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事实上，纽科门的装置虽与巴本的活塞相似，但却大得多，而且有一个独立的汽锅专门制造蒸汽。待蒸汽从汽缸底部进入之后，就添加凉水来收缩蒸汽；这样就会产生一段真空，活塞也会落下。活塞上下移动时，也带动着它上方的一根横木。这横木的另一端牵动着真空抽水机的横竿，而在其他一些矿井上，这横竿是靠马的力量来带动的。
1712年，第一台纽科门机器在一个煤矿投入使用。纵然当时曾举行了一个仪式，来纪念那个人类正在跨越的门槛，或者当时真的有人知道那是一个门槛，历史也没有这样的记载。那台发动机被称为“消防机”，同时，“消防员”这个称谓，不再指那些燃烧爆炸气的人，而成了保持消防机火焰不灭的人。纽科门的发明对于矿井经营者们来说是一个巨大的冲击，因为这意味着他们可以从前所未有的深度把水抽上来。而且，由于一台这种机器工作起来相当于50匹马，因此它比它所取代的马拉装置要便宜得多。
第一部分 可以移动的气候第8节 踏上革命的征途（3）
虽然纽科门遭到了当时科学精英们的冷落，并且常常被历史遗忘，但那些记得他的贡献的人们，却为他献上满怀尊敬的文字，称他的发明是“人类创造性的最奇妙的结晶”，并赞颂他“带给这世界……将燃料转化为动力的技术，为人类带来了利益和便利”。*
18世纪60年代，在英格兰和苏格兰各地的煤矿上，可以看到数百台纽科门发明的蒸汽机（其实它利用的是大气压力，而非蒸汽压力，因此有时它被称为气压机）在忙着抽水。由于需要相当大的动力，因此当时的一些机器大得惊人，有些汽缸有6英尺粗、10英尺长。
然而，在煤矿井和少数几个金属矿山之外，这种机器却不怎么受欢迎，因为这种“最奇妙的结晶”有一个严重的缺点：它是一个燃料饕餮，需要极多的煤来维持运转。当然，在急需这种机器的煤矿井口，煤是便宜且充足的，因此，虽然这种蒸汽机有着要命的好胃口，但它在煤矿井仍有充裕的立足之地。事实上，煤炭工业为这种新兴技术提供了很多庇护，使它在几十年历生命不息，直到后来，历史上出现了另一个人，他大大改进了蒸汽机，使之最终得以走出矿井、成为一种堪称全能的工业负重机器。
詹姆斯·瓦特（James Watt），一个木匠的儿子，1736年出生于苏格兰。在他父母的五个孩子中，只有他活到了成年期，但是他非常虚弱并患有偏头痛，每到发病，他就一连几个星期不能出门。一位19世纪的传记作者说，脆弱的体质赋予瓦特“近乎女性的柔弱和敏感，这使得他害怕与强壮的孩子们玩粗野的游戏”。因此，童年时期的瓦特是在家中接受教育的。在家里，他整天玩父亲的木工工具，而且据说他常凑近茶壶，观察那升腾的蒸汽。长成了少年的瓦特终于走入学校，却依然体弱多病，不能参加运动和游戏，其他的孩子们于是“给他取了很多侮辱性的绰号”，老师们也认为，瓦特比实际年龄迟钝、滞后。但是，瓦特的数学非常棒，他还学着制作数学教学的道具。正是由于具备这种能力，人们后来才请他修理一架保存在格拉斯哥大学的纽科门机器模型，那时他还不到30岁。
跟真实的大机器一样，这个模型也非常浪费燃料，需要许多煤才能运行。瓦特发现，由于蒸汽是靠水来产生和冷却的，因此在汽缸不断被加热又冷却的过程中，已经浪费了许多热量。瓦特后来回忆说，那天他正穿越格拉斯哥（Glasgow）的一座花园，突然，一个解决方案闪入他的脑海：他可以安装一个独立的冷凝器。也就是说，把汽缸连在另一个容器上，这个容器是浸在冷水中的，因而能保持冰凉。蒸汽充满汽缸之后，就会进入这个较冷的容器，在那里冷却、收缩。这样，汽缸就能一直热着，准备迎接下一股蒸汽的进入。瓦特的一位好朋友说：“这个巧妙的改造方案闪入他的脑海，立刻为他带来一阵狂喜。”*
