1.3 电力时代

如果说第一次产业革命把世界带入了“蒸汽时代”或“机器时代”，那么第二次产业革命则是把世界带入了“电气时代”“石油时代”或“钢铁时代”。

与第一次产业革命相比，第二次产业革命有着自己的特点和更广泛的影响力。首先，第二次产业革命的发展更加快速。我们知道，第一次产业革命首先在英国兴起并首先在英国结束，但实际上第一次产业革命持续的时间很长，也仅仅在欧洲的某些国家出现，而第二次产业革命则在欧洲、美国和日本几乎同时出现，许多国家甚至没有经过第一次产业革命就直接进入了第二次产业革命。其次，第一次产业革命主要是由技能娴熟的技术工人引领。例如，飞梭、珍妮纺纱机甚至蒸汽机的发明者都是技术工人，而第二次产业革命则是由掌握理论科学知识的科学家引领，如爱迪生、法拉第等人。第一次产业革命主要是纺织业等轻工业的兴起，第二次产业革命则是电力、石油、化工、汽车等重工业的兴起。最后，垄断产生。我们说第一次工业革命由机器生产代替了手工业制造，但当时的工厂规模都是很小的。第二次工业革命时期，资本家为了获取高额利润，建造了大规模的工厂以垄断市场。第二次工业革命的标志是电力和内燃机的发明与使用，在这一时期，社会生产力又一次大幅提高，世界格局被重新定义。

1.3.1 电力：点亮美好生活

电存在于现代社会，被应用于生活和生产中的方方面面，手机、电脑、Wi-Fi、电灯、各种仪器离开电就相当于废品一样，没有任何价值，也就是说现代生活中如果离开了电，我们几乎无法完成任何工作。例如，2003年美加大停电事故，涉及美国密歇根州、俄亥俄州、纽约州、马萨诸塞州等八个州和加拿大的安大略省，受影响人数达5000万人。美林公司首席经济学家戴维·罗森伯格估计，整个事故的经济损失在250亿～300亿美元，可见电对于现代生活的重要程度。

1820年，汉斯·奥斯特在给学生们上课时发现，电流通过的导线接近指南针时，指南针的方向会发生偏转。经过几个月的努力研究，他确定载流导线可以在其周围产生磁场。受到奥斯特的启发，安德烈·马里·安培开始研究电生磁的数学方程，随后在1826年，安培发表论文阐述电流与其产生的磁场之间的关系，也就是安培定律。为了纪念两位科学家做出的贡献，磁场和电流的单位分别以奥斯特和安培命名。

1831年，迈克尔·法拉第在实验中发现，将一条导线通上电流时，另一条独立的导线中也产生了电流，随后他又进行实验，将一块磁铁放入导线线圈中，移动磁铁时导线中也产生了电流，这就是电磁感应定律。他依据这个现象发明了一台发电机，即现代发电机的鼻祖。此后，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦系统研究了电、磁、光之间的关系，他认为它们之间存在一种密切的联系。经过不懈的努力，麦克斯韦终于得出了一组方程，被称为麦克斯韦方程组，预言了电磁波的存在。

之后的时间里，电力得到了极为广泛的应用。1876年3月10日，贝尔和他的同事成功地发明了世界上第一台可以通话的电话机。也许当时的贝尔并不会想到现在人手一部手机的场景，但他的发明确实改变了历史的进程。关于贝尔还有一件趣事，他是人类历史上第一个使用声音签名的人。在1885年的一次实验中，他把自己的声音录到一张音盘上。130年后，人们又一次听到了亚历山大·格拉汉姆·贝尔的声音。

一位伟大的发明家和企业家——托马斯·阿尔瓦·爱迪生，最为我们熟知的就是他发明了电灯泡。1879年，经过不断的试验，爱迪生终于研制出了可以连续使用多个小时的白炽灯，并取得了白炽灯的发明专利。爱迪生还是直流输电的开创者和支持者。1882年，爱迪生在纽约珍珠街建立了第一座发电站，提供110伏特的直流电。此外，爱迪生还有其他1000多项专利，并创立了知名的通用电气公司。

