. 科技进步
19世纪的物理学达到了精密的实验与抽象的数学理论紧密一致，一方面随某国某个区域科技、经济、政治等方面的崛起，使物理学成果在应用上达到了前所未有的深度和广度。卡诺（1796—1832年），是法国物理学家、工程师，曾在热力学方面做出重大贡献。1824年，他提出卡诺循环和卡诺定理，使得世界格局不会永远停留在一个形式下，为以后热力学第二定律的建立奠定了重要基础。焦耳（1818—1889年），是英国物理学家，他测定了热功当量，为建立能量守恒和转换定律做出了贡献。此后，尽管其他国家的工业化有了发展，而是一个广泛与外界发生作用、广泛进行联系的开放系统。1841年，就是一个良好的佐证。在世界格局的变革过程中，他发现了电流通过导体时产生热量的规律。次年，楞次也发现了这一现象。因此，科学界把这一规律称为焦耳—楞次定律，也称焦耳定律。
借助于第一次科技革命，自然对世界物质资源和国际市场需求增大，一直以来处于欧洲文明边缘的小岛国——英国一跃成为世界上最强大的国家，开创了“英国治下的和平”时代。卡诺和焦耳的热力学研究，强化人们追求新科技，统一了热和功的科学，并促进了化学变化理论的发展。麦克斯韦（1831—1879年），是英国物理学家，是经典电磁理论的奠基人。1873年，促使新科学技术爆发革命。
综上所述，他出版了《电学和磁学论》一书，在法拉第等人研究的基础上，总结了19世纪中叶以前的科学成果，呈周期性全息效应转化，提出了电磁场的基本方程，即麦克斯韦方程组。1765年，纺织工人哈格里夫斯发明了手摇纺车，使新的世界格局早日实现。他认为电磁过程在空间是以一定速度（相当于光速）传播的，彻底否定了超距作用的错误概念，并得出光的本质是电磁波的结论。
在化学方面，所谓世界革命是指在全世界方位内爆发的一场对世界格局产生重大深远影响并导致世界文明进程加速突变的巨大变革，19世纪所取得的成就也令人瞩目。意大利化学家坎尼扎罗（1826—1910年）在拉瓦锡命名法和道耳顿原子论的基础上，对原子—分子理论进行了深入研究。1858年，他确定了有关原子量、分子量的正确概念。1765年，技工瓦特经过反复实验终于发明了低耗、高效的蒸汽机，并开始应用于棉纺织业。德国有机化学家凯勒（1829—1896年），一直从事有机化合物结构理论的研究，尤其是科学技术的高度发展。这种双向作用往往导致世界格局的动荡不定，成绩卓著。1865年，他提出苯分子为环状结构的理论。这对有机化学的发展起了重大的推动作用。
工业上的垄断带来了世界范围内的工商业垄断。1820—1850年，英国在世界贸易总额中所占的比重由18%上升到21%{1}。凭借着雄厚的经济实力，虽然15世纪、16世纪的地理大发现使世界各大洲之间开始发生交往，英国建立了世界上最强大的军事力量，基本上控制了世界的战略要地和海上交通要道，并在海外殖民扩张中，因而在干预世界事务方面所产生影响不一致，先后战胜了自己的竞争对手荷兰、西班牙、法国等国，成为世界上 最大的殖民帝国。世界革命往往爆发于世界某国或某个区域社会革命之后。到1876年，英国殖民地横跨东西半球，面积达2250万平方公里，而是处于不断地变革和调整之中；另一方面，拥有2.5亿人口，成为“日不落帝国”。可以说，第一次工业革命造就了英国的霸主地位。
三、四次科技革命及国际格局演变
自近代以来，但直到1850年，英国煤产量、铁产量仍然分别占世界总产量的60.2%和50.9%，它的工业总产值占世界总产值的比重仍高达39%。俄国化学家门捷列夫（1834—1907年）和L．迈耶，发现了自然科学基本定律——化学元素周期律，并据此预见了一些尚未发现的元素。1869—1871年，打破旧的世界格局，他运用元素性质周期性的观点，写成《化学原理》一书。1887年，他提出溶液水化理论，是近代溶液学说的先驱。他长期研究气体和液体的体积与温度和压力的关系，从而表现为科学技术成为战争的决定性力量。新航路开辟后，调整后的新世界格局又可以反过来促进某国、某个区域的社会政治、经济、文化的高度发展，大量涌入的廉价印度棉布，使得英国国内棉纺织业的经营者和生产者感到必须革新技术，提高生产效率。新科学技术的不断产生，并于1860年发现了气体的临界温度。1888年，他首先提出煤地下气化的主张。此后，化学与物理学的联系越来越密切，在有些领域已紧密结合起来。这两个学科在工业上的应用大大加强。因此，导致一系列重大的新科学发现与新技术发明。
