远去的季风
书名:现代的历程:机器改变世界(全四册)作者名:杜君立本章字数:2781更新时间:2024-05-29 15:01:38
蒸汽机被装上“马车”时,也同时被装在了帆船上。
英国人发明了蒸汽机,但美国人发明了轮船。1807 年,富尔顿驾驶着“克莱蒙特号”轮船在哈得逊河逆流而上,32小时走完了约241公里的水路。
“克莱蒙特号”作为历史上第一艘蒸汽船,它以铁为新型造船材料,以蒸汽机为新的动力系统,但推进系统采用的是浆轮。1843年之后,螺旋桨取代浆轮成为现代轮船的标准配置。
1819年,蒸汽帆船“萨凡纳号”从美国萨凡纳港出发,满载着棉花横渡大西洋,全程用了29天。这让英国人无限感叹:“就是这些并没有发现过力学上任何一条一般定律的美国人,却将使世界面貌大为改观的蒸汽机引进了海上航行事业。”
1822年,英国第一艘蒸汽船下水,它的名字叫“詹姆斯·瓦特号”。到1827年,在劳氏船级社的名录上,蒸汽船的数量已经达到81艘。1838年4月4日,“天狼星号”蒸汽船从爱尔兰科克港出发,于4月22日驶入纽约港。《纽约先驱报》用极其醒目的大标题来报道这次航行——
“天狼星号”汽船从科克起航,
经过17天的航行终于到达纽约了。
蒸汽动力的新时代到来了。
广阔的大西洋上终于架起了桥梁,
时间与空间湮灭了。
蒸汽机的到来,彻底结束了一个悠久的帆船时代。
火车出现之前,铁路上就有了马拉的列车,火车只是将马换成了蒸汽机。轮船出现之前,海上只有木制帆船。相比马拉列车转变到蒸汽机车的顺理成章,从木制帆船到钢铁轮船的转变,则是一次从里到外的全面颠覆。
帆船的动力来自风帆,而轮船的动力来自蒸汽机,二者的驱动方式截然不同。这个技术过渡经历了长达60年时间,直到螺旋桨取代明轮作为推进器,并彻底取消桅杆和船帆后,轮船才基本定型。
拿破仑几乎征服了整个欧洲,但却拒绝了富尔顿。他认为:船没有帆,就好像人没有腿一样,而用钢铁造船更是荒诞不经。结果在埃及,法国海军很快就被英国蒸汽机战舰打得一败涂地。实际上,英国海军部当初也曾拒绝使用蒸汽船,因为他们认为,“蒸汽船的使用很可能给帝国海军的优势以致命打击”。
1839年,英国著名画家透纳创作了一幅油画《被拖去解体的战舰无畏号》。在画面中,巨大的帆船“无畏号”被一艘体量小得多、吐着浓烟的小蒸汽船拖往海斯港,进行解体。在1805年的特拉法尔加海战中,装备着98门船炮的“无畏号”为英国的胜利立下了汗马功劳。
这幅油画历史性地记录了老式风帆战舰在蒸汽动力出现之后迅速没落的瞬间。
“复仇女神号”是英国第一艘完全用铁制造的蒸汽炮舰,没有用一根木头。它长56米,宽8米,高3.35米,吃水深度只有1.5米,以120马力的蒸汽机为动力。
“复仇女神号”下水不久,中英鸦片战争爆发,这被认为是检验铁制蒸汽船只优缺点的绝佳时机;而靠近中国海岸有无数的河流,更为检验这种船只创造了有利的空间。
1840年3月28日,“复仇女神号”离开朴次茅斯,成为第一艘绕过好望角的铁甲舰。“复仇女神号”于1840年底到达中国,“它是普通中国战船的两倍大,当它把炮口转向它们时,它把它们的木质船体和桅杆变成了火柴棍”。
“复仇女神号”标志着工业革命的工具——铁和蒸汽——普遍用于战争。到1842年,游弋在中国沿海的蒸汽船达到14艘。1842年8月29日,中英两国在停泊于南京城下的英国战舰“康沃利斯号”上签订了《南京条约》。
依靠蒸汽船,尤其是铁甲战舰,英国维系着一个横跨全球的“日不落帝国”。直到第二次世界大战结束之际,英国仍然保有181个海外加煤站。
