十八世紀產業革命 · 第四章 蒸汽

在冶金工業中和在紡織工業中一樣，近代技術中的大多數的發明，並不是抽象理論的創作，而是實際需要和職業經驗上摸索的創作。科學隨同蒸汽機一道出現，產業革命的經驗時代便被科學時代所代替了。蒸汽機的發明隸屬於科學史同時又隸屬於工藝學。但是，我們不能從這兩方面去研究它，因為那需要物理學家和工程師的技能。我們應該僅從來源可靠的原始資料中汲取那些對於了解事實所必需的簡要概念，因為事實是我們的研究的真正對象。對我們來說，蒸汽機的發明是一種經濟性質的現象。這項發明適應什麼需要呢？它怎樣被人以應用的形式實現的呢？它產生了一種新的工業，它本身是在什麼時候被引進到各個工業中去的呢？這些是我們能夠並且應該回答的問題。此外，為了論述這個問題，我們擁有頭等意義的文件——博爾頓和瓦特在索霍所辦的工廠的文件， 1 這些文件大部分保存在一位英國的大工業家 2 那裡，這些文件使我們能夠看到蒸汽機的工商業史在最初重要時期的本來面貌。 （一） 動力和動力機。水力機。用於礦井中抽水的，後來又作水力機輔助工具的薩夫里火力機（1698年）和紐科門火力機（1705年）。 使用不同於人力或畜力的動力是近代大工業的主要特徵之一。沒有這種動力雖然能有機器，但機械化就不會存在，生產只能在比較狹窄的範圍內發展；簡而言之，「手工工場制」與工廠制度之間的距離就無法越過。事實上，我們在上面敘述過其起源的那些大工廠的存在條件，便是使用動力，即水力。我們可以回想一下阿克賴特的機器是以水力紡紗機這一有意義的名字命名的。古代的水車，好幾百年都是用來磨碎穀物的，以後約在中世紀末期則被用來推動漿洗呢絨的木槌、煉鐵廠的鼓風器和錘、供水泵或排水泵，到十八世紀便具有普遍的重大意義。 3 凡在一項工業建立的地方或改組的地方，我們都能發現它。它在一所建築物里已經足夠發動許多的或者強力的機器，它使人有可能在大作坊里進行組織工作，因為在大作坊里，工人們被迫遵守嚴格的紀律，而這種紀律就是機械化的直接的和必然的結果。 工業史上的這個時期，與蒸汽機時期對比，我們可以把它叫做水力機時期；這個時期的延續是相當長的。在英國，這個時期是在十九世紀初期以前結束的，那是有幾個原因的。這些原因的結合作用說明了瓦特的發明的迅速成功。使用水力機迫使工業不得不限制在局部地區，工廠只能設在水流量大的急流的旁邊。這種條件在彭奈恩山脈附近最具備，因而那裡建立了最早的一批紗廠，在蘇格蘭和威爾斯 4 也具備，我們知道冶金工業就是從它那裡得到好處的。但是，不列顛的其餘地方則是由漸次起伏的平原所構成的，那裡，河流緩慢。除了這個不利因素之外，又加上另一種不利因素：動力往往不足。聚集動力和傳送動力的車輪系統常常把一部分的動力浪費掉。人們沒有像今天這樣的辦法，用電作或遠或近的補充的動力。在一個一定的場所，人們用來增加動力的唯一的實用辦法，就是製造一些人工瀑布。但是為此，必須先用抽水機將水升到蓄水池裡。蒸汽機的作用正是在這裡開始的。 其實，蒸汽機，或者人們給它起的名字叫火力機（fire-engine），起初只不過是一種抽水機而已。這裡僅僅談談最初那些有關蒸汽膨脹的研究，即薩洛蒙·德·科、武斯特侯爵和丹尼斯·帕平的研究以作提示。 5 那些實地的應用——我所指的是那些應用並不是指無效果的試驗——真正說來，僅從薩夫里的發明開始。托馬斯·薩夫里是英國陸軍軍官，出生於康沃爾。 6 他在那裡能夠看到開採銅礦所遇到的日益增加的困難：在一定深度，幾乎無法排出涌到坑道里的水；必須求助於全套的重疊唧筒，但這種唧筒的安裝是很貴的，而且效果不大。 7 薩夫里為了代替這些唧筒而發明他的機器，機器的模型於1698年夏天在漢普頓宮呈獻給威廉三世。 8 薩夫里機器略圖 這種機器，雖然構造很簡單，但卻同時利用兩種力量，用氣壓來吸水，用蒸汽的張力把水壓出去。它基本上是由一個汽鍋（B）和一個通連著的汽桶（T）所組成的：汽桶的下部有兩個管子，一個向下（P），另一個向上（P′），兩個都是用閥門關閉起來的。蒸汽從汽鍋里出來，充滿汽桶，這時把通道上的籠頭關閉起來，並用冷水澆汽桶的外殼，蒸汽便凝結，因而汽桶里產生了一部分空隙，氣壓就使水升到P管里。這是操作的第一部分。第二部分是，當汽桶差不多被水充滿時，再使蒸汽進入汽桶，蒸汽也對水施加壓力並把水由下向上從那個排出管（P′）里排出去。這種描述當然是純粹圖解性的，正如附圖那樣：詳細情形是有意省略的。然而，必須指出薩夫里的機器是具有特出形式的裝置：它不是只有一個汽桶，而是有兩個同等容量的汽桶、輪流地出空和充滿。 在發明人看來，這種機器可以有許多用途；用來疏干沼地、排出礦井中的水、供給城市和人家的用水、撲滅火災、推動磨輪。 9 事實上它是被人用在礦井裡的：首先在康沃爾郡的許爾·沃銅礦里，以後，1706年在斯塔福德郡的文斯伯里附近布勞德沃特煤礦里。 10 可是它使那些最初使用的人產生失望：它至多只能使水升高到一百尺左右，而且，如要試圖加強壓力，就會使汽鍋爆炸。薩夫里把功率較小的機器安裝在私人住宅里或花園裡，取得了較大的成功。1712年左右，在倫敦和倫敦附近安裝了幾個這種機器。