几天几十天缩短到四五天。每条船的平均载货量从1840年的180吨增加到1900年5000吨。到20世纪初，一台船用蒸汽机的功率已经达到25000马力。从1815年到1850年，横跨大西洋的大部分货物，其海运运费下降了80%。从1870年到1900年，又下降了70%，累计下降了95%。隔绝几个大陆的大西洋和太平洋，从艰险的屏障变成快速通道。蒸汽机驱动的挖掘机使人工运河工程变得轻而易举，亚历山大和拿破仑梦想的苏伊士运河变为现实。正如铁路网的扩张引发的“运输革命”，随着苏伊士运河（1869）和巴拿马运河（1914）的开通，蒸汽轮船在一个海洋时代引发了一场“贸易革命”，[632]低价值的大宗商品得以全球流通。1913年的世界贸易总值是1800年的25倍，如果考虑到原材料和生产成本大为降低，实际贸易增长要大得多。1900年之前的半个世纪里，从芝加哥运往伦敦的小麦运费下降了75%。1915年，美国出口到欧洲的小麦达到6亿蒲式耳，这是1850年的15倍。[633]
1915年5月1日，因首次使用蒸汽轮机而开创了大西洋航线历史的英国轮船“卢西塔尼亚”号被德国潜艇击沉，造成1198名乘客（包括124名美国人）死亡。这场灾难同齐默曼电报事件[634]一起，成为美国参加第一次世界大战的导火索。
如果说羊毛、棉花和水力纺纱机开创了一个轻工业时代，那么蒸汽机、钢铁和煤引发的这场产业革命催生了一个前所未有的重工业时代，彻底改写了社会与国家的形态；在“炮舰外交”的旗帜下，船坚炮利成为国家力量的象征，四通八达成为社会进步的标志，就连火车司机和轮船船长也成为每个孩子梦想的职业。虽然蒸汽机在初期的作用并没有像人们想象的那么大，但随着动力技术的发展和其他相关发明的出现，欧洲与世界其他地区之间被掘开了一道明显的文化鸿沟，工业从此成为一个国家和社会的新支柱，传统的农业时代就这样坍塌了。
内燃机
阿伦特说：“历史上没有先例的，倒不是失去家园，而是不可能找到一个新家园。”铁路和汽船导致了自哥伦布发现新大陆以来最大规模的世界移民浪潮。19世纪20年代，有不到15万人离开欧洲；19世纪50年代，有大约260万人离开欧洲；而在1900至1910年间，移民人数高达900万。从1820到1840年，美国人口从900万增加到1700万，20年几乎翻了一番。“新大陆”成为欧洲永不沉没的诺亚方舟，海洋成为白人的世界。社会达尔文主义及其适者生存成为帝国主义的新宗教。
道光二十年（1840），两广总督林则徐向道光皇帝报告：英军舰队中有三艘“车轮船”，“以火焰激动机轴，驾驶较捷”。林则徐见到蒸汽船的烟囱冒出来的烟和转动的轮子，认为推动轮子的是火，因此又称蒸汽船为“火轮船”。他们无法理解，除了人力、牛力、水力之外，蒸汽竟然也能够成为推动机械的动力。“蒸汽机不仅带来了欧洲的工业革命，也是西方列强用炮舰轰开中国大门所依仗的技术。据说，著名湘军首领胡林翼，当年看见两艘洋轮正驶于长江之中，逆江而上，他立即脸色大变，勒马回营，中途呕血，数月之后郁郁而终，可见蒸汽机轮船对中国敏感的士大夫的刺激。这一印象是如此之深，以至于至今的研究者还认为中国没有发明蒸汽机是中国近代落后的重要原因之一。”[635]
蒸汽铁甲战舰的到来，彻底颠覆了东方世界的传统格局。稍晚的恩格斯在“暴力论”[636]中写道：
克里木战争时，军舰只是两层或三层的木质舰船，装有60—100门火炮，这种舰船主要还是靠帆力航行，有一部马力很小的蒸汽机，只起辅助作用。……现在的军舰是一种巨大的装甲的螺旋推进式蒸汽舰，有8000—9000吨的排水量，有6000—8000匹马力，有旋转的炮塔，四门以至六门重炮，有装在舰首吃水线以下的突出的冲角来冲撞敌人的舰船。这种军舰是一部庞大的机器，它的蒸汽不仅能推动它快速前进，而且还被用来掌舵、抛锚、起锚、转动炮塔、调整炮向、装填弹药、抽水、升降小船（这些小船本身，一部分也是用蒸汽的力量推动的）等等。……现代的军舰不仅是现代大工业的产物，而且同时还是现代大工业的缩影，是一个浮在水上的工厂。
或许瓦特并没有“发明”蒸汽机，但他无疑发明了“功率”。他通过测量得出，“马拉动33000磅并每分钟走一英尺所输出的功率”为一“马力”。据当时的估计，瓦特蒸汽机的每一匹马力能做15个人的工作。在1760—1910年的150年间，产生一马力的成本下降了将近90%。1882年，西门子提议将功率单位定为瓦特。值得一提的是，蒸汽机的研究和改进直接催生了现代热力学。所以有人说，与其说蒸汽机归功于科学，还不如说科学归功于蒸汽机。
相对而言，风力和水力是免费的，而煤却不是免费的；与风车和水车相比，蒸汽机更是一种昂贵得多的机器；它不是人人都买得起，而只能是少数有钱人的玩具。蒸汽机使资本走向集中化的同时，也使工厂越来越趋于大型化，垄断和资本主义就这样诞生了。正如马克思所说：“手推磨产生的是封建主为首的社会，蒸汽磨产生的是工业资本家为首的社会。”
很多年后，人们常常发问：为什么古代中国没有产生资本主义？或许是因为没有蒸汽机。虽然中国早在汉魏时期就已经大规模采煤，中国焦炭冶铁也比英国要早600年，但煤在中国一直仅限于作为燃料，而没有变成力量。乾隆时期，北京西山和宛平、房山就有煤窑近千座，“京师百万户，皆仰给于西山之煤数百年于兹，未尝有匮乏之虞”[637]。在古代技术下，煤矿一般都停留于浅层开采，稍深即遭遇坍塌。如果遇到煤矿水淹，一般用类似辘轳的绞车来提升牛皮囊，每次可汲水六七百斤。有的地区也用竹制唧筒。这种绞车为全木制，可使用畜力。因为排水代价太高，一般情况下，煤矿遇到水淹便会废弃。[638]
煤炭和煤矿对英国工业革命意义重大，它直接导致了蒸汽机的出现。相比之下，中国的煤矿大多在北方山区丘陵地带，水淹的情况并不普遍。这一方面因局限于表层开采使抽水机（蒸汽机）失去意义；另一方面因远离河道导致运输困难[639]，煤炭难以到达手工业发达的南方。没有强大的能源，轻工业难以向重工业发展，机器和工厂更无从谈起。
尽管在19世纪末期，用高压蒸汽直接推动叶轮旋转的蒸汽轮机已经被广泛使用，但作为一种热损失较高的“外燃机”，蒸汽机的效率仍然受到诸多限制。从1794年到1840年，蒸汽机效率不过是从3%提高到8%；直到20世纪，蒸汽机的效率才超过20%。
马克思说：“只要你把机器应用到一个有煤有铁的国家的交通上，你就无法阻止这个国家自己去制造这些机器了。”[640]在英国之后，法国、德国和美国等西方国家从进口到仿制，很快就进入蒸汽机时代，甚至青出于蓝而胜于蓝，对蒸汽机进行了大量改进和超越。
