蒸汽機引發工業革命 "無論怎樣誇也不為過"(圖)
央視國際 www.cctv.com 2007年03月29日 23:35 來源:
來源:國際在線(歐洲)
「蒸汽機的歷史意義,無論怎樣誇大也不為過。」——《全球通史》作者L.S.斯塔夫裡阿諾斯
瓦特從開始改良蒸汽機到最後研製成復動式蒸汽機,前後花了30多年,僅在解決活塞與汽缸之間的漏氣問題上,瓦特就反覆試驗了很長時間。這也說明了一個問題:蒸汽機的發明對世界來說是多麼重要,人們好像一直在等待瓦特的成功。不僅僅是瓦特的合作夥伴馬修·博爾頓,全世界都在等待蒸汽機帶來的奇蹟。
第一次工業革命始於18世紀的英國,「珍妮紡紗機」、「騾機」的出現,提高了紡織品的產量和質量,為英國全球貿易和擴張提供了一次加速,這也使英國與其他強國之間的經濟實力差距拉大。蒸汽機出現後,英國已經把其他國家遠遠地甩在後面。
1712年,蘇格蘭鐵匠紐克曼發明了空氣蒸汽機。瓦特是在幾十年後在格拉斯哥大學做修理工的時候才第一次見到紐克曼蒸汽機模型,從此,他便開始研究如何讓這臺笨拙的機器變成「永動機」。
蒸汽機究竟如何改變了人類歷史,它在當時的工業革命中起到哪些關鍵作用?記者採訪了南京大學歷史系教授楊豫教授。
楊教授說:「瓦特蒸汽機的發明嚴格意義上說不是發明,它是改良。18世紀60年代瓦特在紐克曼蒸汽泵的基礎上改良成功。這種紐克曼蒸汽泵又稱『火機』,它發動起來渾身冒火,主要在礦山上使用,是抽水用的,所以又叫『礦工之友』。它和泵連在一塊,所以體積很大。」
由於這臺機器的局限,幾十年來,它一直只用來抽水用,並沒有廣泛應用於其他方面,「英國的煤田有個特點,都在海平面以下,礦山積水非常嚴重。礦山要解決一個問題就是先把水抽乾,才能夠把煤挖掘出來。所以紐克曼的蒸汽機主要用於礦山,當然還有一個用處就是用在鹽田,也是抽水用。這個蒸汽機的最大缺點就是熱效率太低,要用大量的燃料。用在煤礦沒問題,煤礦有煤,即便效率低也沒關係。
瓦特想改良這個蒸汽機,主要是想怎麼用作一種動力。60年代他改良成功了,這次改良成功的還是單動式的,就是來回運動的蒸汽機,還是不能給機器提供動力,因為機器動力需要圓周運動。他把單動式變成聯動式花了20年時間。他用分離汽缸的方式,再加上一個冷凝器,就提高了它的熱效率。這個改良後的單動式蒸汽機就可以離開煤礦了,用在其他地方。聯動式蒸汽機的出現,就可以替代人的動力、水動力,可以驅動機器了。所以這個發明在整個英國工業革命期間,是一件很重要的事情。」楊教授說。
英國有豐富的煤鐵資源,但是煤礦、鐵礦大都在丘陵和山區,一些工業城市往往根據礦山分布而發展。隨著工業化規模擴大,擺在英國人面前的一大問題就是交通,如何解決原料地之間的交通問題很關鍵。楊教授說:「過去,英國交通主要是靠人力、畜力、水力,水力比人力、畜力先進一些,但水力有一個問題,它必須有落差,有落差才能帶動水輪,水輪才能帶動機器。
水力一般用在糧食加工,而且主要在山區,到了平原就不行了。在平原,如果築壩來製造落差,又會影響交通,因為英國的水運很重要,這就影響了英國的工業分布。英國的工業發源於丘陵和山地地區,靠近煤田,於是跟市場之間的距離很遠。英國隨著新工業中心形成後,怎麼解決與市場之間以及同其他原料地之間的距離的交通問題?一些工廠就會考慮它要重新布局。如果沒有這樣的蒸汽機提供動力,它就不能離開山區」。
責編:張建