蒸汽的咆哮 —— 煤炭所推动的工业革命
沉睡于地下的黑色石头,煤炭。当它的热量煮沸了水,蒸汽驱动了机器,人类首次冲破了自然的天花板。纽科门与瓦特的蒸汽机、工厂与铁路,以及为烟雾所呛的城市。本系列第二话描绘化石燃料时代的拉开序幕。
2026年6月14日
上一话,我们看到前近代社会被薪柴与肌肉、水与风这些有限的力量所束缚。冲破那看不见的天花板的,是沉睡于地下的黑色石头——煤炭。然而,煤炭若只是燃烧,便不过是薪柴的替代品而已。真正的革命,发生在这样一种机关诞生之时:用它的热量煮沸水,再把腾起的蒸汽之力转化为机器的运动。随着蒸汽机的咆哮,人类终于获得了一种不知疲倦、也不依赖河畔或听凭风向的动力。那是一种将重新涂改世界本身风景的力量。
- 1712年
据称英国的托马斯·纽科门为煤矿排水制造了实用的蒸汽机。这是把蒸汽转化为动力的最早期机器。
- 1769年
詹姆斯·瓦特为配备了分置式冷凝器的改良蒸汽机取得专利。它被评价为大幅减少了燃料的消耗。
- 1782年頃
据称瓦特完成了把往复运动转化为旋转运动的复动式蒸汽机,使其得以直接驱动工厂的机械。
- 1804年
据传理查德·特里维西克成功让蒸汽机车在轨道上行驶。那是蒸汽进入陆上运输的一刻。
- 1825年
据称在英国,连接斯托克顿与达灵顿的铁路开通,蒸汽铁路的时代正式拉开序幕。
黑色石头,给予了热
煤炭,是远古植物在地下深处历经漫长时间所变成的,可以说是凝固的「过往太阳」。它与薪柴同样是会燃烧的燃料,却有着决定性的不同。与木不同,煤炭无需等待其生长。掘出便在那里,而且同等重量下放出的热远比薪柴多。对于已把森林砍尽、为燃料而苦恼的地区而言,脚下的黑色石头,宛如一眼永不枯竭的热之泉。
在英国,煤炭很早就被用于取暖与打铁。随着森林稀疏、薪柴日渐难得,人们便越发依赖煤炭。然而,为开采那煤炭而把坑道越掘越深,某个麻烦便横在了面前。那就是地下水。坑道很快被水淹没,若不汲出便无法继续采掘。当时主要靠马力把水汲上来,可那远远跟不上。正是这一迫切的烦恼,成了招来蒸汽机这一发明的土壤。
纽科门与瓦特 —— 驯服蒸汽
把蒸汽之力转化为实用机器的先驱中,广为人知的是英国的托马斯·纽科门。他据称于一七一二年前后制造的蒸汽机,正是一台为煤矿排水而生的机器。燃烧煤炭把水烧开,用腾起的蒸汽充满汽缸,再将其冷却使蒸汽还原为水,由此产生的压力差便推动活塞。其上下运动驱动水泵,把坑道里的水汲上来。用煤炭来驱动开采煤炭的工具——这是安置于燃料产地、合乎情理的机关。
不过,纽科门的机器有一个弱点。每次冷却蒸汽时,整个汽缸都随之变冷,又必须重新加热,因而大量耗费燃料。在此处加以改良的,是苏格兰的技师詹姆斯·瓦特。瓦特把冷却蒸汽的职责分给另一个容器——冷凝器,巧妙地让汽缸本体保持炽热。这一于一七六九年取得专利的方式,被评价为大幅抑制了燃料的消耗。
瓦特等人更进一步,发明出把活塞的往复运动转化为旋转运动的机关。凭借这台据称于一七八二年前后完成的复动式机器,蒸汽机从一台只会汲水的工具,进化为能把机械的轮子滚滚转动的万能动力。这是决定性的。在此之前,纺纱与织布的机械因依赖水车之力,只能安置于河畔。然而有了蒸汽机,只要把煤炭运来,便可在任何地方建起工厂。动力,从土地的制约中被解放了出来。
这一解放,大大改变了社会的面貌。一旦无需再把工厂束缚于河畔,人们便接连在可采煤炭的煤田附近,或便于运货的港口与运河之畔建起工厂。人们向有活计之处聚集,村庄膨胀为城镇,城镇膨胀为大都市。原本散居于农村的人们,被吸向烟囱林立的工业都市。蒸汽机这一台机器,连人们在何处工作、在何处生活这种生存方式本身,也一并改写了。能源的选择方式,决定着社会的形态——这一关系,在此后石油与电的时代里,也将反复出现。
烟雾的都市,与阴影的一面
蒸汽机并未止步于工厂的墙内。驱动轮子的力量,不久便被应用于在轨道上奔驰的交通工具。据传理查德·特里维西克于一八〇四年让蒸汽机车行驶,据称一八二五年在英国连接斯托克顿与达灵顿的铁路开通。人与物被运送得远比马匹或帆船更快、更多。在海上,蒸汽船弥补了听凭风向的帆,世界骤然缩小。煤炭这一种燃料,把生产与运输整个地改写了。
后世的人们把这场巨变称为工业革命。此前由自然所设定的能源天花板被冲破,人类制造、运输并积累起前所未有之量的财富。凭借铁与煤之力,文明跃上了新的阶段。这无疑是能源所带来的光的一面。
请回想上一话的故事。前近代的人类,是在那一年自然所产出的力量——今年的雨、今年的风、今年伸展之木——这一零用钱的范围内勉力周转。然而煤炭不同。它是历经数百万年蓄积于地下的、可谓巨额的储蓄。蒸汽机赋予了人类一种本领:把那储蓄取出燃烧,随心所欲、想用多少便用多少地转化为力量。靠零用钱度日的人类,骤然把手伸向了庞大的积蓄——若用一句话来道出工业革命的本质,或许可以如此表达。正因有了这储蓄,人口才得以增长、城市才得以膨胀、生产才得以爆炸般地扩大。
如何看待这一明暗,至今仍非简单的问题。若没有工业革命,便不会有今日富足的生活与医疗,也不会有养活众多人口的力量。然而与此同时,那繁荣污染了大气、把沉重的负担强加于人与自然,这也同样是事实。大量使用能源,意味着在获得某物的同时,也要支付某物——这一简单而沉重的真理,煤炭的时代清楚地教给了我们。既不只谈光,也不只责备影,而是凝视其两面,应当成为追溯能源历史时一种重要的态度。
就这样,煤炭与蒸汽机把人类推入了化石燃料的时代。掘出沉睡于地下的远古太阳,加以燃烧转化为力量——人类自此开始正式踏上这种生存之道。然而,在蒸汽咆哮回旋的工厂与铁路之旁,一种全新的力量正悄然准备现身。无声,亦不冒烟,却将从根本上照亮并改变世界——那看不见的,电。
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