18世纪的英国为什么会成为发明家成长的沃土？发明巨匠们如何改变一个国家，进而改变整个世界？

威廉·罗森著的《世界上最强大的思想(蒸汽机产业革命和创新的故事)》由洛杉矶时报、纽约时报等美国大媒体撰文推荐；是比尔·盖茨推荐十大必读图书之一

本书是一个伟大创新时代的全景展现，让你了解世界上那些伟大的思想和创意如何改变世界！

将人类过去上百个世纪的所有进步都描绘在—张图表里，只会得出一条近乎完美的平坦直线。直到18世纪工业革命的出现，才使得这条平坦直线迅速上扬，开启了一场几乎不间断的前进征途。

在《世界上最强大的思想(蒸汽机产业革命和创新的故事)》这本书里，威廉·罗森讲述的故事既关乎引发工业革命的那些人，又牵涉推动工业革命发展的机器，即蒸汽机。从早期笨拙而有力的机器，到能驱动风车和工厂机器转轮的成型蒸汽机，再到依靠铁路和海路运送乘客与货物的成熟的运输工具，罗森追溯了蒸汽机的完整历史，向我们讲述了一个紧密围绕着蒸汽动力的疯狂发明年代。

阅读本书，我们不仅可以看到有关科学知识和发明创造的精彩故事，还能了解那些巨匠们的思想，他们是作为发明家的托马斯·纽科门和詹姆斯·瓦特，作为科学家的罗伯特·波义耳和约瑟夫·布莱克，以及作为哲学家的约翰·洛克和亚当·斯密，等等。他们所有的真知灼见、坚毅品质和深邃思想，先是改变了一个国家，进而改变了整个世界。

创新驱动发展，历史启迪未来，《世界上最强大的思想：蒸汽机、产业革命和创新的故事》一书所展现的创新思维和创新路径，无论对当今的科技创新人员、创业者，还是历史爱好者、科学发明爱好者而言，都极具借鉴价值。

总序

序幕 “火箭号”蒸汽机车

第一章 探索“气压”之路

第二章 伟大的发明人共同体

第三章 首位真正的发明家

第四章 威力巨大的热能量

第五章 手掌中的科学世界

第六章 万事皆备于我心

第七章 样样精通的人

第八章 变化永无止境的领域

第九章 异常出色的技术

第十章 英国棉纺织业的威力

第十一章 国家之财富

第十二章 蒸汽机车的诞生

尾声 利益之驱动

致谢

然而那并没有完全大功告成。前面讲过，制造蒸汽机有两种不同的方法，它们各具特点。当纽科门最终将它们各自最为突出的特点整合在一起——或至少排除掉它们的劣势之后，他才算取得了真正的理论突破。能做出这一伟大的技术革新，就在于他抛弃了萨弗里依靠真空抽水的想法，也放弃了帕潘利用膨胀蒸汽操控活塞的做法，而是为蒸汽机添加了一个至关重要的构件：横梁。

在纽科门1712年制造的蒸汽机上最为引人注目的机械元件——其实也是在接下来一个半世纪里，几乎所有蒸汽机(包括克罗夫顿抽水站的42B型蒸汽机)上最为显眼的元件——水平运转横梁。它看起来有点像个上下摆动的跷跷板，一头下面连上活塞，另一头接上泵杆并且给它绑上一只平衡锤以增加泵杆的重量。所以，在静止状态下横梁会朝向有平衡锤的一方倾斜，并将抽水泵拉杆伸到矿井底部。而此时蒸汽机的气缸内完全充满了空气，里面的活塞被拉到了气缸最顶端。由于抽水泵拉杆末端的活塞能够到达距地面上的蒸汽机数百英尺的深度，这样萨弗里蒸汽机面临的一个关键难题——总要把蒸汽机安置在离矿井底端较近的位置——就迎刃而解了。实际上，纽科门抽水泵能够在矿井某一深度工作的唯一限制就是捆绑平衡锤的缆绳是否结实，而相对来讲这就显得无关紧要了。

纽科门第一个伟大的发明创造——由一根水平横梁的上下摇动来抽水——完全依赖于他对机器几何结构的理解。然而，他采用的横梁构造并不能解决人们希望以更“迅捷”的方式加快真空循环速度的需求，而这也是胡克期望纽科门能够完成的技术改进。对于一台可供实用的蒸汽机来讲，接下来要做的事至关重要，远不止是为德国皇室成员乃至皇家学会做表演并留下深刻印象那么简单。这台蒸汽机里的水被加热超过沸点后必须能及时恢复到室温，还得能够在一分钟之内尽可能多地循环运转。