必須提到錢多斯勳爵所買的西昂館的那架機器，以及卡姆登館的那架機器，後者每分鐘能使五十二加侖的水升到五十八尺高。 11 另一個是被一個把泰晤士河水供給城市一部分地區的公司所使用。但是，它似乎沒有產生人們所期望的那種效用。 12 薩夫里的抽水機很不完善，它的動作緩慢，它的力量有限。由於它會爆炸因而很危險，人們不知道怎樣預防，因為既沒有壓力計來測量壓力，又沒有調節裝置來減少壓力。一當人們知道紐科門的機器時，它就被人拋棄了。 紐科門機器略圖 這兩項發明的基本差別點——從理論上看，差別完全有利於薩夫里——就是紐科門不利用蒸汽的張力。事實上，紐科門僅僅使用蒸汽通過冷凝而使筒身空虛。他的機器最恰當的名字應該是氣壓機這個名字。其原理如下：氣鍋（B）與一個汽缸（C）相通連，汽缸有一個活塞（P）在動作著。這個活塞的杆子連接在一個活動槓桿（D）的一頭，像一個支軸上的天秤桿那樣，在垂直面上擺動著。在槓桿的另一頭聯繫著另一個杆子（R），這個杆子帶動一個吸入壓力泵。在停止狀態，平衡錘（N）把活動槓桿維持在傾斜的狀態。要使機器開動起來，就用冷水使汽缸（C）冷卻：蒸汽一經冷凝，氣壓就使活塞（P）下降，同時活動槓桿就使（R）杆子高升起來。一當人們讓蒸汽進入汽缸（C）時，就產生相反的效果：氣壓不再起作用，活塞（P）因被平衡錘所牽引，所以又上升起來。這樣就造成一種有規律的往復，致使抽水機開動起來。 13 這項發明比較薩夫里的發明晚幾年。 14 發明人紐科門是德文郡達特穆斯的鐵匠兼鎖匠。他必定聽人講過薩夫里，因為後者的最初試驗是在距離那裡不遠的地方進行的。 15 據說他知道帕平的創作，並且關於這個問題，他還同一位當時當地的最著名的學者、英國皇家學會終身秘書羅伯特·胡克通過信。 16 發明的來源大概是比較簡單的：同紐科門合作完成這項發明的那個人，和他一樣是個手藝人，或者說是個小製造商，裝配玻璃的工人約翰·卡利（Calley）。 17 他首創的那架機器還很粗糙。在蒸汽通到汽缸里時，活塞並不是嚴密地貼在管壁上的；用冷水澆灌汽缸外部而獲得的冷凝，也很不完善；必須用手開閉通道上的籠頭，每分鐘七八次。繼續的改進，部分地矯正了這些缺點。通過安設一個注水虹吸管在汽缸的內部、在蒸汽本身的當中，冷凝就更加迅速和更加完善。機器的動作被一個帶、杆系統所加速，這個系統把籠頭同活動槓桿聯繫起來，使得交替動作成為完全自動。後來，人們說這個改善歸功於青年工人漢弗萊·波特的偷懶，因為他負責看管一架紐科門機器，所以想到用這種方法來簡化和縮減他的工作。最後，爆炸的危險，由於紐喀斯爾的亨利·貝湯在1717年加上一個安全活門而被避免了。 18 到1720年左右，機器已經達到應用的形式，除去某些細節以外，這種形式保持了五十多年之久。 19 從1711年起，已經組成一個公司來經營紐科門的發明。 20 這些機器的使用很快地流行開來，不僅在英國，而且還在大陸上。 21 其中一個安在考文垂附近格里夫那個地方的，同五十匹馬所做的工作一樣多，可是所花的費用只有六分之一。 22 泰晤士自來水公司於1720年所買的約克大樓的那架機器，用來代替那架力量不足的薩夫里機器，是相當大的，汽鍋有四百五十立方英尺，汽缸有二英尺半直徑和九英尺高，每年消耗價值一千鎊的煤。 23 然而，當時人的驚奇畢竟並不很久，因為不久，到處都有「火力機」，不僅在礦井裡是短期內所必不可少的， 24 而且，在運河邊也用它給蓄水池和水閘供水， 25 在城市裡用它供給飲用水。1767年，紐卡斯爾及其近郊差不多有七十架這種機器。 26 紐科門機器不需要重大改變就能成為動力機，只要把活動槓桿連接在一個傳送裝置上就行了。關於這個問題，一個叫弗里茨格拉德的人在1758年給英國皇家學會寫過信。他的意見雖易實行，但並未進入應用。 27 人們認為比較簡單的是，把水提升到蓄水池裡，以後再用水來推動輪子。在十八世紀中葉，這種火力泵和水力機的組合，到處都在使用。這種混合組織所產生的力量的喪失，又加上因冷凝汽缸所造成的熱素的喪失，結果就是燃料的耗費同所得的效果不相稱。人們屢屢尋求補救的辦法。當時最有本事的工程師如布林德利和斯米頓都從事於這種研究。 28 但是，問題多虧瓦特的學識和天才才得到解決。 （二） 詹姆斯·瓦特。科學在產業革命中出現同瓦特的名字連在一起。他的青年時代。他的理論天才。發明的起源：對紐科門機器的研究。冷凝器的發明；蒸汽的壓力被用來代替氣壓。1769的專利證。附帶的發明：圓周運動。 詹姆斯·瓦特這一名字所享有的光榮，瓦特在英國和整個文明世界偉人中所占有的地位，他的創造的發展及其持久性的後果都告訴我們，他不是一般的發明家，而是另一類的人，他追求的是另一些目的。他的科學好奇心很早就產生了。他出生 29 在蘇格蘭的格里諾克鎮的一個家庭里，他能在家裡看到牆上掛的伊薩克·牛頓的畫像和對數發明者內皮爾的畫像。這些畫像都是他祖父托馬斯·瓦特留下來的，他祖父教授數學。 30 他的父親是建築師兼造船師，是個有學識的聰明人，擔任格里諾克鎮的司庫和市政官。 31 雖然詹姆斯·瓦特體質很弱，終身都為難以忍受的頭痛所愁苦，但他從童年起就熱愛學習，而且顯出真正的酷愛。