但是，如何把他为之狂喜的想法转变成可用的蒸汽机，确实是一项严峻的考验。这时，瓦特找到了一位资助者。当地有一位工业家，在用纽科门机器为自己的煤矿排水时遇到了麻烦，于是雇用瓦特来改进纽科门机器。几年过去了，由于缺乏足够熟练的技术，瓦特无法细致地做出自己需要的东西，因而也就没能成功地改造机器。在这些年的失败中，瓦特曾悲观地总结道，“在一生的所有事情中，没有什么比发明创造更愚蠢”，他还再三发誓要彻底放弃。
不久，瓦特找到了一个新的合作伙伴，就是桀骜不驯的伯明翰工业家马休·伯尔顿（Matthew Boulton）。自此，历史上最著名的商业拍档之一组成了。伯尔顿不仅是一名制造商，更是一个工业幻想家，与他交往的那些人，都和他一样在用科学技术实现着梦想，并且都坚信科学技术能够改变世界。他们成立了一个工业沙龙，名叫“月亮协会”（Lunar Society）。它的成员包括发现氧气、二氧化硫和一氧化碳的科学家约瑟夫·普里斯特利（Joseph Priestley），陶器制造商乔瑟厄·韦奇伍德（Josiah Wedgwood），和发明家、诗人、查尔斯·达尔文（Charles Darwin）的祖父，伊拉兹马斯·达尔文（Erasmus Darwin）。
伯尔顿已经建立起了自己的帝国，但他不是起家于为工业提供动力的煤、铁或纺织品，而是起家于带扣。他父亲原本只有一个规模不大的带扣工厂，但伯尔顿把它发展成了一个现代的五金“手工加工厂”，雇佣的工人达1000名。伯尔顿的加工厂名叫索霍（Soho），厂里了不起的工匠们把需要精确制作的商品做了一个巧妙的分类，把工厂的产品从带扣、钮扣、金银细丝工艺品等花哨的装饰物品，扩展到了正经的科学用品，如钟表、温度计和望远镜。索霍成了时髦而高品质的英国制造业的象征，而且它也确实吸引着游客；大人物凯瑟琳就是它的见证者之一。
伯尔顿对蒸汽机的兴趣由来已久，原因之一是索霍厂的动力装置水车不大好用。他曾经试着制作蒸汽机，但失败了，他还与朋友本杰明·富兰克林通信探讨蒸汽机的设计。伯尔顿听说了瓦特在苏格兰所做的努力，决定支持他。于是，1773年，瓦特来到伯明翰，开始在索霍厂钻研发动机。有熟练工人的配合，有经济上的支持，还有伯尔顿的精神鼓励，瓦特终于成功造出了一台可用的发动机。汽缸是其中最重要的部分，由生铁铸造工的前辈级人物约翰·威尔金森（John Wilkinson）精心打造。1776年，美洲殖民地的革命斗争渐趋明朗化，詹姆斯·瓦特的两台经过改造的机器也首次投入使用，一台用在煤矿上抽水，另一台用来带动威尔金森铸铁厂里的风箱。
虽然瓦特在许多方面对蒸汽机进行了改进，但他最大的成就是，把纽科门的机器能够从一块煤中获取的原动力提高了4倍。蒸汽机的燃料消耗大大减少，因此它得以走出煤矿，在全国的大小工厂安家落户。瓦特和伯尔顿把他们的机器作为节能机来销售，并从预期的煤储金中抽取一部分作为税收。瓦特将成为一个民族的传奇，他的发动机也将成为对整个人类的恩惠，所到之处都受到人们的欢呼。
至于伯尔顿，他一直坚信他和瓦特所做的事有着无尽的潜力。据说，当乔治三世问伯尔顿正在忙什么时，他说：“陛下，我正忙于一种君主们梦寐以求的商品。”乔治三世不解地问那到底是什么，伯尔顿回答：“是力量，陛下。”
有了煤和蒸汽机，英国就有了充足的动力，但是要想利用这些动力，却必须有足够的铁来建造这些发动机和工厂。这是一个不小的限制，因为在工业革命初期，铁从本质上说是森林的产品；造铁需要燃料大量的木材，可英国就缺这个。从远古时代以来，铁就总是和木炭一起被提炼出来，木炭直接混在铁矿中，与铁矿一起燃烧。木炭不仅提供必要的热量，而且还提供一定的碳，来促进铁在燃烧时的化学反应（铁矿中的氧气会与碳结合，释放出二氧化碳）。
铸铁厂因要消耗极多的木材燃料而声名狼藉，并且不得不常常搬迁，因为当地的木材已被它耗尽。当然，从逻辑上说，解决的办法是在提炼铁时用煤取代木材