科学革命对工业革命的影响也是科学革命遗产的一个重要部分。从20世纪60年代开始，不少学者对于科学发现对技术进步产生的影响进行了研究，结果多数历史学家认为两者之间的关联并不紧密。罗伯特·艾伦却指出这些观点偏离了历史的真相，实际情况是工业革命时期的重要技术进步在本质上都是依托此前科学研究成果的指引才得以实现的。霍尔（Hall）就是认定科学发现对技术进步没有多少用处的代表性人物，之所以得出这个结论，原因是他将研究时段锁定在了1760—1830年。罗伯特·艾伦指出，这显然不妥。霍尔认为热力学理论对于瓦特发明分离式冷凝器没有起多大作用，若单就这一点而言，霍尔确实没有错，霍尔的错误在于：推动工业革命取得巨大成就的那些科学发现大多出现在1700年之前，而非1760年之后（艾伦，2012）10。

罗伯特·艾伦的分析是：这期间最为重要的科学成就是对气压现象做出了正确的解释，发现空气是有重量的，而通过对高温水蒸气加以冷凝就可以获得真空状态。这些认识上的进步得益于一批17世纪的科学精英，包括伽利略、托里拆利、罗伯特·波义耳、罗伯特·胡克、克里斯蒂安·惠更斯和丹尼斯·帕潘等。其中有代表性的两项成果就是托马斯·萨弗里（Thomas Savery）于1698年发明的蒸气抽水泵和托马斯·纽卡门（Thomas Newcomen）于1712年发明的蒸汽机。这是技术奇迹，也是科学研究成果最早运用于指导工业生产技术创新的典型范例（艾伦，2012）10。科学家有效提高计时装置精确度的成就，也促成了若干项新发明、新技术的出现（艾伦，2012）371。

17世纪的物理学成就是发明蒸汽机的不可或缺的前提条件，但这并不意味着有了这些条件蒸汽机就一定能横空出世。蒸汽机率先在英国问世的原因在于拥有廉价而充裕的煤矿资源的英国对煤矿排水技术有迫切需要，加上英国的高工资使得节约人力有利可图，因此只有英国能够并且愿意承受科学发现转化为实用技术的昂贵成本（艾伦，2012）10－11。

科学革命不仅在知识存量上支持工业革命的技术进步，在观念层面上，科学革命也发挥了不可或缺的作用。韦伯指出：技术层面的进步不会无故产生，需要有一个前提，那就是科学态度一定要战胜迷信思想，将其扫出历史舞台。韦伯认为在“前现代”时期，人们无法正确理解自然界发生的变化，总将其归结为超自然的力量——神仙、魂灵、妖魔——作祟的结果。以雅各布（Jacob）为代表的一批科技史学者认为是科学革命改造了大众文化，从整体上改变社会文化氛围来间接驱动工业革命持续推进。“每当人类为奇妙的自然现象找到一种全新的科学解释之后，就会有一类新型机械工业随之出现，此后科学知识的推广和运用往往还会促进此类工业迅速成长，这一点尤为重要（艾伦，2012）17。”

莫凯尔在其代表作《启蒙性质的经济：1700—1850年间的英国经济史》中提出了科学革命和启蒙运动相结合产生了“工业启蒙运动”，它是启蒙运动的一个组成部分，其含义可表述为：“随着人类对自然界的认识日渐深入，所获取的知识也就越来越多。当这些知识被用来指导和改进生产实践以后，各类产品的产量就会持续增加，经济发展的速度也会随之加快。”新知识对于技术进步而言至关重要，换句话来说，工业启蒙运动乃是科学革命向纵深方向推进所产生的一个必然结果，这完全符合逻辑推导规律（艾伦，2012）371。

“工业启蒙运动之所以能够取得如此伟大的成就，是因为在那些有影响力的大人物身后还隐藏着数量庞大、角色庞杂的各类小人物，包括科学读物的撰稿人、补锅匠、工程师、宣讲员以及实验科学家等等。这些小人物当然不可能与约瑟夫·普雷斯特利（Joseph Ptiestley）、约翰·道尔顿（John Dalton）、米凯尔·法拉第（Michael Faraday）等大科学家相提并论，但他们可以‘踩着这些巨人的肩膀’继续向上攀登。”在18世纪的英国，现场聆听各类科技讲座已是民众司空见惯的消遣，讲述牛顿等其他自然科学家故事的通俗读物也颇为流行。这些都潜移默化地影响着和改变着公众的世界观，注定会对技术的改良产生有益的影响（艾伦，2012）374。

