煤的历史-第7章
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事实上，纽科门的装置虽与巴本的活塞相似，但却大得多，而且有一个独立的汽锅专门制造蒸汽。待蒸汽从汽缸底部进入之后，就添加凉水来收缩蒸汽；这样就会产生一段真空，活塞也会落下。活塞上下移动时，也带动着它上方的一根横木。这横木的另一端牵动着真空抽水机的横竿，而在其他一些矿井上，这横竿是靠马的力量来带动的。
1712年，第一台纽科门机器在一个煤矿投入使用。纵然当时曾举行了一个仪式，来纪念那个人类正在跨越的门槛，或者当时真的有人知道那是一个门槛，历史也没有这样的记载。那台发动机被称为“消防机”，同时，“消防员”这个称谓，不再指那些燃烧爆炸气的人，而成了保持消防机火焰不灭的人。纽科门的发明对于矿井经营者们来说是一个巨大的冲击，因为这意味着他们可以从前所未有的深度把水抽上来。而且，由于一台这种机器工作起来相当于50匹马，因此它比它所取代的马拉装置要便宜得多。
第一部分 可以移动的气候第8节 踏上革命的征途（3）
虽然纽科门遭到了当时科学精英们的冷落，并且常常被历史遗忘，但那些记得他的贡献的人们，却为他献上满怀尊敬的文字，称他的发明是“人类创造性的最奇妙的结晶”，并赞颂他“带给这世界……将燃料转化为动力的技术，为人类带来了利益和便利”。*
18世纪60年代，在英格兰和苏格兰各地的煤矿上，可以看到数百台纽科门发明的蒸汽机（其实它利用的是大气压力，而非蒸汽压力，因此有时它被称为气压机）在忙着抽水。由于需要相当大的动力，因此当时的一些机器大得惊人，有些汽缸有6英尺粗、10英尺长。
然而，在煤矿井和少数几个金属矿山之外，这种机器却不怎么受欢迎，因为这种“最奇妙的结晶”有一个严重的缺点：它是一个燃料饕餮，需要极多的煤来维持运转。当然，在急需这种机器的煤矿井口，煤是便宜且充足的，因此，虽然这种蒸汽机有着要命的好胃口，但它在煤矿井仍有充裕的立足之地。事实上，煤炭工业为这种新兴技术提供了很多庇护，使它在几十年历生命不息，直到后来，历史上出现了另一个人，他大大改进了蒸汽机，使之最终得以走出矿井、成为一种堪称全能的工业负重机器。
詹姆斯·瓦特（James Watt），一个木匠的儿子，1736年出生于苏格兰。在他父母的五个孩子中，只有他活到了成年期，但是他非常虚弱并患有偏头痛，每到发病，他就一连几个星期不能出门。一位19世纪的传记作者说，脆弱的体质赋予瓦特“近乎女性的柔弱和敏感，这使得他害怕与强壮的孩子们玩粗野的游戏”。因此，童年时期的瓦特是在家中接受教育的。在家里，他整天玩父亲的木工工具，而且据说他常凑近茶壶，观察那升腾的蒸汽。长成了少年的瓦特终于走入学校，却依然体弱多病，不能参加运动和游戏，其他的孩子们于是“给他取了很多侮辱性的绰号”，老师们也认为，瓦特比实际年龄迟钝、滞后。但是，瓦特的数学非常棒，他还学着制作数学教学的道具。正是由于具备这种能力，人们后来才请他修理一架保存在格拉斯哥大学的纽科门机器模型，那时他还不到30岁。
跟真实的大机器一样，这个模型也非常浪费燃料，需要许多煤才能运行。瓦特发现，由于蒸汽是靠水来产生和冷却的，因此在汽缸不断被加热又冷却的过程中，已经浪费了许多热量。瓦特后来回忆说，那天他正穿越格拉斯哥（Glasgow）的一座花园，突然，一个解决方案闪入他的脑海：他可以安装一个独立的冷凝器。也就是说，把汽缸连在另一个容器上，这个容器是浸在冷水中的，因而能保持冰凉。蒸汽充满汽缸之后，就会进入这个较冷的容器，在那里冷却、收缩。这样，汽缸就能一直热着，准备迎接下一股蒸汽的进入。瓦特的一位好朋友说：“这个巧妙的改造方案闪入他的脑海，立刻为他带来一阵狂喜。”*
但是，如何把他为之狂喜的想法转变成可用的蒸汽机，确实是一项严峻的考验。这时，瓦特找到了一位资助者。当地有一位工业家，在用纽科门机器为自己的煤矿排水时遇到了麻烦，于是雇用瓦特来改进纽科门机器。几年过去了，由于缺乏足够熟练的技术，瓦特无法细致地做出自己需要的东西，因而也就没能成功地改造机器。在这些年的失败中，瓦特曾悲观地总结道，“在一生的所有事情中，没有什么比发明创造更愚蠢”，他还再三发誓要彻底放弃。