1859年，美国的宾夕法尼亚州打出了世界上第一口油井；次年，比利时机修工埃蒂安勒内发明了燃油发动机。此后，汽油内燃机、柴油发动机以其巨大的优越性逐渐取代了蒸汽机。直接利用燃烧后的烟气推动活塞运动，把锅炉和汽缸合并起来，这就是内燃机——作为工作介质的蒸汽消失了。在瓦特100年之后，即1876年，奥托成功地制造了第一台四冲程内燃机，[641]内燃机的历史从此开始。
与煤炭相比，石油的能量密度要高出50%左右。与内燃机相比，蒸汽机不但要携带大量的煤，还需要两倍以上的水；一台100马力的蒸汽机运行一小时，需要200公斤煤，以及500公斤水，还得加上几公斤润滑油。内燃机基本不需要水，润滑油消耗也非常小；同样100马力的内燃机，即使最耗油的汽油机，运行一小时，也只需要25公斤汽油。内燃机除了低噪音的优点，还可以在短时间内启动或停止，这是与蒸汽机的最大不同。正如一位早期的石油商所说：“内燃机是世界上最伟大的发明，它将代替蒸汽，速度之快，让蒸汽机顿时黯然失色。”
1876年，卡尔·本茨制造了世界上第一辆以内燃机为动力的汽车。1896年，美国人兰利设计制造了一架12公斤重的飞机，并在30米高的空中飞行了3千米，速度约为每小时40千米；他使用的还是以汽油为燃料的单缸蒸汽机，重3.2公斤，功率为一马力。实际上，行驶在普通道路上的蒸汽机汽车比火车起步更早。早在1759年，法国人居纽就把蒸汽机装在马车的底盘上，造出一辆以蒸汽动力驱动的“汽车”；直到1905年，斯坦利蒸汽车的销量还领先于汽油内燃机车，当时配有充气轮胎的蒸汽机汽车最高时速已达到130千米。这些蒸汽机汽车以煤油（而不是煤炭）为燃料。或许是出于汽车对路面和行人的威胁，英国颁布了《红旗法令》，限定汽车的行驶速度不得超过人的步行速度，即每小时6.5千米，且须由一人在车前举红旗领路。这个法令唯一的好处是催生了现代压路机，但它却是法国人发明的。
如果说19世纪是煤炭与蒸汽机时代，那么20世纪就是石油与内燃机时代。与火车和轮船相比，飞机和汽车的出现更具革命性意义；前两者代表着蒸汽机时代，后两者代表着内燃机时代。这也常常被看作近代与现代的标志，而汽车则成为现代城市扩张的加速器。
第一台奥托内燃机每马力的重量为200公斤；到1903年，这一数字已经降至6公斤，飞机随之就诞生了。“如果上帝想让人飞翔，他会给人配一副翅膀。”科学技术是如此神奇，比水重的铁船取代了木船，比空气重的飞机取代了热气球和氢气飞艇。飞机不仅缩短了时空距离，也打破了人类与自然界之间的最后屏障，人类不仅占领了陆地和海洋，也占领了天空。借助机器，人类获得了鸟类才有的自由。1914年，一位美国商人以乘客身份登上一架飞机，他为这趟23分钟的史上第一趟商业航班支付了9000多美元。
自从火车发明以后，旅行就成了现代化的象征和符号：火车和自行车、摩托车、汽车、飞机一起，在艺术和商业中被当成了一个社会站在最前沿的证据。[642]
1819年8月25日，瓦特辞世。人们在他的讣告中，赞颂蒸汽机“武装了人类，使虚弱无力的双手变得力大无穷，健全了人类的大脑，以处理一切难题”。在瓦特蒸汽机诞生一个世纪之后，内燃机的发明产生了动力机的一次新革命。内燃机不仅效率高，而且种类多，适用性强。如同水力时代的棉花，在内燃机时代，汽车和飞机成为现代工业的支柱。延续数千年的农耕时代彻底终结，一个机械化的农业已经成为食品工业的一部分。
1900年时，全世界有300万匹马，50年后只剩下不到35万匹，减少了将近九成。在同一时期，全世界的汽车数量从不足一万辆，暴增到1000万辆，拖拉机从无到有，其数量达到600万台。如果说蒸汽机和火车曾经威胁到马的使用的话，那么内燃机的出现，使汽车与拖拉机直接就取代了马。从奴役人到奴役马，再到奴役机器，文明在机器时代全面起步。机器完成的工作不仅代替了马力，也代替了千百万人的肌肉；从蒸汽机到内燃机，这场机器导致的力量革命，前所未有地使人体肌肉基本从此退出生产领域。男人相对于女人的力量优势变得无足轻重，女性与男性第一次平等地站在机器面前；长期以来遭受压抑的女权意识逐渐觉醒，由此引发了一场巨大的社会变革。
1700年，全世界煤炭的开采量只有300万吨，1800年达到1300万吨，1900年的产量超过7亿吨；同一时期，石油产量从0达到2.06亿吨。从1850年到1900年的50年间，全世界小麦产量翻了一番，糖的产量增加了20多倍，牲畜存栏数增加了5倍。1900年时，已经有10万台奥托内燃机在世界各地运行。蒸汽机的发展已达到巅峰，长达几十万公里的铁路网遍及全世界，并且正在以不可思议的速度继续延伸。从1720年到1900年，世界贸易总量增长了将近50倍，全世界第一次如此密切地被连为一体。[643]
如果说木器与棉花构成的棉纺工业是工业革命的第一阶段，那么煤炭与钢铁构成的蒸汽机就是工业革命的第二阶段。从轻工业到重工业，工业革命完成了人类史上一场革命性的“大跃进”。相对而言，中国的原始工业始终没有完成从轻工业到重工业的跨越；或者说，没有实现从手工制作到机器大生产的进化。
西方的兴起
冰冻三尺，非一日之寒。当代主流的历史学家大多认为，发生在欧洲——特别是英国——的这场技术革命，并不是突然或偶然出现的，而是长期发展和积累的结果。
“从前一个婴儿在马槽里降生，令人奇怪的是，如此重大的事件竟没有引起什么轰动。”这是哲学家怀特海介绍伽利略和望远镜出现在“现代世界”舞台时所说的话。从某种意义上说，如果说基督的出生代表着古代的终结，那么眼镜的诞生则标志着现代的开始。正如美国传媒学家波兹曼所说：人类创造的每一件工具都蕴涵着超越其自身的意义，“12世纪眼镜的发明不仅使矫正视力成为可能，而且还暗示了人类可以不必把天赋或缺陷视为最终的命运。眼镜的出现告诉我们，可以不必迷信天命，身体和大脑都是可以完善的”[644]。
从历史影响来说，眼镜的发明与“四大发明”几乎可以相提并论。但如果说眼镜是印刷的副产品，或许会让很多人感到惊奇，这就如同说显微镜和望远镜是眼镜的副产品一样不可思议。
