第 4 章　高壓蒸汽與移動動力的爆發#

本章導言#

1800 年瓦特專利到期，被壓抑的路線立刻爆發。高壓蒸汽讓機器小而輕到能放在車上——動力第一次長出了輪子。本章三節：4.1 特里維西克；4.2 火箭號與蒸汽輪船；4.3 複脹機與熱力學的誕生。

4.1 理查·特里維西克與高壓蒸汽機：打破瓦特低壓專利的輕量化突破#

4.1.1 康沃爾礦山的「高壓民族」#

理查·特里維西克（Richard Trevithick, 1771–1833）出身康沃爾（Cornwall）礦山工程師世家。他重算問題：與其省 steam（低壓、凝結），不如提高蒸汽壓力、放棄凝結、直接排氣。以 \(pV\) 膨脹做功為骨幹：

結果：汽缸更小、機器更輕、無需冷凝器—保溫水一大桶，成為可移動機器的前提。

4.1.2 Puffing Devil 與世界上第一輛自走機車車#

• 1801 年聖誕夜：特里維西克與安德魯·維維安以高壓蒸汽驅動的自走車「Puffing Devil」，在康沃爾坎伯恩山道上載人自走——世界首例自走式蒸汽車之一（其後一次因疏於看火而焚毀）。1804 年 2 月 21 日，他的Penydarren 機車在威爾士 Merthyr Tramroad 拉動 10 噸鐵材與 70 人，成功以蒸汽機車在實地鐵道上運行；
• 但特里維西克的公司、資本與鐵路特許制度運作所在的倫敦商界未能接上，他晚年貧困死於秘魯（這個插曲在動力人物史中常被引為「發明者不是勝利者」的典型）。

4.1.3 制度推力：專利到期與煤價#

1800 年瓦特專利到期，恰好是「高壓路線合規」的同一時刻：Boulton & Watt 壟斷消弭、各 Cornish 引擎匠（Woolf、Hornblower 及 Trevithick）重新競爭。同時康沃爾自食煤價奇貴，礦主樂於以付費按省煤分紅方式鼓勵改良——此「康沃爾引擎制度」爾後成為 19 世紀動力效率競賽的最強市場。

4.1.4 前因後果#

• 前因：低壓機的笨重＋專利到期＋煤貴地區的省煤動機。
• 事件：1801 自走車、1804 Penydarren 機車。
• 後果：動力可移動的思想成立；鋼軌與鍋爐材料和壓力安全成為新瓶頸，直通 4.2 鐵路與蒸汽船。

下一節：4.2 火箭號與蒸汽輪船