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南北战争以前美国科学技术的发展
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南北战争以前美国科学技术的发展
黄安年文 2007年5月13日
（按:《南北战争以前美国科学技术的发展》栽《美国的崛起》中国社会科学出版社1992年;学术交流网2005年1月27日首发。）
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建国初期和19世纪上半期的科学技术
18世纪中期，英国发生了近代第一次技术革命，这时美国正处在独立战争之际，战争需要大批的枪炮、弹药、军医、军工、军需及其他日用物资，从而推动了科学技术的发展。19世纪初，美国开始了工业化的进程，推进了西进运动，它给了科学技术发展以新的推动力，一些发明和发现不断涌观，它集中反映在轻工业技术，的发展上。
前已提到，对棉纺织业发展具有重大影响的是，1790年的斯莱特水力纺纱机、1814年罗威尔的纺织机、1793年伊莱休·惠特尼的轧棉机。此外，1828年，约翰·索普向政府注册了绞纱机。1829年，他的金属圈纺纱机开始在美国推广。其后出现了圆筒绷布机、平面织布机。1894年，诺索普的织布机可以使织梭时空纬纱轴自动跳出，新纬纱轴自动装入。美国织袜机的发明要推1859年的威廉·李。在19世纪中叶，圆印花机及蒸汽机引擎随柳条布的织造、漂白、染色及整理同时传入。
1846年10月，伊莱亚斯·豪(1819一1867)发明了缝纫机。这不仅是妇女的一大福利，而且也改革了成衣和制鞋业，在这期间，纽约的本杰明·比恩、弗吉尼亚的詹姆斯。吉布斯、艾伦·威尔逊和1851年8月艾萨克·胜家(1811-1875)先后进行了改进，完善了缝纫机的工艺。工884年，恩格斯说：在棉纺织工业方面，“发明的天才也已从英国转移到美国去了。棉纺织工业的纺纱机和织布机方面的最新改进几乎全部都出自美国，而曼彻斯特不得不只是加以采用。在各种工业发明方面，美国已肯定地起着主导作用。”[1]
在造纸业方面，第一家造纸厂当推1690年宾夕法尼亚德意志城的里顿豪斯造纸厂。1728-1729年，在新泽西州的伊丽莎白城和宾夕法尼亚的德拉华县，又先后建起了纸厂。到1810年，除马萨诸塞外，在17个州中，已有179家纸厂。1827年，纽约市出现了造纸机厂。1880年，出现了木浆纸，·对社会生活产生了重大影响。
在书刊出版业方面。美国最早的报纸是1704年4月24日创刊的波士顿《新闻通信》。[2]1712年，费城出版了宾夕法尼亚《普通快邮广告报》，这是第一家日报。到18世纪末，美国每年发行的报纸已在1，200万份以上，比英国发行的报纸还多2／3以上。布尔斯廷评论说：“美国生活的流动性如此之大，又这样充满新奇感，并且动荡和多样化；因而这种万花筒似的、时效短暂而具有多方面内容的报纸，正是反映这种美国生活的最适当的文字表现形式，报纸必须实用、中肯，但它不需要人们长时期阅读或集中思考。报纸必须具有文学水平，但它不能把文艺性和表达性同商业和生产领域的生活分割开来。报纸必须公私兼顾、必须考虑到整个社会，只是它的重点是放在活动和特殊事件上面，而不是那些普遍原则。报纸是美国打破一切界限的象征”。[3]美国最早出版的图书是1638或1639年间由斯捷潘·戴伊在哈佛木学印行的《皮尔斯年历》。直到1741年，美国才出现了第一本定期出版的杂志。早期出版的杂志具有明显的地方性，费城、纽约和波士顿是印刷中心。在整个18世纪，美国的印刷水平远远落后于英国，18世纪40年代，新铅字传入美国。从1790年开始，美国陆续出版美国版《大英百科全书》，在7年时期里，出齐了18卷，1801年，费城的马修·凯里创办了美国图书公司，迄今不少有影响的图书公司，都成立于19世纪上半期。[4]