眼镜虽然出现得很早，但只有在谷登堡发明印刷书之后才得到重视。印刷字一般要小于手写字，而且早期的压印也不比手写更清晰；再加之当时的照明采光条件不好，印刷书在扩大阅读的同时，也造成常见的视力疲劳和近视眼，眼镜便很快成为读书人的日常用品。最早的眼镜片是矫正远视的凸透镜，后来出现了矫正近视的凹透镜。眼镜制造业的兴旺，带动了玻璃光学技术的发展，随之产生了各种各样的凸透镜、凹透镜，以及多镜片组合的放大镜、显微镜和望远镜；而显微镜和望远镜又引发了医学、生物学和天文学等新学科的革命。甚至可以说，没有显微镜就没有微生物学，这一切其实都是顺理成章的事情。据说望远镜是荷兰眼镜制造商汉斯·利珀希发明的，时间是1608年。伽利略“把望远镜改良到能将物体放大1000倍，将此镜转向天空，他惊讶地发现一个新的星辰世界，比以往目录所列多10倍”[645]。伽利略将他的发现写成《星界的报告》出版，人们惊呼“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了宇宙”。
按照亚里士多德的观点，技术是和理性、知识相关联的创造性行为。正如中国罗盘引发了大航海，从某种意义上来说，是层出不穷的新工具或新机器催生了工业革命，而催生这些新工具、新机器的却是看似不起眼的仪器——比如眼镜、放大镜、望远镜、气压计、温度计、真空泵，甚至钟表。如果说眼镜（老花镜）大大延长了钟表匠的职业寿命，那么放大镜则使钟表的小型化成为可能，更加小巧的怀表和手表使时间得到彻底的解放。在这些历史的细节中，如果说钟表改变了人们的时间观念，那么望远镜和显微镜则改变了人们的空间观念。维克多·雨果这样设问：“望远镜看不到的地方，显微镜却可以看到，两者之间，哪一种视野更大呢？”
“新科学最后终于获胜，主要是因为它有了可以利用的仪器，其中望远镜和显微镜起了决定性的作用。”[646]最迟在13世纪，也就是文艺复兴初期，许多新工具、新流程、新材料、新产品和新技术就不断地涌现，这也就是我们今天所说的“科技”；而且这些新事物的传播速度之快，就是与现代发明相比也毫不逊色。以眼镜为例，其发明可以追溯到1270年左右英国圣方济各会修士罗杰·培根的光学实验。当时眼镜仅是作为老年人阅读之用。眼镜于1290年传到法国，1310年就已经通过海路，传到远东的中国。孔尚任曾写诗称赞：
西洋白眼镜，市自香山墺。
制镜大如钱，秋水涵双窍。
蔽目目转明，能察毫末妙。
暗窗细读书，犹如在年少。
直到光绪年间，用玻璃制成的西洋眼镜仍属珍稀之物。有人写诗说：“玻璃眼镜最为高，作阔由来是富豪。”[647]玻璃是西方在物理领域超前于中国的为数不多的技术之一，《后汉书》中如此惊奇地描绘罗马皇帝的宫殿：“宫室皆以水精（晶）为柱，食器亦然。”[648]中国虽然是瓷器大国，并有古老的琉璃技术，但却没有实用的玻璃。[649]这或许是因为审美，中国文化对不确定的神秘的东西有一种特殊偏爱，半透明的瓷或者玉都比透明的玻璃（哪怕是水晶）更受青睐。明清时期也有眼镜，但基本都是用水晶打磨而成，价格不菲，一副眼镜与一匹良马同价，而且极其稀少，“或颁自内府，或购之贾胡，非有力者不能得”[650]。正如“镜鉴”二字的偏旁所示，中国镜子一般都是金属制成，即磨光的铜镜；为了保证镜子的使用，须经常研磨抛光。因镜子稀缺，多数人甚至没见过自己的长相。事实上，直到100年前，玻璃镜子仍是少数富人的奢侈品；40年前，玻璃镜子是中国新娘最重要的嫁妆之一；至于玻璃被装上中国平民的窗户，不过是区区30多年前的事情；在此之前，最多是用白纸糊窗户。
一件有趣的事情是，马戛尔尼来访时，带来了很多代表当时最新科技水平的礼物，如牛顿发明的反射望远镜，“其望远能力是前人做梦也想不到的”[651]。但得知望远镜（中国称“千里眼”）和透镜是玻璃而不是玉石制作后，乾隆很不屑地说：“这些东西只配给儿童玩。”在马戛尔尼他们看来，这些鞑靼统治者如同一群沐猴而冠的野蛮人。太监们在抢走水晶制作的大吊灯时，打碎了玻璃制作的派克透镜，这让随行的英国天文学家痛心疾首：“这些透镜举世无双，现在却永远也没人知道了！”[652]
早在哥伦布和麦哲伦时代，欧洲人就常常用玻璃珠子和小镜子，从原始部落那里换取食物和黄金。玻璃远不及玉石珍贵，但如果没有玻璃，钟表就无法在海上使用，也不会有温度计和放大镜；玻璃不仅催生了光学和现代化学，甚至可以说，没有玻璃就没有现代科学。[653]明清时代的中国拥有庞大的天文观象台，但却有一个致命的缺陷，就是没有玻璃透镜。仅仅从玻璃来说，古代中国就缺乏工业革命的物质基础。
在英国，雷文斯克·罗夫特于1676年发明的铅晶质玻璃透明度更好、且更易切割，到他20年的专利期结束时，英国已经有100多家玻璃制造商利用他的方法，大量生产价廉物美的玻璃，并使英国超越威尼斯成为欧洲玻璃制造中心。[654]
在传统时代，技术本身并不必然能改变历史逻辑；反过来，技术逻辑常常要服从于社会和历史逻辑。中国创造了改变世界的“四大发明”，但却没有创造一个系统的机器体系，比如完整持续的知识、技能、技巧，以及工具、仪器、设备、设施等。在过去几百年间，欧洲人将物理科学与精密加工技术结合在一起，用一个完整的机器体系改写了西方文明的物质基础和文化形式。
在16世纪的西欧，封建制度已经土崩瓦解，文艺复兴运动开辟了天文、物理、化学、数学、哲学等广阔的思想天地。“发明机器和使用机器都必须有足够的科学知识”，哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿和培根等对自然科学的探索，为机器的复杂化奠定了理论基础。“蒸汽机和电报的创造应归功于物理学——这些发明完全是物理学的产物。”[655]
从这种意义上说，弗兰西斯·培根才是机器时代的精神领袖，这位“科学的哲学家”被马克思称为“英国唯物主义和整个现代实验科学的真正始祖”。他所倡导的科学实验方法，揭示了机械的因果规律。对机器来说，一切都是可控的、可重复的、可验证的；机器世界就像钟表一样独立运行，不受外界影响。培根将人们带出了传统迷信和神秘幻想的沼泽，从而走上一条前所未有的便捷道路。客观思想不仅促成了人们对机器的信心，也改变了人类的传统观念，科学与启蒙因此而发扬光大。在《英雄的历史》[656]中，历史学家威尔·杜兰特将培根作为压卷人物——“此时此刻，现代社会这出大戏已经向世界拉开了帷幕”。
“科学是一门学问，它能使这一代的傻瓜超越上一代的天才。”如果说以前的发明只是妙手偶得，那么现在完全是一种定制，技术的目的性要求技术本身的适应性要先于其社会性。
从最早的时代起，就有机器被发明出来，它们极为重要，如轮子，如帆船，如风车和水车。但是在近代，人们已发明了做出发明的方法，人们已发现了做出发现的方法。机械的进步不再是碰巧的、偶然的，而成为有系统的、渐增的。我们知道，我们将制造出越来越完善的机器；这一点是以前的人们所未曾认识到的。[657]