相关论文表明：18世纪下半叶英国的各类工匠具有惊人的理论知识，甚至最普通的风车木匠，通常也是一个相当棒的数学家，能够计算出机器的速率、能量和功率。

英国在技术发明方面群星璀璨，与整个市场经济环境、专利制度、高工资水平导致的高教育水平有关，同时也与科学革命导致的社会的知识存量多有密切关系。关于科学革命、科学进步与技术发明的关系的认识，大致经历了这样一个过程：早期的研究者多认为技术发明主要是发明家依靠个人灵感和经验，在创造欲、经济利益、专利制度的驱动下进行发明创造。例如兰德斯（David Landes）认为，科学对于早期英国的技术进步没有影响。大多数研究者主要强调工匠在英国早期工业革命中的影响力，持此类观点的人认为：“18世纪及19世纪早期工业革命的现代技术开端，几乎完全不用归功于科学，一切技术成果都是工艺发明的结果（Hall，1964）219。”“直至18世纪末期19世纪初期，英国的创新主要由没有受过正规教育的工匠来完成，他们的发明主要是基于学徒及在职时期的训练。一些主要的问题，如海上经度的测量，主要是通过相对没有受过教育的工匠，而非通过抽象的或正式的科学观测来解决（Khan，2007）。”

随着研究的深入，科学与技术的关系也被逐渐揭示出来。例如，麦肯德里克（Neil McKendrick）认为，“（技术进步）主要的动力来自经济需求，而不是科学诱导。确实，在动力因素层次体系中，科学的位置并不高，但这并不意味着它不能够成为一个独立的变量，其潜能通过更具主导性的变量释放出来，在推进工业成功和经济进步的道路上，科学扮演着一个必要却不充分的角色（Mckendrick，1973）319。”

莫凯尔和罗伯特·艾伦对17—18世纪的英国发明家进行了深入的分析，得出一些有价值的结论，揭示出科学革命、科学进步对技术发明及工业革命的重要影响。莫凯尔将不同类成果区分为宏观性发明成果和微观性改良成果。那些做出宏观性发明成果的发明家们堪称推动经济增长的主力。在工业革命期间，总共只有10位做出宏观性发明创造的发明大师，罗伯特·艾伦也反复斟酌，同意是这10人，他们是：乔赛亚·韦奇伍德、约翰·斯米顿、托马斯·纽卡门、詹姆斯·瓦特、亚伯拉罕·达比一世、亨利·科特（Henry Cort）、詹姆斯·哈格里夫斯、理查德·阿克莱特、萨缪尔·克隆普顿和埃德蒙德·卡特莱特。他们分别在陶瓷烧制技术、蒸汽机、棉纺织机械、冶铁技术、民用工程设计等领域取得了关键性的技术突破，英国经济正是凭借这些重大突破而大踏步向前迈进。莫凯尔认为正是这些“屈指可数的发明大师”在推动历史发展方面发挥了极为重要的作用。正如莫凯尔所说：“我们无法将这一系列技术变革过程总结为一个最具典型性的案例……一般小发明家……做出的贡献相对次要一些，少数几位发明大腕儿是推动历史向前发展的主力。”当然，一项重大发明成果从酝酿到改良完备需要经历一个漫长的过程，仅凭为数不多的发明大师是无法完成的，需要一大批二、三流发明家的前赴后继，对宏观性发明成果持续进行微观性改良与完善，以提高其工作效率或拓宽其应用领域，从而使工业革命取得如此巨大的成功（艾伦，2012）372。

