1707327566
有大量的煤可供开采，而木炭的木材供应却正在枯竭；因此，早在 17 世纪，一个英国人看到这种情况，就尝试用煤代替木炭。这是一个有效的主意，但在那时却没试验成功。一个世纪以后，另外一个名叫达比的英国铁匠把煤炼成焦炭后使用，取得了较好的结果。但是焦炭火不能烧得很热，除非用一股强烈的空气来吹燃，因此“鼓风炉”发展了起来。为了“鼓起风来”，达比使用了一对由水轮转动的大风箱。
1707327567
1707327568
斯米顿的鼓风机 在熔炉里产生强气流的一种更好的方法是在 1760 年由约翰·斯米顿发明的，他是一个苏格兰铸铁车间里雇用的工程师，在那里使用焦炭的效果不算好。斯米顿用一个具有 4 个大铁汽缸的气泵来代替旧式的皮风箱，汽缸装上活塞和阀门，并用水力发动。斯米顿的鼓风机最后成功地使焦炭能用来炼铁。
1707327569
1707327570
亨利·科特的炼铁法 当用焦炭作燃料时，鼓风炉炼出的“生铁”里含有杂质，使铁质太脆，在很多场合不适用。怎样使生铁变成更纯更坚韧的熟铁和钢，是一个难题，直到 1784 年左右亨利·科特发现，如果把生铁在一个特殊熔炉里加热，并在它非常热时予以搅拌或“搅炼”，大部分杂质就可以除去。然后把炽热的、净化的金属从熔炉里取出，不用锤子锤击，而用沉重的滚柱轧成铁条或铁板。
1707327571
1707327572
亏得这些新的方法，有较便宜和较好的铁可用来制造机器、坦克和锅炉。一个胆量不凡的发明家甚至用铁板造了一只船。
1707327573
1707327574
猪 铁 又粗又重的铸铁条，因为它们在铸造的沙床中排列的形式，被叫作猪铁（生铁）。熔化了的铁水被引入一个大而长的、两边各有一排较小的模子沙土的模子里。这个大模子旁边带着一些小模子，很像一头母猪带着一排猪仔，因而称作“猪铁”。
1707327575
1707327576
车 床 任何人只要见过一个拆开了的汽车马达或任何一种发动机，就可以知道汽缸和活塞必须很“准”，就是说，它们的形状必须准确而光滑。若是只用手工，想准确地给汽缸钻眼，或做一个不漏气的阀门是不可能的，因为没有一个工人能把一个工具在手中掌握得绝对平稳。这个问题在 1794 年用车床解决了。
1707327577
1707327578
莫兹利发明的车床是一种把钻头固定住的装置，同时把要打眼的金属块也固定在同一条线上。它的另一项装置是把切削工具固定，同时要切成圆筒状的金属迅速地在车床或转动的机器上旋转。这看来好像是一项简单的发明，但它在蒸汽机和每种铁制机器的成败上起了关键性的作用。
1707327579
1707327580
高压发动机 早期的蒸汽机所遇到的最严重的困难之一，是蒸汽压力如果升得很高，锅炉就会爆炸。但是当锅炉很快能用坚固的铁板制造时，使用高压蒸汽就变得安全多了，发动机也能大大改进了。汽缸和活塞的体积能予缩小，全部发动机也能做得小些、简单些。理查德·特里维西克约在 1800 年做了这项改进，他在发明蒸汽机上的功绩不亚于詹姆斯·瓦特。
1707327581
1707327582
33.5 汽船和火车
1707327583
1707327584
当看到蒸汽能够成功地用来转动静止的机器轮子时，发明家们开始想到利用它来推动船和车。
1707327585
1707327586
道路和运河 在我们谈到蒸汽如何被应用于车和船以前，可以先说一说早期的运输工具。
1707327587
1707327588
18 世纪以前英国的道路是如此恶劣，以致不大可能使用有轮的车，商人们用驮马把货物从一个地方运到另外一个地方。很清楚，除非找到较好的运输工具，否则贸易不能很广泛地发展。
1707327589
1707327590
