十、番外篇——第一次工业革命

常常有人问，科学到底有什么用？

如果我们回溯历史，就会发现，一次次的工业革命正是依赖于科学的发展。这回我们就把它单拎出来聊聊。

牛顿被苹果袭击，顿悟了万有引力。

瓦特受壶盖启发，掀起了工业革命。

牛顿和苹果，瓦特和壶盖，无疑是科学史上的两大奇葩couple。

可惜都是假的。

牛顿是被苹果砸了才顿悟万有引力的故事其实是后人编的，这咱以前讲过。今天，咱就再讲讲瓦特的故事，看看他和工业革命，究竟是个啥关系。

要说这个故事，我们就要从一个问题谈起——

欧洲那么多国家都搞工业，可第一次工业革命——

Part 1　为啥在英国

Case 1　国内制度好

大航海时代开启后，欧洲强国的船满世界跑，可英国还不咋的，制造业基本全靠复制粘贴。

英国深知跟风是没有未来的，于是痛定思痛，决心鼓励国民发明创造，就搞了专利制。

其实别的国家也有专利制，但大多只是嘴上说说，只有英国是玩真的，直接写在法律里。

1624年，英国政府颁布了世界上第一部专利法：《垄断法》。

这下妥妥地保证发明者名利双收，不被抄袭。

后来英国发达了，到处搞殖民，商人赚翻了，但他们发现，只要国家不添乱，还能赚更多，于是得出一个结论：

这届领导人不行!

于是资产阶级开始革命，从此英国国王变成吉祥物，真正的boss是背后的议会，有事他们商量着来。

这就叫君主立宪制。

没有国王压制，大家更自由，该搞创意搞创意，该做生意做生意。

Case 2　国外市场大

在航海方面，英国属于后起之秀型，18世纪时，殖民地已遍布全球。

别人一般在殖民地打砸抢，英国不一样，除了走这些常规程序，还有一个老套路：把当地人发展成客户，疯狂卖货。

前方市场部业绩爆表，可国内生产部却没跟上。比如英国在织布方面，还得靠人工，纺纱都得一根一根纺。

一匹布出来，一个月都过去了，这种拖更式销售，明显配不上这么大的市场。

这种商业形势就好比：小龙虾上桌了，你没塑料手套；小姐姐想加你好友，你没微信号。估计商人们也蒙了。

蒙完之后，他们得出一个结论——

可咋发展呢？发展成啥造型呢？

Part 2　瓦特的蒸汽机

还好英国重视发明创造，简直达到了人均科学家的水平。

谁能想到，一个钟表工，不按时上钟，竟然发明了飞梭，让织布速度溜得飞起。

织布快了，大家就需要更多纱线来织布。这时有个纺织工不小心踢翻了老婆的纺纱机，突然受到启发，发明了珍妮纺纱机，大大提高了纺纱速度。

可不论工具多给劲，干活的还是人，是人就有bug：体力值有限。

这速度，远远不能满足生产。

直到有个英国铁匠纽科门出现，他不爱铁器爱蒸汽，一顿操作猛如虎，最后发明了蒸汽机，也叫—— 纽科门机

当时英国矿场排水基本都用这个机器。

在这个纽科门机唧唧复唧唧的年代，那个名字里一股灯泡味的男人出生了，他就是瓦特。

说起瓦特的人生经历，那简直是励志片男主的标配。

首先，他出身不幸，本来是个小康家庭，可17岁死了娘，接着老爸生意滑坡，家道中落。

其次，他经历坎坷，到修理厂学习一年，刚想开修理店，结果被行会告知——

当然，成功要有贵人相助，后来一位教授出手，让他在格拉斯哥大学开修理店。

后来又受一位教授指点，瓦特开始研究蒸汽机。

但到此时为止，他连蒸汽机的面都还没见过。

他还缺一个机会。

巧了，格拉斯哥大学要修一台纽科门机，瓦特趁机抢着修理，见到了命中的神器，迎来了人生的转折!

这一刻，仿佛关羽遇见青龙刀，林冲上了山神庙，孙悟空辞了弼马温。

之后瓦特研究了纽科门机的原理。实际有点复杂，咱简化一下，大概是下面这样：

开始汽缸下有些水，平时不动，稳如死狗。

一碰到精神小火，水就会化身蒸汽，向上顶活塞。

再泼冷水，蒸汽一激灵，虚成水货，活塞下移。

这时汽缸凉了，排水到下面。

这几个步骤一循环，再给活塞头上扯个棒子，就能干活。

但瓦特发现这套程序有bug：

浪费时间，浪费煤炭。

如果能让汽缸一直热、一直工作，生产力不就哇哇上去了吗？于是瓦特下手一顿操作，给蒸汽机来了个变形记。

加热时蒸汽上顶，没毛病。

然后蒸汽被吸出来，实现缸外冷却。

趁汽缸还热，小火继续，又是一波新蒸汽。

冷凝器的发明大大减少了热量损耗，可将蒸汽机的效率提高3倍，是瓦特的第一项专利。

但当时的蒸汽机太像钢铁直男，只能直上直下，不懂曲线美。

于是瓦特又进行了花式改造。先是发明了曲柄齿轮传动系统，使直来直去的活塞可以做旋转运动。

蒸汽机连上齿轮，慢慢升级成了以后的动力机。

接着，他又发明了平行四连杆机构。你不用知道太细，反正就是它能让活塞来回动，一缸变两缸，效率翻倍。

另外别忘了，每个励志男主最重要的一点是，有一句人生格言。

光改进蒸汽机不算完，瓦特还增加了离心式调速器，发明了三连杆组、气压示工器，等等。所以瓦特的人生格言就像他的蒸汽机，那就是——

这套组合拳下来，瓦特蒸汽机的效率变成了纽科门机的5倍，生产力哇哇高。

此后，瓦特的蒸汽机爆火，被安排得到处都是，比如：

他专利拿到手软，票子兜里揣满，至此，瓦特完成了人生的逆袭。

一般剧情到这儿就happy ending了，但要成为真正的大男主，他还要改变世界。

瓦特用蒸汽机满满的动力——

从此人类进入了机器代替人力的时代。

当然，第一次工业革命不只是蒸汽机，侃大山的时候，你只会聊蒸汽机怎么行？

那么，接下来就让我们捋一捋——

Part 3　第一次工业革命还有啥

Case 1　其他准备

蒸汽机出现前后，英国到处都在为工业革命做准备，比如大搞基建，到处修运河公路。

比如工厂管理优化、生产方式改变：

以前乱得乌七八糟，

现在整整齐齐。

Case 2　科学影响

工业革命不只是往厂里放几台机器，关键生产东西多了，大家手里有钱，生活好，也乐意生娃。

根据统计，世界人口在工业革命后暴涨了一波。

总的来说，那些参与工业革命的人，有钟表工、纺织工、铁匠、修理工等，虽然他们不是科学家，但他们用行动向世界证明了—— 科技的力量!

之后更多人投入科学研究中，带动了各行各业的快速发展，就有了我们前面讲的物理、化学、生物等学科的发展。

现在你们懂了吧，科学和实践是好哥儿俩，谁也离不了谁。至于它们又为这世界贡献了什么——

我们下本书揭晓。