他對機械學的愛好早已顯露出來：十三歲時，他就在他父親的作坊里製造出一些機器的模型。 32 當他必須選擇一種職業時，他就選擇實驗室工具製造者的職業，併到格拉斯哥去安家設廠。那裡的行政當局給予阻撓，藉口他不是那個城市的市民。可是格拉斯哥大學需要他幫忙，對他加以保護，並且在它自己的領域內給他一個能夠自由工作的工場。 33 在那裡，他結識幾個著名的科學家：例如化學家布萊克，在瓦特闡述其潛熱理論時，就去聽他講課。 34 羅比森在1758年——那時瓦特二十二歲——第一次看到他時，就被他的博學和智力敏銳所感動，他說：「我希望找到一個工人，我卻碰到了一位哲學家。」 35 為了能讀外國的科學著作，他徹底學會了三種語言：法語、義大利語和德語。 36 從那時起，他終身注視整個科學動態，而且還親自參加一些重大的發現；他同布萊克，以後又同羅巴克一起研究鹽的成分、研究氫氟酸、研究對晴雨計和濕度計的構造進行改良；後來，他和卡文迪什與普里斯特利同時從事於水的分析。 37 他的素養，跟他的知識一樣，說明他並不是一個狹隘專家。在他中年時代，那些接近他的人因他在古代文物、法學和美術方面的知識而感到驚奇。他了解德國的各派形上學，他對詩學也有興趣，並且熱愛音樂。 38 他的理論天才是靠整個科學和當時的整個思想而得到滋養的。 我們通過他自己提供的說明，知道他的發明的來源。 39 這裡，不存在人們容易賦予偉人的那種早期的突然的靈感的問題。瓦特絕不是因為看到水在茶壺裡沸騰就一下子發現蒸汽的力量的。同他朋友羅比森的談話，引起了他注意一個長期以來就提出的問題。在1761年或1762年，他使用帕平的蒸煮器來開始有關蒸汽壓力的一系列有系統的試驗。在1763至1764年的冬天，他必須修理一架紐科門機器的小模型，因為它是格拉斯哥大學的並且是用於物理課的實習的。他觀察它的運轉，並對它作了有系統的評論。力的消失是它的明顯缺點，他認為這種消失與兩個主要原因有聯繫。一方面，在活塞每動一下之後，為了恢復汽缸內部的高溫，就耗費掉大量的熱素；另一方面，冷凝由於冷卻不足而非常不完備。怎樣補救這雙重的缺陷呢？瓦特的發明正是對這個問題的解答，解答是根據科學方法在一個實驗室里做出來的。 讓發明家自己講吧：「為了避免任何無益的冷凝，蒸汽對活塞發生作用的那個汽缸，必須經常同蒸汽本身一樣熱……。為了獲得必要的空隙，冷凝必須發生在一個單獨的容器里，這裡的溫度能夠按照所需要的程度得到降低，而汽缸的溫度卻不受到改變。」 40 整個冷凝器 的原理就包含在這幾句話里，從此以後，冷凝器就和氣缸分開來，而在紐科門機器里，它是同汽缸構成一體的。這第一項改進帶來了另一項更重要的改進：「為了不必用水來防止活塞漏氣，為了在活塞下去時防止空氣冷卻汽缸，那就必須使用蒸汽的壓力作為動力，而不使用氣壓作為動力。」 41 這樣，結論就完成了正確推理，於是發生了重大的改革，氣壓機變成了蒸汽機。 從那時起，這個創作在其主要方面已經確定下來了。瓦特在1764年左右所擬的那些草圖，與人們在他附在1769年第一個專利證上的說明書原文裡所看到的完全一樣。 42 他賦予他發明物的那個樸實的名稱，十分正確地指出他的原來的意圖，為了「減少火力機中的蒸汽和燃料的消耗量」。瓦特的性格不同於他的能力，他把他的研究的富有成效的真正創新的東西，僅僅當作附屬的假設而順便地提了一下：使用蒸汽不是作為輔助的力量，也不是使筒身出空的方法，而是作為產生運動的積極力量。 43 在十三年後，即在一系列長期實用試驗之後，蒸汽膨脹才被放在首要地位，氣壓機的原理才被最後拋棄。 我們不需要說明瓦特用來補充其主要創作的所有那些次要的發明。某一些發明，如離心式調節器或復動機上的滑閥，其目的在於獲得最大限度的力並調節其排出量。 44 另一些發明，其目的則在於利用這種動力並使之適合於各種實際用途；這些發明可能引起我們的注意，因為蒸汽機的工業前途，在其歷史上某一時刻，是由它們所決定的。假如蒸汽機僅僅停留在它一開始時的狀態，停留在它從其產生的那些機器亦即自動抽水機的狀態，那麼，它在工業上的作用就很有限了：至多是水力機的輔助工具，承擔供水推動機輪而已。要使它能夠直接發動各種機械、實現花樣繁多的技術工作，必須解決一系列問題，其中第一個就是：怎樣使活動槓桿的振動變為圓周運動？瓦特繼續弗里茨格拉德的研究，不久就發現不是一個而是幾個解決方法。 45 最好的一個是仿效當時存在的一個最古老的、最簡單的機器：磨刀匠的踏板輪。 46 另一個方法雖然比較複雜，但為了商業的原因，瓦特不得不採用它，這一方法被那美妙的說法「行星的運行」表述得相當清楚。 47 還應該提到瓦特最感到自豪的一項發明，平行運動（「瓦特的平行四邊形」），這是許多精巧改良的起點。我們是在一位罕有的人面前，他既會掌握細節又會掌握整體，他並不滿足於闡明原理，而要把原理貫徹應用，總而言之，科學對他來說，既是目的同時又是手段。 （三） 發明在工業上的應用。同羅巴克合夥，這使瓦特有可能繼續進行其研究。羅巴克的破產（1773年），馬修·博爾頓收買他的權利。 發明是一回事，會經營利用發明物卻是另一回事。