萨弗里制造出冷凝效果的办法是在气缸外喷洒冷水，这个方法实在是太慢了。卡利和纽科门共同设计出了一个铅质的外壳将气缸包围起来，冷水可以流进铅质外壳与气缸表面之间的空隙，这就改进了加热和冷却气缸的工艺，不过效果并不太明显。接下来发生的事就有些靠运气了。气缸实质上是用一张平坦的马口铁片弯曲围成的圆柱，其接口是焊接而成的。当时使用的焊接技术还很不成熟，焊接口因气缸内的蒸汽高温而熔化开了一个小孔。当纽科门将冷水灌进包络着气缸的铅质外壳时，一股水流通过小孔迅速流进气缸，立刻就使里面的蒸汽冷凝了，从而产生了强有力的真空效果。为了达到实验的目的，纽科门将横梁的一头加上了一个重物来代表要抽的水的重量。蒸汽冷凝收缩后产生真空，活塞拉动着横梁一端向下运动，非常剧烈，把连接横梁和活塞的链子都拽断了，也把气缸底部乃至其下的锅炉盖子都毁坏了。

纽科门和卡利大体上有了一个可用于实践的蒸汽机的设计方案。他们的确是有些走运，但可不是轻而易举就能碰到那样好的运气。不过，这样的说法似乎并不能说服实验哲学家约翰·西奥菲勒斯·德萨居利耶(J.T.Desaguliers)。和帕潘一样，他也是一位流亡的胡格诺派信徒，做过牛顿的助手，后来成了英国圣公会的牧师。就在他1744年去世前不久，德萨居利耶写道：那两个家伙(纽科门和卡利)已经成功地制造出了蒸汽机，但他们“既不能像哲学家那样理解其中的奥义，也不能像数学家那样有足够能力计算出蒸汽动力的数值并合理安装各种零件，那纯粹就是个侥幸的意外发现而已”。

很多人对纽科门的科学研究显得非常无知，这种情况一直持续到今天。有一种说法很有传奇色彩，认为最初的蒸汽机之所以能够自动循环运转，完全是一个名叫汉弗莱·波特(Humphrey Potter)的男孩的功劳。他制作了一个类似迷宫的网状物，由许多挂钩和细绳组成，与柱塞杆(plug rod)相连控制着阀门的开关。这种说法仿佛是说，在许多人都无法获得研究突破的情况下，一个达特茅斯的五金商完全靠着不断降临的运气就取得了成功。

的确，偶然发现了给气缸内注水的办法是很幸运的，但是要想理解其中的原理并加以利用就绝不能单凭运气了。纽科门和卡利将气缸上意外出现的小孔用了一个喷射阀代替墙。更巧妙的是，他们把喷射阀连在了活塞上，当活塞运行到了气缸的底部时，它就自动地关闭喷射阀并打开另一个阀门使水流出去。

P43-44

作为CIDEG文库的主编，我们首先要说明编纂这套丛书的来龙去脉。CIDEG是清华大学产业发展与环境治理研究中心(Center for Industrial Development and Environmental Governance)的英文简称，成立于2005年9月的CIDEG，得到了日本丰田汽车公司提供的资金支持。

在清华大学公共管理学院发起设立这样一个公共政策研究中心，是基于一种思考：由于全球化和技术进步，世界变得越来越复杂，很多问题，比如能源、环境、公共卫生等，不光局限在科学领域，还需要其他学科的研究者参与进来，比如经济学、政治学、法学以及工程研究等，进行跨学科的研究。我们需要不同学科学者相互对话的论坛。而且，参加者不应仅仅来自学术圈和学校，也应有政府和企业家。我们希望把CIDEG办成类似斯坦福大学非常著名的公共经济政策研究中心(Stanford Institute of Economic Policy Research，SIEPR)那样，对能源、环境问题进行经济和政策上的分析。我们认为，大学应该关注基础研究，大学的使命是创造知识，在深层知识的产生上发挥作用。而产业部门的任务是把技术成果商业化，大学和产业之间的连接非常重要。但与此同时，我们不应忘记政府的角色，特别是对于一个发展中的转轨国家，政府职能的定位和边界至关重要。CIDEG的目标是致力于“制度变革与协调发展”、“资源与能源约束下的可持续发展”和“产业组织监管及政策”为重点的研究活动，为的是提高中国公共政策与治理研究及教育水平，促进学术界、产业界、非政府组织及政府部门之间的沟通、学习和协调。

2005年9月28日CIDEG召开了“中国的可持续发展：产业与环境”的首届国际学术研讨会，会议的主题正是中国当今的产业和环境状况。

中国的改革开放已经有28年历程，它所取得的成就令世人瞩目，它为全世界的经济增长贡献了力量，特别是当其他一些欠发达国家经济发展停滞不前的时候。不过，中国今后是否可持续增长，却是世界上许多人所关注的问题，因为在中国取得巨大成绩的同时，还面临着诸多挑战：资源约束和环境制约，腐败对经济发展造成的危害，糟糕的金融服务体系，远远不足的自主创新能力，以及为构建一个和谐社会所必须面对的来自教育、环境、社会保障和医疗卫生等方面的冲突。这些挑战和冲突正是CIDEG将开展的重点研究课题。

