技术史第Ⅳ卷:工业革命

第 1 章 农 业 第 1 篇 农机具 奥尔加·博蒙特（OLGA BEAUMONT） J. W. Y. 希格斯（J. W. Y. HIGGS） 1.1 引言 从 1750 年到 1850 年的 100 年，见证了英国农业非同寻常的发展与活力。在伟大的技术改进者的影响下，人们对耕作产生了新兴趣，圈地使人们得到了实践新思想的机会，交通方式得到改良 ；人口的不断增加导致对食物需求的持续增长，再加上拿破仑战争的刺激等，这一切促使了耕作技术方面的大发展（第 1 章，第 2 篇）。许多更为高效的设备被发明出来并投入了应用，许多年前就已提出的思想**次有了实用价值。毋庸置疑，在英国，进步的主要推动因素在于圈地运动 ；在狭窄的土地上毫无用处的机械或者设备，可以有效地应用在新的商业化农庄里。在欧洲的其他地区，由于圈地运动比英国滞后得多，对新型设备的应用也较为缓慢，而仅仅局限于较大的庄园。 虽然农民对农具的更新换代已经不可避免，但实际的更新时间在某种程度上还要受当时工业化进程的制约。在 18 世纪 50 年代，农民使用的大多数农具由当地农村中的铁匠或木匠打造，简陋的农具则由农民自制。到 19 世纪 50 年代，农庄的农具中则有不少是由工业化的英国工厂提供的，而且数量在不断增长。农村中的工匠主要用木材与熟铁打制农具，而工厂却能够采用新材料和新技术。例如，由于工厂铸铁的加工成本低廉，同时又经久耐用，因此很快替代了熟铁乃至木材。19 世纪许多主要的农业机械制造厂家，是由 18 世纪较有魄力与进取心的工艺行会组织发展而来的，尽管其制造的产品有诸多优点，但是农民依旧喜欢用工匠打造的一些农具。直到进入 20 世纪，这一情况才发生变化，而且，虽然农民的许多农业设备是从大公司买来的，但还是有一些农具继续在农村制造（第Ⅲ卷，第5 章）。 从一种机械的发明到它被广泛采用，时间上的滞后有可能长达一个世纪。小的佃农，即使他的土地成片，也常常由于缺少资金而难以换用更为先进的生产方式，而不得不继续使用老式的农具。然而，当时大的农庄主与资金充裕的农民，在利用当时重大的技术革新方面却从未犹豫过。事实上，在本书所写的这段时间内，技术的变革绝不亚于一场革命。在 18 世纪 50 年代至 19 世纪 50 年代期间，一位农民生活在一个较为先进的农庄，他的一生中可能见证一场彻底的农业变革 ：工厂生产的犁会取代当地生产的犁 ；种子会改用条播机进行条播，并用畜力锄地 ；复杂的机器将取代镰刀用来收割和脱粒。 1.2 耕作机具 犁的设计与制造在 18 世纪和 19 世纪取得了重大发展。罗瑟拉姆犁（Rotherham plough，图版 2A）是根据从荷兰传入的原理制造的，它比老式的犁小而轻巧，需要的役畜也更少。这是一种悬挂犁，带有曲线形的犁壁，翻动土地更为充分，但其主要革新在于主体结构部分的重新设计，包括用一个三角形犁代替了 17 世纪的四边形犁以及其他更早的样式。这一改变是 18 世纪犁在设计方面的**个重大发展。罗瑟拉姆犁在英格兰的北部及东部各郡得到了广泛应用。它激励了阿巴思诺特（John Arbuthnot）与斯莫尔（James Small）等人去研究犁的设计原理，并在其著作中讨论了各种犁在使用时的相应优点。他们制作了设计图、表格，并给出了详细的说明，据此人们就可以制造出这种犁来了。斯莫尔在 1767 年左右把罗瑟拉姆犁引到苏格兰，而他 的 著 作《 论 犁 与 轮 车 》（A Treatise on Ploughs and Wheeled Carriages，1784 年）在犁的设计史上占有重要地位。