其实
驱动工业革命
在英国,工业革命带来的最大的变化之一就是动力的运用。从中世纪到乔治三世统治时期,用于劳作及行驶的动力一直没有得到发展。当时的驱动力仅限于三种:动物或人力;风力,用于航行或者风车;流水产生的动力。其中只有水力可以用于支持持续运转的机器,尽管在当时的兰开夏和苏格兰地区水力资源极其丰富,被用于谷物作坊和纺织厂,但这种动力存在一个极大的缺陷:水的流向是由自然因素决定的,因此,不论适不适合工厂选址,利用水利生产的工厂都必须建造在能够提供水资源动力的岸边。再者,即便是最可靠的水资源也会受到季节变化和干旱的影响。总之,没有可持续提供动力并且可移动的能源就没有新机械化时代的产生。
一直以来,人们很早就了解这种能源,不过没能成功开发。在十八世纪早期,泵曾被用于在气缸中使蒸汽推动活塞,气缸内部的蒸汽被压缩形成真空环境,大气压又使得活塞下降,这一由托马斯赛佛瑞发明并由他的同伴托马斯纽科门对其进行改良的“大气引擎”,被赋予了革命性的工作原理。但其效率低下且浪费燃料,无法在煤矿以外的地区使用,这与最初的设计期望背道而驰。十八世纪六十年代,詹姆士瓦特完善了分离的蒸汽冷凝器,因此不必每次活塞运动后都要冷却气缸;随后,他又发明了一种新的方法,使得活塞可以旋转运动,即从原来的往复运动演变成为循环运动,原本效率低下运用范围有限的活塞式结构从此演变成为得到广泛运用的蒸汽模式。最终,蒸汽被运用于汽缸中将活塞推回,从而加快了机器的运转速度并降低了能源消耗。
瓦特发明的蒸汽机很快就展现出了它的作用,把依赖水源的工业解放了出来。通过泵将矿井中的水排出,矿井能挖掘得更深。十八世纪末,由威廉默多克引领的煤炭利用,促成了一千五百年以来首例夜间照明设备的诞生。新世纪伊始,煤气在与冒烟的油灯和忽闪的蜡烛的比较中占净优势,经济富裕的伦敦人也开始习惯了煤气家用照明甚至街道照明。依赖于木炭供应的铁匠们亟需燃料,他们也受益于越来越多的煤炭供应。配备有蒸汽动力的鼓风炉使得越来越多的钢铁供应成为可能。蒸汽成为了工业革命中的主要动力,当时的煤矿和铁矿成为了是工业的主要原材料。
十九世纪时,英国已经拥有上千台蒸汽发动机,直到 19 世纪 30 年代以前,英国在蒸汽机的生产方面一直处于实质性垄断地位。蒸汽机不仅可以用于织布、炼铁,19 世纪早期,蒸汽机的使用同样大大提高了造纸的效率,蒸汽动力生产的产量是一个工人一天产量的 10 倍。那时,第一台利用蒸汽发动的印刷机 1 小时就能完成手动印刷机30 小时完成的工作量。蒸汽动力还实现了运河及收费公路无法完全解决的运输问题。货船的确可以负荷重物,但人们无法利用运河在多山的区域实现运输,虽然利用公路可以穿实现在多山区域的运输,但路面的承载能力有限。这些问题都需要其他解决方法,解决问题所需要的条件其实唾手可得。在一些工业地区,四轮马车用于承载重物,它们配备有带凸的缘轮,通过马力拉车在铁轨上行驶;静止的蒸汽发动机广泛运用于工厂和矿井之中。直到过了一代,另一批发明家们才将这些条件成功组合在一起,给车轮配备上蒸汽动力,让轮子在铁路上运转,利用机器替代了原有的马。这就是铁路时代从十八世纪既有条件发展起来的过程。