因为燃料限制,轮船运输在早期仅限于短途,它比帆船更加快捷和准时,但在跨海长途运输中,蒸汽船相对于帆船并没有绝对优势。因此,这一时期的蒸汽船都装有桅杆和风帆,在海上尽量利用风力,减少蒸汽机对燃料的消耗。
航行在内河上的汽船可以随时补充燃料,甚至常常用更普遍的木材作为燃料,但对远洋航运来说,过多的燃料会大量挤占货运空间,燃料不足又会降低续航能力。1838年,“天狼星号”蒸汽轮船成功横渡英吉利海峡,但在横渡大西洋时因为燃料耗尽,不得不烧掉船上的家具和门窗,甚至还将一根桅杆扔进了锅炉。
因为燃料补给问题,美国曾多次与“闭关锁国”的日本谈判。在遭到拒绝后,被称为“蒸汽战舰之父”的佩里率美国东印度舰队于1853年来到日本。日本人从未见过这种冒着浓浓黑烟的蒸汽船,因而惊恐地称之为“黑船”。
在“黑船”面前,德川幕府不得不签署了《日美亲善条约》,其中第二条和第八条都是关于美国轮船燃料补给的规定,“日本政府准许美国船停泊,以便补给柴薪、饮水、食物、煤炭以及其他需用物品”。
“黑船来航”成为日本历史的分水岭,由此引发了日本工业化和现代化的“明治维新”。
最早的纽科门蒸汽机因为耗煤太多,以致只能在煤矿使用;经过一个世纪的改进,瓦特蒸汽机耗煤减少到可以在远离煤矿的工厂使用;之后又经过将近一个世纪的改进,蒸汽机的耗煤量已降到可以在远离陆地的海船上使用。
技术就是这样不断地进步。随着蒸汽机效率的提高,续航能力与货运能力之间的僵局逐渐被打破。一篇写于1887年的文章叙述了蒸汽机功率提高三倍的情景:
不久以前,一艘排水量为3000吨的汽船作一次远距离航行需要2200吨煤,只能有限地运载800吨货物。如今,一艘现代汽船作同样的一次航行只需要800吨煤,可以运载2200吨货物。随着煤的节约,人类劳动也减少了。1870年,汽船上每1000吨运力需要47个人手,现在只需要28个。
从1851年到1871年,世界蒸汽船的总排水量从26.4万吨猛增到200万吨。蒸汽邮船以每天360海里的速度航行。到1880年左右,从英国到美国的大西洋船队全部从帆船换装为轮船。
这一时期的蒸汽机已经与早期的蒸汽机截然不同:这种三级膨胀式蒸汽机1马力运行1小时的耗煤量还不足1磅;相比之下,瓦特蒸汽机是13磅,纽科门蒸汽机是35磅。
1870年9月6日,英国皇家海军的铁甲舰“船长号”第一次出航就沉没了,导致船上473人丧生。事故调查证明,巨大的风帆桅杆导致军舰重心过高,所以发生倾覆。此后的铁甲舰都取消了大而无用的风帆装备,蒸汽机成为唯一的动力来源。
在英国人看来,钢铁战舰作为一台巨大而复杂的机器,最能体现西方的工业文明。1903年,英国海军大臣在下议院述职时,这样介绍蒸汽战舰:
现代舰队上的一切都由机械完成,我们有蒸汽、液压、压缩空气、电,而在不久的未来,硝化甘油和液态空气也会被加以应用。我们的战舰不单单是由机械推动,更是由机械控制的。其主要的武器火炮和鱼雷——都由机械操作。船员们靠机械照明;他们在船上吃、喝、洗刷用的水都是由机械提供的。老式的通话管现在被电话取代。过去,海军上将给舰队下达指令,白天靠人力挥舞旗子,晩上用照明设备传达,现在可以使用电力,即通过无线电报机和电动闪光信号灯来传达。曾经必须手写的命令,现在可以用打字机打印或印刷机印刷。以前海军上将要去另一艘船,需要靠手拉的驳船引渡,如今他能够乘坐蒸汽船轻松抵达。锚以前用手拉起,现在则靠引擎带动升降。以前海员的肉类食物来自船上饲养的活牛,如今屠宰切割完毕的牛肉被储存在船上的机械冷冻箱内。如果船上失火了,会由蒸汽泵扑灭;如果船体出现漏洞,蒸汽泵也能控制水量。船上甲板间用来呼吸的空气也由机器驱动的风扇提供。