“工业主义在更大程度上扩大了工具的生产，一直发展到把工具变为机械。”[658]就机械本身而言，威尔金森发明的镗床开创了机床制造的先河，专业机床厂使“制造机器的机器”得到迅速扩散。可以说，英国机床工业是大规模生产的真正先驱。到1820年，金属表面刨平、开槽和成型机器都已经开发出来，淘汰了原来成本高昂的锉、錾和手工打磨等工艺。就这样，机器通过改变西方而改变了世界。
从羊毛时代开始，高度发展的英国工场手工业就培养了大批富有实践经验的熟练工人；造纸业、制糖业、制铜业、造船业、印刷业、钟表制造业、大炮铸造业和滑膛枪制造业等，这些有组织的制造工场都为机器的发明和应用创造了现实条件。同时，信息公开作为一种传统，对科学技术的传承和进步具有不可估量的作用。无论是哈里森的钟表还是纽科门的蒸汽机，包括大量翔实数据和图纸的设计资料均被公开出版。许多行业协会都有定期出版的内部交流资料，这极大地加强了同行之间的交流、学习和提高。在没有任何报酬的情况下，狄德罗完成的《百科全书》使技术知识化，“把世界上分散的知识组成体系，使过去的知识不废弃，使后人更有教养，成为幸福的人”。
从水力时代持续到蒸汽机时代的棉花革命，完全得益于机器的革新速度；低价格的原料和高价格的产品给英国带来巨大的利润，这些暴利积累最终启动了工业革命的引擎。用电报和蒸汽机连接起来的大英帝国，远远超过了从前用马镫连接起来的任何古代帝国。汤因比说：“对摧毁旧英国，建立一个新英国并促使全世界走向工业化起过最大作用的有两个人：亚当·斯密和詹姆斯·瓦特。斯密引发了经济思想上的革命；瓦特促进了动力革命，从而带来了生产工具的革命。”
从文艺复兴开始，欧洲就体现出善于学习和吸收的特性。与亚洲不同，欧洲在本质上是一个技术共同体；在这样一个共同体中，任何一国的创造和进步，都会迅速传播到其余国家，从钟表、印刷机、纺织机到蒸汽机，都是如此成为整个欧洲的共同文化。只要有了现代化和工业化的火苗，整个欧洲就会被点燃。
18—19世纪的欧洲最早迎来了现代世界的黎明，人类进入一个伟大的启蒙时代。其时，天才般的人物群星闪耀，各种科学创新和技术发明层出不穷。拉瓦锡创立了化学，伏特创立了电学，赫胥黎提出了地理学的原理，达尔文的《物种起源》揭示了生物演化的秘密，莫扎特发展了古典音乐的形式，伯克和汉密尔顿、麦迪逊定义了英美政治理论，布莱克·斯通的《英格兰法律解释》发展了法理学，爱德华·吉本用《罗马帝国衰亡史》重新诠释了历史的智慧与审美……事实上，瓦特和斯密不过是无数星光中的一粒。思想的解放必然带动技术进步，精确计时器、动力纺织机械、专用机床、大型飞艇、化学反应、冶金、电解和制冷等新技术，引发出一场接一场的产业革命。
工业文明的起源
经济史学家怀特海说：“18世纪在实际方面无疑是一个成功的世纪。”这句话有一个前提，即英国创立了议会内阁制政府，美国创立了联邦总统制政府，法国革命提出了人道主义原则。
一切经济问题归根到底都是政治问题。在很大程度上，经济是政治的体现，政治对经济发展往往具有决定性的影响力。资本主义的根基便是法律，英国国王与清教徒的冲突其实是为了争夺立法权。从这个意义上说，光荣革命算是承前启后的一大分水岭，在这个“第一场现代革命”[659]之后，18世纪的英国已经不同于17世纪的英国。[660]神权已丧失其权威地位，政教分离成为公认的原则。英国的议会对王权有相当的制衡能力，而西班牙和葡萄牙均为王权专制国家，这成为工业革命出现在英国的政治原因。马克思和恩格斯还提到，“在法国革命时……的自由思想正是从英国输入法国的。洛克是这种自由思想的始祖”。[661]
经济学家诺思指出：“英国经济能成功地摆脱17世纪的危机，可以直接地归因于逐渐形成的私有产权制度。”[662]英国创造了一个标志着现代政治文明的民主制度——君主立宪制。君主立宪制大大限制了国王的权力，从此英国在人类史上率先与中央集权的专制主义分道扬镳。
当时如果从英吉利海峡向大陆望去，从法国一直到土耳其再到中国，都是一片专制王权的海洋，我们就毫不奇怪英国人民一定会为他们能生活在一个拥有个体自由和权利的国度而感到庆幸了。而正是这种与众不同的社会，才在此后的两个世纪里产生了惊人的结果。[663]
当西班牙王室将垄断的白银贸易所得用于炫耀和挥霍时，英国自由发展的新富阶层越来越成为社会主流势力。随着资本主义的发展，开始出现了专门授予的垄断权，最初只是授予特许公司，比如东印度公司，后来逐渐授予那些由于做出了创造性的发明而获得专利的人。作为技术创新的加速器，工业革命“最大的发明就是找到了发明的方法”[664]。发明与专利构成前所未有的创新体系。培根于1601年首先倡导这种方式；23年后，英国颁布了第一份发明专利。从这一刻开始，知识变成了一种财产——知识产权，人们的垄断权不仅仅只限于过去，还包括未来。
专利权对于机器发明者是一个极大的激励，一个充满才智的人可以依靠发明而获得财富和地位。如果说专制君主主宰着一个国家，那么专利发明则主宰了一个行业。可以说，推动工业革命的不仅仅是技术，更重要的是关于技术的产权保护制度。经济学家诺思在《制度、制度变迁与经济绩效》一书中说：“产权保障以及公共与私人资本市场的发展，不仅带来了英国后来快速的经济发展，还成就了其政治上的霸权地位，并最终使英国雄霸世界。”
1660年，英国成立了皇家科学院；6年之后，法国也成立了自己的皇家科学院。1689年颁布的《宽容法案》可以被视为启动工业革命的一把金钥匙。从17世纪末到19世纪初，英国出现了一种独特的社会风气，哲学家和科学家的思想与仪表技师和手工艺人的技术以及企业家和工厂主的经营有机地融合在一起。最典型的如瓦特、博尔顿与威尔金森的交流合作。在一种开放交流的环境中，很难把某项发明完全归功于某一个发明家，即使这个发明家是个天才。正像牛顿所说，后人总是站在前人的肩膀上。
在当时，资产阶级正在开始发现除商业以外，科学活动也是社会地位升迁的一种十分令人满意的工具。……皇家学会是国王的嗜好物之一。显贵名流对科学的赞助，通常可为科学研究募来数目可观的金钱，并提高科学的社会名望。科学毫不含糊地跃升到社会价值体系中一个受人高度尊敬的位置。[665]