由于创建于 1754 年的皇家艺术协会（Royal Society of Arts）提供的奖金，设计者之间的竞争更加剧了。 在 18 世纪末至 19 世纪初的这段时期，人们开始把木犁更换成铁犁。罗瑟拉姆犁的犁壁是木制的，部分覆以铁板。它还有一个铁制的犁刀与犁铧。1763 年，斯莫尔设计出了苏格兰悬挂犁，这是罗瑟拉姆犁的一种改进形式，带有一个熟铁的梁架和把手。1785 年，在诺威奇的一家铸造厂工作的兰塞姆（Robert Ransome）——一家同名公司的创始人——取得了淬硬铸铁犁铧的专利。4 年后，他在伊普斯威奇开办了一家工厂，注册了冷铸铁犁铧的专利。犁铧的背面冷却得比上表面快，这样就使一面比另一面硬度更大。这种犁铧具有自锐性。早先的犁铧要在田间整锉，或拿回去锻制，以使之锋利。当冷铸铁犁铧得到应用之后，就可以保证其边缘持久锋利。自锐性犁铧的制造原理，直到今天依然不变。 1808 年，兰塞姆取得了第三项重要专利。这是一种铁制犁架的专利，使用可以装配的标准化的可更换部件。这种犁所采用的结构是部件可以简易地拆散，而那些容易磨损与损坏的部件可以用新的部件来替换。从那时起，有关马拉犁的构造原理就再未有过根本性的改变。 不能奢望兰塞姆及其他杰出制犁人的设计理念能够立即在全英国得到采纳。在 19 世纪中叶，任何一种可用的农具，从苏格兰西部的开司克罗姆（caschrom）1 到罗瑟拉姆犁以及其他改进型的通用犁，都在各地得到应用。到 1840 年，兰塞姆制作了多达 86 种不同形式的犁，以适应各地市场的需要。在制造厂已经生产出全金属犁以后很久，一些乡村中的工匠还在继续制作当地传统设计形式的农具。在北方各郡得到广泛使用的罗瑟拉姆犁的改进型犁的确重要，但在肯特郡和萨塞克斯郡，一种转壁双向犁（图版 2B）也被广泛采用。前者是一种老式的单向犁，在经历了 300 年后，其基本设计才有了一些小的改变。用这种犁犁到犁沟的终点时，犁壁要拆下来，再装到另一边，这样犁才能沿着同一条犁沟返回。 除了犁之外，对其他耕作机具的革新也同样重要。这些革新不但包括对老式农具在设计上的改进，而且包括一些全新设备的引入。碾压机原先是用木材或石头制造的，而光滑的铸铁碾压机已在 19 世纪早期出现。当碾压机被制成两个部分可独立转动的结构之后，这种碾压机在畦头转向时，一般就不会把作物从泥土中拉出来。后来，碾压机在制造时又安上了一些铸铁轮，它们紧靠着安装在一根轴上，使得每一节都可以独立转动。碾压机的双重功能是压实泥土和碾碎大的土块，其*重型的变种被称作碎土机。1841 年问世的著名的克罗斯基尔（Crosskill）碎土机（图 1），是由许多带有锯齿的圆盘安装在一根中心轴上组成的。 耙有许多不同的尺寸和重量，还有方形、三角形、菱形等不同形 状。早在 16 世纪的某些地方，人们已用铁耙齿取代了木制长钉。进 入 1800 年之后不久，耙架也开始用铁制造。*后，人们又发明了锯 齿形耙（图 2）。这种设计消除了早期的耙会从一边摆动到另一边的困扰，从而提高了工作效率。耙齿间的距离减小了，而且每个叉头也不太容易黏附堵塞。锯齿形耙是由 2 个以上的部件连在一根棍上组成的，这一形式在 1839 年由阿姆斯特朗（Armstrong）注册了专利，并成为现代齿耙的原型。 到 18 世纪末，随着人口的增加，以及在拿破仑战争时期需要更多本土种植的粮食供应，使得开垦新土地变得势在必行，并导致了许多适宜于深耕的重型农具的发明。过去，要经过多次犁地才能满足耕作的要求，而中耕机在这时候就派上了用场。它造得比耙更重，通常装在轮子上。这种农机具拥有坚实的曲线型耙齿，能够将土壤翻到相当的深度。在 1850 年之后，人们又引入了装在弹簧上的耙齿，它能传递振动。