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Military版 - 英国为什么成为蒸汽机的诞生地?
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话题: 蒸汽机话题: 英国话题: 冶铁话题: 发明话题: 焦炭
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P****R
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英国为什么成为蒸汽机的诞生地?简单地说,就是因为英国具有与当时的经济技术
条件相适应的储量丰富的铁和煤,而且埋藏浅,易于开采,铁矿与煤矿距离近,运输方
便。那个时候的英国,铁和煤炭都是非常丰富而且廉价的商品,这成为发明蒸汽机必须
具备的的物质条件。这种煤铁资源条件是当时英国所独有的,是大自然送给英国人的礼
物,世界上任何国家都无法望其项背。
工业革命开始前夕,欧洲大部分稳产高产的煤矿都在英国。1700年前后英国煤炭产
量占欧洲煤炭总产量的80%,1700年统计的英国煤炭产量达到298.5万吨。还有更优越的
条件是“铁矿附近大多会探明储量丰富的煤矿”( 罗伯特.艾伦《近代英国工业革命揭
秘 ——放眼全球的深度透视》第433页),铁矿与煤矿之间以及二者与人口聚集的工业
区之间距离很近,运输十分方便。在工业社会的运输工具(轮船、火车、汽车)被发明
之前,农业社会的人力和蓄力运输工具便能够承担起最初的运输任务。一旦焦炭冶铁技
术把煤矿与铁矿相结合,铁产量就出现了突飞猛进地增长。英国在使用木炭作燃料冶铁
的年代,铁矿附近(经济上合理的运输距离内)的树林几乎被砍伐殆尽。之后,由于燃
料缺乏铁产量大幅度下降,不得不从北欧进口铁。而在采用焦炭冶铁以后,英国在短短
的几十年时间内铁产量迅速增长到占当时世界铁产量的半数以上,从铁的进口国变为世
界最主要的出口国。
有资料显示, 1800年左右,英国的煤和铁的产量比世界上其他地区产量的总和还
要多。19世纪中叶之后,英国钢铁产量达到了世界总产量的2/3,当时英国是世界上唯
一的钢铁出口国。应当注意的是英国的国土面积不大,当时的人口也不多。当时英国的
人口仅相当于法国人口的四分之一到三分之一,更无法与中国的人口数量相比了。可见
,英国当时钢铁和煤炭产量无论从人均方面看还是从单位国土面积方面看都相当可观。
这种情况导致铁和煤炭在当时的英国都是非常廉价的商品,煤炭价格仅仅是欧洲大陆的
四分之一,中国更无法与之相比。产量庞大又十分廉价的铁和煤炭在经济上产生了特有
的、巨大的、具有突破瓶颈的革命性的作用,构成了发明和使用蒸汽机的物质基础。有
了廉价的铁作材料和廉价的煤炭作燃料,才有可能把用铁很多、造价高昂、能耗很高的
“大铁疙瘩”——初期的蒸汽机当做人们研究制造和使用的对象,使蒸汽机的发明和使
用在经济上成为合理的,在实践中成为可能。在这里,铁和煤炭的巨大产量和低廉的生
产及运输成本是问题的关键。特别廉价的铁和煤炭是研发和使用蒸汽机的前提条件。
我们注意到一个客观的历史事实,就是焦炭冶铁技术的发明和进步与蒸汽机的发明
和改进基本上是同步的,都发生在17世纪末至18世纪中晚期,而且都是在英国这块狭小
的地理空间内发生的。
在英国,用煤炭(原煤)冶炼生铁开始于17世纪70年代以前。由于煤炭冶炼的生铁
再用于炼钢存在质量上的缺陷,除了生产铸铁产品以外,冶炼用于炼钢的生铁以及炼钢
