第九编 现今文明的革命基础(第20/25页)

印刷和运输?蒸汽机被应用到很多新的领域, 1814年印刷机的操作也采用蒸汽机。这非常重要,因为它让书籍和报纸的印刷非常便宜,普通人都可以享受。在此之前,蒸汽火车和汽船开始了它们跨时代的事业。

四、煤和铁

关于机器以及带动机器的发动机的发明被看成是工业革命的决定性因素。与之紧密相关的是煤和铁使用量的增加。工业革命之前可被称为“木材时代”,因为木材被普遍当作燃料及工具,仅能挖掘很少的煤。铁的价格很高而且很稀有,是由于当时的炼制技术很粗糙。因此不必觉得惊讶,第一批机器是用木材而非铁制造的。

新的燃料?迈向“煤铁时代”最开始的一大步就是用煤取代木炭来炼铁。炼铁就是熔解原矿石并把金属和渣滓分开的过程。

很多煤尚待挖掘,但用来烧制木炭的木材资源却逐渐枯竭。所以,早在17世纪,一个英国人见此情况,便试图以煤来取代木炭。这个想法很好,但在当时却并未成功。一个世纪之后,另一个名为达比的英国铁匠将煤炼制成焦炭后投入使用,效果很不错。可是焦炭火无法提供超高温,除非鼓入强风,所以“鼓风炉”出现了。为了能“鼓起风来”,达比采用了一对靠水轮转动的大风箱。

斯米顿的鼓风机?在熔炉中产生强劲气流的方法是由约翰·斯米顿于1760年发明的,他是一名苏格兰冶铁车间雇用的工程师,车间里焦炭的使用效果并不理想。斯米顿以一个拥有4个大铁汽缸的气泵来取代老式的皮风箱,汽缸装有阀门及活塞,而且用水力带动。斯米顿的鼓风机最终成功地让焦炭用于冶铁。

亨利·科特的冶铁法?在焦炭做燃料的时候,鼓风炉冶炼出来的“生铁”里含有杂质,造成铁质过脆,在许多场合都不适用。如何能让生铁变成更纯更坚硬的熟铁和钢,这成为一个难题,直至1784年前后亨利·科特发现,假如将生铁放在一个特殊的熔炉中加热,而且在它特别热时进行搅拌或是“搅炼”,就可以除掉多半的杂质。之后再将灼热、净化的金属从炉中取出,不需锤子锤打,只需用很重的滚柱轧成铁条或是铁板即可。

多亏这些新方法,才能让较廉价和适用性强的铁被用于制造机器、坦克和锅炉。甚至有一位极有胆识的发明家用铁板制造了一条船。

猪铁?既粗又沉的铸铁条,由于它们在炼造的沙床上的排列方式,被称为猪铁(生铁)。熔化的铁水被引进一个又大又长、两边各带有一排较小的模子沙土的模子中。大模子附近还有些小模子,非常像一头母猪领着一群猪仔,所以被称为“猪铁”。

车床?只要见过被拆开的汽车马达或是任何一种发动机,就会明白汽缸和活塞一定要“准”,即它们的外形必须标准、光滑。如果单靠手工来准确地给汽缸打眼,或是制作一个不漏气的阀门是绝对不现实的,原因是没有一个工人能将手中的工具控制得完全平稳。但是这个难题于1794年被车床解决了。

莫兹利发明的车床是一种能将钻头固定好的装置,同时还要将钻眼的金属块也固定在这一条直线上。它的另一个装置是将切割工具固定住,同时在车床或是转动的机器上快速旋转这些要切割成圆柱形的金属。这看似是一个简单的发明,但却在蒸汽机和各种铁制机器的成败上起到了最关键的作用。

高压发动机?早期的蒸汽机所面临的最严峻的困难之一,就是蒸汽压力假如升得过高,锅炉就会发生爆炸。但不久之后,锅炉可以用坚硬的铁板制成,使用高压蒸汽就安全许多了,发动机也得到了很大改良。汽缸和活塞的体积可以缩小,所有发动机也可以做得更小、更简单。理查德·特里维西克大概于1800年进行了这项改良,他在改良蒸汽机上的功劳不低于詹姆斯·瓦特。

五、汽船和火车

看到蒸汽可以成功地驱使静止的机器轮子旋转,发明家们便准备利用它来驱动船和车。

道路和运河?在讲述蒸汽是怎样被应用于车和船之前,先来了解一下早期的运输工具。

18世纪之前英国的道路相当恶劣,所以不会使用带有轮子的车,商人们用马将货物从一地运往另一地。很明显,只有找到较好的运输工具,才能让贸易更普遍地发展。

碎石路?18世纪,特别是19世纪,由于道路条件的不断改善,所以驿站马车、货车和四轮马车便可以畅行。“麦克亚当路”是根据苏格兰工程师约翰·麦克亚当命名的。他用碎石来坚固道路,并于19世纪初建造了几千英里平坦的道路,同时还开凿了很多运河,方便运输煤和其他沉重的货物。