本文来自微信公众号：高山大学（ID：gasadaxue），根据吴军于2019年10月19日在高山大学英国站的部分课程内容整理而成，作者：吴军（著名学者，投资人，人工智能、语音识别和互联网搜索专家，丰元创投创始合伙人，前Google智能搜索科学家），编辑：李嘉，头图来自：视觉中国
今天我们谈谈工业革命对商业、科学和社会的改变。
工业革命造就了机械时代
工业革命不是一个蒸汽机缔造的，而是由许多相关发明一起形成的。
富尔顿和蒸汽船
1765年出生于美国的富尔顿年幼丧父，但他心灵手巧，喜欢思考，有很强的创造才能。年轻时，他结识了瓦特和其它几位机械发明家后，了解了蒸汽机的原理和作用，并对机械技术产生了兴趣。
在当时，很多人都试图以机器模拟人来划船，但都没有成功。富尔顿也开始研究蒸汽船，他有很强的科学基础，一开始就找对了方向，是和前人不一样的方法论。
前人发明的蒸汽船
1793年，富尔顿来到了法国。他见到了美国驻法国大使，后来被称为“美国国父之一”的利文斯顿（他是56个签署独立宣言的人之一，也是纽约最有钱的家族）。利文斯顿非常看好富尔顿，把他推荐给了拿破仑。
当时拿破仑欲与英国海军作战，希望船可以在英吉利海峡逆流而上。不过，富尔顿发明的蒸汽船在塞纳河试航时沉没了，他的蒸汽船还被法国嘲笑为“富尔顿的蠢物”。
富尔顿转而去了英国。英国希望能有武器可以阻止法国海军的夜晚偷袭，富尔顿发明了世界上第一个现代水雷。
特拉法尔加海战后，富尔顿回到了美国。再次遇到利文斯顿，并成为他的侄女婿。在其资金和政府关系的支持下，没多久，1807年，富尔顿成功研制了蒸汽船。他发明的“克莱蒙特号”蒸汽船从纽约出发，逆流而上开到阿尔巴尼，创造了当时航行的记录。
“克莱蒙特号”模型
大概十年后，他开设了从美国南方到英国的跨大西洋蒸汽船航线。富尔顿后来当选纽约州州长，开设了整个纽约的航运业，完成逆袭，成为了美国梦的典型代表。
蒸汽船取代大帆船，得益于它获得了技术的叠加。我们希望要获得一个可重复的成功，技术就必须可叠加，这样进步才会快。
史蒂芬森和火车
更惊人的逆袭是火车之父乔治·史蒂芬森。史蒂芬森十几岁时就追随父亲当了煤矿的机械工。但与别的喝酒玩乐的工人不同的是，他去上了夜校（英国当时的基础教育系统很好，他工资的2%就够上夜校了）。到19岁时他才会写自己的名字，后来，他一直都在学习，陪着儿子从小学读到了大学。
在矿上工作的时候他就发明了安全灯，当时大科学家戴维也几乎在同一时间发明了安全灯。斯蒂芬森并没有因为发明权纠结，而是接着去做更伟大的发明。
他开始研制蒸汽动力的机车，即火车。当时铁轨和蒸汽机都已经有了，但是把蒸汽机装到火车上这件事，是他做的。从此长途马车退出历史舞台，火车就起来了。
史蒂芬森机车
史蒂芬森拿下了当时最重要的两个工业城市利物浦到曼彻斯特之间的铁路合同（曾经全世界40%的货物都要经过利物浦）。仅仅5年时间，他大学科班出身的儿子就帮他一起把这条铁路造出来了，世界上第一次有铁路把重要的城市连接了起来。
工业革命带动钢铁、能源革命
整个19世纪都是机械的时代 。惠特尼发明了轧棉机、铣床。八音盒、音乐手表以及打字机都可以用机械实现。
蒸汽机发展非常快，1800年全英国只有300台蒸汽机，25年后就有15000台，涨了50倍，因此对煤的需求也大大提升。到1860年，如果英国人用烧树来提供能源，一年就得烧掉整个英格兰的森林。所以发展需要新能源，需要真正的能源革命。
我常讲，投资一般不碰的行业之一就是新能源。太阳能和风能，很难有大幅的增长。 美国搞能源革命花了大量资金，国家扶持太阳能都没成，民间资本自己搞页岩油却成功了，美国已经超过俄罗斯成为第一大天然气生产国，完全的天然气出口国。
由于机械的广泛使用，钢材的制造成了瓶颈。历史上英国炼铁并不发达，18世纪的英国不产能够炼钢的熟铁，要从俄罗斯和瑞典进口。
在工业革命时代，因为生产机器都需要铁，而碳含量高的钢比较脆，不能用，所以工程师亨利·科特就发明了“搅拌法”和“辗压法”来炼钢。在高温下搅拌，把碳都搅上来烧掉，然后用碾压替代打铁提高工艺。后来又发明了除硫工艺，用焦炭取代木炭。这些都是在蒸汽机的辅助下实现的，很快英国的铁质量就提高了。
