机械革命
在人类进化的整个大进程中，拿破仑不过是一个非常微小的插曲罢了！他对社会进步造成的阻碍，不过是人类社会中潜伏的落后力量的体现，这就像一种流行病——即使是流行病，也不是很高危害的那种病毒。拿破仑所杀害的人，远不如1918 年的流行性感冒杀得多；他所造成的社会混乱，也不如查士丁尼时代的瘟疫造成的大。这种小插曲是人类历史中的必然。神圣同盟也同样如此。不过，尽管它不是完全进步的，但至少它已经将马基雅维利式君主政体的个人主义彻底抛弃了，取而代之的是一种人类的或至少是一种欧洲的公共福利体。虽然它把世界分割给了各个君王，但人类的大同理想和尊重上帝的态度还是令人欣喜。
在新的、持久的社会政治制度建立以前，人类一直在为之奋斗，其中有几个方面是必须坚持并完成的事业。这些事业到底是什么？一是如何赚取并应用财产的科学，这是自由和社会正义的基础；二是创建货币的科学，以建立一个高效的经济媒介；三是完善政治与社会合作的科学，它可以让每个人都能和谐地追求共同利益；四是创建国际政治科学，它能结束人种间、政府间和民族间的战争行为；五是创立并推广一种遍及全世界的教育制度，以保持人们在人类共同的冒险事业中的意志和利益。只有在这五方面的建设事业上都做出贡献的人，才能称得上是造就19 世纪历史的人物。诸多19 世纪的外交官、政治家与这样的人相比，都不过是一些时常闯祸的学龄孩子或者是盗窃金属的小偷。他们置身于一座文化的大厦之中，却丝毫不明白这座大厦的性质，以至于在建筑大厦的材料上肆意糟蹋。
整个19 世纪，文艺复兴所解放出来的思想都集中于对社会和政治进行改造的事业上。在世界范围内，人类改变自然的力量和个人物质生活水平都发生了普遍的变化。造成这一变化的，正是解放后的思想作用于科学的结果。罗吉尔·培根的预言变成了现实。一代代科学家积累起来的知识和信念，终于开始结出实用的果实。其中最主要的成果之一就是蒸汽机。
18 世纪就已经出现的蒸汽机最原始的面貌是为新开煤矿排水的抽水机。煤矿为冶铁提供的燃料取代了人们一直使用的木炭。詹姆斯·瓦特改进了蒸汽抽水机。1785 年，第一架充作动力源的蒸汽机被安装在诺丁汉的一家棉纺厂里。1804 年，它被应用于运输。第一辆火车头被生产了出来。1825 年，第一条铁路通车，它连接了斯托克顿与达林顿。铁路发展飞快，到19 世纪中叶，铁路网已遍布全欧洲。铁路的出现具有划时代的意义。拿破仑在俄国遭遇惨败后，返回巴黎的1 400英里路程总共用了312个小时——平均每小时5英里。拿破仑运用了当时能找到的一切快捷的交通手段，如果换作普通旅客，可能还要多花费一倍以上的时间。铁路把这种局面扭转了。任何普通旅客搭乘火车走完这段距离都用不了48 小时。换句话说，它把欧洲的主要路程用时缩短了90%，这让任何一个政府都拥有了管辖比过去大10 倍地域的能力。在美洲，铁路的功效更是立竿见影。比如在当时不断向西扩张的美国，人们可以从边疆任何一个地方横穿大陆直抵华盛顿——这就意味着国家统一。没有铁路，这种统一是很难实现的。
蒸汽机在轮船上的使用要早于火车。1802 年，一艘“夏洛特·邓达斯”号轮船出现在了福斯-克莱德运河上；5 年以后的1807年，美国人富尔顿建造了“克勒蒙”号汽船，并成功地在纽约哈得逊河上游试航。第一艘航海的轮船也是出于美国人之手，它由纽约出发驶到了费城……上面介绍的这几艘轮船都是明轮船。明轮船船桨易碎，所以并不适合进行远洋航行。适合远洋航海的螺旋桨船出现得较晚。轮船因为受载煤量等因素影响，一直到19 世纪中叶才在吨位和载货量等方面赶上帆船。从那时起，海运进入了飞速发展时期。人类也第一次能够在横渡大洋之前就预先估算出需要花费的时间。在此之前，横渡大西洋是一种需要耗时数周乃至数月的冒险，轮船则改变了这种状况。1910 年，最快的轮船把这个时间缩短为5 天以下，而且抵达时间也准确了许多。除了耗时缩短外，轮船带来的另一个好处是，航行的安全性大大增加。