我們已經見過許多這樣的事。關於蒸汽機，出現了一些特殊的困難。簡而言之，必須創造一個齊全的工業，它應擁有自己的人員和設備。要代替那些直至那時尚能滿足需要的臨時機匠——鐘錶匠、白鐵匠、水車匠——，就必須培養一批熟練的、能夠擔任艱難工作的工人，因為這種工作同時需要體力、智力和非常熟練的手法。必須用幾何精度的汽缸、貼合的但不過分接觸的活塞，像鐘錶齒輪一樣精確的齒輪來代替那些往往不相稱的和沒有配準的部件，最初的那些機器正是用這種部件構成的，因而它們部分地運轉不好。冶金術的進步使這種必要的改革成為可能了。但要實現這種改革，還需要資本，需要有冒險勇氣來把資本投入一種非常新的、前途還不定的企業中去，需要有實用效果所系賴的那種貿易才能。一個像蒸汽機那樣無價的發明必定會成功的。怎能設想它會被埋沒或者不被人賞識。但是它像許多別的發明一樣，只在發明人死後才能成功。瓦特幸而在其生命的歷程中碰到兩個非凡的、能夠了解他和幫助他的人，這兩個人值得同他分享光榮，即使不應分享發明的光榮，至少也應分享發明從理論領域轉到實用領域的那種榮譽。這兩個人就是卡倫的約翰·羅巴克和索霍的馬修·博爾頓。 瓦特是在1765年或1766年被一位共同的朋友，格拉斯哥大學教授布萊克介紹給羅巴克的。 48 那時，瓦特幾乎完全放棄了研究，因為他負擔不了研究費用。他不但沒有財產，而且還債台高築，為了謀生和養活家口，他不得不去當測量員和工程師。他受託製作喀里多尼亞運河的線路圖。 49 他是以工程師的資格與羅巴克打交道的：羅巴克需要用於煤礦的抽水機，煤礦在福思河右岸博羅斯托內斯，前不久他才獲得該礦的開採權。 50 羅巴克的才智和企業心是我們已經知道的。他一知道瓦特的研究，就馬上了解它的整個好處，因而向瓦特建議願意幫助他去實現它。瓦特接受他的建議，他們簽訂了一份合同，合同約定羅巴克負責償付其新合伙人的債務一千鎊，並且供給必要的資金去完成已經開始的研究和組織在工業上利用研究的結果，他給自己保留三分之二的利潤作為報酬。 51 這份合同在蒸汽史上開闢了一個時代。蒸汽正是在那時走出了實驗室，進入它即將加以改造的工業世界中去，這多虧羅巴克的大膽的創造精神。瓦特總是遲疑、猶豫、不滿意自己，他需要有個人在旁邊去鼓勵他和推動他前進。羅巴克以無比的熱情扮演了這個角色。瓦特在其生命將終時，常常喜歡感謝他的一切情誼，他說：「我的努力所能達到的成功，大部分應當歸功於他的友好的鼓勵，他對科學發現的關心，他敏於想出這些發現的應用，他對交易和工業有深邃的認識，他的遠大的眼光，他的熱心的、慷慨的和積極的氣質。」 52 第一架蒸汽機是在1769年安裝在離愛丁堡不遠的金內爾館。 53 它的建造是艱難的：卡倫煉鐵廠雖然設備優越，但也未能正確地實現瓦特對它的要求。這架機器是一個還未得到充分發展的思想的不完全的體現，它——按照英國預定的習慣——被人稱為魔鬼；它只有一個汽缸，它的活動槓桿是在垂直面上擺動著的，很像紐科門的機器，而且用途也相同。 54 它的運轉有缺陷，不久就被人放在一邊了。與此同時，羅巴克的經濟困難也開始了。他以前輕率承擔開採的那些礦都充滿了水，雖然有新、舊兩種抽水機也無濟於事。這些礦已使他和他的朋友花費了很多的錢。所有那些他想同時經營的事業都受到這種不幸的影響。他同逼在眼前的破產掙扎了一些時候。瓦特又繼續他的測量工作。他的發明仍然不完全，而試驗又顯出它的缺點，所以處在停頓狀態。1773年由於羅巴克的破產，這種悲慘的局面結束了，於是瓦特同博爾頓合夥開始了。 博爾頓在幾年前就認識瓦特。他通過他的朋友羅巴克，知道瓦特的研究，並且很關心這項研究，因為他希望在那裡找到一個對他所注意的問題的解答：他的索霍工場缺乏動力，因而想到：或者藉助於紐科門機器或者用其他方法來人工地製造動力。關於這個問題，他在1766年曾經請教過兩位在科學上有聲望的人，即班傑明·富蘭克林和伊拉茲馬斯·達爾文博士。 55 1767年，瓦特在路過伯明罕時，參觀了索霍工場，很讚賞那裡冶金工作的完善，他本人也強烈地感到這種完善有必要。 56 翌年，博爾頓請他來，同他會談很久，並建議他合作。羅巴克經過了解之後，同意接受這項建議，但要以明文限定其範圍為條件：博爾頓將成為沃里克、斯塔福德和德比三個郡的專利證讓受人。這就是蔑視索霍工廠主的遠大眼光，蔑視他寄托在這新發明上的希望：「向我提出的這個計劃和我所想像的計劃是那樣不同，以致我不能認為進一步考慮這個計劃是恰當的……。我的意見是在我的工廠旁邊、在我們運河岸上、建設一個工廠，在那裡，我想安置製造機器所必需的全套設備，而且這個工廠可以供給世人各種大小的機器。……僅僅為三個郡製造，那就不值得費事了：值得費事的，就是為全世界製造。」 57 羅巴克的破產使博爾頓有繼續這個計劃的機會。羅巴克欠他一千二百鎊，後者提議不要這筆錢，只要羅巴克將其和瓦特的合夥合同轉讓給他。人們會說這是廉價購買一項無限價值的權利。但這項價值還未能確定，因為不管人們對於企業的結果能有怎樣的信心，但它似乎還很遙遠：「那一切還只是個影子、純粹的想像，要使它實現，還需要許多光陰和金錢」。 