1.3 電力時代

如果說第一次產業革命把世界帶入了“蒸汽時代”或“機器時代”，那么第二次產業革命則是把世界帶入了“電氣時代”“石油時代”或“鋼鐵時代”。

與第一次產業革命相比，第二次產業革命有著自己的特點和更廣泛的影響力。首先，第二次產業革命的發展更加快速。我們知道，第一次產業革命首先在英國興起并首先在英國結束，但實際上第一次產業革命持續的時間很長，也僅僅在歐洲的某些國家出現，而第二次產業革命則在歐洲、美國和日本幾乎同時出現，許多國家甚至沒有經過第一次產業革命就直接進入了第二次產業革命。其次，第一次產業革命主要是由技能嫻熟的技術工人引領。例如，飛梭、珍妮紡紗機甚至蒸汽機的發明者都是技術工人，而第二次產業革命則是由掌握理論科學知識的科學家引領，如愛迪生、法拉第等人。第一次產業革命主要是紡織業等輕工業的興起，第二次產業革命則是電力、石油、化工、汽車等重工業的興起。最后，壟斷產生。我們說第一次工業革命由機器生產代替了手工業制造，但當時的工廠規模都是很小的。第二次工業革命時期，資本家為了獲取高額利潤，建造了大規模的工廠以壟斷市場。第二次工業革命的標志是電力和內燃機的發明與使用，在這一時期，社會生產力又一次大幅提高，世界格局被重新定義。

1.3.1 電力：點亮美好生活

電存在于現代社會，被應用于生活和生產中的方方面面，手機、電腦、Wi-Fi、電燈、各種儀器離開電就相當于廢品一樣，沒有任何價值，也就是說現代生活中如果離開了電，我們幾乎無法完成任何工作。例如，2003年美加大停電事故，涉及美國密歇根州、俄亥俄州、紐約州、馬薩諸塞州等八個州和加拿大的安大略省，受影響人數達5000萬人。美林公司首席經濟學家戴維·羅森伯格估計，整個事故的經濟損失在250億～300億美元，可見電對于現代生活的重要程度。

1820年，漢斯·奧斯特在給學生們上課時發現，電流通過的導線接近指南針時，指南針的方向會發生偏轉。經過幾個月的努力研究，他確定載流導線可以在其周圍產生磁場。受到奧斯特的啟發，安德烈·馬里·安培開始研究電生磁的數學方程，隨后在1826年，安培發表論文闡述電流與其產生的磁場之間的關系，也就是安培定律。為了紀念兩位科學家做出的貢獻，磁場和電流的單位分別以奧斯特和安培命名。

1831年，邁克爾·法拉第在實驗中發現，將一條導線通上電流時，另一條獨立的導線中也產生了電流，隨后他又進行實驗，將一塊磁鐵放入導線線圈中，移動磁鐵時導線中也產生了電流，這就是電磁感應定律。他依據這個現象發明了一臺發電機，即現代發電機的鼻祖。此后，詹姆斯·克拉克·麥克斯韋系統研究了電、磁、光之間的關系，他認為它們之間存在一種密切的聯系。經過不懈的努力，麥克斯韋終于得出了一組方程，被稱為麥克斯韋方程組，預言了電磁波的存在。

之后的時間里，電力得到了極為廣泛的應用。1876年3月10日，貝爾和他的同事成功地發明了世界上第一臺可以通話的電話機。也許當時的貝爾并不會想到現在人手一部手機的場景，但他的發明確實改變了歷史的進程。關于貝爾還有一件趣事，他是人類歷史上第一個使用聲音簽名的人。在1885年的一次實驗中，他把自己的聲音錄到一張音盤上。130年后，人們又一次聽到了亞歷山大·格拉漢姆·貝爾的聲音。

一位偉大的發明家和企業家——托馬斯·阿爾瓦·愛迪生，最為我們熟知的就是他發明了電燈泡。1879年，經過不斷的試驗，愛迪生終于研制出了可以連續使用多個小時的白熾燈，并取得了白熾燈的發明專利。愛迪生還是直流輸電的開創者和支持者。1882年，愛迪生在紐約珍珠街建立了第一座發電站，提供110伏特的直流電。此外，愛迪生還有其他1000多項專利，并創立了知名的通用電氣公司。