在蒸汽机技术大踏步进步的同时，伏特、加瓦尼和法拉第等人在电磁学领域也取得了对人类意义非凡的成就。1835 年，电报诞生。1851 年，第一条海底电缆在法兰西和英格兰之间铺设成功。仅仅几年的时间，文明世界就形成了电报网路。信息由以前的定点缓慢传递，变成了世界各地同时发布。
火车和电报等在19 世纪中期的民众看来极其神奇、拥有变革意义的发明，其实仅仅是人类文明进程中具有标志性，但也极为简陋的一批成果罢了。这是人类工艺知识和技能正常进步的结果。
在诸多种进步中，材料科学最初并没有引起人们的重视，可是后来却在文明的发展中显得极其重要。18 世纪中叶以前，冶铁使用的是木炭，所以铁块很小，后期再锻打成型，是铁匠等手工艺者的工作材料。铁制品的好坏，完全以炼铁工的经验决定。这种情况下，16 世纪最大的铁制品也不过是两三吨重罢了——火炮的重量毕竟是有一定上限的。18 世纪，鼓风机和焦煤出现了。在此之前，我们从来没见到过轧铁板，也没有使用该种工艺生产的铁条和铁块。内史密斯的汽锤是迟至1839 年才出现的。因为受材料限制，人们一直无法很好地使用蒸汽的力量。在轧铁板出现以前，原始的抽水机也无法得到发展。以现在的眼光看，早期蒸汽机是一种非常简陋的机器，可那却是在冶金科学落后的情况下最先进的机械。
明轮蒸汽船侧视、上视图及明轮蒸汽机、驱动部件结构图。明轮船船桨易碎，并不适合进行远洋航行，但它的出现却意义重大(https://www.daowen.com)
1856 年，贝塞麦发明了转炉冶炼法。1864 年，平炉冶炼法也随之问世。这两种冶炼法让所有钢和铁矿石都能够被熔为铁汁，去除杂质。不管是冶铁质量还是数量都让人瞠目结舌。在现在的电炉中，我们很容易就能看到大量的铁熔液上下翻腾，就像调羹里的奶酪。人类在材料科学上的进步很快就达到了能够制造合金的地步。制造铁轨和蒸汽机不过是冶金科学进步的初步成果罢了！紧随其后，钢铁船只、大桥、建筑蜂拥而出。直到这时候，人们才发觉过去设计的铁路过于简陋，规模太小了，可是为时已晚。
19 世纪，世界上的船只都在2 000 吨以下；现在，5 万吨的邮轮人们已经司空见惯。有人认为这不过是“量”的发展，是微不足道的，可这种想法其实非常浅薄。现在的钢铁巨舰和建筑物绝不是人们想象中的，把以前的小船和建筑物原样放大，而是一种完全不同的东西：它要想既轻便又坚固，其建筑材料就要有重大进步；它必须经过精密的计算才能建成，仅靠以往的经验是不行的。在旧式房屋和船只的建造中，人们往往会受限于材料，而在新式房屋和船舶的建造中，材料则成了人们的奴仆。我们可以想象出这样一幅场景：煤、铁和沙被开采出来，经过各种工艺，最后被制成细长而灿烂的钢铁和玻璃的尖顶，耸立于繁华的都市中，居然能高出地面600英尺……
钢铁冶炼技术的进步仅仅是材料科学进步的一个分支。其他还有许多种新材料出现。比如，19 世纪以前人们根本不知道镍和铝的存在，可是后来它们也纷纷面世。除此以外，诸如各种玻璃、石膏、染料等材料的发明，这些都是迄今为止机械革命所完成的主要功绩。现在我们还处于享受这些研究成果的早期阶段。人类有无穷的能力，可是却不知道该如何使用这种能力。对这些科学的礼物，人们更是不知道该如何正确地利用。