如上文所提及的，为了确认工业启蒙运动的存在，罗伯特·艾伦汇集了17—18世纪的79位重要的发明家的资料，进行详细分析以证明“工业启蒙运动”这种提法具有可信性（艾伦，2012）377。在宏观性发明家中，瓦特、斯米顿、韦奇伍德三人一直同当时研究水平处于领先地位的科学家们保持着密切的联系。斯米顿和韦奇伍德后来还加入了英国皇家学会，都曾在英国皇家学会年会上宣读过自己的论文，显然有不少机会得到科学家的启发和帮助。韦奇伍德和瓦特两人早就是伯明翰月亮协会的成员。瓦特成年以后，同科学家约瑟夫·布莱克往来密切，两人经常在一起研究讨论具体的技术问题，后来还结为生意上的合作伙伴。这三人都在文法学校接受过正规的教育和培训（艾伦，2012）380。

将科学视为实用发明的前提，其根源来自培根。培根认为，要想有效地发挥作用就必须理解其原因。“要想控制自然必须遵循自然规律”，培根的这句格言也是瓦特性格的一种体现，这就是瓦特认识到他必须发现隐藏在事物表面之下的规则。他认识到要想制造一台高效的蒸汽机，就必须发现蒸汽动力产生的原因……因此一旦他发现纽科门蒸汽机中蒸汽动力的浪费源自活塞的再加热，他便制造一个单独的冷凝器，从而使其效率提高了四倍（Gustafson，2012）。

牛顿力学对瓦特的影响由来已久，早在18世纪20年代，牛顿力学已经被瓦特家族所知晓，当时，瓦特的一个叔叔，是一位科学和数学讲师。确实，早期英国工业化的一个突出的特征便是科学、工程学与企业家精神之间的关联性。有些情况下某一个人会同时具备这三种素质……工程师和企业家身份之间互换，辅之以力学常用词汇，使得工业创新成为可能（Jacob，2000）286。(www.daowen.com)

斯米顿的工作是实验科学方法的一个显著的例子，说明科学是如何被用来阐释工程问题（Pacey，1998）208。佩西认为，“斯米顿非常清楚地看到，他关于自己的准则与实验方法之间的比较问题，涉及了牛顿在其天文学中关于理论和观察的比较这一同样的方法论问题”（Pacey，1998）209。

瓦特和韦奇伍德之间的公开信说明了他们对科学的认识。他们相信，科学的创造力应用于工业，将是人类进步的关键。只有那些掌握科学和商业的人，才能真正理解两者的紧密联系，并保护基于这些发明所带来的进步和利益。他们将科学理解为我们称之为工程（Engineering）的东西，它是力学和化学的综合，适于在工业中应用。

埃德蒙德·卡特莱特通过参加启蒙运动时期的专门协会来拓宽自己的信息来源渠道，卡特莱特日后还在牛津大学玛格德琳学院（Magdalen College）进一步深造，后来加入了艺术协会（Society of Arts）和农业委员会（Board of Agriculture），从中获益匪浅。托马斯·纽卡门也有渠道了解科学知识和得到科学家的帮助。在17世纪，物理学取得了多项重大突破，其中就包括对大气压力存在的认识和对真空状态的形成机理及特性的科学解释。1705—1712年，纽卡门在达特茅斯研制蒸汽机期间，与科学家萨弗里结识，经常沟通信息、交流情报，作为发明家的纽卡门会得到科学家萨弗里的指点和帮助，甚至可以推测纽卡门极有可能从萨弗里那里获知有关帕潘早年设计的那款原型蒸汽机的核心技术（艾伦，2012）380－381。

对前文（本书第58页）提到的全部79位发明家的总体情况进行考察，在大多数发明家的经历中可以找到与启蒙运动相关联的证据（艾伦，2012）384－385。艾伦从《英国名人传记辞典》（Dictionary of National Biography）及其他一些资料中考察出相关发明成果问世全过程的细节描述，整理结果如表2-2所示。在79位重要发明家当中，有49位曾借助实验方法来检验、修正或改进他们的发明成果，有些发明家甚至非常倚重实验活动所得的结论。那些列入“无法确定者”一栏的发明家是因为有关发明过程在文献资料中记述得过于简略，只能推定这些发明家应该开展过相应的实验活动，否则难以取得如此非凡的成就（艾伦，2012）396。

