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近代前期，对于有色金属矿开采的热情，使得用于采矿的机械装置的发
明和制造十分活跃。
矿石从矿井内部提升到地面，在 16世纪初，还主要是由靠人力或畜力拉
动的绞盘来实现的。不久，水车提供的动力被用于这一目的。但由于使用水
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力所需的设备较为昂贵，所以起初只是在一些开采贵金属矿的矿区使用。
随着矿井越来越深，排水成为一个困难的问题。15世纪后期，在萨克森
的一些矿井中开始挖掘水平巷道用以排水。同时，也采用了排水装置把水提
升到地面排出。
提升水的装置是多种多样的，从带勺斗的链式装置到利用空气或流体力
学原理的泵，都被普遍采用。16世纪中叶，中欧的链式装置每小时可从60
米深的矿井中抽出15000升水。那时还出现了一种大型水车，它带动缆索可
将盛水的大皮囊或装矿石的勺斗从200多米深的井下提升到地面，8小时可
排水100立方米，相当于600多个工人或35马力的工作量，而操纵这种机械
只需两个人。水泵的制造技术有了明显提高，空吸泵的使用比较广泛。为了
适应深矿井提水的需要，发明了由多个空吸泵组合起来使用的串连吸入泵。
正是空吸泵的发展和普及，促使当时最优秀的科学家去研究真空问题。伽利
略、托里拆利、帕斯卡都曾在这个方向上努力并作出了贡献。
矿山抽水装置很快被用于城市供水系统，奥格斯堡、伦敦、巴黎先后建
造了利用水力驱动的提水装置，被提升到水塔的水通过较细的管道输送到城
市各处。
在中世纪，矿石的碾磨和粉粹，主要靠手工劳动。15世纪，这道工序开
始使用机械，出现了专门的捣碎机，每台机器的捣锤从起初的一个发展到后
来的3—4个，其所需的动力可由水车提供。到16世纪时，出现了综合运用
各种手段处理矿石的选矿厂。在这里，矿石被筛选、冲洗、焙烧、捣碎，成
为纯度较高的矿砂。
这个时期的矿山机械，普遍使用了曲柄、连杆和齿轮。这些机械虽然主
要仍用木材制造，但一些易磨损的零部件已采用了铜、铁甚至钢等金属材料。
（3）冶炼与煤的利用
15世纪时，使用鼓风设备的立式高炉逐渐发展起来，取代那些须设在能
够利用自然风力的地点的卧式炉。新型高炉容量大、炉温高。产铁量增加。
那时炼铁工艺主要采用“直接法”，即将木炭与矿石混合放入熔炉内燃烧，
使铁矿石熔化凝聚。然后将熔炉打碎，敲掉矿渣，就获得了炼就的铁。
16世纪，由于冶炼业的发展，木柴作为主要燃料日益短缺，这种情况促
使人们把目光转向煤。煤虽然很早就被开采利用，但它作为一种新的主要能
源而发挥作用、产生影响则是在16—17世纪。
1612年，西蒙·斯特蒂文特获得了用煤冶炼铁矿石的专利。在此之前，
人们已尝试过用煤炼铁，但煤在燃烧时挥发的硫化物影响铁的质量，使铁容
易碎、不能锤打加工。斯特蒂文特的发明，是先“消除煤中一切可能使金属
变坏或变质的东西”。也许，他已能将煤制成焦炭。
不久，达德利于1619年在他父亲设于伍斯特郡的铁厂中进行了试验。他
改变了高炉的结构，用煤炼出了优质的铁，而且成本比原先用木炭降低了30
％左右。
与此同时，煤在其他生产部门中也得到利用，如烧制玻璃，烘烤用于酿
造啤酒的麦芽等。据说，用煤烘烤的麦芽酿出的啤酒有独特的优点。人们还
发现，烘烤麦芽可与使煤转化为焦炭结合起来进行。在英国内战时期，德比
郡成功地实现了二者的结合。
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（4）铸造和锻造
用生铁或铜浇铸出各种器物的技术在这一时期有了较大进展。例如，在
用生铁浇铸炮弹时，开始用多坑铸模取代单坑铸模；在浇铸大批量产品时，
逐渐使用了木制的或金属制的铸模，这种铸模分解为几块，以便浇铸后能将
它们取出。16世纪时，还出现了彼此分离的沙箱和粘土型芯的技术。
在将生铁锻成熟铁时，使用了简单的机械锻锤。在当时的一些铁工厂中，
这类锻锤的重量可达300公斤，每分钟可锤击60—120下。1557年，在波希
米亚的一个铁工厂中，每个锻锤的日产量为73公斤锻铁。
3。玻璃制作
制造玻璃的历史十分悠久，但不少技术和方法在漫长的历史过程中已经