到1851年，英国的铁产量非常之高，召开了第一次世界博览会。下图是用全钢和玻璃造的水晶宫，在海德公园向全世界展示了工业革命的成就，这次博览会也叫水晶宫博览会。
第一次世博会的水晶宫
自由贸易和全球化，解决产能问题
70多年的时间里，全世界只有英国成为真正的工业国。当时英国产业工人只有600万人，但产品卖到了全世界。
今天世界上最主要的港口，如新加坡、开普敦、苏黎、纽约、利物浦等等，都是那个年代建成的。英国作为海洋文明的国家，占港口的意愿非常强，至今还控制着直布罗陀海峡。
海洋型国家一般不觊觎领土，但要贸易权，因为占领统治是大陆文明或者农耕文明的特点。第三次英荷战争中，英国彻底打败了荷兰但并没有占领他们，而是让签了一份贸易协定来打开市场，因为它要解决产量的问题。
1870年到1890年的第二次工业革命中，美国非常幸运，通过美西战争拿下了整个加利福利亚这一片，又拿下了菲律宾等殖民地，这样才有能力消耗掉它的产能。
德国比较背，1870年普法战争才完成统一，德国工业化时，英国已经占了很大的市场，美洲是美国人的后花园，非洲又太穷，所以军事冲突也没法避免。
表面上是政治，更重要是经济问题。
工业革命推动了热力学发展
瓦特改进蒸汽机大大提高了效率，工业时代，人类需要能量。然而能量来自哪里？有哪些形式？不同形式的能量怎么转换？
热力学第一定律
发现了能量守恒定律的物理学家是焦耳。在我们眼中，他是英国皇家学院的院士，而当年他的第一身份，是个经营有方的啤酒商。
焦耳小时候身体不好，父母请了家庭教师教他。这位教师就是近代原子论的提出者——道尔顿。道尔顿推荐焦耳上了大学。大学毕业后焦耳回去参与自家啤酒经营。
天生喜欢做科学研究的焦耳在尝试造永动机的过程中发现这件事不靠谱。蒸汽机要把水烧开，温度很高的情况下，蒸汽转化成动力做功。那么温度升高的来源是什么？焦耳把所有可能的来源都试了一遍，最后发现不管哪种来源，都得先有能量输入。
与民间科学不同的是，焦耳的实验都是定量的，并且都有详细记录，从而可以从中总结规律。但即便如此，英国皇家学院并不接受他早期的论文，直到后来，一些主流科学家才慢慢认可了他。
当时很多人研究机械能和热能的关系，但实验结果都不能重复，而只有焦耳能精准地测出细微的温度变化，这在当时难以想象，因此受到了很多质疑。其实实验对测温度有很严苛的要求，焦耳是个啤酒商，啤酒商当年测定温度的设备，比科学家们的好多了。
焦耳的热量测量仪
最终焦耳在皇家学院宣读了非常重要的一篇论文《论热的机械当量》，得到了全英国认可，当选为皇家学院院士。
从他的成功我们可以看到，试验条件以及有一套系统的科学方法的重要性。
热力学第二定律
那么接下来人们就想，既然能量互相转化，那么转化效率最高能到多少呢？焦耳认为蒸汽机的效率至少还能提升5倍，但是现实中却怎么也提升不上去。
当时有人建议：只要质量巨大的海水温度降0.1度，释放的能量全世界都够用了。但是水温度不可能自然降低，要用海水发电就需要用冰来给它降温，没人能让这件事情发生。
法国工程师萨迪·卡诺提出“卡诺循环”回答了这个问题。后来克劳修斯和开尔文提出来了新的表述，就是热能不可能自发地从低温物体传到高温物体上，只能从高温传到低温的物体，这就是热力学第二定律。
所以效率变高最简单的办法就是把温度升高。早期瓦特发明了高温炉子，让效率提高很多。之后人们又发明了涡轮蒸汽机，把蒸汽机排出的热气都利用起来，一级级做功。后来又进一步提高温度，有了内燃机。
当然也有人就想，能不能只烧一点煤，让机器运转起来后就永远动下去。那个年代虽然很多人知道热机效率超不过100%，但永远有人去尝试。
有个法国人拿着所谓的“永动机”到世界各地表演要钱做研究，后来因为分赃不均被团队的人揭发，说只不过是让仆人在机器里不断推动罢了。
虽然还不能证明永动机不可能存在，但法兰西学院规定，以后永远不接受谈永动机的东西。几乎同时，美国和英国的专利局也定了同样的规矩。
