图1.经济随年代增长关系曲线与政治革命是在短时期内急风暴雨式的社会制度变革不同，科学、技术和产业的革命则是经过较长时期内由分散的和个别的发现、发明和变革开始，逐渐和缓慢地积累形成的，它们几乎是无声无息地进行，只是在它们产生后多年才被人们所察觉和研究并形成发生了相应革命的想法或概念。法国大革命在学者的头脑中产生了震撼人心的影响，在英国产业革命完成之后的1845年，恩格斯在《英国工人阶级的状况》中说，英国蒸汽机和棉花加工机的发明，开始“推动了产业革命”⑧，这是首次提出“产业革命”的观点。1884年英国史学家E.A.汤因比发表了著名的《英国18世纪产业革命》一书，全面论证了这次产业革命的发生、发展和历史意义，从而使“英国产业革命”概念为学术界广泛接受和运用。他说：“产业革命的本质是对于过去控制生产和财富分配的中古时代规章制度的竞争性取代”⑨。1875年恩格斯在《自然辩证法》导言中说：“自然科学当时也在普遍的革命中发展着，而且它本身就是彻底革命的”⑩，实际上提出了“自然科学革命”的概念。至于“技术革命”概念的出现则较晚，过去往往与产业革命混同，较早见之于恩格斯在1883年3月1日致伯恩斯坦的信和列宁的《一个伟大的胜利》一文，J.D.贝尔纳在《历史上的科学》中把中世纪晚期的技术大发展称为一次“技术革命”。总之，这三种革命都是用来表示科学、技术和产业的社会性大变革的。
    二、近现代科学技术和产业革命的分期从文艺复兴运动以来，科学、技术和产业三个方面都发生了史无前例的巨大变革，这些革命的发展又基本上呈现科学革命--技术革命--产业革命递次发生的顺序。第一次科学革命起自哥白尼的《天体运行论》（1543年）出版至牛顿的《自然哲学的数学原理》（1687年）出版，经历144年之久（按1540-1680年代计），这次科学革命是以牛顿力学体系为标志的。与它相对应的第一次技术革命以蒸汽动力技术的出现为标志，始于可实用的纽可门单作用蒸汽机的发明（1712年）至瓦特的可用于作机器动力的双作用蒸汽机的发明（1784年）（按1710-1780年代计）。第一次产业革命自上冲式水轮机作为纺机和织机动力时起，至1830年代蒸汽动力的机床广泛应用止，即1760-1830年代。这些革命初步完成后进入持续发展时期。
    第二层次的科学、技术和产业的革命始自电磁理论的出现。出于电磁理论为新的理论体系和与第二次技术革命相对应的考虑，以及三层次科学、技术和产业的革命相对应的网络结构的需要，我曾把电磁理论的出现也看作一次科学革命（11）。鉴于英国至今只承认近现代一次科学革命而美国等国的学者们有多次科学革命的说法，以及电磁理论实质上隶属于牛顿力学体系，我目前倾向于电磁理论为物理学第二次大综合说法，而暂不作为一次科学革命看待，它从1819年奥斯特实验开始至1864年麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》一文建立电磁场结构方程为止（12），即1820-1860年代。与这次物理大综合相对应的第二次技术革命自法拉第制成第一个发电机模型（1831年），至美国人N.泰斯拉于1888年发明交流电动机为止，即1830-1880年代。与这些革命相对应的第二次产业革命始于发电站的出现（1881年）和交流电动机用于机床（1880年代末），至1914年机床电动化和流水线大生产的出现（1912年），即1880-1914年，为生产电气化时期。
    第三层次的科学、技术和产业的革命始于现代物理革命的1895年X射线的发现，至1928年量子场论的出现，这是突破古典原子论框架而出现原子一核物理、相对论和量子力学出现的时期，为物质观、时空观、运动观和方法论全面变革牛顿力学体系的新时期，时间为1895-1930年。考虑到该层次的技术出现了原子能动力、微电子技术、生物工程和一系列新材料，而从对产业变革和社会生活影响的深度与广度，普遍认为第三次技术革命应该以电子计算机为代表的信息技术为标志，自电子计算机的发明（1944年）开始，至智能的电子计算机出现（尚未制成）为止，即现在处于第三次技术革命将结束的时期。这次技术革命所启动的第三次产业革命以全自动化生产为标志，始于1975年之后的全自动自产线、车间和工厂的研制成功。因此可以说，我们正处于新产业革命开始不久的时期。
    下面这一组科学，技术和产业随年代变化示意图（见144页图2）表明，AB、CD和EF为近现代三次科学革命或大综合曲线，BC相接表示电磁理论与牛顿力学体系的隶属联系。A[,1]B[,1]、C[,1]D[,1]和E[,1]F[,1]与A[,2]B[,2]、C[,2]D[,2]和E[,2]F[,2]分别为近现代三次技术革命和产业革命曲线，虚线表示这三种革命在每一层次革命之间的关系。这组曲线比较明确地表示了随着时间的推进，各次同类的革命时间越来越短，间隔也逐次缩小，而且其增长速度随曲线的斜度逐步增大而加快，它尤其说明产业对科学和技术之间的依赖关系。
    图2.近现代世界科学、技术和产业的革命发展关系曲线三、科学技术和产业革命之间的内在有机联系科学、技术和产业的历次革命之间具有递次发生的交错关系不是偶然的。在逻辑上，应用科学中的力学和实验科学不但是技术基础理论、工程设计和工艺规程制定的基础和依据，而且往往是新技术的生长点。技术既然是关于制造和操作的系统知识和技艺，它就必然是认识自然及其发展规律的系统知识（即科学）在改造自然过程中的具体体现和应用，例如飞机和船舶设计与流体力学、金属热加工与金属物理和晶体管、集成电路与固体物理等。在历史上，牛顿力学、潜热原理和伽利略的真空概念对于蒸汽机的研制、设计和提高热效率，起了关键性的作用。继而，第一次产业革命过程中，起主要作用的动力是上冲式水轮机，蒸汽动力只是在1790年之后才逐渐在生产上应用和推广。所谓的机器大生产，除去纺织业外，蒸汽动力的机床是在1815年之后才逐步发明和应用的。法国的热力学奠基人S·卡诺在1824年写道：“蒸汽机极为重要，其用处将不断扩大，而且看来注定要给文明世界带来一场伟大的革命”（13），这是他在当时对这次技术革命必将导致产业革命的论断。此外，英国经济学家R·琼斯在那时也做出这次技术革命来自科学革命的论断，“蒸汽机和电报的创造应当归功于物理学--这些发明完全是物理的产物”（14）。马克思明确指出“生产过程成了科学的应用，而科学反过来成了生产过程的因素即所谓的职能”（15）。这些当时学者的看法，反应了第一次科学革命、技术革命和产业革命之间存在内在有机的联系，而这些革命又都发生在牛顿力学产生的同一国家，的确不是偶然的。