表2-2　发明家是否借助实验来推动研发进程按所属行业分类统计表（艾伦，2012）397

续表

在79位重要发明家当中，只有大约一半人与当时的科学界人士或启蒙运动时期的科学机构有往来，但几乎所有的发明家都曾借助实验来进一步改进其技术发明的性能。可以说，发明的过程若不伴以反复实验来纠正错误就无法最终得出令人满意的新成果、新工艺。那个时期的发明家学习科学知识，从而使他们逐渐接受了以牛顿学说为理论依据的科学知识体系（Jacob，1997）99－115。

通过科学如何影响发明家和工程师，可以具体说明科学革命与工业革命的关系。科学在17—18世纪的英国已经比较广泛地渗透到社会生活之中，而且科学家享有较高的社会地位。这从工业革命主将瓦特下面的这番言论中可以得到印证：“我如何一次次地和父亲说，现在这架机器是如何依据我们所期待的结果来运转的……如果我不能跻身于那一小群被视为科学家的群体之中的话，我将几乎不被世人所知。”这段话是瓦特在获得发明专利后的1783年发表的，这时他已经用他的蒸汽机专利赚得盆满钵满了（Jacob，2000）286－287。

发明家、工程师普遍受到科学知识存量的影响，在宏观上也有所体现。科学中心与技术中心的先后关系可以视为这种宏观上的反映。如梁立明、陈立新的统计工作表明，英国作为世界技术中心的时间为1600—1873年（梁立明　等，2005），汤浅光朝的研究工作显示，英国作为世界科学中心的时间是1660—1730年（汤浅光朝，1979）。虽然多种原因促成英国作为世界技术中心出现的时间较早，但是能够在与西方主要国家激烈竞争中维持世界技术中心近三个世纪的时间，英国的科学革命与世界科学中心地位的作用是不容忽视的。

罗伯特·艾伦指出英国的工业革命是英国在成功应对17—18世纪登场的一系列全球化经济挑战之后，自然产生的一种结果。他论证了英国与同期的欧亚其他国家（或地区）相比，在很多方面占有优势，包括这一时期英国人的工资水平普遍较高，各类资本也很充裕，特别是作为能源的煤炭价格非常低廉。因此导致工业革命期间诞生的蒸汽机、机械棉纺织设备以及用煤代替木材作为燃料的焦炉冶铁技术等几项标志性发明成果都是最先在英国登场。这是因为唯有在英国独特的社会经济环境里，这些新机械、新技术的运用才有利可图，而其他国家（或地区）则不具备这些条件。实际上，早在工业革命发生之前，英国特有的以高工资为主要特征的经济模式，已经能够推动工业生产规模的持续扩大，其根源就在于拥有较高收入水平的民众有条件接受适当的学校教育和相关的学徒培训，进而有知识和技能改进工业生产方式、扩大工业生产规模。19世纪以后，很大程度上是由于英国的工程师将此前登场的新发明、新技术加以改良，大幅降低其运转成本，才使更大范围的工业革命扩展到世界各地（艾伦，2012）。从知识存量及其应用的角度也许更容易看出科学革命对工业革命的影响：科学革命增加了整个社会的知识存量，科学知识通过正式教育与非正式教育，通过书本、讲座等多种方式在社会上传播，发明家与工程师，无论是否受过正规的科学教育，无论是否与科学家有过接触，他们都是聪明人和有心人，在知识水涨船高的社会中，受益于科学知识、科学方法、科学思维的滋养和帮助是肯定的。这些都促使形成数量庞大的具有较高科技知识素养的人力资本。因此可以说，没有科学革命，就不可能有大规模的发明创造活动；没有科学革命，就不可能有大规模的技术改革活动，也就没有工业革命。如果从知识增长决定论的角度看（刘益东，2007）21－22，在16—17世纪，科学知识的逻辑性、系统性、自我支持、自我增强性在知识增长中占据核心地位。在这个意义上巴特菲尔德对科学革命地位的高度肯定是有道理的，他说：“科学革命……使基督教兴起以来的一切事物相形见绌，它将文艺复兴和宗教改革运动降格为中世纪基督教世界体系中的内部更迭（巴特菲尔德，1988）166。”