尼古拉·特斯拉認為交流輸電更有優勢，因為在直流輸電的過程中電流會不斷損失，導致輸電距離有限且損耗很大，而交流輸電則不存在這樣的問題。他在匹茲堡建立了第一個交流電網，推動了電力的商業化，也可以說特斯拉奠定了現代社會的基礎。作家羅伯特·拉莫斯甚至把他描述為創造出20世紀的人。為了紀念特斯拉所做的貢獻，國際單位制中以特斯拉為名來描述磁感應強度。

電力的發現和應用為我們提供了一種新的能源方式，與蒸汽機相比，它應用方便，應用范圍更廣。可以說電奠定了我們現代生活的基礎，現代人已經無法想象沒有電的社會是什么樣的。

1.3.2 內燃機：打開石油的“潘多拉盒子”

第一次產業革命期間，瓦特改良了蒸汽機，推動了社會的發展。與內燃機相比，蒸汽機屬于外燃機，因為它的燃料在機器的外部。內燃機的原始形態是于1670年由惠更斯發明的，通過引燃氣缸里的火藥，靠氣缸內的氣體膨脹推動活塞的運動。經過多年的發展，1883年，戈特利布·戴姆勒和威爾赫姆·邁巴赫發明了使用汽油的發動機，之后又成立了戴姆勒發動機公司。1893年，魯道夫·狄賽爾制造了世界上第一臺柴油機原型。1903年，埃吉迪烏斯·艾林制造了世界上第一臺燃氣渦輪發動機，因此他也被稱為“燃氣渦輪發動機之父”。

就像電力一樣，發動機被制造出來以后，人們也在考慮如何將它應用在各種機器上，最能體現內燃機應用的例子就是汽車。現在的豪華轎車品牌梅賽德斯奔馳的創始人卡爾·本茨就是汽車的發明者之一。1886年1月29日，卡爾·本茨為他的第一輛三輪汽車申請了專利，人們將這一天作為世界上第一輛汽車的誕生日。1906年，本茨和他的兩個兒子在拉登堡成立了本茨父子公司，1926年和戴姆勒發動機公司合并，成立了現在世界上知名的戴姆勒-奔馳汽車公司。內燃機和汽車的發明彌補了交通工具的空白，馬車正式退出歷史舞臺。汽車的歷史如圖1-8所示。

由于內燃機的大規模應用，人們也意識到作為內燃機動力來源的石油的重要性。1870年，約翰·戴維森·洛克菲勒在美國創立了標準石油公司，一手把控了美國的能源命脈。在全盛時期，標準石油公司壟斷了美國90%以上的石油市場，這也是壟斷組織的雛形。石油產業的興盛如圖1-9所示。

憑借著標準石油公司在美國的壟斷，洛克菲勒的財富值曾達到美國GDP的2.4%，成為歷史上第一位身價過億的富豪，也是世界上公認的第一位首富。之后，由于“反壟斷法”的出臺，標準石油公司被拆分為許多子公司，其繼任公司埃克森美孚現在仍然是美國的第二大企業。

在這一階段，越來越多的鐵路延伸到世界各地，繼而帶動了鋼鐵冶煉技術和鋼鐵產業的發展。1901年，摩根建立了世界上第一個10億美元的公司——美國鋼鐵公司。至此，人類由“紡織時代”進入了“鋼鐵時代”，由“蒸汽時代”進入了“電氣時代”，重工業取代輕工業在世界上占據了主導地位，交通運輸領域也正式進入了火車和輪船的時代。

