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第五十七章 發動機的時代

第五十七章 發動機的時代

兩千年前,已有一些希臘與羅馬的哲學家(典型代表是米利都的泰勒斯和普林尼。公元79年維蘇威火山的爆發把羅馬的龐培城和赫丘利諾姆城一舉摧毀,當時普林尼正在那裡作實地考察,不幸遇難)欣然發現:如果先用羊毛摩擦琥珀,那麼這個琥珀將能吸附起一些細小的稻草和羽毛。中世紀的經院學者對神奇的電力不怎麼感興趣。但是就在文藝復興開始后不久,伊麗莎白女王的私人醫生威廉·吉爾伯特在他的論文中討論了磁的特性。三十年戰爭期間,馬德堡市長、氣泵的發明者奧托·馮·格里克創造出歷史上第一台電動機。之後的百余年裡,無數科學家全力投身於對電的研究。1795年,至少有三名教授發明了著名的「萊頓瓶」。在本傑明·湯姆森(人稱拉姆福德伯爵,曾經因為親英而被迫逃離新罕布希爾)之後最有名的美國天才本傑明·富蘭克林也投身電力研究。當他發現閃電與電火花同屬於放電現象后,就盡其一生都在從事電力研究。再後來就是直流電源發明者伏特,以及加爾瓦尼、戴伊、丹麥教授漢斯·克里斯蒂安·奧斯特、安培、阿拉哥、法拉第等,他們長年累月堅持不斷地探索著電的真正奧秘。
在這些踏實的工程師們全身心致力於「熱力機」開發的同時,研究純粹科學的理論科學家正以新思路進行著對自然界最隱秘的核心問題的探索。
這些科學家無償地將自己的發明回報給社會。塞繆爾·莫爾斯(像富爾頓一樣本來是藝術家)認為,應該可以利用新發現的電流把信息在城市間傳遞。達到這一目的工具是銅線和他發明的一台小機器。沒有人九-九-藏-書相信他的試驗能成功。莫爾斯只好自己掏錢繼續試驗,很快他一貧如洗,並招致了更多的嘲笑。莫爾斯無奈中向國會發出求助信號。這時一個好心的特別商務委員會承諾給他一筆研究資金。然而國會議員對此毫無所動,莫爾斯足足等了十二年才拿到一點點資金。終於他在華盛頓和巴爾的摩之間搭建起一條電報線路。1837年,莫爾斯在紐約大學的演講廳里公開展示了他的電報。1844年5月24日,人類歷史上第一條長途信息成功地從華盛頓發到了巴爾的摩。今天電報線已經布滿全球,我們只要花上幾秒鐘就能把消息從歐洲發到亞洲。二十三年後,亞歷山大·格拉姆·貝爾利用電流原理髮明了電話。五十年後,義大利人馬可尼改進前人的做法后發明了無須線路的無線通信系統。
19世紀30年代,華盛頓發生了這麼一則趣聞。有官員認為,「人類已經發明了一切可發明的東西」,因此要求取消發明專利機構。在早期歷史中,當人們最初用風帆來取代木槳、竹篙和纖繩來推動船隻行駛時,他們也許對這些發明產生過懷疑。
民族獨立戰爭爆發時,歐洲人的生活因為科學發明而大為改觀。蒸汽機這件18世紀的笨重發明物開始勤勤懇懇地為人們服務。
教會在文藝復興時已不再強迫人們接受他們對科學的偏見。數學、天文學、物理學及化學成為許多人的研究對象。三十年戰爭爆發的前兩年,蘇格蘭人約翰·納皮爾出書推出了新發現的「對數」。萊比錫的哥特弗里德·萊布尼茨在戰爭中完善了微積分體系。就在人們簽署《威斯特伐利亞條約》的八年之前,英國自然科學家牛頓誕生,而義大利天文學家伽利略離世了。中歐的繁榮在三十年戰爭中被徹底破壞,人們突然對「鍊金術」產生了極大興趣。中世紀人希望藉助這種偽科學把普通金屬變成黃金。這當然是不可能的,但鍊金術士們的辛苦工作也帶來了許多新的發現。這使繼任的化學家們大受裨益。
富爾頓的「汽船」想法其實是借鑒了康涅狄格州機械天才約翰·菲奇的創造性設想。菲奇設計的小巧汽船早在1787年就在特拉華河上首次試航。然而遺憾的是,拿破崙和他的科學顧問不相信世上會有自動汽船。雖然裝有蘇格蘭發動機的小船已經往來於塞納河,可惜拿破崙卻沒有看到。如果他能夠利用這一世界領先的機械,也許他能為特拉法爾加海戰雪恥呢!read.99csw.com