1727年牛顿去世，葬礼极其隆重，这让伏尔泰无限感慨：“我见到了一位数学家仅因为他在职业上的伟大成就，就像一位功德无量的国王那样，享受臣民为其举办的高规格葬礼。”[666]这种实用主义的价值观产生了极其深远的影响。用小说家斯威夫特在1726年出版的《格列佛游记》中的话说：“谁要能使本来只出产一串谷穗、一片草叶的土地长出两串谷穗、两片草叶来，谁就比所有的政客更有功于人类，对国家的贡献就更大。”
希腊戏剧家阿里斯托芬有一个观点：发明来源于需要。事实上，需要本身并不必然导致发明，但需要确实会对发明有所促进和指导。18世纪的很多“发明”其实早在17世纪，甚至更早就已经存在了；准确地说，这些“发明”只是一种重新发现或者重大改进。英国圈地运动时期，围栏都采用造价高昂的篱笆和栅栏；虽然当时铁丝很廉价，却没有出现铁丝网。1868年，迈克尔·凯利发明了带刺铁丝网，这个如同纽扣一样简单而重要的发明，一举改写了美国农业和现代战争的模样。同样，机器与其说是“需要”的结果，不如说是被迫无奈时有意的发明产物。因为木材短缺，“发明”了煤；因为煤矿被淹，“发明”了蒸汽抽水机；因为羊毛短缺，“发明”了棉花；因为棉布紧俏，“发明”了新式纺纱机和织布机，等等。1671年，化学家罗伯特·波义耳说：“每当特定的需求产生的时候，就会有天资聪颖的人进行相应的发明创造，采用大量机械代替人手劳作，这样就给工匠们提供了新的谋生手段，甚至可以借机发家致富。”
爱迪生和福特就是这样应运而生的伟大工匠。福特曾说，一个真正的机械师应该掌握每件东西的制造原理，而这些知识是无法从书本中获得的。机器对于机械师，就如同书本对于作家一般。[667]应当承认工匠对科学——特别是技术进步有不可或缺的核心作用，在很多时候，科学仪器的发明必然会推动科学的进步，而科学仪器一开始往往是由工匠们制造出来的。比如近代天文学的进步肯定应该归功于望远镜的发明，而生物学和医学则应归功于显微镜的发明，这两样东西都是制造眼镜的工匠而不是什么科学家发明的。[668]作为英国实验主义和实用主义的始祖，培根对中国的“三大发明”给予极高的赞誉：“千百年来的一切学问，是否曾作出一个小小的发明，而使我们的福利得到增进呢？在这点上，似乎学者的贡献还不如工匠的一些偶然的发明。”[669]
工业革命引发了英国持续一个世纪的机器发明热，彻底结束了传统手工时代的技术私传性。从“飞梭”到“骡机”，每一个人都参与其中，甚至包括理发师和牧师。英国的发明专利从1750年的7件暴增到1825年的250件。[670]经济史学家威廉·伯克就发现，“发明成为一种大众活动，由各种各样不同的人，以非常小的规模不断进行着”。在这些技术发明中，有些属于基础性和宏观性的发明，有些属于从属性和微观性的发明；前者更富于原创性，后者则以改良为主。哈格里夫斯的珍妮纺纱机和纽科门蒸汽机就属于前者。
工业革命的技术变革，意味着人类自发明轮子以来又一次对过往历史的大幅度跨越。到19世纪20年代，操纵动力织机的人，其产量是一个手工工人的20倍；而一台动力驱动的“骡机”相当于200台手纺车的能力；一个火车头能运输需要数百匹马才能运输的货物，而且速度要快得多。发明不仅改变了生产效率，更重要的是改变了生产方式，随之改变了人们的生活方式，促进了人口增长。从1800年到1850年，英国人口增长了一番，而且大多数人生活在城市中，率先走出了乡土田园的农业时代。
城市的生活水平常常是乡村的四五倍。绝大多数城市居民都识字，而大多数农民则是文盲。城市的经济活动和经济机会与乡村相比，简直不可胜数。城市的文化是开放的、现代的和世俗的，而乡村文化依然是封闭的、传统的、宗教的。城乡区别也是现代与传统的区别。[671]
人口的大量流动，使传统的乡村生活走向凋敝。因为火车，城市得以成为一种社会普遍现象，人们的生活方式发生了一场革命，城市生活成为大多数人的选择。毫无疑问，城市完全仰赖生活资料的长途运输。这在火车诞生之前是根本不可能完成的任务。火车使百万人口的大城市成为可能，而火车站则自然而然地成为这些城市的地标和中心。
就人类历史而言，“工业革命”的技术变化是自轮子发明以来最重要的突破。这场肇始于l8世纪英国，从农业和手工业劳动向以工业和机器制造为主的经济转变，以不同方式向欧洲大陆和海外一些地方扩散，从而彻底改变了西方人的生活、西方社会本质以及西方与世界的关系。从现代历史来说，工业革命如同文艺复兴，是人类文明的巨大跨越，文艺复兴确立了人的尊严，工业革命确立了自然的统一。有学者借鉴“启蒙运动”，将这场最早的工业化过程称为“工业启蒙运动”。“全球贸易和交通网络——电报、轮船、铁路、现代化的印刷厂——意味着科学技术的重大突破，或者说制造业生产新取得的进展，可以在数年内从一个大陆传播和转移到另一个大陆。”[672]
工业革命极大地提高了生产力，使资本主义制度得以建立和巩固，领先一步的西方国家实力大增，开始进行海外贸易、奴隶贸易和殖民掠夺。“工业革命没有使一个欧洲强国获得相对于另外一个欧洲国家的明显优势——至少说没有造成长久的优势，但它极大地加大了西方与其他地区之间的差距，使得少量欧洲人可以相当轻松地征服人数众多的亚洲和非洲。”[673]
马克思眼中的资本主义很快就变成了霍布森眼中的帝国主义，新兴西方大国寻求殖民地，是因为本国经济要求为本土产品和投资资本寻找新出口。英国人口占全世界的五十分之一，却拥有全世界一半的现代工业能力。1800年，欧洲人占领和控制了世界土地面积的35%；到1878年，这个数字上升到67%；到1914年，达到84%以上。“全世界除了中国和日本以外，几乎都变成白人的殖民地了。……工业革命以后，资本主义国家取得原料，用机器生产廉价的商品运送到殖民地的市场，再一次地剥夺殖民地人民的财富。这种滚雪球的办法，使得欧洲在经济上具有完全的优势地位。除了日本分占一杯羹以外，全世界的财富都归欧洲白人所有。”[674]
工业革命无疑构成现代人类历史的入口。经济史学家克拉克甚至提出一个大胆的观点，他认为，人类历史上只发生过一件大事，其他都是无足轻重的细节，这件事就是18世纪中后期在英国首先发生的工业革命。在他看来，整个人类的历史不管是多少年，只有工业革命前的人类社会和工业革命后的人类社会的差别，其他细节都不重要，工业革命才是最根本的分水岭。他考察了从公元1200年以来英国的人均收入的变化情况，发现从1200年一直到1800年，这600年的时间里英国的人均收入基本没有变化；所以他说，不管是600年的时间还是只是一天的时间，这些细节不能告诉我们任何有用的东西。工业革命的出现，一下子打破了困扰人类世界数千年的马尔萨斯陷阱，出现了人均收入的整体上升，这是史无前例的。[675]