碎石路 18 世纪，尤其是 19 世纪，做了不少改进道路的工作，因此驿站马车、货车和四轮马车可以在上面通行。“麦克亚当路”是以苏格兰工程师约翰·麦克亚当而得名的。他使用碎石来加硬和加固道路，并在 19 世纪初建造了几千英里漂亮的道路。同一时期挖掘了许多运河，以便较便宜地运输煤和其他笨重的物资。
1707327591
1707327592
蒸汽机车 到 1800 年，蒸汽机已经完善到可用于机车的程度。第一个有实用价值的蒸汽机车的制成，应归功于高压发动机的发明者理查德·特里维西克。这是在 1801 年。煤矿区的工程师们热心地接受了这个主意，因为制成一个蒸汽机车将解决把煤从矿井运到市场的大问题。
1707327593
1707327594
斯蒂芬森的改进 这些工程师之一是乔治·斯蒂芬森（1781—1848 年），他可称为铁路机车之父，或至少是继父，尽管他所做的并不是发明它，而只是改善它，使它为群众所接受。
1707327595
1707327596
当一些矿主计划在英国北部的斯托克顿和达林顿之间建造一条铁路时，斯蒂芬森劝说他们使用蒸汽机车而不使用马车。1830 年，斯蒂芬森为利物浦和曼彻斯特之间修建的铁路提供了机车——这是世界上第一条重要的铁路。
1707327597
1707327598
用我们的标准来判断，斯蒂芬森时代的发动机和车厢看起来狭小且笨拙得可笑，但是对那些不知道有什么比驿站马车更快的人们来说，它们简直是奇迹。
1707327599
1707327600
罗伯特·富尔顿和汽船 曾有几个发明家把蒸汽机用来推动船只，但通常以罗伯特·富尔顿（1765—1815 年）为第一人。无论如何在时间上他并不是第一个，但是他足够幸运，是将他的船只行驶于水面上因而致富的第一人。
1707327601
1707327602
1707327603
1707327604
1707327605
图 33-3 从利物浦到曼彻斯特的铁路线的一段，使用蒸汽机车。它以运输乘客为主要业务，一等舱乘客在有顶的车厢里，二等和三等乘客在敞开的车厢里
1707327606
1707327607
富尔顿是一个祖籍爱尔兰的美国青年艺术家。当他在英国学绘画时，结识了詹姆斯·瓦特和其他一些对机械工程有兴趣的人，没有多久他就放弃了绘画艺术，而从事于发明的艺术。他得知拿破仑·波拿巴对发明相当有兴趣，就到了法国。1803 年，在巴黎，他的第一艘汽船在塞纳河下了水，还展出了一艘潜水鱼雷快艇。由于没得到多大鼓励，他回到美国，并在那里建造了一艘带螺旋桨的汽船克莱蒙特，在哈得孙河上往返于纽约和奥尔巴尼之间。1807 年，克莱蒙特汽船隆隆地驶向成功了，因为它是一只实用的船。以前的汽船很难谈得上这点。
1707327608
1707327609
汽船和远洋轮船 1811 年尼古拉斯·罗斯福在匹兹堡建造了一艘汽船，沿俄亥俄河和密西西比河而下航行到新奥尔良。这是那些河上的第一艘汽船。在英国，第一艘成功的汽船是亨利·贝尔的彗星号，1812 年它在克来德河上第一次航行。
1707327610
1707327611
1819 年，配备了蒸汽机的萨瓦纳号船，自佐治亚的萨瓦纳横渡大西洋开往利物浦，但它的发动机纯粹是辅助性的。它装有全副桅帆，当风力顺当或是风浪太大不利于航行时，就把螺旋桨取下放在甲板上。真正以蒸汽开动横渡大洋的航行始自 1838 年的天狼星号和大西方号。与此同时，在内河上行驶的汽船日渐增多，到 1850 年它们已多得数不清。
1707327612
1707327613
直到 19 世纪后半叶，远洋轮船在国际贸易和海军战争中才具有划时代的重要性，我们将在后一章中叙述。
1707327614
1707327615
33.6 寂静的家