58 合同毫無困難地簽訂了，金內爾館的機器被拆卸下來並運到索霍了：1774年5月，瓦特在完成他的測繪喀里多尼亞運河的設計圖之後馬上就去索霍定居了。 59 （四） 工場：博爾頓的活動和雄心壯志。瓦特到來，蒸汽機的完成。專利證的期限的延長。最初的訂貨：威爾金森煉鐵廠的訂貨（1775年）；康沃爾郡礦業的訂貨（1777年）；巴黎給水網的訂貨（1778年）。商業上的困難：債務人和競爭者。工業性質的困難：瓦特的合作者。威廉·默多克。 索霍工場坐落在伯明罕的北邊，在一個今天全被工廠覆蓋著的、全被煤煙弄黑了的高地上，它是1759年建立的。 60 馬修·博爾頓在這時已經成了一個富有的重要人物。他的父親，伯明罕的玩具製造人， 61 讓他早年就從事商業，但在已經使他獲得了相當好的教育之後，所以他以後懂得自行深造。博爾頓父子工場製造金屬紐扣、表鏈、鋼鞋扣。後者由於時髦需要而成為珍奇交易的對象，人們把它送到法國去以便後來當作法國商品再進口。 62 馬修·博爾頓在和一個女繼承人，某一鄉紳的女兒結婚之後， 63 本可過著鄉紳的生活，但他喜愛他曾在其中成長起來的那項工業；他願意將其財產用來創建一個模範的工場。這個大工場的建造是在1759年開始的，直到1765年才完成。工場使他花掉了九千鎊。 64 它包含有五個主要建築物，可以容納六百個工人。一個設在山丘頂上的蓄水池供給必要的水量來推動一個有力的動輪，「這個動輪使得許多不同的機器動作起來。」 65 我們知道機械設備在冶金工業中已經非常發達，但還沒有起著像它後來所起的那種主要作用。博爾頓希望他那裡有最新式的機器，並親自使這些機器適合於他的工業的特殊需要。 66 從1763年起，他的營業額就達到三萬鎊。 67 這個工場的產品多種多樣。在伯明罕玩具業的傳統商品之上，博爾頓又添上了新的商品：裝飾用的銅器如花瓶、枝形燭台、鼎，純粹的和包鍍的金銀製品，人造金製品和人造玳瑁製品等。 68 在1768年左右，他甚至於想到再加上瓷器，而斯塔福德郡的大陶器製造者韋奇伍德已經準備同那被他稱為「英國的第一流工場主」 69 的人作競爭。博爾頓值得接受這個頭銜，不僅因為他的企業的重要，而且還因為他的產品的優良。他以消滅伯明罕的壞聲名為己任，並且不遺餘力地去做：他只願使用最好的材料和最熟練的工人，並且極細心地親自領導工作。 至於企業的商業領導，他得到福瑟吉爾的輔助，後者自1762年起就是他的合伙人。福瑟吉爾同國外有往來，熟悉種種顧客的愛好，必要時就出門到國外去尋找式樣和訂貨。 70 多虧他的活動，商號的銷路擴大，商號也全歐聞名了。1765年，有人向博爾頓作出極其有利的提議，促使他到瑞典去安家設廠。 71 可是博爾頓絕不想離開英國。他在英國所占的地位已經很高了。在他的製造術方面，藝術成分和後來科學成分同樣重要，這使他博得了許多珍貴的獎勵。貴族階級對他加以贊助。霍勒斯·沃波爾、謝爾本勳爵、達特默思勳爵和諾森伯蘭公爵等人把古代銅器借給他去仿效；卡思卡特勳爵把他推薦給俄羅斯的皇后。 72 由於他相信理應的成功，我們可以想像到他已以其天生的雄心壯志和大膽精神來想出宏偉的計劃，他寫道：「我對任何能夠增加或改善，我在機械技術方面的知識的東西都有興趣。我的交易範圍必須年年擴大。因此，我應該熟悉歐洲各地流行的愛好和時式……我希望為全歐洲工作，製造一切能夠構成一般需要對象的商品：金、銀、銅、包金、鍍金、人造金、鋼、白金、玳瑁……。」 73 我們知道瓦特在羅巴克破產之後參加索霍企業時該企業的情況了。「工場制」和工廠制度絕不是很相近的，從這一個過渡到另一個絕不是較難覺察的，可是區別是較不容易作出的，如果不在細枝末節上作區別和不武斷的話。博爾頓交給瓦特支配的東西是大工業的資源以及幾乎是大工業的權力。 瓦特立即著手工作。金內爾館的機器被搬運到伯明罕之後，經過博爾頓所培養的熟練工人的協助修理，終於在1774年11月差不多能夠運轉正常了。瓦特把這件事報告他的父親說：「我為之到這裡來的那樁事情，結果成功了，就是說，我建造的那架機器現在運轉了，並且產生了大大高於在我之前發明的其他機器所具有的效果。我估計這項發明將會對我非常有利。」 74 但是，在最後成功之前，需要預料到長期的努力和巨大的費用。從瓦特獲得專利證時起已經過去五年了，而專利證的有效時限將於1783年滿期。相似的發明的競爭或者程度不同的瞞混仿造的競爭都是可怕的。瓦特決定向議會請求延長他的專利權的期限。1775年2月23日，他向下議院呈遞一份請願書， 75 多虧他在科學界中的關係，毫無疑問，也虧博爾頓的貴族關係，請願書得到極大注意的考慮。負責調查的委員會聽取了羅巴克的證詞：後者對於這項發明作出完全公正的評判，他是第一名認識到這項發明的實用價值：「蒸汽機比較通常的火力機，以同等的燃料耗費量，至少多做一倍多的工作……凡是需要動力的地方，無論用於什麼用途，用它都是有利的。」 76 與此同時，他又證明該機器已經花了的費用，以及在它生利之前還要花的費用：首先是他，其次是博爾頓，在試驗、建造、試用方面已經用去三千多鎊；預計全部費用至少要達到一萬鎊。可是這樣一筆錢，比起對英國和全世界的利益來說，算得了什麼呢？