尼古拉·特斯拉认为交流输电更有优势，因为在直流输电的过程中电流会不断损失，导致输电距离有限且损耗很大，而交流输电则不存在这样的问题。他在匹兹堡建立了第一个交流电网，推动了电力的商业化，也可以说特斯拉奠定了现代社会的基础。作家罗伯特·拉莫斯甚至把他描述为创造出20世纪的人。为了纪念特斯拉所做的贡献，国际单位制中以特斯拉为名来描述磁感应强度。

电力的发现和应用为我们提供了一种新的能源方式，与蒸汽机相比，它应用方便，应用范围更广。可以说电奠定了我们现代生活的基础，现代人已经无法想象没有电的社会是什么样的。

1.3.2 内燃机：打开石油的“潘多拉盒子”

第一次产业革命期间，瓦特改良了蒸汽机，推动了社会的发展。与内燃机相比，蒸汽机属于外燃机，因为它的燃料在机器的外部。内燃机的原始形态是于1670年由惠更斯发明的，通过引燃气缸里的火药，靠气缸内的气体膨胀推动活塞的运动。经过多年的发展，1883年，戈特利布·戴姆勒和威尔赫姆·迈巴赫发明了使用汽油的发动机，之后又成立了戴姆勒发动机公司。1893年，鲁道夫·狄赛尔制造了世界上第一台柴油机原型。1903年，埃吉迪乌斯·艾林制造了世界上第一台燃气涡轮发动机，因此他也被称为“燃气涡轮发动机之父”。

就像电力一样，发动机被制造出来以后，人们也在考虑如何将它应用在各种机器上，最能体现内燃机应用的例子就是汽车。现在的豪华轿车品牌梅赛德斯奔驰的创始人卡尔·本茨就是汽车的发明者之一。1886年1月29日，卡尔·本茨为他的第一辆三轮汽车申请了专利，人们将这一天作为世界上第一辆汽车的诞生日。1906年，本茨和他的两个儿子在拉登堡成立了本茨父子公司，1926年和戴姆勒发动机公司合并，成立了现在世界上知名的戴姆勒-奔驰汽车公司。内燃机和汽车的发明弥补了交通工具的空白，马车正式退出历史舞台。汽车的历史如图1-8所示。

由于内燃机的大规模应用，人们也意识到作为内燃机动力来源的石油的重要性。1870年，约翰·戴维森·洛克菲勒在美国创立了标准石油公司，一手把控了美国的能源命脉。在全盛时期，标准石油公司垄断了美国90%以上的石油市场，这也是垄断组织的雏形。石油产业的兴盛如图1-9所示。

凭借着标准石油公司在美国的垄断，洛克菲勒的财富值曾达到美国GDP的2.4%，成为历史上第一位身价过亿的富豪，也是世界上公认的第一位首富。之后，由于“反垄断法”的出台，标准石油公司被拆分为许多子公司，其继任公司埃克森美孚现在仍然是美国的第二大企业。

在这一阶段，越来越多的铁路延伸到世界各地，继而带动了钢铁冶炼技术和钢铁产业的发展。1901年，摩根建立了世界上第一个10亿美元的公司——美国钢铁公司。至此，人类由“纺织时代”进入了“钢铁时代”，由“蒸汽时代”进入了“电气时代”，重工业取代轻工业在世界上占据了主导地位，交通运输领域也正式进入了火车和轮船的时代。