不久，瓦特找到了一个新的合作伙伴，就是桀骜不驯的伯明翰工业家马休·伯尔顿（Matthew Boulton）。自此，历史上最著名的商业拍档之一组成了。伯尔顿不仅是一名制造商，更是一个工业幻想家，与他交往的那些人，都和他一样在用科学技术实现着梦想，并且都坚信科学技术能够改变世界。他们成立了一个工业沙龙，名叫“月亮协会”（Lunar Society）。它的成员包括发现氧气、二氧化硫和一氧化碳的科学家约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestley），陶器制造商乔瑟厄·韦奇伍德（Josiah Wedgwood），和发明家、诗人、查尔斯·达尔文（Charles Darwin）的祖父，伊拉兹马斯·达尔文（Erasmus Darwin）。
伯尔顿已经建立起了自己的帝国，但他不是起家于为工业提供动力的煤、铁或纺织品，而是起家于带扣。他父亲原本只有一个规模不大的带扣工厂，但伯尔顿把它发展成了一个现代的五金“手工加工厂”，雇佣的工人达1000名。伯尔顿的加工厂名叫索霍（Soho），厂里了不起的工匠们把需要精确制作的商品做了一个巧妙的分类，把工厂的产品从带扣、钮扣、金银细丝工艺品等花哨的装饰物品，扩展到了正经的科学用品，如钟表、温度计和望远镜。索霍成了时髦而高品质的英国制造业的象征，而且它也确实吸引着游客；大人物凯瑟琳就是它的见证者之一。
伯尔顿对蒸汽机的兴趣由来已久，原因之一是索霍厂的动力装置水车不大好用。他曾经试着制作蒸汽机，但失败了，他还与朋友本杰明·富兰克林通信探讨蒸汽机的设计。伯尔顿听说了瓦特在苏格兰所做的努力，决定支持他。于是，1773年，瓦特来到伯明翰，开始在索霍厂钻研发动机。有熟练工人的配合，有经济上的支持，还有伯尔顿的精神鼓励，瓦特终于成功造出了一台可用的发动机。汽缸是其中最重要的部分，由生铁铸造工的前辈级人物约翰·威尔金森（John Wilkinson）精心打造。1776年，美洲殖民地的革命斗争渐趋明朗化，詹姆斯·瓦特的两台经过改造的机器也首次投入使用，一台用在煤矿上抽水，另一台用来带动威尔金森铸铁厂里的风箱。
虽然瓦特在许多方面对蒸汽机进行了改进，但他最大的成就是，把纽科门的机器能够从一块煤中获取的原动力提高了4倍。蒸汽机的燃料消耗大大减少，因此它得以走出煤矿，在全国的大小工厂安家落户。瓦特和伯尔顿把他们的机器作为节能机来销售，并从预期的煤储金中抽取一部分作为税收。瓦特将成为一个民族的传奇，他的发动机也将成为对整个人类的恩惠，所到之处都受到人们的欢呼。
至于伯尔顿，他一直坚信他和瓦特所做的事有着无尽的潜力。据说，当乔治三世问伯尔顿正在忙什么时，他说：“陛下，我正忙于一种君主们梦寐以求的商品。”乔治三世不解地问那到底是什么，伯尔顿回答：“是力量，陛下。”
有了煤和蒸汽机，英国就有了充足的动力，但是要想利用这些动力，却必须有足够的铁来建造这些发动机和工厂。这是一个不小的限制，因为在工业革命初期，铁从本质上说是森林的产品；造铁需要燃料大量的木材，可英国就缺这个。从远古时代以来，铁就总是和木炭一起被提炼出来，木炭直接混在铁矿中，与铁矿一起燃烧。木炭不仅提供必要的热量，而且还提供一定的碳，来促进铁在燃烧时的化学反应（铁矿中的氧气会与碳结合，释放出二氧化碳）。
铸铁厂因要消耗极多的木材燃料而声名狼藉，并且不得不常常搬迁，因为当地的木材已被它耗尽。当然，从逻辑上说，解决的办法是在提炼铁时用煤取代木材，但是这也存在着一个问题：当煤和铁矿一起燃烧时，煤中的杂质会污染铁。因此，在燃料密集的工业都已经改用煤作燃料之后的很长时间里，铸铁工业仍吞噬着大片的森林，国内的铁产量被巨额的燃料消耗压得喘不过气来。在17世纪80年代，英国不得不从瑞典等植被丰富的国家进口木材，这进口量超过了英国铁产量的一半，在18世纪的大多数时间里，英国仍然没有摆脱这种对进口木材的依赖。
要用煤炼出可用的铁，关键是首先要去除煤里的挥发物，即把煤烤成“焦炭”，方法跟把木头变成木炭差不多。经过长达一个世纪的实验，18世纪初期，焦炭顺利用于制造铸铁（即提炼后注入事先做好的浇筑模型的铁）。但是，人们需要的更多是熟铁（即在可锻造时被打造出形状的铁）。直到18世纪80年代中期，技术才发展到能够在铸铁的各个流程都使用焦炭，不仅用它来制造铸铁，还用来制造熟铁。至此，英国在摆脱对木材的依靠的进程中，又迈出了重要的一步。
