你好，欢迎来到一周一本书。今天我们继续聊《技术与文明》这本书。内容是人类历史上大名顶顶的发明——蒸汽机。
说到蒸汽机，我们都知道，18世纪英国人瓦特改良了蒸汽机，让英国率先启动了工业革命，实现了经济的空前繁荣。
蒸汽机是瓦特“改良”的。那么，蒸汽机到底是谁发明的呢？
答案可能出乎你的预料，蒸汽机并不是近代的产物，早在两千年前就被人发明出来了。
在公元1世纪，古罗马的数学家和物理学家希罗，发明了世界上第一个利用蒸汽驱动的机器——“汽转球”，他并不是像普通工匠一样只是制造，而是发现了其中的科学原理，并且写了一本《气动力学》。
书中记录了关于气体动力的基本理论。第一，持续的真空不存在，但不持续的真空可以存在；第二，空气可以膨胀和收缩。然后还根据这个理论，设计出了60多个他的发明。比如，点火后在蒸汽装置下自动转动的神像，自动开启的神庙大门，自动售货机，还有能够自动演奏乐器的乐队，等等，其精妙程度都远胜更为人熟知的“汽转球”。他的这些发明在书里都有详细的工程学解释，都能够复原。
希罗的这些发明，都是为神庙和贵族设计的，主要是用来表现宗教“神迹”或是供人娱乐，没有什么“实用价值”，基本就是玩具。
不妨大胆想象一下，如果当时蒸汽动力得到大面积应用，那么，工业革命是不是就提前了两千年，世界历史也会被彻底改写了。然而，为什么希罗没有把蒸汽变成一种普遍应用的动力呢？
首先是技术的问题，当时材料技术和机械技术还不足制造出蒸汽机。更关键的是，没有需求。古罗马实行奴隶制，奴隶作为“会说话的工具”，价格非常低廉。贵族们使用奴隶在庄园里劳动，就可以享受非常奢侈的生活，完全没有必要去投资研发或者改进技术。
当时没有需要蒸汽机的，但宗教需要表现“神迹”，贵族喜欢各种新奇的玩具娱乐，所以，希罗制造那些神奇玩具的收获，比研究制造蒸汽机要高得多。没有需求就没有供给。
你是不是觉得很遗憾，其实，希罗的遭遇，先进技术因为得不到应用而逐渐被遗忘的故事，在人类历史上并不罕见。比如，古希腊精密发达的安提基特拉机械，三国时代利用差动齿轮系统的指南车等等。
幸好人类一直在努力，年，法国物理学家丹尼斯·巴本重新发现蒸汽原理，并设计了近代的第一台蒸汽机模型。年，英国人托马斯·纽卡门制造出了第一台可以实用的蒸汽机。
这时期的欧洲，不同国家的很多工程师，都在研究蒸汽机，但最后只在英国得到大规模的应用，这是为什么呢？
原因还是市场需求，就是有人为技术买单，技术才会有大规模研发和生产的可能。
纽卡门蒸汽机的工作效率异常低，故障率很高，最致命的是，它消耗的煤实在是太多了，大部分行业都用不起。好在纽卡门脑子活，迅速找到了下家，那就是煤矿。煤矿挖煤会时常碰到地下水，最怕透水坍塌事故，需要用蒸汽机抽水，而煤矿唯一不缺就是煤。
在工业革命前，英国的煤炭工业也是全欧洲最发达的，煤炭产量占全欧洲的80%。英国庞大的煤炭产业，为蒸汽机技术创造了很多的市场，煤矿主既有经济能力支付蒸汽机的开支，也愿意投入资金和人员改良技术，使蒸汽机技术不断向前发展。
关于瓦特故事，我们上学时候都学过，瓦特小时候就善于观察、勤于思考，发现烧水时水蒸汽能够顶起壶盖，受此启发，后来发明了蒸汽机。
这个故事是不是真的不知道，但瓦特确实思考过水壶问题，并不是总结蒸气做功的规律，而是由此发现了蒸气冷凝过程中的潜热效应。这是瓦特改良蒸汽机的关键。
根据潜热效应，瓦特发明了分离冷凝器，这样冷凝的水蒸汽始终是冷的，而工作的气缸始终是热的，避免了热量流失。
瓦特改良的蒸汽机，虽然还是只能上下往复抽水，但耗煤量比纽卡门的减少了80%，使用成本大大降低，大大拓展了蒸汽机的用武之地。
后来，瓦特的公司又发明了“行星齿轮”传动系统，蒸汽机就可以做旋转运动，这样蒸汽机就可以带动许多机器运转，比如纺纱机、鼓风机、冶铁机和冲压机，并逐渐被应用于轮船、火车和机械生产。创造了第一次工业革命的经济奇迹，这也是人类第一次看到技术对经济的巨大推动力。
通过希罗和瓦特的故事说明，科技的突破可以靠个别天才灵光一现的运气，而要想通过技术突破带动的社会全面进步，需要许多的条件。除了严格的技术条件要求外，更最重要的是，必须有巨大的社会需求，这样才能给技术早期的高能耗买单，新技术才能生存下去并不断取得进步。
瓦特蒸汽机
这一点，在当时英国的纺织行业上也有证明，由于纺织业强大市场需要，在工业革命前期不断出现关键的技术发明。年约翰·凯伊发明了飞梭，使织布的效率大大提高。后来纺织工詹姆斯·哈格里夫斯发明了“珍妮纺纱机”，很快就出现不需要人力的“骡机”。纺织业就基本实现了机械化。
总之，早期技术诞生阶段，我们并不知道哪一项技术会成为未来的引领者，因此，我们只能把决定权交给市场。当各种技术出现，社会文明形态适应后，产业生态环境才能形成，最终才会产生突破。
今天就到这里，明天我们继续聊这本《技术与文明》。你可以把这本书分享给你的朋友，明天见。