工业的革命
从文艺复兴、宗教改革到启蒙运动，工业革命完全是一系列历史事件催生和辐辏的结果。很多历史学家将17世纪的科学革命视为东西方之间的关键差异。科学革命与技术革命相辅相成，构成工业革命的前提和动力，推动了社会与政治的变革。英国得风气之先，成为世界上第一个工业化的现代国家。马克思特别强调科学和资本主义的密切关系，“随着资本主义生产的扩展，科学因素第一次被有意识地和广泛地加以发展、应用并体现在生活中，其规模是以往的时代根本想象不到的”。[676]
在东方世界沉迷于权力垄断和传统农业时，工业时代的西方世界已经将技术进步视为获取利润的唯一前提，科学技术成为名副其实的第一生产力。从英国纺织业采用珍妮纺纱机，到瓦特蒸汽机的发明和广泛使用，从钢铁冶炼技术的革新到化工技术发展，这一从无到有、风起云涌的工业革命进程，前后持续了一个多世纪。从1776年瓦特和博尔顿进行蒸汽机的商业化生产，直到20世纪初创造出大批量生产的流水线作业技术。
人们一般将工业革命的发生时间放在1760—1830年间，并将英国视为发源地，但其实大部分新技术都是在欧洲其他国家和后来的美国产生巨大效应的，换言之，工业革命的成果是逐渐显现的。准确地说，工业革命既不是棉花革命，也不是蒸汽机革命，而是观念革命——技术从此被视为进步的阶梯。
工业革命在初期并不被人注意。当时甚至到处弥漫着一种悲观的情绪。“自从某几本书籍和小册子出版以来，时间已经过去了将近5年，它们假装要说明国家的财富正飞速衰退、人口减少、农业萧条、制造溃败、贸易破灭。”[677]亚当·斯密在1776年完成《国富论》时，他根本没有注意到在自己眼皮底下出现的“工业革命”[678]，就连李嘉图和马尔萨斯这些生活在工业革命时期的“古典经济学家”，也未能认识到发生在他们身边的历史巨变。
在历史上伟大的工业革命的前夕，没有任何巨大变革即将来临的信号或预兆。资本主义是一个不速之客。没有人曾经预见到机械工业的发展，它让人们大吃一惊。随着堤坝崩溃，一股不屈不挠的大潮席卷了旧世界，并带来了全球贸易的时候，英国人事实上还曾以为国际贸易会永久性地衰退下去。[679]
事实上，这场无声的工业革命比发生在同一时期的美国革命和法国革命更具有历史意义。“近代大工业是在18世纪的最后30余年中在英国产生的。它的发展，自始就是那么迅速并且造成那么些后果，以致人们能够比之为革命，的确，许多政治革命还不如它这么彻底。今天，大工业在我们的四周；它的名称似乎可以不需要说明了，因为它能使人想起那么多的熟悉而动人的形象：这就是许多建立在我们城市周围的大工厂，冒着烟的高烟囱及其夜间发出的火焰、机器不停的震动以及成群工人像蚂蚁那样的匆忙。”[680]
工业革命为人类打开了现代之门，而18世纪的英国人根本没有意识到他们生活在这样一个现代化进程中。事实上，“scientist”（科学）一词直到1840年才被创造出来。同样，“现代”和“传统”之间的对立也是19世纪的发明。[681]人是一种喜欢给事物命名和贴标签的动物，在这方面，作家和历史学家最有天赋。在19世纪20年代，“工业革命”（industrial revolution）一词，首先被法国作家使用，显然这个说法是模仿1789年的法国大革命（French revolution）而来。法国大革命改变了法国，工业革命改变了英国；尽管变革方式不同，其性质却相类：通过某种变革模式创建一个新型社会。“作为体制的‘工业’始于1776年左右，‘民主’大约也在同时期成为一个实践用词。”[682]
从亚当·斯密的《国富论》开始，“工业”（industry）一词就不仅限于“技艺、努力、坚毅、勤奋”等人类特质，而更多地被用来描述一种生产制造体制和活动。“革命这一现代概念与这样一种观念是息息相关的。这种观念认为，历史进程突然重新开始了，一个全新的故事，一个之前从不为人所知、为人所道的故事将要展开。18世纪末两次伟大革命之前，革命这一现代概念并不为人所知。”[683]纵观人类历史，过去一万年中人类经历的两次最大变革，一次是农业革命（或新石器革命），一次就是工业革命。前者大约开始于公元前8000年，迎来了人类文明的曙光；后者则开创了过去两个世纪至今的现代全球文明。如果说从石器时代制造工具开始了农业革命的话，那么钢铁时代制造机器则拉开了工业革命的历史大幕。机器取代人的技能，无机能源取代人力和畜力，手工劳动向机器生产转变，由此产生了现代经济。
可以这样说，从人类历史开始直到200年前，全世界的劳动产品几乎都是用手工工具完成的，主要依靠人畜的肌肉力量，辅以水力和风力，木制的杠杆和滑轮是仅有的人工机械。但从此以后，人类就进入机器时代，机器越来越复杂，几乎所有的产品都是机器制造的，而且根本不再需要人体肌肉力量，全部力量都来自其他能源。这场工业革命从蒸汽机时代开始，一直延续到英国成为一个成熟的工业强国。
英国18世纪的经验性发明创造，无一例外地可以追溯到对能源、原材料的节省，对时间的节省，减少对水力、风力以及人力等不可预测能源的依赖。人们为了减少对劳动力的依赖而应用机器，这并不仅仅出于减少劳动力成本的目的；同样重要的原因是，与劳工相比，机器具有许多比较优势。机器不仅使标准化生产易如反掌，还可以完成一些单纯人力无法实现的事情；除此之外，它们既不会罢工，也不会疲惫或生病。[684]
“工业革命”（或者说“产业革命”）完全改变了国家与社会，处于重要历史节点的1660—1832年被历史学家克拉克称为“漫长的18世纪”[685]。18世纪之前，英国还算不上一个大国，落后于法国、意大利和西班牙。“1700年，法国的经济规模是英国的两倍，人口是后者的三倍。”[686]但从1650年到1800年，伦敦人口由35万增长到90万，达到巴黎两倍。[687]从1760年发生工业革命以后，仅仅一个世纪，英国就迅速超越法国，以及发现新大陆的西班牙，发展成为一个日不落帝国。从英国兴起的这场机械化浪潮，迅速席卷了整个欧洲和美国。1776年（乾隆四十一年）的欧洲，仅在非洲和亚洲有一些沿海据点；然而到1911年时，欧洲和美国已经成为现代世界的主宰者。工业革命赋予欧洲以不可阻挡的推动力和影响力。虽然在此之前，欧洲也有相当规模的手工业，也有过无数次技术革新，但那时的产品主要都是奢侈品，只与少数人有关；工业革命以机器和工厂推动了大量生产，这些大众消费品改变了最大多数人的生活。我们可以从一件小事来认识“工业革命”的意义——