重工業的發展使人們的生活更加便利，人們可以坐著火車和輪船去往世界各地，人們的工作也更有效率。但是煤炭和石油的大量使用也造成了一些不可挽回的危害。1952年冬天，倫敦天氣越來越冷，大家紛紛采用煤炭取暖。由于煤炭燃燒產生的大量煙霧和顆粒無法及時擴散，再加上火力發電站和內燃機汽車排出的廢氣，倫敦發生了幾次空氣污染事件，但是造成的影響比較輕微，也就沒有引起人們的過分關注。直到12月5日那一天早上，許多人覺得嗓子劇烈疼痛且呼吸困難，不得不從睡夢中醒來。人們出門一看，天空中彌漫著黑色的煙霧，太陽的光線無法透過煙霧照射到大地上，即使到了中午天空也像傍晚一樣灰暗。人們無法呼吸，許多人因此心臟病發作，支氣管炎和肺炎患者更是數不勝數，此時倫敦的醫院比集市還要熱鬧。霧霾天氣一共持續了5天左右。據統計，由于空氣污染事件導致直接死亡的人數多達4000人，之后數月內又有8000人左右死亡，總計死亡人數12000余人，呼吸道疾病患者更是多達10萬人以上。

習近平總書記強調：綠水青山就是金山銀山。身體是革命的本錢，同樣，地球也是我們人類發展的本錢。我們現在通過透支地球資源來獲取短暫發展的方式并不可取，也許霧霾只是大自然對人類小小的警告，如果不加以控制，更嚴重的自然災害會更加頻發，到那時候再采取措施或許無濟于事。所以，為了我們的后代能夠繼續生活在這個藍色星球上，我們從現在起要合理利用資源，以實現可持續發展。

1.3.3 第二次產業革命與世界格局：帝國的形成

英國完成第一次產業革命之后成為歐洲乃至世界的領導者，經濟和軍事力量無比強大。隨后，第二次產業革命也首先出現于英國并迅速發展，看起來英國將要繼續領導世界。不過德國和美國后來居上，取代英國占據了世界發展的前列。

1870年9月2日，法國在普法戰爭中戰敗投降。1871年1月18日，普魯士國王威廉一世在法國凡爾賽宮加冕為皇帝，成立德意志帝國。德國沒有趕上第一次產業革命，而是通過后來不斷從英國引進先進的技術和機器進行學習與改造，慢慢走上了工業化的道路。所以，德國在第二次產業革命之前積累了足夠的科學技術和知識，使其在第二次產業革命時幾乎和英國一起開始。而且，德國的產業革命并沒有十分明顯的界限，兩次產業革命是交叉進行的，這使德國可以選擇發展那些更為先進的技術，德國也因此出現了跳躍式的發展，工業化程度大幅提高。

第二次產業革命期間，大量新的科學技術出現在德國。1866年，德國工程師發明了直流發電機，標志著德國進入了“電氣時代”。從此，發電機、輸電技術、電動機等一系列以電為中心的科學技術在德國快速發展。之前也說過，第一臺內燃機和柴油機也是在德國制造出來的，內燃機的發明和應用使德國出現了一批制造汽車、飛機和拖拉機的新興行業。這些技術也帶動了德國機械制造業和冶金業的蓬勃發展。不僅在物理和機械方面，德國當時的化學工業也處于世界領先地位。

德國領先的科學技術不僅存在于理論層面，而且應用到了實際生產中。德國當時的工業生產無一不受新科學技術的影響。例如，享譽世界的戴姆勒汽車公司，以及巴斯夫、拜耳和赫斯特公司——這三家公司幾乎供應著全球80%的染料。科學技術的發展大大推動了德國重工業的進步，使德國在這個時期積累了大量的資本。

同時，在大西洋的另一岸，美國也正在強勢崛起。

之前我們提到，愛迪生建造了第一座火力發電站，提供直流輸電業務。由于直流輸電的各種弊端，科學家們開始研究交流輸電技術。到1892年，美國的交流發電站已經超過500座。之后，電動機、燈泡、電話的發明繼續刺激著美國電氣行業的發展。1902年，美國白熾燈的數量達到1800萬個；1914年，美國電話機的數量達到1000萬臺。總之，美國以十分快的速度完成了從蒸汽到電氣的轉變。1924年，美國消耗的電力大約相當于世界其他國家和地區的總和。

在理論科學的指導下，美國的第二次產業革命發展十分迅速，特別是重工業。1925年之后，美國國內的重工業比重逐漸超過輕工業，這標志著美國重工業化基本完成。19世紀后期，美國已經取代英國成為世界第一的工業國家。1913年，美國的工業產量已經達到全世界的1/3以上，超過英國、德國、法國、日本工業產量的總和。