铁的生产还在另一个方面依赖着煤。在使用蒸汽之前，炼铁炉是靠水来提供燃烧动力的；也就是说，使火保持足够热度的气流是由水车提供的。水所能提供的动力是有限的（而且，如果熔炉过大，矿石的重量会把木炭压成粉末），因此铁工厂就相对较小，在夏季，铁工厂还不得不缩减规模，因为溪水跌落得太低了。而蒸汽机能够提供更强劲的气流和更充足的焦炭，从而解决了制铁过程的燃料问题，从此，就可以有成本不高的铁长年不断地自熔炉涌出。短短几年内，英国一改往日对进口铁的依赖，成为世界上最多产的制铁大户。英国终于有了便宜且充足的铁，能够建设国内的工业和在国外的权势了。
既然能用煤来制铁，那么原先工业经济发展所受到的紧迫而严重的约束就减少了。煤、蒸汽机和铁的产量呈螺旋形攀升，那速度足以让亚当·史密斯（Adam Smith）头晕；而且这三者之间是彼此互为增长的关系，这更加速了三者的增长。蒸汽增加了人们对煤和铁的需求，并降低了生产煤和铁所需的成本。便宜些的煤和铁又降低了建造和运转蒸汽机所需的费用，这又吸引着更多的人使用蒸汽动力装置，于是进一步增加了人们对煤和铁的需求，如此循环往复。
18世纪，即使只供应国内非铁工业的需要，英国的煤炭工业也已经获得了相对较大的发展，而到了1830年，它更是成十倍地增长，到1854年又翻了一番。为了满足猛涨的需求，英国拼命开发新的煤矿。煤已经完全渗入了社会的每个角落。它不仅直接出现在蒸汽机的燃料舱里，而且间接地存在于蒸汽机的铁制汽缸和活塞中、织布机的铁制框架中、工厂的铁槽中，以及后来工业时代特有的铁轨、桥梁和蒸汽船中。
蒸汽动力并没有创造工厂体系，但却无可挽回地改变了工业企业的规模、性质和位置。早期的工厂主要是棉纱厂，靠水车来提供动力，这种方法自古以来就广泛应用于英国和其他地方。（工厂和水力的联系如此紧密，以致于在进入蒸汽时代之后很长一段时间里，人们仍然普遍认为工厂就是“磨坊”。）但是，如果靠水力来推动，那么，英国的工业化进程就不会走得这么远、这么快。适合建造水车的地方，必须水流强劲、地势险峻，而且不能有其他水车等类似的障碍物。即便在英国这样的水资源富裕的国家，要想找一个建造水车的理想地点也是很艰难的。此外，水车所做的无用功大大减少了原本可以从水中获取的动力。结果，以水为动力的加工厂都被驱散到了农村，它们通常出现在人迹罕至的山上，而且都相对比较小。
煤改变了工业的模式，这反映了能源之间的不同。煤孕育了更多、更机械化的工厂，这是因为地下的可用动力远远超过了水车提供的动力。而且，煤的能量在数百万年之中已经浓缩，非常便于使用，因此，用煤的工厂和劳动力可以集中在市区，而不是分散在农村。简言之，煤为英国的工业化进程带来了一种冲力，扮演着革命者的角色。
若论对人类的影响，工业革命就像火的发现、车轮的发明一样，使人类品尝到知识之树的甜美果实。“工业革命”这个词在时尚的潮流中来了又去，但是无论你怎么称呼它，在大约1780至1830年间，都有一些富于变革性的事物在英国诞生了。从此，工厂代替了手工业，于是生产工具的规模扩大了，而且越来越机械化。人们可以成群结队地迁入城市，充实着日益膨胀的劳动力大军。市场越来越全球化，对于许多人来说，他们创造的物质财富会超出他们在前工业时期的野蛮梦想。
英国之所以能够接纳煤，决不仅仅因为它是一种推动力，而是还有其他重要的经济、科技以及农业的因素，包括在全球商业和奴隶买卖中的统治地位为英国带来的大量金钱。但是，如果没有煤，工业革命也会面目全非，这是毋庸置疑的，因为早在靠燃料运转的机器时代之前，英国就已经耗尽了国内的木材储备。蒸汽机颇能有力地代表当时的科技进步和科技发明，然而却不得不依靠古代植物的遗留物来运转。英国所创造的现代新世界，深深扎根于一个遥远的年代，至于有多遥远，我们至今还不能想像。
虽然其他欧洲国家也纷纷跟随英国，走上了工业的道路，但英国在工业化进程上却领先了半个世纪之多，而且在很长一段时期内保持着这种领先地位。1830年，英国煤产量�
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