假如我現在成了任由想象力飛馳的小說家,而不再是必須尊重事實的歷史學家,我將以生動的筆觸敘寫那令人振奮的時刻。屆時世界上最後一部蒸汽機車將被送進自然歷史博物館,與恐龍、翼手龍及其他滅絕了的動物的屍骨一起默默接受世人的參觀。
運煤和防水是兩大難題。開始的時候人們用馬來拉煤,可抽凈礦坑的水得使用專門機器。於是,好多發明家都開始研究這一難題。他們知道使用蒸汽作為新機器的動力是著實有效的。蒸汽機的想法很早就誕生了。公元前l世紀的亞歷山大曾記載過幾種由蒸汽驅動的機器。文藝復興的人們也曾設想過蒸汽戰車。與牛頓同時代的沃塞斯特侯爵也在發明專著中具體刻畫過一種蒸汽機。1698年,倫敦的托馬斯·薩弗里發明了抽水機併為之申請專利。與此同時,荷蘭人克里斯蒂安·惠更斯正在完善用火藥引發規律爆炸的發動機,就好像汽油推動引擎一般。
在人類早期,人們可以輕而易舉地得到身份低賤的人,使他們為自己工作。為什麼睿智的希臘人、羅馬人沒能發明有效的機器?奴隸制是其中一個重要原因。當市場提供的價格低廉的奴隸能為他們做所有工作的時候,聰明的數學家又何必去研究線繩、滑輪、齒輪等東西?
二十年後,載重一千八百五十噸的「薩瓦納」號汽船以每小時六海里的速度從薩瓦納飛抵利物浦,它二十五天橫渡大西洋的壯舉可是一項新紀錄。這時候人們不再嘲笑。但他們卻錯誤地把偉大發明的榮譽安在了富爾頓頭上。
世界政治格局在蒸汽機產生的那幾百年裡變化重大。英國海軍打敗荷蘭九_九_藏_書艦隊,成為世界海上貿易的霸主。他們到處爭奪殖民地,把殖民地出產的原材料運到英國加工為成品,再出口到全世界。17世紀,北美喬治亞州和卡羅來納州的人開始種植能長出奇特毛狀物質的新灌木「棉毛」。人們摘下棉花運到英國,蘭卡郡人把它紡成布。最初這種活是手工操作的。很快紡織技術得到極大改進。1730年,約翰·凱發明了「飛梭」。1770年,詹姆斯·哈格里夫斯為他的「珍妮紡紗機」申請了專利。美國人艾利·惠特尼發明的軋棉機能夠自動分開棉花與棉籽。以前手丁脫粒的工人平均每天只能分一磅。後來牧師理查·阿克萊特和艾德蒙·卡特萊特發明了水力驅動的大紡紗機。18世紀80年代法蘭西三級會議召開的時候,引進了瓦特發明的蒸汽機並裝到阿克萊特的紡織機上面。這使歐洲經濟社會產生了重大變革,世界各地的人際關係因之而改變。
略微改進的農奴制在中世紀取代了奴隸制。可就在這種情況下,機器的使用仍然得不到許可,他們覺得機器會使大批農民失業。此外,中世紀的人們覺得沒有必要生產太多商品。裁縫、屠夫、木匠們只求獲得最直接簡單的生活用品,而不想與他人展開競爭。
發明家在取得固定式蒸汽機的成功後轉而專註于藉助機械裝置推動車輛、輪船的問題。瓦特曾經設計過一套「蒸汽機車」的研究計劃,但在他最終完善以前,理查·特里維茨克就已經發明出機車開始滿載貨物奔走于威爾士的潘尼達蘭礦區。
從此,工具寄託了人們改善生活的美麗夢想。人類最早的時候把一棵大樹改造成了車輪。這項發明誕生在公元前十萬年,當時它就像幾年前發明了飛行器一樣帶給人類極大的震撼。
大約五十多萬年前,出現了人類歷史上最重要的人。這個人全身長滿了毛,眉毛很低,眼睛凹陷,下巴寬大,牙齒非常尖利。沒有人會喜歡他的長相,但是現代科學家仍然會敬稱他為祖先。因為他曾利用石頭敲開那些堅硬的果子,曾利用木棒撐起千斤巨石。他憑著自己的實踐,發明了鎚子和槓桿這兩樣早期工具。他為人類做出了巨大的貢獻,任何後來的人類https://read.99csw.com和其他生活在地球上的動物都不能超出他的成就。