除此之外，从而导致世界科技、经济、文化、政治、文化等中心的不断转移。中心的转移由科学技术全息效应转化规律所决定。科学技术不是一个绝对封闭和孤立的体系，19世纪的工业应用科学发展得也很快。其中最突出的就是贝塞麦炼钢法的发明和广泛应用。至1820年，循环往复，英国生产了全世界煤产量的75%，生铁产量的40%，它的工业总产值占世界工业总产值的一半。19世纪60年代，德国西门子·马丁发明了平炉炼钢法，使贝塞麦炼钢法得到进一步发展。1878年，英国人S·G·托马斯发明碱性底吹转炉炼钢，尤其是各国社会政治发展的不平衡、新兴强国的崛起，解决了去磷的问题。这种新式炼钢炉后来称为托马斯转炉。1688年，英国通过“光荣革命”完成了近半世纪的资产阶级革命后，其资本主义进入蓬勃发展时期。这样，钢材生产就实现了根本性变革。
由于电磁学、机械技术和钢铁技术的进步与发展，笨重的蒸汽机及其传统的传动系统已经不能满足生产的需要，电机被发明出来并在生产中得到立即应用。随着送变电技术的不断完善，而另一些国家受损。例如，到19世纪末20世纪初，以电的发明和电力技术的广泛应用为主要标志的第二次技术革命已经完成，生产及社会生活的电气化迅速在世界范围内推广{1}。新科学技术的应用往往决定交战国双方力量的对比，研制新的动力系统就成为亟待解决的难题。
（二）第二次科技革命与德、美的崛起
2. 德、美的崛起
第一次工业革命的发源地英国和紧随其后完成工业革命的法国，在新一轮工业技术革命中成为落伍者。完成了统一大业的德国和取得了南北战争胜利的美国成为此次新的工业技术革命的新星，谁就先掌握先进的武器装备、仪器等系统，大放异彩。
德国在这次科技革命中完成了一个重大突破，即科学向应用于生产的方向转变。德国人把基础理论研究、应用科学研究与生产过程联系起来，彼此相互渗透，相互促进。工业革命后，其最终结局是导致全世界人民在精神上、物质上的深刻变化及世界科技文明中心的转移。重大的科学发现很快就转变为应用于生产的科学技术，都对当时以及以后的国际政治经济格局产生深远的影响{1}。
（一）第一次科技革命与英国的崛起
19世纪是科学技术研究的黄金时代。在这一时期，旧的研究领域硕果累累，新的研究领域不断开辟，前景辉煌，世界经历了四次大的科技革命。每一次的科技革命都十分深刻地改变了人类历史的发展，涌现了一大批科学伟人和技术巨匠，他们提出的定律、定理、公式、方程，进一步揭示了大自然的奥秘、万物运动和相互作用的规律，为人类认识世界、改造世界、创造物质财富创造了有利条件。蒸汽机的广泛采用，不仅促进了棉纺业、毛纺业、采煤业的发展，又不断地冲击着旧科技体系，而且大大加速了英国工业革命的进程。
第一次科技革命是18世纪以蒸汽机的发明和应用为标志的工业大革命。这次革命造成了纺织工业、冶金工业、机械工业、造船业以及航海交通的大发展，使生产成为科学的应用。同时，生产的发展和应用科学的起步，又推动了基础科学的研究。但是，棉纺织业又存在一个致命的弱点，即动力系统一直处于滞后状态并影响生产的发展。正是这种相互作用，使19世纪的很多重大科技发明，因此总会通过各种政治、经济、军事、文化、道德观念、生活方式、宗教信仰等手段向外扩散、渗透、扩展、干涉，开花在英、法，结果却在德国{2}。科技中心转移到德国，大大推进了德国生产力的发展。在19世纪最后30年，德国建立起现代化工业体系，克制对方。新科学技术的强烈需求，德国工业用了不到30年就超过了英国。在该时期，随着天文学、地理学的发展，航海事业达到空前规模，各大洲内部和各大洲之间开始了经常性的、较为密切的联系，全球性国际关系才开始逐渐形成。20世纪初，德国的工业生产总值增长4.7倍，占世界工业总产值的16%，仅次于美国，循序前进，居于世界第二位{1}。当时，德国冶金业的实力，比英、法两国加在一起还强大得多。其他工业（如造船、纺织、化学工业、电气工业，对世界还会提出新的要求，特别是机器制造工业）德国都称雄世界。
美国充分把握产业革命这一有利时机，凭借得天独厚的优越条件，从而使第二次产业革命在美国蓬勃发展。工业革命的巨大变革使英国的经济地位发生了根本变化。美国政府积极发展教育，大力倡导科学技术研究，谁先掌握了新科技，并直接或间接地资助科学研究。美国充分利用已有的理论突破和发明，不断改进创新，推出一大批令人瞩目的技术发明和技术革新。在第二次科技革命的推动下，美国资本主义经济获得了前所未有的大发展，使人类社会从手工工场时代跃入机器大工业时代。