与机械工业并行发展的是电学知识。不过，直到1880 年以后，它才逐渐显露出了自己的力量，让人们对它开始有了认识。从那时起，电灯和电力一一出现；电可以通过铜丝传递，变为机械运转的动力或光和热的源泉……这些观念开始传入普通人的思想里。
在这次伟大的进步中，英国人和法国人是最初的领导者。可是饱受拿破仑蹂躏的德国人很快就在科学探索方面表现出了非凡的才能，对科学的热忱和执着让他们很快就追上了英法。英国的科学进步多是由英格兰人和苏格兰人完成的，他们通常是远离学术中心的人。因为英国的大学自新教改革后已经成了英国国教的大本营，是贵族的专有机构。自高自大且闭目塞听的风气主宰了这些大学，中级学校也难免受到大学的感染。因此，英国科学早期的发展没有和这些教育机构产生多大联系，甚至教师和宗教阶层还对科学的发展格外痛恨。法国的教育与英国非常类似，完全被耶稣教会的古典传统所统治。结果，德国人很容易就组织起了一批科研团体。虽然其规模很小，但与英法寥寥无几的科学家相比，已经算是非常多且强大的了。
此外，虽然英法因为科技的发展而带动了国力的强盛，但那些科学家却往往获利很少。真正的科学家大多是具有超脱凡俗精神的，他们一门心思研究科学，却很少关注如何利用自己的成果去获得金钱，于是他们的成果自然很容易就落到了功利心强的人手里。纵观历史，我们就会发现，英国科学和技术的每一个进步，都成了富人们敛财的工具。虽然这些富人并不敌视科学思想，但也喜欢让科学家们始终饱受贫困，因为在他们看来，发明家和发现者是天生为“聪明人”谋利的。与之相比，德国人就要理智得多。德国学者对科学发展并不敌视，德国的商人和制造商也从来不轻视科学家。在德国人看来，知识是可以“栽培”的。因此，他们愿意给科学家提供机会。比如，德国的科研费用极高，给科学家的报酬也很可观。19 世纪下半期，德国科学家已经使德语成为所有想学习新科学的人必须懂的一门语言。在许多门类——尤其是化学上，德国人都取得了远超邻居的成就。经过1860—1880 年20 年的努力，他们终于获得了回报。其工业发展之迅速，远远超过了英法。
如果综合分析就会发现，机械革命的产生原因多种多样，既有政治制度和学术思想的促进，也有现实经济发展的需要。前两者我们已经在此之前简要介绍过了，至于最后一点，则可能与英国的铁厂缺乏木炭供应有关。没有木炭，则引起了煤的使用，煤矿导致了简易抽水机的产生，抽水机又被瓦特发展为蒸汽机，并进而引出了火车头和轮船的发明。在经历了第一次机械革命以后，电力的发明和使用又带来了第二次机械革命。
1880 年以后，一种以爆发性混合物为燃料的机械代替了蒸汽动力。这种新型的发动机让飞行成为可能。早在1897 年，华盛顿的兰利教授就制造了一种飞机。1909 年，飞机终于实现了载人飞行。从此，继火车和自行车以后，人类的交通速度再次提升，地球各地之间的旅行用时也随之缩短。18 世纪，伦敦到爱丁堡需要8 天，而到了1918 年，据英国航空运输委员会调查，自伦敦到墨尔本这段几乎绕地球一半的路程，也仅仅需要8 天而已。
除了交通的进步以外，人类取得的成就中影响更深远的一个进步是农业和农业化学上的发展。比如在19 世纪，人们知道了该如何使用肥料，以便在单位面积耕地上获得比17 世纪多4 ～5 倍的产量。医学上的进步也同样让人吃惊，不仅人们平均寿命提升，日常工作效率提高，而且因疾病所引起的消耗也减少了。
总而言之，经过这一个世纪的变革，人类生活发生了巨大变化。这种变化之大，甚至超过了自石器时代到农耕时代变化的总和。人类事务中一个新的物质结构已经出现，它要求我们的社会、经济和政治方式必须马上做出巨大的调整。这种调整与机械革命的发展相辅相成。