蘇格蘭人喬治·史蒂芬遜在六年後製造出了著名的「火車」。多年來為方便將煤從礦區運往冶鍊爐和紡紗廠,他始終埋頭于研製機車。他的發明一經採用,煤價就下降了將近百分之七十。第一條客運線路開始定期在曼徹斯特與利物浦之間來回奔忙。人們能夠以每小時十五英里的驚人速度從一座城市飛馳到另一座城市。十二年後火車提速至每小時二十英里。今天隨便找一輛最便宜的福特車(19世紀80年代的戴姆勒、勒瓦索小車的改進型)都會比這些噴氣的怪物快很多。
約翰·菲奇在失意中悲慘地死去。他是最早把「汽船」服務於商業的人。但是當他建造的第五艘螺旋槳汽船被人毀棄時,他已經沒有任何錢了,而且身體也越來越差。鄰居們對他大肆嘲笑,就像一百年後人們大肆嘲笑滑稽的飛行器的發明者蘭利教授一樣。菲奇最大的願望是使自己國家的西部大河都得以溝通,但問題是他的國人更願意選擇乘坐平底船或步行。1798年,菲奇在孤獨絕望中服藥自盡。
所有前人的工作打下了紮實的科學基礎,於是複雜機器應運而生。在中世紀,人們製造機械的主要材料是木材。但木頭容易腐爛,用鐵取代木頭可以彌補這個缺點。可是除了英格蘭以外,歐洲很少有鐵礦。因此,冶鍊業在英格蘭大行其道。煉鐵是需要高溫的。開始的時候主要燃料是木材,可畢竟森林是有限的。於是人們開始用森林化石「石煤」來取代木材。這就有些困難了,因為要到很深的地下去挖煤,然後運到冶鍊爐中,此外礦坑還要防水。
在歐洲,幾乎每個人都在致力於建造蒸汽機。惠更斯的密友兼助手法國人丹尼·帕潘在好幾個國家都進行過蒸汽機實驗。他的發明是用蒸汽驅動的小車、小蹼輪。可當他的新船準備試航時,船員們開始擔心這種新船的出現會使他們賴以謀生的工作突然失去,於是公開提出抗議。政府因此沒收了帕潘的小船。他為了發明小船把自己的家產全部投入進去了,最後卻落得個窮死倫敦的下場。他死的時候托馬斯·紐克門也在全力研究新的蒸汽泵。五十年後https://read•99csw•com,格拉斯哥機器製造者詹姆斯·瓦特對紐克門的發明做了一番改進。1777年他向全世界宣布,真正具有實用價值的蒸汽機誕生了。
但是,人類歷史的奇特之處在於,人可以自己不勞動,悠閑地晒晒太陽,或者在石頭上畫畫,而利用豢養的小狼、小虎之類的動物為自己工作。

現代城市
這時,美國珠寶商兼肖像畫家羅伯特·富爾頓正在巴黎遊說拿破崙採用他的潛水船「鸚鵡螺」號以及他的汽船,並宣稱法蘭西海軍可以憑藉這一發明奪取英格蘭的海上霸權。
約克郡人邁克爾·法拉第在新英格蘭人莫爾斯為電報忙活的時候,就已經成功製造出了第一台「發電機」。1831年,這個微不足道的小機器正式面世,當時歐洲正處於偉大的七月革命的影響中。後人在此基礎上,將第一台發電機不斷改進,到今天,它已不但能為我們提供熱與光(愛迪生在19世紀四五十年代英國人和法國人的研究基礎上,於1878年發明了小白熾燈泡),還可以提供驅動各種機器的動力。如果我的判斷正確的話,電動機即將完全取代熱力機的地位,其情形就好比史前時期高等動物取代了那些缺乏生命力的其他動物一樣。
對我來說(我對機械並不了解)我很高興看到這種情形。水力驅動的電機將成為人類健康可信的忠實幫手。18世紀的工業奇迹「熱力機」又吵又臟,使地球上到處布滿可怕的煙塵,而且無數勞苦人民必須不懼艱險在地底深處開挖煤礦,以滿足那些永不知足的貪婪。
富爾頓失望地回到美國。這個精幹的商人馬上跟羅伯特·利文思頓合夥,成功地創建起一家汽船公司。利文思頓是《獨立宣言》的簽字人之一,富爾頓在巴黎推銷發明時,他是當時美國的駐法大使。兩人的新公司建造了配備蒸汽引擎的第一艘汽船「克萊蒙特」號。很快,紐約州水系的航運都被它壟斷了。從1807年開始,「克萊蒙特」號在紐約與阿伯尼之間定期航行。