这看起来只是一个小小的规定，但我们看到，19世纪科学界做的很重要的事情——划定边界。把边界定下来，在边界里做最大化，比如围绕着提高温度，提高压力来提高效率，而不是去想那些超越边界的不可能实现的问题。
工业革命改变了生产关系
雇佣制出现
英国过去是学徒制，师傅带徒弟，同时行会要求师傅带徒弟有一套标准的培养方法。大工业时代以后，学徒关系变成大工厂的雇佣关系。同时厂房需要很大面积，工厂开始集中。
古典经济学诞生
与此同时，亚当·斯密和大卫·李嘉图的古典经济学诞生。亚当·斯密提出劳动价值论，认为河流、土地等天然物是无法收钱的。大卫·李嘉图的地租理论（李嘉图定理）提出，建工厂要建到河边，远了就不好运输和用水，而土地数量有限，所以河边的土地租金涨30%。这就解释了为什么各个城市中心地区房价一定很贵的现象。
童工出现
生产关系变化也带来了劳资关系变化。
工业革命以前，师徒关系令工人没法自由流动。工业革命后，人口从农村大量涌入城市，工人有了议价权，工厂雇工成本在增加，而不是降低。工厂的机器操作简单，谁愿意接受的钱少就雇佣谁，因此有了童工。
因为薪酬很低，当时妇女和儿童的生活比较悲惨。
精品店出现
商业模式也发生了变化。以前奢侈品都是订几件做几件，大量工业品出来以后就无法用传统方式销售了。韦奇伍德在英国首创了一种模式，把漂亮的瓷器放在柜子里展示，大家就Windows shopping。出现了下图这样的展示店，就是我们今天奢侈品专卖店的雏形。
工业革命让社会进入转型期
从熟人社会走向生人社会
那时，英国正在经历一个从熟人社会向生人社会转变的过程，虽然在这个过程中很多人不适应，但到今天我们都比较能接受了，比如用职业理财人帮我管理钱，可能比交给我儿子更靠谱。
贫富差距拉大
工业革命带来了物质生活的巨大丰富，煤矿上的工人虽然过得很惨，但温饱是能解决的，并不像我们想象得这么差。但令他们感到不满的是巨大的贫富差距。 穷人当时一日一餐，勉强吃饱，产业工人能住上一个两居室或者三居室，而上层人就每天party，看歌剧和喜剧。
大家要注意，社会上升的通道必然艰辛，往下的通道却永远敞开。永远有社会阶层的流动，永远会产生20%新的贫困人口，他们的贫富才是真正的问题。
中产阶级出现
矿上虽然辛苦，但大家还是会去矿上工作，只要有一份工作，慢慢就会步入中产阶级。维多利亚时代已经实现了9小时工作制。中产阶级一周工作6天，到了周末就穿上西装，上午到教堂社交，下午去集市买东西。下层人有了钱，就在小酒馆喝酒。
1832年，英国的工人获得选举权；1848年，《共产党宣言》发表；1870年，恩格斯在《共产党宣言》德文版的序言里写道：1848年我和马克思想错了，欧洲这些发达工业化国家的工人，生活状况已经得到了很大的改善，不需要通过暴力革命也可以获得他们的权利。
这说明工业革命最终会带来很好的生活，但这个渐变的过程非常痛苦。
环境污染严重
19世纪中期，英国发生了泰晤士河恶臭事件。当时为了运输方便，工厂都建在河流旁边，污水直接排到河里，河水氧气量变成了0，只有厌氧的藻类能繁殖，整个泰晤士河没有一条鱼，并散发着恶臭。随着夏天来临气温升高，河边办公楼里议员们已经没法办公了。
这件事促使英国下定决心治理污染，大概花了100年泰晤士河才被治理好。
启示：不要做失落的一代
回顾历史，工业革命早期受益者只有瓦特、富尔顿这些2%的人，其他98%只是晚期受益者，而这中间大概有50~70年的过渡期，这一代人在工业革命中是被淘汰的，是没有机会的。
同理，为什么美国会爆发“占领华尔街”事件？因为第三次工业革命之后，失落的一代认为自己是被淘汰的那98%的人，而财富被2%的人拿走了。
但在这背后的另一个事实是，美国1%的人交了国家50%的税。富人的钱不是放到保险柜，而是拿来投资，作为一种社会资源再生产。
差别只在于：谁掌控这些资源、负责这些角色。
大家要深刻理解成为2%的人的必要性，没有一个中间地带！要么成为占领华尔街的人，要么就只能是那98%的人。
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