仍然使用木炭作燃料。英国最早关于焦炭做加热燃料的记载是17世纪末,最早的焦炭冶
铁的记载是亚伯拉罕-达比于1709年采用焦炭代替木炭作为燃料的鼓风炉冶铁。亚伯拉
罕-达比为其摸索出的铸铁工序申请了专利,却没有为焦炉冶铁技术申请专利。他使用
焦炉时他才刚刚涉足冶铁业。由此推测,在1709年之前应当已经有人使用焦炭作燃料冶
铁。使用初期的焦炉冶铁消耗焦炭量很大,以后随着技术的改进迅速得到推广。到18世
纪后半叶,焦炭冶铁技术在英国境内得到了普及。
纽卡门式蒸汽机的发明人纽卡门于1712年设计的第一台实用性蒸汽机在英国的杜德
利投入运转。这种蒸汽机造价昂贵,运转速度不稳定,适用范围很小,主要用来为当地
煤矿抽出矿井中的积水(1698年发明了真空抽水机),在其他领域几乎找不到用武之地
。纽卡门式蒸汽机是耗煤大王,只适合在燃料(煤炭)几乎可以免费供应的煤矿附近地
区使用。由于英国煤炭供应充足价格低廉,蒸汽机在英国才有用武之地。以后蒸汽机经
过不断的技术改进,到1768年詹姆斯-瓦特制造出有分离式冷凝器的蒸汽机,1769年申
请了专利。瓦特的蒸汽机使燃料消耗降低了50%。此后,蒸汽机得到更广泛的应用。
使用木炭做燃料冶铁改为使用焦炭做燃料冶铁的结果是克服了冶铁工业的燃料瓶颈
,导致铁产量爆发式增长,铁的生产成本急剧地下降。蒸汽机的发明使用和改进除了得
益于十分廉价的煤炭燃料以外,就是以产量巨大价格低廉的铁作为前提条件,这就是蒸
汽机的发明改进与焦炭冶铁技术的发明改进基本同步的秘密所在。
还有一个值得注意的问题是在英国发明了蒸汽机的是工业家,是私人企业家,而不
是国家机构,也不是科学研究机构。这与埃及古代金字塔和中国古代长城等宏伟建筑不
同,研究蒸汽机的目的不是统治者的奢侈需要或者国家的军事需要,而是生产的需要、
盈利的需要。它不是国家项目,而是私人项目。国家项目可以不计成本,可以倾国家之
力,可以不顾老百姓死活。而工业家使用的是私人资本,是以盈利为目的,必须首先考
虑经济上的合理性。在英国,正是产量巨大价格低廉的煤碳和铁提供了这种经济合理性
。没有高产与廉价的铁和煤碳,就没有发明和使用蒸汽机的经济上的合理性可言。尤其
在发明蒸汽机的初期,更需要廉价的铁和煤炭的支撑。没有初期的经济合理性,蒸汽机
不可能被发明出来并被投入使用,后来的改进当然也就无从谈起。在农业社会,我们找
不到任何理由认为研发蒸汽机会成为国家项目并由国家不计成本地投入人力和物力,因
为这是一个长期的而且在初期看不到前途的项目。
英国工业革命期间工人工资比其他国家高出许多,有人认为这是英国工业家努力采
用机器生产的原因之一。诚然,由于英国夏季没有高温,单位土地面积粮食产量偏低,
粮食生产成本较高,进而导致劳动力生产成本较高,这种情况与工人工资水平有一定的
关系。但是,从主要方面来看,与其说高工资是工业革命的原因,不如说高工资是工业
革命的结果。工人工资比较高以及雇佣劳动和商品经济的不断发展,这些都会产生对机
器生产的需要。需要固然产生满足需要的动力,可以促进技术进步,促进对先进生产技
术和先进生产设备的使用。但是,人类的需要不仅与社会实践有关,同时也与人的主观
的意愿、欲望有关。因此,人类的需要是多方面的,是不断产生的,可以说是无穷无尽
的,永远无法全部得到满足。人类经过努力,能够实现的、能够满足的需要只不过是人
类需要中的一小部分。人类的需要能否满足不决定于需要本身,而是决定于满足需要的
具体条件。不具备条件的需要是无法满足的。所以,仅仅用需要来解释蒸汽机的发明是
