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第五部 大加速 在变暖的世界中加速变革1815年至2008年（第6页）

工厂是“早期人类世的典型制造机构”

。

到1750年，煤炭已为英格兰和威尔士提供了相当于430万英亩（约174.0万公顷，约占两地总面积的13%）林地的能源；到1800年，煤炭提供了相当于1100万英亩（445.2万公顷，约占两地总面积的25%）林地的能源。

它已经成为英国厂商最重要的取暖燃料来源，在一些历史学家看来，这使英国成为一个“典型化石能源经济体”

。

如果仅仅依靠林地能源，伦敦不可能发展成为世界上最大的城市之一。

以煤炭为燃料的工业提供了就业机会，鼓励早婚并提高了生育率。

能源短缺、充满活力并快速增长的人口和经济，以及容易获得的煤炭，确保了对煤炭和相关行业的投资不断增加，从而产生了更有效地开采和使用煤炭的强大驱动力。

这些因素与18世纪时弥漫于许多欧洲社会日益高涨的科学精神相结合，有助于解释关键性的突破为何会发生在18世纪的英国。

关键就在于找到使煤炭不仅能产生热量，还能产生机械能的方法：驱动纺织机、泵或滑轮，甚至为马车或船只提供动力。

在18世纪早期，许多煤炭生产商已经开始使用以煤为燃料的纽科门（Newen）蒸汽机，在矿井日渐变深的时候，将其中的水抽出来。

但纽科门蒸汽机的效率太低，在煤矿以外无法使用——因为煤矿的煤很便宜。

纽科门蒸汽机有一个单缸，蒸汽从燃煤锅炉中泵入，然后冷却形成部分真空，从而牵引一个活塞，带动泵工作，但持续加热和冷却的效率极低，需大量的煤与水。

许多工程师试图改进纽科门蒸汽机。

其中的佼佼者当属詹姆斯·瓦特，他是一位技艺精湛的苏格兰乐器制造商，与当时顶尖的工程师、修理工、自然哲学家和企业家们关系密切。

瓦特在1760年遇到了他的第一台蒸汽机，他当时被要求修理一台纽科门蒸汽机，这台纽科门蒸汽机的低效令他深感震惊。

在1765年一个星期天的下午，他在散步中灵光一闪，意识到该如何改进它：“有个想法跃入了我的脑海，因为蒸汽是一个弹性的形体，它会冲进真空，如果汽缸和能量耗尽的容器之间得以联通，蒸汽就会冲进去，而且可能在没有冷却汽缸的情况下凝结在那里……我还没有走出高尔夫球馆，整件事就已心中有底了。”

瓦特建立了一个成功的工作模型，但他花费数年时间做了大量改进、争取资金支持以及学习许多前沿工程技术，才制造了一个成功且完善的版本。

他在1769年获得了第一项专利，潜在的具有革命性的蒸汽机的消息很快就传开了，这表明许多国家对生产和使用新能源的需求在不断增加。

在全球化的世界里，瓦特甚至得到了去俄罗斯工作的机会。

1776年，在伯明翰（Birmingham）企业家马修·博尔顿（MatthewBoulton）的资金和工程支持下，瓦特制造了一台蒸汽机，这台蒸汽机可以将蒸汽释放到单独的冷凝器中冷却，这样主缸就可以保持高温。

▲瓦特蒸汽机：对发明家来说，这种技术产品是启发性和创造性洞察力的产物。

这是一个关键性的突破。

瓦特蒸汽机是第一批突破地域限制、提供廉价机械动力的由化石燃料驱动的机器，他和博尔顿知道它们将有一个巨大的市场。

1776年，博尔顿对约翰逊博士（DrJohnson）的传记作者包斯威尔（Boswell）说：“先生，我在这里出售的是全世界都渴望拥有的东西——动力。”

到1800年，英国大约有500台的发动机在运转，蒸汽开始挑战水力，成为英国迅速扩大的棉纺厂最有效的驱动力。

到19世纪30年代末，蒸汽已成为英国工业的主要动力来源。

除了帆船，以前从未有过如此强大的动力。

在1750年，一个农民拉着两匹马犁地，只能控制大约1000瓦的动力，即使是一辆四轮马车也只能产生不超过2500瓦的动力。

虽然“马力”

是由詹姆斯·瓦特提出的，但其命名并非偶然。

在化石燃料革命之前，犁和马车是最有力的一般原动机。

即使是最早的瓦特蒸汽机也能提供更大的功率——在7000到10000瓦（10到15马力）——而且在改进之后其功率很快增加。

在接下来的两个世纪里，原动机的力量会成倍增长。

到1850年，英国蒸汽机车的司机控制着20万瓦的机车，今天日本子弹头列车的司机控制着大约1300万瓦的列车，而波音747或空客380的机长控制着1亿瓦的客机——这是一个拥有两匹马的农民所能获得功率的10万倍。

表11.21700—2000年不同的动力源以及相应的输出功率

数据来源：瓦茨拉夫·斯米尔，《能源新世界》（ANewWorldy），《剑桥世界史》（CambridgeWorldHistory），第7版，第1卷，第173页。

化石燃料革命的起飞：19世纪