中国刚刚发布的“十一五经济和社会发展规划纲要”提出了对发展模式的调整，号召用科学发展观统领全局，坚持以人为本转变发展观念、创新增长模式、提高增长质量，把经济社会发展切实转入全面协调可持续发展的轨道。这也为CIDEG的研究工作的开展提供了一个更有利的前景。

而中国对环境治理方面的研究显然刚刚开始，中国近年能源消耗的速度远高于实际经济增长速度，这种增长是不可能长时间持续的。最近《京都议定书》开始生效，哪些公共政策措施可以控制二氧化碳和其他污染气体的排放?建立一个排放权的市场是否对控制尾气排放有效?如何资助新环境技术的进步?这些问题不仅需要技术知识，也需要经济学素养。而建立一个环境监管体系，就不仅涉及法律问题和技术问题，更需要对广泛社会问题的考量。环境污染背后的实质是社会成本和价值的重新分配问题，因而要从社会系统的角度考虑环境监管。并且从发展的角度来看，中国环境污染的源头在发生改变，监管体系也就应该随之改变。

还有公共卫生问题，比如SARS、疟疾、艾滋病等，这是全球化的另一面。人口流动性的增加加快了疾病传播，如何控制这些病的流行，不仅需要医生的合作，而且涉及许多移民的工作、生活和环境等问题。我们会面对许多类似的公共政策问题，解决方法要看历史因素和经济发展水平，因此，就要进行国际比较研究。

中国是独特的。但是，由于中国也曾经是一个中央计划经济国家，有些研究需要与过去同是计划经济的中欧和独联体国家相比较。与此同时，日本、韩国、中国大陆和中国台湾有一些共同的特征，在开始阶段农村人口都占很大比重，传统社会规则是农业社群中的人际关系生发出来的。这些社会关系不可能一夜之间改变，这种发展形式和西方经济的发展很不一样，也与俄罗斯等国不太一样。所以，在面对这些既有共同点又有独特性的问题时，比较研究会很有意思。虽然受制于不同的制度框架，但问题是共同的，比如社会保障、养老金问题、环境问题等。关于社会保障制度的设计，我们可以从新加坡、瑞典和其他国家学到许多经验。在经济高速增长带来的与环境的社会冲突方面，我们可以从日本20世纪60年代后期的环境立法、产业发展协调中学到许多教训和经验。所以，对产业发展和环境治理的研究应该是全球化的。

比较经济制度分析是一种概念工具，有助于理解不同经济制度如何演化。不同制度可能会融合，可能会继续保持差异。产业发展和环境治理政策不一定是普世适用的，在某些国家可能容易实施，其他国家也许不行，但不同国家之间的交流非常重要。充分利用国际上已有的研究成果，收集和整理这些成果以做进一步的交流，是十分可取的途径。

正是在这一意义上，比较、借鉴和学习也成为CIDEG学术活动中的一项重要内容。根据CIDEG理事长陈清泰的倡议，我们决定翻译并出版这套“CIDEG文库”，介绍不同国家是怎样从农业国家发展为现代国家的；在经济高速发展阶段，是如何处理与环境的矛盾的。这套丛书的内容选择非常宽泛，从学术的到非学术的都在其内，目的就是给中国的读者——学生、学者、官员和企业家以及所有对此有兴趣的人提供更多的信息与知识。CIDEG理事和学术委员为文库提供了第一批书目，并成立了编委会，今后我们还会陆续选择适当的图书编入文库。为此，我们感谢提供出版书目的CIDEG理事和学术委员，以及入选书籍的作者、译者和编辑们。

青木昌彦

吴敬琏

2006年4月10日

本书包含着超强的知识能量，行文引人入胜，令人受益良多。

——《洛杉矶时报》

《世界上最强大的思想：蒸汽机、产业革命和创新的故事》讲述的是一段并非显而易见的历史——表面上它关涉蒸汽机的源起，而实际上包含的内容远不止于此……罗森生来就是一位幽默的讲故事的高手，其漫谈式的讲述，简明畅快，叙事节奏异常扣人心弦。

——《纽约时报》

罗森具有区分历史掌故与奇闻逸事的才能。翻开本书的任意一页，你都会发现一些趣事，比如：亚伯拉罕·林肯热衷于机械装置，他是唯一一位获得专利(安装气囊以增加蒸汽船和其他船艇的浮力)的美国总统……阅读《世界上最强大的思想》是件令人愉悦的事，尽管它的确牵涉不少有关蒸汽机的技术细节。同时，你也会了解更多它们的运转机制，而且远远超出你的预期。

——比尔·盖茨