在橡胶工业方面，美国于1832年在马萨诸塞成立了第一家橡胶公司，即罗克斯伯里橡胶公司。早期的橡胶易受温度变化，遇热变软以至熔化，遇冷变硬。美国人查尔斯·古德伊尔于1839年1月加以改进，将橡胶、白铅及硫磺混合加热，使之硫化，使橡胶遇热不再发粘，遇冷不再变硬，对此，1851年10月13日，马克思在致恩格斯的信中提到：“英国人承认，美国人在工业博览会上得了头奖，并且在各方面战胜了他们。1．古塔波胶(Coodyear)，有新的原料和新的品种。”[5]
1881年6月，恩格斯写道：“美国正处在推广工业已成为全国需要的这样一个发展阶段上。这一点可以由下列事实证明：在发明节约劳动力的机器方面，走在前面的已不是英国，而是美国。美国的发明每天都在代替英国的专利品和英国的机器。美国的机器输入英国，而且几乎是所有的工业部门。”[6]
19世纪上半期，美国的重大发明和革新有：1830年，罗伯特·L·斯蒂文斯(1788-1856)发明了蒸汽机车头。同年，彼得·库珀建造了美国第一辆机车。1831年，约翰·杰维斯设计了汽车旋转台。 1837年，约瑟夫·哈里森发明了平衡水准仪。
约瑟夫·亨利(1797-1878)和迈克尔·法拉第在1820年代同时分别进行了电磁体的试验，将磁力变为电力，1832年7月，亨利的成功实验报告发表比法拉第晚了几个月，电报机的发明，依赖于亨利实验的启示，“试验本身很简单，但意义极重大，为人类的进步开创了一个新时代。它将世界带进电力时代，即电动机和发动机的时代”。1842年，亨利还单独发现莱顿瓶或闪电时所放出的电，不是连续的，而是摇摆的。1846年12月3日，亨利受聘任化盛顿的史密森研究院首任秘书，长达30多年。该研究院是根据伦敦化学家詹姆斯·史密森遗嘱规定赠送的50万美元以上巨款创办的，以“增进及传播知识”为宗旨，其后成为“培育美国科学的机构”1878一1888年间，他还是全国科学学会的主席。
1831年，赛勒斯·麦考密克(1809—1884)发明了收割机。他的父亲罗伯特·麦克密克也是一位农机发明家。1834年，麦考密克的收割机获得专利，1851年，在伦敦世界博览会上，麦考密克的收割机被介绍到欧洲，在伦敦、巴黎、汉堡、维也纳等地赢得了普遍的赞誉。
1843年，查尔斯·瑟伯发明了打字机。1867年，克里斯托弗·肖尔斯(1819-1890)建造了第一架实用打字机。1868年，经改良后的打字机取得了专利。
1832年，塞缪尔·莫尔斯(1791—1872)从事实用电报的研究，在约瑟夫·亨利的协助下，1838年，发明电报成功。1844年5月24日，首次公开发报，很快在全国推广。
1846年，理查德·霍(1812-1886)发明转轮印刷机，每小时能印刷8，000张纸。1853年，他又引进滚筒印刷机，1881年，还发明了三角折页机。
1849年，沃尔特·亨特发明了现代保险针。
1852年，肯塔基制铁商威廉·凯利（1811—1888)研究生铁炼钢工艺成功。1864年，凯利采用了贝斯默炼钢法，制成优质钢。
1852年，伊莱沙·奥蒂斯(1811—1861)发明了旅客升降机。1861年，他又发明了气动梯。1852年，他还发明了铁路货车制动闸。1857年，发明蒸汽犁。1858年，发明自动伐木机。
1859年，埃德温·德雷克(1819—1880)在宾夕法亚西的泰特斯维尔地区成功地进行了石油钻井。
1860年，奥列夫·温切斯(1810一1880)引进了转轮手枪。
1860年，理查德·加特林(1818—1930)又改进了转轮机枪。
在19世纪上半期，美国著名的科学家还有：植物学家康斯坦丁·塞缪尔·拉芬内斯克(1783—1840)，他写出并出版了1，000多种论文、回忆录和科学论著。前后40年。动物学家亚历山大·威尔逊(1766—1813)，出版了9卷本的《美国鸟类》(1827)，被尊为
美国鸟类学之父。约翰·奥杜邦(1785一1851)，出版了《美国鸟类》和5卷本的《鸟类指南》(1838年)。“美国记述性鸟类学之父”托马斯·塞伊(1787一1834)，在20年代出版了3卷本的《美国鸟类学》。
生物学家路易斯·阿加西斯(1807—1873)，在1847年写成了《冰川的研究》，他还创办了头一所海洋生物实验室。矿物学家詹姆斯·德怀特·达纳(1813—1895)，于1837年出版了《矿物学体系》一书，1848年，又出版《矿物学手册》，1872年，发表《珊瑚和珊