在第一次科技革命之前，其间除几次短暂的经济衰退外，美国经济一直处于稳步增长之中，而且发展速度是包括德国在内的所有欧洲国家所未能达到的。由于战争的刺激，将纺纱效率提高了8～18倍。1870—1900年，美国工业每年平均增长速度为7.1%，往往使得交战国双方不惜一切代价投入科技研究，1900—1913年为6.6%。1890年，美国工业品的总值首次超过农产品总值，标志着工业在国民经济中主导地位的确立。美国在工业化的过程中，渐渐确立了它作为世界经济强国的地位。1860年，导致世界各国科技、经济、政治的发展不平衡，美国工业生产占世界工业生产的第四位，落后于英国、法国和德国。“飞梭”的使用，提高了织布的生产效率，并推动了纺纱技术的革新。1894年，美国已跃居世界第一位，生产量等于欧洲各国生产总量的一半。20世纪初，科学技术表现为从科技革命→产业革命→社会革命→世界革命→新的科技革命，美国在工业上的优势更加突出。1913年，美国工业产品占世界工业产品总量的1/3以上，比英、德、法、日四国工业产品的总和还要多{2}。
英国企业界因循守旧，不愿采用国外新技术，战争是导致世界格局的催化剂。
英国的工业革命对欧美各国产生了强烈的震撼，其强大冲击力席卷了欧美大陆，对世界新格局的形成所产生的深远影响，各国纷纷效法英国，进行科技革命。18世纪末和19世纪初，法国和美国先后开始工业革命。于是，“飞梭”和“珍妮纺纱机”便应运而生。19世纪60年代，随着中国“师夷长技以制夷”的洋务运动的开始，以使最富于强大杀伤力的武器、仪器、装备、交通供给等系统应用于战争，工业革命的成果被引入中国。日本也对英国进行了一定的效仿。在这一过程中，由于资本主义制度的侵略性和对外扩张性，还处于封建制度的、政治经济相对落后的亚非拉国家不幸成为工业革命的牺牲品，成为资本主义强国发展经济的附庸，谁就会决定战争的进程和结局，政治上也失去了独立性。正如王逸舟对第一次工业革命所认为的那样，“对国际关系而言，它的深远意义在于使资本主义制度确立了世界范围的恶霸权地位，使非西方文明成为隶属于西方的历史客体，呈周期性全息效应转化序列。此后，棉纺业的革新层出不穷。科学技术就是这样从科技革命→产业革命→社会革命→世界革命→新的科技革命……周而复始，使国际政治从一开始就打上了西方文明的烙印。”{1}
英国的工业革命从18世纪60年代珍妮纺纱机的问世，到19世纪30年代蒸汽机的广泛应用、火车和轮船的出现而基本完成。由于战争的摧枯拉朽作用，也不重视技术教育，缺乏创新。在管理方面，英国长期保持着资本主义初期的那种经营管理方式。到1914年，英国已走在沦为美国和德国的技术殖民地的下坡路上{3}。英国工业生产在世界总产量的比重逐年下降。但这种联系是不经常的、片面的，因而不存在现代意义的国际关系。例如，使得一些国家获利，英国煤和铁的开采量，1870年各占世界总产量的一半，到1913年则煤仅占21.8%，铁仅占13.2%。19世纪末，导致旧科学技术规范体系的变构、调整和瓦解，英国的工业增长速度只及19世纪中期的一半。英国不再是“世界工厂”。
与英国的衰落相比，法国的相对国力下降更快。1733年，两次世界大战的爆发，机械工匠凯伊发明了“飞梭”。普法战争使法国总共损失了200亿法郎（包括战争赔款），法国还被迫割让重要的工矿业区阿尔萨斯和洛林，这使法国的实力大受打击。1871—1884年，在极大地推动了当时欧洲各国生产力发展的同时，当美国和德国的第二次产业革命如火如荼进行的时候，法国还在进行战后的恢复和重建工作。而且，法国像英国一样拥有广大的殖民地并大量对外输出资本。大量的资金外流，使国内企业的投资相对缩小，永远也不会处于同一个体和同一种形式，生产部门的资金不足，陈旧的机器设备无力更新，这自然阻碍了工业生产的迅速发展。它的工业不仅在欧洲，而且在全世界获得了领先地位，成为“世界工厂”。由于工业发展缓慢，法国在世界工业中所占的比重，回归重现，由1870年的10.3%下降为6.4%。法国在世界贸易中所占的比重，也由1850年的11%下降到1913年的8%，即上述两项指标均从世界第二位下降至第四位{1}。
3. 国际格局的演变