工业革命时期，新技术的主要代表产品是廉价的可洗棉布，随之，从植物油提炼出来的肥皂得以大批量生产。普通民众第一次买得起内衣裤——【3标@】它由可洗纤维做成，富人常贴身而穿，故称“贴身衣裤”。他（她）可以用肥皂洗衣，甚至洗澡。……所以，19世纪末20世纪初的普通民众常常比一个世纪前的国王、王后的生活更清洁卫生。[688]
中国的所谓工业革命，最早可以推到晚于英国100年的“洋务运动”，但持续的政治滞后和动荡并未改变农业的主流经济结构；真正全面的工业革命其实只是最近几十年的事情，而彻底以机器大量生产的工业品代替手工产品，则不到40年历史。但仅仅40年时间，被纳入全球经济的中国就已经发展成为“世界工厂”，成为一个机器时代的国家。
关于工业革命何以发生在英国，一直是经济学和历史学中最让人浮想联翩的话题。牛津大学经济史教授罗伯特·艾伦认为，新技术和新机器之所以能在英国得到大规模应用，是因为英国是一个煤炭价格便宜，而人力成本较为昂贵的国家。其他国家则相反，煤炭昂贵而人工便宜。[689]在18世纪，伦敦的煤炭价格仅相当于巴黎和北京的一半，而伦敦的工人工资却是北京的三倍。发明机器离不开一个重要的目的，就是用其他相对充裕和便宜的资源，如煤、蒸汽动力、资本，来取代相对稀少和昂贵的资源，比如人力。发明纺织机械是为了降低单位纺织品的人力成本，这样才能与人力便宜的印度棉纺织品竞争；纽科门蒸汽机几乎全部都在煤矿使用，是因为这里的煤炭近乎免费。瓦特蒸汽机大大降低了煤消耗量后，蒸汽机才被应用在远离煤矿的工厂。“唯有在英国这样的煤炭工业规模庞大的国家，才会对先进的煤矿排水技术产生迫切需求，也唯有英国能做到无限量地免费供应充当机器燃料的煤炭。这样一来，科学发现转化为实用技术的昂贵代价就只有英国可以承受了。”[690]
从社会角度来说，较高收入的主流人群意味着一个中产阶级的形成。这也验证了怀特海所说：“现代技术首先是在英国由繁荣的中产阶级创造出来的，因而，工业革命便从这里开始。”[691]
工业革命以机器代替人力、大规模工厂生产代替工场个体手工劳动为标志，从一开始就充满理想主义色彩，机器所传递的理性主义成为几代人心目中的智慧和美学典范。伏尔泰学习英国经验后，在法国发起理性启蒙运动，使近代科学精神广泛传播，引发了法国大革命，推动了民主和科学进步。发生在英国的工业革命和发生在法国的民主革命，被霍布斯鲍姆合称为“双元革命”，这是“从远古创造农业、冶金术、书写文字、城市和国家以来人类史上最巨大的转变，这个革命已经改变了并继续改变着整个世界”[692]。这场双元革命不仅改变了世界，而且塑造了一个前所未有的现代社会。它不仅仅是工业本身的胜利，也是资本主义的胜利；不仅是自由平等的胜利，也是中产阶级社会的胜利，更是现代经济和现代国家的彻底胜利。历史学家罗勃·瑟斯顿在1878年发出如此赞叹：“全球当前正进入机械纪元，看看此刻取得的伟大胜利，未来无疑不会再达到这样的高度了，我们已经进步到无与伦比的巅峰了。”[693]
1859年，狄更斯出版了《双城记》——“双城”即巴黎和伦敦；他以法国大革命与英国工业革命为背景，在批判的同时提醒人们，暴力革命并不能解决所有问题，只有理性和宽容才能带来社会进步。[694]就在《双城记》出版的同一年，达尔文出版了《物种起源》。该书在揭示自然界残酷的生存法则的同时，对大自然的生命进化赞美道：
从自然界的战争中，从饥饿和死亡里，产生了自然最可赞美的东西——高等动物。这是一种恢宏壮丽的生命观：生命连同它的几种力量，最初仅仅被注入到一两种形态里。在这颗星球遵循着万有引力定律而运行不息的岁月之中，无数最美丽、最奇妙的形态，已经从那个极为简单的起点进化出来了，而且还在无穷无尽、生生不息地进化着。
大分工
从某种程度上说，商业革命是工业革命的前提；正如亚当·斯密所说，市场的扩大会导致生产的专业化，从而提高生产效率。[695]
新技术引发的工业革命，改变了一条最基本的经济原则——边际报酬递减规律。在前工业时代，任何商品的生产成本都会随着产品数量的增加而增加；但工业时代的到来，使一切商品的生产成本都随着产量的增加而直线下降。随着全球市场的形成，交易成本也持续下降；工业技术的扩散更是彻底改变了世界经济的传统特征。从根本上来说，工业革命是一次工业大分工。
“射者非矢不中也，学射者不治矢也；御者非辔不行，学御者不为辔也。”[696]人类发展的历程本身就是分工的历史。人类最初的分工，或许就是男女之间为了生育子女而发生的分工。在最早的原始农业时代开始之前，普遍存在着这种分工，男人从事狩猎，女人从事采集，因此形成父系社会和母系社会，对应着中国传说时代的伏羲和女娲。达尔文就说：“远古人实行劳动分工，每个人并不直接制造自己的工具或陶器，而是由某些人专心投入此类工作，以此交换捕猎所得。”进入农耕时代以后，男耕女织，分工继续向前推进。第一次社会大分工将畜牧业从农业中分离出来，第二次社会大分工将手工业从农业中分离出来。手工业的出现促进了传统经济，并在世界范围内逐步孕育出资本主义萌芽。
在资本时代，竞争和利润的压力使手工业被迫再次进行更为细致的专业分工。在很小的尺度下，真理会变得更加完美。分工使复杂的操作被分解成很多简单的步骤，从而实现了专业化。分工不仅提高了劳动效率，也促进了机器的发明和生产力的发展；反过来，机器的发明和生产力的发展又促进了社会分工。
亚当·斯密指出，一生中不做别的事情而只制钉的学徒工，在制钉的速度上，能比只是偶尔制钉的老铁匠快两倍。他举例说，分工使扣针的制造成为一种专门职业，也使发明制造扣针的机器成为可能。一个未经训练又没有专门机器的人，一天也制造不出一枚扣针；而在专门的扣针制造厂，借助专门的机器，10个工人每日就可完成48000枚扣针，即一人一日可完成4800枚。[697]分工使同样的劳动者能够完成比过去多得多的工作，这一方面是劳动者的工作技能更加专业，另一方面则是专门机器的介入，进一步简化和缩减了工作量以及工作强度，从而大大提高了效率。
“现在，每个精明的户主都不会自己在家里制造那些比买要花费更多时间的用品。裁缝不会做自己的鞋子，而是去鞋匠手里买；鞋匠不会自己做衣服，而是去雇一个裁缝。”亚当·斯密还揭示出机器工作晚于劳动分工，并从劳动分工中获得机器的原则。恩格斯总结道：“分工，水力，特别是蒸气力的利用，机器的应用，这就是18世纪中叶起工业用来摇撼旧世界基础的三个伟大的杠杆。”[698]
