技術發展的橫截面——讀《科技史筆記蒸汽動力》 一 二 三 四

技術的進步都是層層積累的,都是通過細節的改進,讓紙面上的理論落實到日常生活中的使用。
這本《科技史筆記蒸汽動力》就通過各種技術細節的解說,給我們呈現蒸汽時代技術的層層積累,是如何改變人們的衣食住行。

課本上都學過瓦特是蒸汽機的改造者,但他爲什麼要改造,改造了什麼,如何改造則是沒有寫到太多。
在瓦特之前,蒸汽機已經有了相應的發展,但受制於效率,應用的範圍還極爲有限。這種效率低到只有百分之五的煤燃燒產生的能量能用在抽水做功上。而其中很關鍵的問題就是氣缸的溫度反覆升降,大量的能量都用在了維持氣缸的溫度上。而一貫的位於高溫度,又有讓氣缸在低壓上沸騰的危險。克服這一組在技術上的難題,就成爲了瓦特最大的功績。而突破這種難點,瓦特足足花費了兩年的時間。瓦特最後的解決方式,則是跳脫了“紐卡門蒸汽機”帶來的單缸思維定勢,採用兩個不同的容器,實現兩種不同的功能。而這個設計被瓦特稱爲“完美的發動機”。

製作出了原型機,與在各大工廠落地之間,還差了很多距離。如何在這兩者之間實現突破,瓦特就不能只靠自己的能力。在這種情況下,耗費太多的灰色小物質,瓦特也難以實現這個困難的跨越。
在這個時候,商業的力量凸顯了出來。企業主看中了瓦特的技術,購買了瓦特這項發明的產權。企業主投資了未來,而瓦特有錢可以實現夢想。在克服了工藝上的困境之後,現在爲人所知的瓦特蒸汽機終於在1775年落地,成爲日後大英帝國工業發展的助推器。
而在現實中,瓦特蒸汽機的最終實現,也離不開相關技術的改進。比如零部件的精細加工,精細加工件的加工工具,這些產品在製造蒸汽機的過程中也都得到了相應的升級。蒸汽機的最終實現,實際上也是整個產業鏈的升級。

從瓦特蒸汽機的案例,不難看出,從理論激發出想法,又從想法落實到圖紙,再從圖紙構造出原型機,最終從原型機推廣到商用機器。每一步的時候,都只不過是社會運轉的一個積極的體現。沒有寬裕的科研環境,就談不上有創新的理論及想法;沒有各領域成果的交流,想法落實到圖紙也最多隻是個概念;而圖紙成爲原型機,背後則需要科學家與匠人的密切合作;至於原型機實現商業應用,自然少不了大量資金的支持;而同樣有了第一次成功的商業落地,又會激發科學家、工程師進一步的投入理論研究與技術革新。

不光是瓦特蒸汽機的出現包括了這麼多的環節,在書中其他的機器,無不體現了這些流程:商業需求,理論突破,技術革新,產品推廣,實際應用……機器對商業的推動,最終由會影響到整個社會的進步與變革。火車、鐵路、蒸汽輪船、這些已經爲人熟知的機器,他們的誕生經歷了漫長複雜的過程,他們的出現確實改造了社會。在這本《科技史筆記蒸汽動力》中,對這些產品的技術革新都做了詳細的介紹,看過之後,十分滿足。而通過這些產品的發展也會理解到資本主義發展猶如滾滾洪潮,沒有什麼地區可以避免。

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