第二十三章 技术：(543)七、蒸汽机 八、机械计算器

七、蒸汽机前驱

关于蒸汽机的历史，可远溯到亚历山大里亚的希罗（约公元 50 年）。希罗编纂过几种力学著作，包括一部关于气体力学的专著，其中描述了当时已有的各种机械装置以及他自己发明的一些装置，但他未指明哪些是他自己发明的。这些装置中，有一种机器能利用圣坛之火打开教堂的门；还有一种机器喷出能支持住一个轻轻的圆球的蒸汽流。更令人感兴趣的是一种汽堆，这实际上是反应式汽轮机。虽然希罗的汽堆（见图 284）据认为在以后的几个世纪里曾经实际应用过，但它仅仅略胜于玩具。

图 284—汽堆（左）给熔铜炉吹风

这是一个带有小开孔的空心青铜球，水从开孔注入。当水煮沸时，就有强烈的风从球中吹出来。

在近代肇始之前，尽管有关蒸汽动力的知识没有失传，但几乎没有什么东西记载下来。十二世纪以降的各种文献都表明了这一点。据说，1125 年热尔贝在兰斯制造了一架由热水压缩的空气来鼓风的风琴（见 R. Stuart’ s History and Descriptive AnecdOtes ofSteam Engines，Vo1. I，p.15）。卡当在十六世纪中叶提到蒸汽动力以及通过冷凝蒸汽来产生真空的方法（De Rerum Natura，Bk.XII，(544) Chap、58，p.425，in ed. 1557）。马西修斯在 1571 年也讲到过蒸汽动力；还有某个轶名的同时代人试图利用希罗的汽堆来转动烤肉叉。奥尔良的贝松（十六世纪）写过关于蒸汽动力的著作， 意大利人阿果斯提诺·拉梅利在 1588 年发表了一本论述机器的书（LeDiverse et Artificiose Machine）。列奥那多·达·芬奇曾描述过一种蒸汽炮（他认为这是阿基米德的发明），它把水滴到一个灼热表面上，利用水汽化所产生的骤然膨胀把炮弹射出。

1601 年，巴蒂斯塔·波塔在其《神灵三书》（ I Tre Libri de ’ piritali,ed.1606，P. 77）中描述了一种利用蒸汽压力提升水柱的机器， 它通过冷凝蒸汽的办法产生真空让水流入（图 285）。这种机器利用蒸汽压力排除液体，而(545)希罗则利用空气膨胀的压力。所以，波塔引入了一种新东西。此外，波塔还精确地描述了蒸汽在利用冷凝产生真空中所起的作用， 并构想出一种装置，它借助大气压力把水强迫注满如此产生的真空。不过， 这些装置并未产生什么实际效益。

达维德·里沃在 1608 年出版的《枪炮原理》（Les Elemens del ’ Artillerie）中指出，加热盛有水的密封炮弹壳，可使弹壳破裂，无论壳壁多么厚。他写道：“里面的水变成了空气，汽化以后，接着便是猛烈的爆炸。”

所罗门·德·考司在《动力的理论》（Les Raisons des ForcesMOuvantes）

（1615 年）中描述了一种借助蒸汽的膨胀力提升水的机器（第 4 页）（见图 286）。

布兰卡在《乔万尼·布兰卡爵士的各种机器》（Le Machinederverse del Signor Giovanni Bran-ca，etc. ）（罗马，1629 年）中描述了一种汽轮机，它用蒸汽冲击叶轮的叶片来使叶轮转动。这个装置——如果曾经制造过的话

——也许只是个玩具（见图 287）。

图 286—利用加热提升水（德·考司）

1630 年，戴维·拉姆齐获得了查理一世给多种发明颁发的专利权，其中一项发明是“利用火将深矿井中的水提升起来⋯⋯可依靠不流动的水使任何类型磨矿机连续运行，而不用借助风力、等待[压力？] ①或畜力，⋯⋯用一种前所未有的新方法将水从低处、矿铜球 A 在 D 处有一开口，由此把球部分充水，然后用龙头盖紧。球中还有一根管子 BC，向下伸到接近底部的 c 处，在 B 处也有一个龙头。将球加热，一当打开 B 处的龙头，水就通过它喷出。井和煤矿中提升起来。”显然，这都是应用蒸汽动力。（见 T. Rymer，FOdera，conventiones，literae，etc. ，1732，XIX，P.239 和 P.17。）威尔金斯主教在其《数学的魔力》（Mathematical Magick）（1648 年）

中指出，汽堆曾被用来“驱动出风角的翼板，这翼板的运动可以被用来旋转烤肉叉之类的东西”（第 149 页）。