1698 蒸汽機科技樹：動力之樹#

前因：根之前的世界#

人類能用的動力只有肌肉、風、水：工廠沿河而建、礦坑靠馬匹拉泵、航運看風向臉色。科學那邊，托里拆利與波以耳已證明「大氣壓是一股真實的力量」（../1643-托里拆利大氣壓.md、../1662-波以耳定律.md），問題只剩一個：怎麼把真空變成日夜幹活的機器？

案發現場：根的閉合#

閉合分兩次。第一次在 1698：紐科門（../1698-紐科門蒸汽機.md）把蒸汽通入汽缸、潑水冷凝，蒸汽體積驟縮千倍造出近似真空，大氣壓隨即把活塞壓下——「真空吸力」第一次驅動大工業，一台機器頂五十匹馬。但效率只有約 0.5%：每次冷凝都把整個汽缸的熱量白白澆掉。

第二次在 1769：瓦特（../1769-瓦特冷凝器.md）從布萊克的潛熱理論（../1761-布萊克潛熱.md）看出病根——冷凝不該發生在汽缸裡。他把冷凝移進分離容器，汽缸保持炙熱，效率暴增四倍。1781 年再加旋轉運動，蒸汽機從「會動的泵」變成「賺錢的心臟」，動力之樹的根就此閉合。

理論核心#

• 卡諾效率： \(\eta = 1 - T_c/T_h\) ——熱機效率只由高低溫熱源的溫度比決定。瓦特的分離冷凝器正是卡諾原理的工程預演：減少排向低溫端的浪費。
• 熱功當量： \(1\,\text{cal} = 4.186\,\text{J}\) （焦耳，../1846-焦耳熱功當量.md）——熱與功是同一種貨幣，蒸汽機是把煤的化學能兌換成機械功的銀行，匯率上限由卡諾效率決定。

科技樹總覽#

這根枝條用了哪條通道：

• G1｜技術⇒技術：蒸汽機帶動天軸與皮帶，把一份動力分給千百台機器——工廠擺脫河岸。
• G2｜技術⇒技術：把蒸汽機裝上車輪與船殼，動力自己會移動，倫敦到利物浦從數日壓到一日。
• G3｜技術⇒理論：工程師追問「效率有沒有極限」，逼出卡諾原理與熵——技術需求倒逼理論的典範。
• G4｜理論⇒技術：卡諾循環理論直接孵化奧托四衝程，輕型內燃機再長出汽車與飛機。
• G5｜技術⇒技術：往復式汽缸升級為連續旋轉的渦輪，至今仍是全球發電廠的當家主機。
• G6｜實驗⇒技術＋技術⇒技術：費米的受控鏈式反應（../1942-費米核反應堆.md）變成核電產業，但燒出的熱仍推蒸汽渦輪——核時代接回十八世紀的樹根。

尾聲：樹的哲學#

動力之樹的一課是「反向的枝條」：枝條也會長回根上——蒸汽機賺的錢養出熱力學（G3），熱力學再回頭孵出內燃機（G4）；兩百年後連原子核的能量，都要經過蒸汽渦輪這根老枝才能變成電。用迴路論（../README.md）的語言說：樹不是線性的清單，而是迴路的族譜——每根枝條都是一次「理論—實驗—技術」小迴路的重新閉合，而根，是迴路第一次扣上的那聲響。