第十章 西方的时代:是东风压倒西风,还是西风压倒东风(第2/24页)

在18世纪,东西方文化的核心地区都需要煤,都面临着矿井被淹的情况,但英国的发动机制造者想出了解决方法。如我们在第九章所讲,这里是欧洲西北部最边缘的地方,大西洋经济体的国家鼓励具有某些科学性的补锅工作。补锅匠将商业的敏锐、实际操作金属的经验与一些基本物理知识相结合,来解决能源紧缺问题,他们的出现正是时候。这些人在中国和日本也存在,不过凤毛麟角。而据我们所知,到目前为止,他们中甚至没有一个人试着修补过燃烧煤炭的发动机。

“矿工之友”是西方使用的第一台抽水机,于1698年在英格兰获得专利权。这台机器燃烧煤来煮沸水,然后将蒸汽在真空中冷凝。随后,操作人员打开阀门,在真空的作用下水从矿井中吸上来。如今,工人们关上阀门,移动灶火,同样可以将水煮沸,产生蒸汽,不断重复煮沸、冷凝这一有违万有引力的过程。

“矿工之友”运行缓慢,且只能将水提升40英尺。此外,它的明显不足之处就是易爆炸。不过,它仍比喂养上百匹马要便宜。这台机器也给予修补工作更多的灵感,但改进后的发动机依旧十分耗能,因为它们要用同一汽缸煮沸水,然后冷却形成真空。工人们在每次击打活塞的时候都得重新加热汽缸。即使是最好的发动机也只能将不到1%的煤产生的能量转化为抽水的动力。

几十年来,这种低效率的转化限制了蒸汽动力的使用范围,使它仅在矿井中用于抽水工作。即使这样,一个矿主还抱怨说:“这些发动机使用了大量的燃料,严重损害了我们矿井的利润……赋税太重与禁止采矿无异。”对于任何需要将煤炭从矿井运输到工厂的企业而言,蒸汽发动机真是太贵了。

但是,教授们对发动机却颇有兴趣。格拉斯哥大学购买了一个微型发动机样品,可是却没有哪一个学者可以将其发动起来。直到1765年,该校数学仪器制造师詹姆斯·瓦特在工场里成功将其发动。发动机虽然运行了,可是效率并不高,这让瓦特百思不得其解。在进行其他任务的时候,瓦特一直在思索蒸发、冷凝水的更好办法。直到有一天,他终于想了出来,就如他写的那样:

在一个周日的下午,天气晴朗,我出门散步……正在此时,一个想法从脑中蹦出。蒸汽具有伸缩性,会冲进真空中。若能在(加热的)汽缸和耗尽的容器中间建立连接,蒸汽就会冲进去,这样可以不冷却汽缸而冷凝蒸汽……当整个过程在脑海中构建妥当时,我发现半晌的工夫已经过去了,我还没走到高尔夫球场呢。

那是个周日,对主虔诚的瓦特只能放下手中的活,但是周一早上他以现有材料迅速组建了一个新模型,将冷凝器和蒸汽汽缸分开。这样,汽锅保持高温,冷凝器保持低温,而不是加热冷却交替进行。这种方法可以减少用煤近8成。

此时,一系列新问题接连产生,但瓦特仍孜孜不倦年复一年地继续探索。他的妻子去世了,支持者也破产了,可发动机仍旧不能稳定地运转。1774年,就在瓦特准备放弃研究寻求更稳定的职业时,“铁的领主”马修·博尔顿前来帮助瓦特。他收购了瓦特负债累累的支持者,将发动机制造厂迁到伯明翰。为了解决瓦特的困境,博尔顿既投入了资金,又投入了人力,派遣聪慧的金属制造工“钢铁疯子”威尔金森(Wilkinson)前来助阵。(威尔金森认为,万事万物都可以用铁来制造,包括自己的棺材。)

就在6个月后,瓦特给父亲写了封信。我认为这是封有史以来低调程度位列第二的信(在本章后面的内容中,我将谈谈最低调的信)。在信中,瓦特写道,他的发动机现在“相当成功”。1776年3月,举行了一个盛大的公开展览会。会上,瓦特和博尔顿的发动机只用60分钟就将水从60英尺深的矿井中抽了上来,而消耗的煤仅为旧机器的1/4。

怪不得在博斯韦尔访问索霍区时,博尔顿表现得自信十足。现在发动机在矿井外性价比很高,局限性很小。“如果我有……100个小发动机……外加20个大的共同运作,我们就能够把全部问题成功解决掉,”博尔顿给瓦特写道,“晒草要趁太阳好,我们要抓紧有利时机。”

虽然一些顾客的光临会让他们感到惊喜,但他们的确抓住了有利时机。第一个利用蒸汽动力的制造商是棉布制作商。西欧并不产棉布,直至17世纪,英国人一年四季都穿着破破烂烂、带有汗臭味的毛料衣物,内衣往往也是如此。可以想象,当商人开始从古印度进口轻便、色泽明丽的棉布衣物时,该有多么轰动。1708年,丹尼尔·笛福回忆道:“棉布悄悄来到我们的屋子,进入壁橱、卧室。窗帘、地毯、椅子,连床都是用棉布做的,要不就是印度制品,绝非他物。”