片面的。应当说,社会生产和生活的需要仅仅是发明蒸汽机的一个促进因素,而不是决
定因素。决定因素是自然条件和自然资源在社会的某个发展阶段上造成的经济上的合理
性。
近代欧洲的“文艺复兴”发端于意大利,商品经济首先繁荣于地中海周边地区,大
科学家多数出自欧洲大陆,取得海上霸权的首先是欧洲大陆的西班牙、葡萄牙、荷兰,
蒸汽机也是首先在法国被设计出来。法国人丹尼斯-帕潘“在1675年研制出了一台做工
较为粗糙的蒸汽机”( 罗伯特.艾伦在《近代英国工业革命揭秘 ——放眼全球的深度
透视》第241页)。然而,能够作为工业动力的蒸汽机却是在英国被制造出来并首先使
用。这也说明最初的造价高昂、耗煤量巨大、运转不那么稳定的蒸汽机只有在英国使用
才具有经济上的合理性,这就不能不认为与英国特殊的资源条件有关,与英国产量十分
巨大、价格十分低廉的铁和煤炭有关。
更值得思考的问题是英国制造的蒸汽机在传入法国初期遇了到“水土不服”,不受
企业家欢迎。究其原因,除了法国引进的蒸汽机成本本身会高于英国以外,更因为法国
缺少廉价的煤炭。在1700年—1850年间,“坑口煤炭在法国的售价基本上比英国贵3/4
”。如果法国的工业区及其近距离内(与当时的运输条件相适应)缺少煤炭作燃料,再
加上远距离的运输成本(人力和蓄力运输),更加使当时还高耗能的蒸汽机的使用失去
了经济上的意义。这种“水土不服”要等到蒸汽机进一步改进和进一步提高效率,等到
铁路运输被发明大大降低运输成本以后才能解决。这个“水土不服”与法国人设计了蒸
汽机却没有制造出能够作为工业动力的蒸汽机出于同一个原因,就是一个经济合理性问
题,就是企业家能否盈利问题。这与人们的思想开放或保守没有任何关系。
在欧洲大陆和北美地区以焦炭取代木炭作为燃料冶铁的转变比英国晚了70—100年
。在如此近距离内,在贸易交往非常紧密的情况下,信息的传播决和技术的学习决不会
用这么长的时间,也不会是因为欧洲大陆的人思想保守。实际上,要使焦炭冶铁技术在
欧洲大陆和北美的适用,还需要技术的进一步成熟以及其他配套技术的发明,包括运输
技术的革命。可见,欧洲大陆和北美地区无法取代英国发明焦炭冶铁技术和蒸汽机,至
少就目前知道的情况看是这样。
类似的问题也曾经发生在中国。在焦炭冶铁技术被英国人发明近200年之后,中国
洋务运动大员张之洞作为政府项目不计成本从欧洲引进的使用焦炭炼铁的设备在生产中
严重亏损,远远不具有企业经营上的经济合理性。这主要是因为当时中国铁路运输还没
有发展起来,无法把焦炭和铁矿石用合乎经济上盈利需要的成本运输到同一个地方。中
国真正经济合理地用焦炭冶铁是在铁路运输发展起来以后实现的。英国没有铁路就可以
把焦炭和铁矿石用经济上合理的成本运输到同一个地方冶铁,而中国不等到铁路建设起
来,焦炭和铁矿石就无法用经济上合理的成本运输到同一个工厂。这就是区别,而且这
个区别在那个特定的时代意义十分重大,决定着工业革命的第一步能不能迈得出去。而
建设铁路的主要条件则是焦炭冶铁导致的钢铁产量大幅度提高和价格大幅度降低以及蒸
汽机的发明使用和技术改进,这些正是中国无法突破的瓶颈,铁路更不是中国能够率先
建成的。
英国牛津大学经济史教授罗伯特.艾伦在《近代英国工业革命揭秘 ——放眼全球的
深度透视》一书中详细考察了英国工业革命的过程,特别是对英国的焦炭冶铁的发生发
展过程和蒸汽机的发明及改进过程进行了详细考察。他还特别考察了英国煤炭资源和铁
资源的情况,并拿英国的情况与欧洲大陆以及中国的情况进行比较。他在该书中说:“