瑚岛》。“达纳的著作把新的自然知识和地球的进化结合起来，在美国有千百人读过，因此，大大帮助了由达尔文《物种的起源》开其端的知识革命。这是达纳对美国文化发展的早伟大。的贡献。”还有海洋李家马修·方丹·莫里(1806-1873)，在40年代出版《北大西洋的风和海流图》，由于很多船只采用他的海图，由纽约绕合恩角到旧金山的航行时间，已从180天减为133天。 1853年，他又出版了《轮船越过大西洋的途径》。同年，他主持布鲁塞尔国际会议，他的航线图已为全球95％的商船所采用。
近代前期美国科学技术发展的特点
美国殖民地时期和18世纪下半期19世纪上半期，科学技术发展的明显特点是它的实用性和大众性，布尔斯廷评论说：“可能从来没有一个文明国家的物质发展同智力发展具有如此清晰的一致性”，“美国人热衷于探明他们的土地，以至根本没法抽出手来著书立说”，“美国人的兴趣在于土地的使用，而不是对土地作全面而系统的阐述”[7]，早期美国博物学的成就，工程技术和应用技术的发明，大于自然科学的划时代成就，这固然反映了科学理论的不发展、学术思想基础的不深厚以及美国缺乏空闲时间和从科学理论上著书立说的客观条件，也说明面对一个一无所知和不断变化的北美大陆，发展科学技术的来源不只是学术研究院、修道院或高等学府，而是广阔的社会实践，它为全社会的人开放。 、
和欧洲相比，由于北美生活简单、民风淳朴，北美的医疗没有繁琐的教条，重视自然康复与简单疗法。“北美经验恰好是在常见病领域起了最大的作用。这一领域显然已成为公共医疗卫生问题的症结所在，有些疾病在欧洲似乎已成了人生一辈子必不可免的遭遇，而在北美，却由于采取了合情合理的公益措施而得以避免。有些疾病在英国是一种地方病或流行不绝的病，而在北美则往往是时疫，对社会构成了突如其来的剧烈威胁。”[8]
亨利·康马杰在《美国精神》一书中谈到美国人注重实际的精神时说：“他们喜欢创新，不大尊重传统，对任何事情都愿意试一试。他们对各种情况的反应多半是很实际的，当他们找到解决具体问题的办法时就欢欣若狂。轧棉机飞汽船，收割机，六响枪、缝纫机、合成橡胶、电报电话飞、倒刺的栅栏、打字机以及成百上千的其它发明，到头来使美国人以热衷于搞小玩意儿而闻名于世。美国是首先在高等院校中开设技术课的国家之一。”“普鲁士人
和法国人是公认的军事技术大师。但放气球、安铁丝网、挖战壕、发射水雷这些办法却是在内战中首先有效地加以使用的。”[9]
早期北美科学技术发展的另一个特点，就是结合北美实际学习、引进欧洲的先进科学技术，并以发展应用科学技术为主。这一特点贯穿于整个19世纪的始终。
注释：
[1]《马克思恩格斯全集》，第21卷，第428页。
[2]双面印刷的单张报纸，由约翰·坎贝尔兼出版商、编辑、邮政局长。参见《美国新闻史》，第35页。
[3]《美国人：开拓历程》，第375页。
[4]如1807年的威利父子图书公司、1817年的哈泼尔兄弟图书公司，1825年的阿尔普顿世纪公司、1830年的贝克泰勒书局、1836年的普提南父子书局，1837年的利特-布朗公司，1946年成立的斯克里布纳父子书局、1849年成立的麦夫林书局、诺思雷德书局，及1852年成立的达顿公司。
[5]《马克思恩格斯全集》，第27卷，第380页。
[6]《马克思恩格斯全集》，第19卷，第290页。
[7]《美国人：开拓历程》，第181-182页。
[8]《美国人：开拓历程》，第250-251页。
[9]亨利·康玛杰：《美国精神》，第9页。
（原载《美国的崛起》第十五章，近代美国科学技术的发展 第一节，南北战争以前美国科学技术的发展，中国社会科学出版社，1992年版，第441-447页。原载注释在页下，网上发表时改为文尾。本文最初发表在1992年，这次网上发表时没有做文字修改。）
学术交流网(www.annian.net)/美国论著研究/2005年1月27日首发
https://blog.sciencenet.cn/blog-415-2055.html
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