以现代视角来看,蒸汽机原理如此简单,为什么中国古人在千年时间内都没有发现,甚至资料记载很少或没有?
中国或者其他文明搞不定工业革命,是因为贱金属的特定加工方向技术积累不足。
什么曲轴连杆之类的,可以用手工业凑合做出来,历史上的蒸汽机也是先发起能源革命,再和机床加工技术全面结合的。如果你关注过农村的一些大型木制风箱、水车、风车,以及过去手工业的提花机,纺织机之类,就能意识到传动结构不是问题,既不超过普通人的理解,也不超过铁匠的手艺。千万别低估几十年匠人的朴素智慧。
但是,既然蒸汽机的核心动力是蒸汽,就有两项超越了个人小聪明的前置技术。
1 有足够强度和韧性的承压管道——锅炉,气缸和管道本身不能漏气。2 承压管道内壁的加工技术,要保证内壁光滑且接近正圆柱体——气缸和活塞之间不能漏气。早期蒸汽机的效率只有百分之几,要是再漏气,根本就没有继续开发的价值,还不如去好好养几头牛呢。
另外,既然是工业化,那还有个额外的潜在要求:
2.5 以上两项技术用于制造批量产品,有成熟的生产工艺和验收能力。这几个要求,需要在冶金和加工两方面配合前进,需要成千上万次的实验,只有国家力量能支持企业搞技术迭代。斯密顿的原始镗床能在锻铁内部做出圆柱形空腔,所以早期蒸汽机有开发价值。约翰·威尔金森兵工厂的标准镗床能搞更精密的内圆柱体,所以瓦特的蒸汽机才有实用价值。在古代,不会有哪个文明在金属加工技术上花这么多钱——除非他们要造很多的炮。

前膛火炮的基本需求和蒸汽机非常接近:
——不能承压,不够坚韧的管子,被火药炸个几次就爆了,干掉的自己人比敌人还多。
——不够光滑,不接近完美柱体的内壁会漏气,弹丸吸收的火药推力太少,刚出炮口就掉地上了。
1550年之后,世界上哪个文明铸炮水平最高?
显然是西欧,明清时期中国最强的火炮可是“红衣大炮”——衣,夷也。
为什么西欧搞大炮厉害?因为早期的火炮很沉重,只有装在船上才有战术意义,陆地上只能守城或者长期围城,不足以野战,红衣大炮就是舰炮。欧洲有内海,所以打内战就需要开发火炮,把其他文明用来养骑兵的资源造了炮,投资了超出其他文明的金属加工技术。这些火炮走出内海,帮助西欧文明在大洋上获得了海权,控制了殖民地,因此欧洲最接近于“造蒸汽机——把产品卖出去”的循环。
另外提一下上面的第2.5项要求。早期实用火炮基本上都是用青铜铸造,以至于引发了“第二次青铜时代”。这一波技术革新,中国和其他主要文明算是勉强跟上了,清朝能超越其他中原王朝压制漠北,就是因为有效应用了青铜火炮,打跨了蒙古高原上的游牧军团。
但是,自古以来,铜在各大文明就是准贵金属,在东亚是主要的货币来源,用来做工具太贵了。如果围绕着铜材搞加工,工业革命是没法铺开的。
而英国最先开启了铁炮时代,利用复杂工艺,解决了铁相对青铜的弱点,1550年左右年开发了第一门量产型号的铸铁炮,到17世纪基本上把炮身都换成了铁。所以英国人最熟悉把贱金属做成完美承压管道的技术,而且知道怎么加工更省钱——省钱才是工业“革新”变成“革命”的硬道理。
在工业革命开启之前,铸铁炮已经替英国抢到了半个世界的沿海市场,所以先进技术可以用来制造廉价商品,提高自己的价值,再获得足够的资源继续改进。更重要的是,英国是个岛国,有一两千门铸铁舰炮和配套的水手,就能保卫自己,不用浪费资源发展庞大的陆军,也就避免了封建军事力量专权,给商人和企业提供了博弈空间。,
可以说,加工精密铁(管)的技术,既满足了蒸汽革命的技术条件,也提供了培育蒸汽革命的社会条件。英国开启工业革命有一定偶然性,但绝不是其他民族靠一点点运气就能推翻的。