專利證期限的延長被批准了，其期限為二十五年。 77 然而，不是沒有一點反對的，因為在表決時，伯克以自由的名義起來抗議設立這一新的專利權。 78 又過了幾年，這項專利權仍然毫無酬報。它的費用超過了、大大地超過了羅巴克的估計。 79 博爾頓雖然和瓦特合夥，但並未放棄其他工業；正是這些工業的收入使蒸汽機的昂貴製造才有繼續可能。瓦特的一個使用方便的小發明，拷貝機的發明，提供一種並非無用的幫助。 80 這個商號經歷了幾次幾乎危險的困難關頭。1778年和1780年，博爾頓在賣了一部分從他父親和妻子那裡得來的財產之後，不得不尋求隱名合伙人。在1781年的會計年度終了時，如果博爾頓和瓦特不收到博爾頓和福瑟吉爾合夥企業的資金，就無法償還聖誕節到期的債務和支付工人的工資。 81 1782年，瓦特因對銀行業者洛、維爾和威廉斯所負的債務日漸增長的重擔而感到那樣焦心，所以他寫信給他的合伙人說：「如果他們同意放棄對我未來企業上的各種債權，我幾乎想把我現在所有的一切東西都交給他們，把我的命運再交給上帝去處理。我不能在我現在所處的愁慮狀態中生活下去……」 82 幾乎就在1786年或1787年，這個商號清償了自己的債務，終於能夠從其代價很大的創舉中獲得利潤。 訂貨來得並不太晚。1775年，索霍工廠交給伯明罕附近的布盧姆菲爾德煤礦一架蒸汽抽水機，它比紐科門機器抽水快兩倍，而燃料耗費量卻是同等的。 83 不久以後，威爾金森訂購了一架機器用來推動布羅斯利的高爐鼓風器。這是瓦特的發明第一次用於抽水以外的用途上。 84 新河公司的訂貨也是在這頭幾年裡來的。 85 1777年，瓦特到康沃爾郡去，雖然那裡礦主方面有某些躊躇以及因在就地安裝的缺點而產生的某些挫折，他還賣了若干大的抽水機：查斯沃特礦的那一架是在1778年建造的，它的動力和運轉良好的性能對克服當地的守舊思想做了許多工作。 86 同年，索霍工廠接受佩里埃兄弟的參觀，他們請求瓦特供給他們一架機器為巴黎給水網之用：這架機器是在1779年安裝在塞納河邊庫爾拉賴納的盡頭處：這就是有名的夏洛特火力機，這架機器在下一世紀已被更新式的機器所代替，後者在同一個地方繼續運轉一直到最近。 87 弗雷德里克大帝所派遣的一些德國工程師也來參觀了索霍工廠，但是，蒸汽機只在幾年之後、在1785年才被引進德國。 88 博爾頓和瓦特所要的價錢是非常公道的：他們向買主只要求付出每架機器的製造和安裝的費用，另外加上比使用同等馬力的氣壓機所獲得燃料上節省費的三分之一。 89 這樣，他們只從蒸汽機的經過試驗而被證實的優越性中以及因使用它而獲得的利益中來期待他們的報酬。但是，對於使用新發明的反感一經克服之後，人們總是看到因利用它而支付其代價的同等強烈的反感。康沃爾郡的礦主們在償付約定的特許權使用費時，特別顯出非凡的惡意和不誠實。這就是他們同索霍工廠主之間多年不斷的鬥爭的原因。 90 1780年，在全郡之內開展起來一個請求議會取消專利權的運動。瓦特對於這件事激烈地表示不滿：「他們控訴我們設立一種壟斷，但是，即使是一個壟斷，可是這個壟斷畢竟使得他們的礦山比以前出產得更多了……他們說，因使用機器而必須償付使用費，對於他們來說是不方便的。如果我把褲腰上小錢袋的紐子扣好，對於那想摸偷我的錢包的人來說也是不方便的……我們沒有權力迫使任何人來使用我們的機器。如果這些傢伙來向議會控訴其完全可以避免的那種不方便，議會將會回答什麼呢？……」 91 長期的訴訟開始了：1799年，博爾頓和瓦特勝訴了，一下子領到三萬鎊以上的欠付的使用費。 92 他們也必須對付那些謹慎程度不同的競爭者的企業。最可怕的就是喬納森·霍恩布洛爾，關於這個人，必須看到他完全不同於通常的仿造人：他在研究和利用高壓方面走在瓦特前面。他的機器比瓦特的機器還複雜，有兩個汽缸用蒸汽交替地充滿著。 93 這種機器相當成功，足以引起博爾頓和瓦特的嚴重憂慮。他們決定控告霍恩布洛爾，後者受到敗訴的判決，因而破產。 94 其他困難，而且不是最小的，就是內部組織的困難。這些困難主要是多虧博爾頓才得到克服的，博爾頓的最大才能就是領導才幹。在同他們主顧的密切合作方面也需要很多的外交手腕，博爾頓和瓦特是被他們的商業習慣導致這種合作的。機器並不是他們工廠完全造好了才出廠的。他們把自己當作是「蒸汽機的設計人和安裝人，並且當作是那些利用他們發明物的企業的顧問。通常，需要機器的企業，自己向自己所挑選的翻砂廠和煉鐵廠訂購材料，索霍廠則供給熟練工人以及製造上需要特別小心的那些機械零件」。 95 大部分的汽缸是威爾金森製造的，他鑽孔精確是無敵的，正因如此，所以總是受到博爾頓和瓦特的推薦。 96 博爾頓和瓦特是以自己培養出來的那些工頭為極好的助手的。至少這些工頭中的一個，威廉·默多克是一個功績高於其地位的人。他是蘇格蘭的一個水車匠的兒子，他把請求批准參加索霍工人行列當作優遇。 97 他因聰明、勤勞、有發明力而受到老闆的賞識；老闆派他領導安裝機器，特別是在康沃爾郡中安裝機器。他在那裡發揮一種難以相信的積極性，夜以繼日地努力安裝、檢查和修理機器，他是自己廠號權利的警覺守衛人，反對敵對利益的聯合。 