《淮南子》中说：“古之为车也，漆者不画，凿者不斫，工无二伎，士不兼官，各守其职，不得相奸。”在中国春秋时代，大量生产的战车和弩机标志着古典机器时代在东方已经走向成熟。“横弓着臂，施机设枢”[699]，弩机实现了高度分工和完全通用，制弓者分为弓人和矢人。“知者创物，巧者述之，守之世，谓之工。”[700]作为世界最古老的手工业技术手册，《考工记》中详细记载了周代中国手工业中各个不同工种的分工与工艺，包括木工、金工、皮革工、染色工、玉工、陶工等6大类，共30多个工种。“凡攻木之工七，攻金之工六，攻皮之工五，设色之工五，刮摩之工五，抟埴之工二”[701]。“粤无镈，燕无函，秦无庐，胡无弓车；粤之无镈也，非无镈也，夫人而能为镈也”[702]，由此可见当时已经存在明显的“比较优势”和“国际分工”。
专业化鼓励创新，因为它鼓励人投入时间创造出能制造工具的工具。发明来自于需要，而机器则来自于分工，没有分工就没有机器。分工是为了提高效率，而机器是提高效率的主要途径。分工使人们的注意力专注于某一种简单的工作，就会有人发现或创造一些更容易便利的方法，借用一种专门的工具工作。即使最简单的工具，也比徒手更加有效，比如用铁锹挖土就比用手挖土轻松得多。工具的专门化和复杂化最终成为机器。如果说铁锹是工具的话，那么挖掘机就是机器。正因为这样，早期的机器有很大部分都是普通工人发明的，他们发明机器只是一种工作需要而已。
一件有趣的事情是，直到19世纪的英国，工厂还被称为磨坊。其实这种大规模分工合作的生产模式，使得新兴的工厂已经与传统手工工场发生了质的区别，“在工场手工业中，工具的动作决定于人的动作。相反，在机械工厂中，人的动作决定于机器的动作”。[703]工厂促进了生产技能的专业化和生产过程的分工。这种发生在工业内部的大分工，无疑是一场革命。“职业的专门化，由于能使劳动者的技术熟练，所以促成劳动成果在质与量上的提升，也因此而对公共福祉有所贡献，也等于是为最大多数人谋福利。”[704]分工结束了传统的自给自足，使每个人都必须为他人工作，即所谓的“我为人人，人人为我”。
如果说手工业分工导致了工具诞生的话，那么工业分工则导致了机器的出现。因为人类的劳作一旦简单化，就会被机器模仿和替代。“使用锉刀和钻头的工人的技能现在却被刨床、切槽床和钻床所代替，而切削金属的车工的技能却被机械车床所代替”。[705]
与机器的作用相比，细致的分工对工人的影响同样巨大。制造业将生产过程分解为一系列简单的专门化的操作，这些人体动作逐渐向机械操作靠近，最后人或者被机器代替，或者人变成了“不犯错误的机器”。使人的劳动机械化的过程实际就是机器代替人的预演；或许可以这样说，生产过程的分工对人格贬低的情况，比最繁重的体力劳动都要恐怖得多。马克思对此批判道：
在简单的劳动合作中，个人的劳动技能并没有实质性的变化。但工厂的生产则使得这些劳动方法发生了革命性的变化，完全推翻了个人劳动的属性。在这个过程中，工人因为被强迫掌握一些高度专门化的操作技能，从而被扭曲了人性，成为了残疾。在整个社会，所有劳动者的劳动欲望和劳动机能都必须为此牺牲。这就像在阿根廷，人们只是为了获得皮革或油脂就把整头动物屠杀掉。在这个过程中，不仅仅是生产过程的某些具体操作分配给了不同的人，劳动者本身也被分裂了，变成了完成某项操作的自动机器……最初是由于工人缺乏生产产品所必须的生产资料而出卖劳动力；但现在的情况是，除非他把劳动力出卖给资本，否则他的劳动能力就会无用武之地。[706]
早在工业革命初期的英国，技术变革已经引发了一场社会变革，机器取代工具，蒸汽取代人力，工业取代农业，民主取代专制，依附于传统生产方式的庄园主和自耕农消失了。社会阶层重新组合分流，出现了掌握机器的工业资产阶级和出卖劳动力的工业无产阶级。这一切社会变革都与专业分工的出现有着密切关系。社会分工提高了生产效率，从而增加了国民的福利总量；自由竞争基础上的市场交易反过来又进一步促进了社会分工。经济的专业化分工和商业力量的崛起，改变了传统社会的主导力格局，再加上专业化分工导致的财富增长，使军事力量走向专业化成为可能。自由的工商业者参与和推动了专业化分工，使社会更加自由和多元。专业化分工构成了一个复杂的世界，公共事务需要协商才能决定，传统专制主义逐渐退场，民主政治开始登上历史舞台。
从另一方面来说，专门的机器与专业的工人不仅是专业分工的结果，也是其原因。专业分工使每个人只会一种工序，完成整个产品必须与其他人合作，这导致个体越来越难以离开社会。随着时间的流逝，工程的专业分工越来越细，专业工程师与不同专业的技术人员几乎无法沟通。规则的时间、发达的生产力、丰富的商品、对时空的超越、标准化的产品、自动化的机器、强大的集权控制和集体依赖，这些构成机器时代的人类文明。这种现代文明彻底抹杀了人类文明的多样性和复杂性，地域差别与历史差别被机器一概抹平。
工业革命使世界靠得更紧密，变得更小了，比以往任何时候都更加趋于同质化。但与此同时，工业革命也使地球走向分裂，胜利者与失败者更加疏远和对立，人以类聚，物以群分，一个完整的世界被分裂成了好几个。
法国社会学家涂尔干在《社会分工论》中，将社会分成有机社会与机械社会：有机社会是分工的社会，人口的增长，导致了人们之间交往密度和接触机会增加，推动了工作的专业化程度的提高，基于专业化的分工产生相互依赖的压力，促使人们更加自觉地在道德上相互约束；而机械社会则通过强烈的集体意识，将同质性的个体结合在一起，这样社会以彼此仇恨的阶级来划分，不是你统治我，就是我统治你，严重的贫富差距，导致处处篱墙，道德贫困，乃至崩溃。
“国家是一种极其严肃的东西，要它扮演某种滑稽剧是办不到的。”马克思极其欣赏马戛尔尼的这句话。对那些落后停滞，甚至处于原始状态的国家来说，英国的殖民化也有现代化启蒙的作用，尽管是用带血的锤头。马克思和恩格斯一方面严厉谴责殖民主义的罪恶动机，另一方面又欣赏这种行为打开了东方的大门，引起了历来仅有的第一次社会革命：
资产阶级既然榨取全世界的市场，这就使一切国家的生产和消费都成为世界性的了。……过去那种地方的和民族的闭关自守和自给自足状态已经消逝，现在代之而起的已经是各个民族各方面互相往来和各方面互相依赖了。……资产阶级既然把一切生产工具迅速改进，并且使交通工具极其便利，于是就把一切民族甚至最野蛮的都卷入文明的漩涡里了。它那商品的低廉价格，就是它用来摧毁一切万里长城、征服野蛮人最顽强的仇外心理的重炮。[707]