重工业的发展使人们的生活更加便利，人们可以坐着火车和轮船去往世界各地，人们的工作也更有效率。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，伦敦天气越来越冷，大家纷纷采用煤炭取暖。由于煤炭燃烧产生的大量烟雾和颗粒无法及时扩散，再加上火力发电站和内燃机汽车排出的废气，伦敦发生了几次空气污染事件，但是造成的影响比较轻微，也就没有引起人们的过分关注。直到12月5日那一天早上，许多人觉得嗓子剧烈疼痛且呼吸困难，不得不从睡梦中醒来。人们出门一看，天空中弥漫着黑色的烟雾，太阳的光线无法透过烟雾照射到大地上，即使到了中午天空也像傍晚一样灰暗。人们无法呼吸，许多人因此心脏病发作，支气管炎和肺炎患者更是数不胜数，此时伦敦的医院比集市还要热闹。雾霾天气一共持续了5天左右。据统计，由于空气污染事件导致直接死亡的人数多达4000人，之后数月内又有8000人左右死亡，总计死亡人数12000余人，呼吸道疾病患者更是多达10万人以上。

习近平总书记强调：绿水青山就是金山银山。身体是革命的本钱，同样，地球也是我们人类发展的本钱。我们现在通过透支地球资源来获取短暂发展的方式并不可取，也许雾霾只是大自然对人类小小的警告，如果不加以控制，更严重的自然灾害会更加频发，到那时候再采取措施或许无济于事。所以，为了我们的后代能够继续生活在这个蓝色星球上，我们从现在起要合理利用资源，以实现可持续发展。

1.3.3 第二次产业革命与世界格局：帝国的形成

英国完成第一次产业革命之后成为欧洲乃至世界的领导者，经济和军事力量无比强大。随后，第二次产业革命也首先出现于英国并迅速发展，看起来英国将要继续领导世界。不过德国和美国后来居上，取代英国占据了世界发展的前列。

1870年9月2日，法国在普法战争中战败投降。1871年1月18日，普鲁士国王威廉一世在法国凡尔赛宫加冕为皇帝，成立德意志帝国。德国没有赶上第一次产业革命，而是通过后来不断从英国引进先进的技术和机器进行学习与改造，慢慢走上了工业化的道路。所以，德国在第二次产业革命之前积累了足够的科学技术和知识，使其在第二次产业革命时几乎和英国一起开始。而且，德国的产业革命并没有十分明显的界限，两次产业革命是交叉进行的，这使德国可以选择发展那些更为先进的技术，德国也因此出现了跳跃式的发展，工业化程度大幅提高。

第二次产业革命期间，大量新的科学技术出现在德国。1866年，德国工程师发明了直流发电机，标志着德国进入了“电气时代”。从此，发电机、输电技术、电动机等一系列以电为中心的科学技术在德国快速发展。之前也说过，第一台内燃机和柴油机也是在德国制造出来的，内燃机的发明和应用使德国出现了一批制造汽车、飞机和拖拉机的新兴行业。这些技术也带动了德国机械制造业和冶金业的蓬勃发展。不仅在物理和机械方面，德国当时的化学工业也处于世界领先地位。

德国领先的科学技术不仅存在于理论层面，而且应用到了实际生产中。德国当时的工业生产无一不受新科学技术的影响。例如，享誉世界的戴姆勒汽车公司，以及巴斯夫、拜耳和赫斯特公司——这三家公司几乎供应着全球80%的染料。科学技术的发展大大推动了德国重工业的进步，使德国在这个时期积累了大量的资本。

同时，在大西洋的另一岸，美国也正在强势崛起。

之前我们提到，爱迪生建造了第一座火力发电站，提供直流输电业务。由于直流输电的各种弊端，科学家们开始研究交流输电技术。到1892年，美国的交流发电站已经超过500座。之后，电动机、灯泡、电话的发明继续刺激着美国电气行业的发展。1902年，美国白炽灯的数量达到1800万个；1914年，美国电话机的数量达到1000万台。总之，美国以十分快的速度完成了从蒸汽到电气的转变。1924年，美国消耗的电力大约相当于世界其他国家和地区的总和。

在理论科学的指导下，美国的第二次产业革命发展十分迅速，特别是重工业。1925年之后，美国国内的重工业比重逐渐超过轻工业，这标志着美国重工业化基本完成。19世纪后期，美国已经取代英国成为世界第一的工业国家。1913年，美国的工业产量已经达到全世界的1/3以上，超过英国、德国、法国、日本工业产量的总和。