98 在空閒時間，他就尋求技術改良。「行星運行」的觀念正是他暗示給瓦特的。他是歐洲第一批中的一個和英國第一個能把蒸汽當作牽引手段來使用的人：他在1784年建造一個機車小模型，以每小時八英里的速度運行。 99 我們還應想起他曾同著名的法國人勒邦分享善於發現和利用煤氣特性的榮譽：工廠從1798年起就用煤氣照明。這個人本可通過自己的發明而致富，但他寧願終身成為博爾頓和瓦特的工人。他得到他們的完全信任，同時他也向他們顯出絕對的忠誠。 100 他的合作在困難時候是非常寶貴的，儘管人們有權期待看到蒸汽機的未來的光明，但那時它還沒有明顯地表露出來。 （五） 蒸汽機的用途：在冶金工場中；在麵粉廠中；大不列顛麵粉廠（1786年）；在紗廠中。索霍工廠的蒸汽：它的多方面的應用；貨幣的自動鑄造。 關於企業的最終成功，博爾頓從未有過懷疑，在這一點上，他和瓦特十分不同，因為後者總是沮喪、悲觀。 101 1781年，他終於看到了他十年來所期待的那種動態的出現：瓦特的發明物成為注意的對象，甚至於成為大家極欲觀賞的東西。他寫道：「倫敦、曼徹斯特和伯明罕的居民被蒸汽機弄得入迷了。」 102 同年，瓦特取得了第二個專利證，即圓周運動的專利證。在這個日期之前，蒸汽機只不過是一種改良的火力機。人們正是把它當作火力機將其用於礦山或給水網的。通過圓周運動的發明，它就成為原動力了。從此以後，它的用途就無限地增多了，整個工業領域都向它表示歡迎。最初的應用實現於索霍工廠本身，那裡，人們使用蒸汽發動的鼓風機、滾軋機和汽錘。差不多與此同時，威爾金森為他布雷德利工廠訂購了類似的機器，雷諾茲也為科爾布魯克戴爾廠購買了這樣的機器。他們的榜樣受到所有英格蘭和蘇格蘭的大煉鐵業者的仿效。 103 那些已經備有各種機器的冶金工廠正是在這時呈現出特有的面貌，蒸汽和鐵的萬能姻緣，可以說是在這時被固定下來的。 蒸汽機很早就被用來推動一些磨機，如麵粉磨、啤酒廠用的麥芽磨、 104 陶器工業用的燧石磨、 105 西印度煉糖廠用來壓碎甘蔗的碾。 106 雖然一一列舉許多事例會使人厭煩，但至少必須提到一個，即1786年建立在倫敦的大不列顛麵粉廠的例子。這個大工廠的設備是瓦特同約翰·倫尼（後來是滑鐵盧橋的建築師）協作親自安排的。這套設備是由五十對被兩架機器推動的磨石組成的。 107 產量每周可能高達一萬六千蒲式耳的麵粉。這個麵粉廠的開設轟動了倫敦。去參觀這個工廠已成為一種風氣，結果使瓦特大不耐煩。 108 磨坊主們由於這種意外的競爭而感到驚慌，但在1791年，一個很可能出於怨恨而造成的火災把建築物及其中所有一切東西都完全燒毀了，損失估計有一萬鎊。 109 在紡織工業中，蒸汽機起初只是水力機的輔助工具。在1780年左右，理察·阿克賴特在其曼徹斯特工廠里還使用一個紐科門的抽水機。 110 1782年，一些設廠於伯頓昂特倫特的紗廠主請求瓦特供給他們機器。瓦特相當冷淡地接待這種訂貨，他寫信給博爾頓說：「這些人的信以及他們派到這裡來的人，使我不大佩服他們的能力。如果你經過曼徹斯特回來， 111 請你不要尋找紗廠的訂貨。我聽說那麼多的工廠設在北部水流的岸邊，這項工業不久就一定會過多了。我們會有蹈冒徒勞的危險。」 112 他不了解，他親眼見到的那項工業的發展能夠在他認為已經接近的限度之外繼續發展下去。他沒有體會到，他比別人更多地推進了這一限度。但他很快就改變了看法。1784年，他承認「每當工廠易於設在城市裡或者設在已有建築物的地方而能對燃料的消費量和使用費的支付作出抵償時，蒸汽機就一定能夠用於紗廠」。 113 經驗幾乎馬上就證實了這種見解，但是，這種見解仍然是以那樣懦怯的措辭來說明的。 第一個使用蒸汽機的紗廠是1785年設在帕普爾維克的魯賓遜紗廠。 114 以後就是沃林頓和諾丁漢的工廠主們從索霍買回機器。仿效他們榜樣的，1787年有羅伯特·皮爾、1789年有曼徹斯特的彼得·德林克沃特、1790年有理察·阿克賴特和塞繆爾·奧爾德諾。 115 在約克郡以及一般說來在毛紡工業占優勢的地區，變動比較慢，而且還碰到最激烈的反對。不僅工人，而且許多老闆也都不隱蔽他們的敵視態度。布雷德福的約翰·巴克利在1793年曾想在他的毛紡廠里安裝一架蒸汽機，因而接到他鄰人們的最後通牒，威脅他，如他實現他的計劃，他們就以機器在工廠四周散播煤煙和聲響為理由而向他提起損害賠償之訴。 116 然而，從1794年起，蒸汽機漸漸進入毛紡廠，緊緊地跟隨著機械和機器的採用。 這樣，瓦特的機器從十八世紀末起就開始在各處代替了水力發動機。1802年，斯維登斯徹納在英國各工業區旅行，對幾乎到處碰到蒸汽機而感到驚異，他說：「這些機器在英國同水車和風車之在我國是一樣普通，甚至還要多得多，這並非言過其實。」 117 有時，好幾架蒸汽機聚集在一個狹小的地方，用於各種各樣的用途，例如在斯旺西，「一些是在抽取礦坑裡的水，另一些是把煤送上地面，還有別的一些則在使滾軋機和磨石動作著」。1800年，伯明罕有十一架蒸汽機， 118 利茲有二十架，曼徹斯特有三十二架。 119 必須說，瓦特和博爾頓並不是這一革命的唯一創始人。