英国在工业革命早期阶段取得的巨大成就之所以会成为一个特例,奥秘就在于众多新发
明、新技术都是与英国自身与众不同的资源禀赋和产品成本结构相配套而生的,而欧洲
其他地区并不具有英国这样的有利条件,以至于同样的技术移植到英国境外以后就变得
无利可图了。一直到19世纪中叶,英国杰出的工程技术人员才逐步完成对相关技术的深
层次改进,使其仅适合英国特殊环境的偏向性渐趋淡化,进而在境外开拓出较为宽泛的
应用领域,英国独有的竞争优势才告终结。”(第4页)罗伯特.艾伦把英国早期工业革
命的成就称为“特例”。特例,就是独有的,不可重复的,不可效仿的,其他地方没有
的。从目前掌握的资料看,在整个旧大陆,至少在当时世界农业文明相对发达的地方,
这种铁矿和煤矿条件是英国独有的。由此可以说,只有英国那块土地上的人才能发明蒸
汽机。如果没有英国这种独特的条件,如果没有英国人发明和使用蒸汽机,如果没有英
国人对蒸汽机的不断改进,我们这个世界现在仍然还在农业社会徘徊,还不知道工业文
明为何物。
罗伯特.艾伦所说的“英国独有的竞争优势”“宣告终结”,是说其他国家利用英
国发明的工业技术走上工业化道路,然后利用自己特有的优势而超越英国。这种情况的
出现除了蒸汽机本身的技术改进以外,还应当有一项重要条件,那就是蒸汽机带来的运
输工具的革命,那就是铁路的出现。否则,欧洲大陆铁矿与煤矿之间、煤炭和铁的产地
与消费地之间使用传统运输工具的运输成本则造成冶铁成本及其他工业生产成本在经济
效益上无法与英国竞争。如果欧洲大陆无法降低煤矿与铁矿之间、煤碳和铁与工业区域
之间的运输成本,即使使用蒸汽机也难有成本竞争力。在运输工具当中,铁路的发明和
建设应当是关键因素,铁路的出现是运输工具的革命,是工业革命绝对不可缺少的环节
。这里我们不要忘记,铁路同样首先出现于英国。这个耗费巨量钢铁的运输技术看来也
只能在英国被发明。
应当指出,在蒸汽机被发明以前,英国丰富的煤铁资源对英国工业革命前的手工业
、雇佣劳动及商品交换的发展,对英国整个经济结构的形成同样起到特殊的积极作用。
P****R
发帖数: 22479
2
英国人发明蒸汽机是伪史。
蒸汽机是中国人发明的,被英国人剽窃了。
p*a
发帖数: 7676
3
非常有道理。以后核大战打完,大家都回到石器时代,还得靠英国重新建造蒸汽机才能
重返现代社会。
c*********d
发帖数: 9770
4
蒸汽机是古罗马的海龙发明的。
哦,还有,那个著名的计算三角形面积的海龙公式(我们中学的课本里翻译成“海伦公
式”),也是这个海龙发明的。
在那之后将近2000年,中国南宋的秦九韶才推导出一个类似但繁琐得多的公式。
P****R
发帖数: 22479
5


【在 c*********d 的大作中提到】
: 蒸汽机是古罗马的海龙发明的。
: 哦,还有,那个著名的计算三角形面积的海龙公式(我们中学的课本里翻译成“海伦公
: 式”),也是这个海龙发明的。
: 在那之后将近2000年,中国南宋的秦九韶才推导出一个类似但繁琐得多的公式。

h*********g
发帖数: 9102
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蒸汽机是鲁班发明的
P****R
发帖数: 22479
7
木头造的中国蒸汽机。

【在 h*********g 的大作中提到】
: 蒸汽机是鲁班发明的
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