失传。中世纪后期，玻璃制造技术在威尼斯已达到很高的程度。虽然威尼斯
当局竭力限制玻璃制造工艺的外传，但到16世纪中期，欧洲各地差不多都已
了解意大利人的技术。
1612年，在佛罗伦萨出版了一本名为《论玻璃技术》的书，这也是第一
部有关玻璃制造的专著。作者内里是一个神职人员，在游历意大利和低地国
家时，收集了许多玻璃制造技术方面的资料。
1615年，由于官方禁止使用木柴作为制造玻璃的燃料，英国人改造了玻
璃熔炉，使之适合于烧煤，同时也采用了一些新的设备和工艺。
近代初期流行的哥特式建筑风格刺激了对彩色玻璃的需求。1540年，德
国人许雷尔把提炼铋剩下的矿渣同玻璃一起熔化，结果得到了钴兰色的玻
璃。16世纪末，利巴维乌斯发明了制造红宝石色的玻璃的方法，即在烧制玻
璃的材料中加入黄金。随后，格劳贝尔发明了使用金属作为制造有色玻璃添
加材料的更为简便的方法。而内里则提出，可用溶解于硝酸和盐酸混合液中
的黄金给玻璃着色。但这时有关制造彩色玻璃的技术，在很大程度上是对这
些技术的重新发现。因为远在古代人们就能制造出彩色的玻璃。
建筑业的发展，产生了对平板玻璃的需求，威尼斯和纽伦堡的工匠开始
摸索制作这种玻璃的技术。但适用于制作镜子的大片玻璃，大概直到17世纪
中叶才能生产。
4。机械制造
（1）动力机械与利用蒸汽的尝试
对水力和风力的利用，是有悠久历史的。利用这类自然力的机械装置，
在近代前期也发生了一些变化。
15世纪中叶，欧洲出现了一种新型的卧式水车，其叶轮安装在一根横轴
上。这种水车很快在欧洲各地流行。在这种水车的基础上，陆续又作了一些
改进，例如把轮上的叶片改为水斗，从而使水车在水流较小的地方也能运转，
增强了适应性。那时的水车还都是用木材制造的，能够产生的动力也有限，
一般只是用它来带动一副磨或一个杵锤等简单的工具。到 16世纪，水车提供
的动力逐渐增大，叶轮的直径原先平均为2—3米，现在可加大到5—6米。
阿格里科拉曾介绍过一种轮径达10米、可产生10马力动力的大型水车。同
时，出现了以水力为动力的锻锤、鼓风机和抽水机。
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在没有水力资源可以利用的地方，人们便寻找别的动力来源。在沿海地
带，使用风车是很普遍的，尤其是在荷兰。荷兰人在14世纪时对风车作了改
进，使它能够方便地适应风向的变化。在近代前期，由于风车的改进，它所
能提供的动力，大致比以前提高了20％到40％。
工业生产发展的需要，推动人们去寻找新的动力来源。
16世纪中叶，意大利学者卡尔达诺在一本汇集物理实验和发明的书中，
提到了利用蒸汽作为动力以及通过冷凝蒸汽来制造真空的方法。1601年，意
大利物理学家波塔描述了一种利用蒸汽压力排除液体的装置，他还设计了可
冷凝蒸汽获得真空而后借助于大气压力使水进入容器的装置。
17世纪上半期，人们开始尝试利用蒸汽来驱动机器。意大利人布兰卡在
1629年谈到了一种气轮机，它利用蒸汽对叶片的冲击使叶轮转动，并通过齿
轮的传动而带动某种机器。一年后，英国发明家拉姆齐的一项使用蒸汽动力
的发明取得了专利，它能把深矿井中的水提升到地面，使磨矿机连续运转。
这些发明都只是对蒸汽的初步利用，而且事实上没有普遍推广应用，制
造使用气缸和活塞的蒸汽机的努力，是到17世纪末期才开始的。
（2）金属加工机械
近代初期，螺杆在机械中逐渐被普遍应用。达·芬奇在自己的笔记和图
样中，曾介绍了使用螺杆的机械装置。起先，制作螺杆的材料主要是硬木，
到16世纪中叶，才逐渐使用青铜。螺杆的制作，在很长时间内用的是凿子凿
和锉刀锉的办法。1569年，法国一位工程师贝松（1540—1576年）介绍了他
的螺纹车床。这种车床除了能够加工螺杆外，还可在安装凸轮和模板后加工
更精密的金属制品。贝松的创造对机床制造和仪器制造有重要意义，但在很
长时间里没有得到普及。直至18世纪初期，能够加工金属件的车床仍是不多
的。
螺旋压机的出现及其实际应用，大概是在15世纪末16世纪初。据说，
在制作教皇尤里乌斯二世的印玺时就使用了螺旋压机。这种压机主要用于制
造硬币。16世纪中叶，以奥格斯堡和苏黎世为中心，硬币压机的使用范围很
快扩大。
与锻锤有相关联系的冲压锤，也在16世纪初期出现，它被用来冲制铜碗
之类的