他們的忠誠的首要助手默多克，他們的敗北競爭者霍恩布洛爾，第一個懂得製造現代設備上高度精確的必要性並能達到這種精確度的約翰·威爾金森，在發明織布機和梳毛機之後又把自己機敏的智力轉到其他問題上去的卡特賴特， 120 在發揮氣壓機原理的同時又試圖繼續利用這個原理的亞當·赫斯洛普， 121 以及一大群的、其中許多是無名的研究者們，都是他們的合作者，或者是他們的競爭者。但是索霍工廠由於受到1775年法令的保護而成為製造和出賣蒸汽機的唯一中心。索霍工廠雇用一千多名工人， 122 這個工廠的新工業是在伯明罕的傳統工業中生長起來的，傳統工業起初是新工業的助手，後來，新工業也把傳統工業加以改變了。一位觀者寫道：「冶金工業的各部門在這個工廠里都能見得到……幾乎全部工作都是用機器進行的。對於那些需要相當力量的操作，例如壓延金屬，磨光金屬等等，人們都使用一些由蒸汽機推動的大轉輪。」 123 索霍工廠利用蒸汽最有趣的例子，必須提到的是貨幣的自動鑄造，這是馬修·博爾頓所想出來的事業，他對於這個事業也特別感到自豪。由於他怨恨那些敗壞伯明罕名聲的假幣製造人，所以他希望採用一種完善的手段來鑄造貨幣以排除粗糙的舊方法為舞弊造成的方便。他使人建造一些蒸汽衝壓機，硬幣在衝壓機上被一個鋼圈圈住，準確地接受壓印：每個衝壓機由一個工人照料，每分鐘可以鑄造五十至一百二十枚硬幣。 124 這項發明獲得很大的成功。博爾頓接受過東印度公司的訂貨、法國在大革命初年的訂貨， 125 以及俄羅斯的訂貨；1799年，他被准許在俄羅斯設立一個造幣廠； 126 最後，又接受英國政府的訂貨。在十年內，即從1797至1806年，他提供政府四千噸以上的銅幣。 127 生產迅速，幾乎全部消除了勞動力，這是兩個好處，此外還有質量精確的好處。這就是人們在一切工業中從使用機器中能夠期待的結果之一，而這些機器今後都由人們可以隨意製造、隨意增加、隨意搬運和隨意操縱的有力而溫順的機器發動的。 （六） 蒸汽機的發明完成工業的集中。它使工業的相互依賴關係更加密切同時又使工業的發展歸於統一。 蒸汽機的發明這一重大事件，開始了工業革命的最後的、最具有決定性的階段。蒸汽把那些還壓在大工業身上的束縛解放之後，就有可能無限迅速地發展了。事實上，使用蒸汽並不像使用水那樣必須取決於位置和當地資源等絕對條件。凡能獲得公道價格的煤的地方，都可以安裝蒸汽機。在英國，煤藏豐富，煤的使用在十八世紀末已經是增多了，那裡特意創設的航路網有可能以很少的費用把煤運送到各處，全國已經變成一個特別宜於工業生長的享有優惠的世界。工廠現在可以離開其原來孤立於水流岸邊的曾在其中成長起來的溪谷了；工廠接近市場可以購買原料和出賣產品，移近人口中心可以招募人員；工廠將匯合集中起來形成一些巨大而黝黑的工業城市，蒸汽機將使無窮的煙雲飛翔在這些城市的上空。 可是，這種集中只是已經開始了的運動的延續。它並未改變機械化於其第一時期——水力發動機時期——即在1760至1790年間所決定的那種工業地理分布狀態。下面是一個值得注意的事實，因為這個事實可以說明英國大工業的起源：經濟活動的主要中心向北部諸郡的移動，新的紡織和冶金地區的形成，是在實際應用蒸汽之前。蒸汽機的出現，加強了導致蒸汽機出現的影響，因而加速了上述工業的發展，此外是沒有別的作用的。人們可以反駁道，這種集中運動的延續很可能是偶然的，在那些新工業剛因完全不同的原因而設立在那些地區中碰巧有煤礦床，靠近礦山對於它們來說比靠近曾被它們起初利用過的那些河流更為可貴的時候，它們就有可能繼續留在那裡。但，是否應把它視為一種完全的巧合呢？在瓦特的發明之前，煤在工業生活中已經起著充分的作用，以致工廠主們寧願走向煤很豐富而價廉的地方去。如果相信他們正在其剛剛設廠的地方突然發現了煤，像發現埋藏的財寶一樣，那必定是忽視了煤已經有較長的歷史了。 蒸汽機並不創造大工業。但是，它對大工業卻提供了動力，並使自己的發展猶如自己所任意支配的力量一樣不可抵抗。最重要的是，它使大工業具有其統一性。在那以前，各種工業的相互依賴關係比現在要疏遠得多。它們各自的技術只有很少的聯繫。它們的發展是單獨地而且是通過完全特有的方法來形成的。使用一種共同的動力，尤其是使用人為的動力，就使一切工業的發展都要服從一般的法則。蒸汽機的不斷改善，對於採礦、冶金、紡織和運輸都有同樣的影響。工業世界幾乎成為一個巨大的工廠，在那裡，發動機的加速、放慢或停止就改變著工人的活動並決定著生產率。 詹姆斯·瓦特的同時代的人們沒有看到他們親眼所見的那個重大事件的各種後果的發展。但是他們已能猜到這些後果。他們已經感覺到一個新的時代正在開始並且充滿著同過去任何事物相比都無法作出估量的可能性。伊登在1797年寫道：「在機械學方面，可以認為我們還是兒童。假如人們考慮五十年來為縮減工業操作而作出的那些發明的數目；假如人們設想它們現在已經投入使用，但在五十年前卻是絕對沒人知道的；那麼，料想人們在今後五十年中還會作出其他的發明，而蒸汽機和紡紗機的發明不管在我們看來是怎樣精彩，但比今後的那些發明就會顯得微不足道和毫無價值，這種料想並不荒謬。」 128