科技的進步推動人類歷史的發(fā)展，摩登城市，川流不息的車來車往，霓虹閃爍的高樓大廈。推進人類社會發(fā)展迅速的重要一步，就是蒸汽機的發(fā)明，從此，人類的腳步更加快速。

　　《全球通史》作者L.S.斯塔夫里阿諾斯說，“蒸汽機的歷史意義，無論怎樣夸大也不為過。”蒸汽機的出現(xiàn)使人類從依靠人力、畜力等原始動力中解脫了出來，實現(xiàn)了機器大生產(chǎn)，帶領(lǐng)人類進入蒸汽時代。

　　在世博會博物館常設(shè)展廳2“進步之路”中，就展出了蒸汽機車的3D打印模型。

克蘭普頓機車3D打印模型

　　蒸汽機

1851年倫敦世博會

　　1851年倫敦首屆世博會上，琳瑯滿目的蒸汽機成了水晶宮的寵兒和展覽品中的大宗。從早期的瓦特蒸汽機到伊萬斯的高壓蒸汽機，一個巡禮式的回顧展吸引了各國工程師和參觀者。水晶宮西北46米，是世博會的動力房，8個鍋爐共800馬力，通過直徑22厘米的地下管道將高壓蒸汽送到機械展覽區(qū)。聞名遐邇的內(nèi)史密斯公司展出了最新式的蒸汽錘和水壓機。林林總總的起重機、紡織機、印刷機、脫粒機、信封機、車床、圓鋸在蒸汽機的驅(qū)動下現(xiàn)場演示，各展風(fēng)姿。齒輪的鏗鏘和皮帶的節(jié)奏正是工業(yè)時代的旋律。

瓦特

　　瓦特發(fā)明蒸汽機曾經(jīng)成為家喻戶曉的常識，但恩格斯的見解顯然更準確，“蒸汽機是第一個真正的國際發(fā)明”。且不說古希臘人和達芬奇所做的探索，法國科學(xué)家巴本和英國工程師塞維利應(yīng)該是蒸汽機的先驅(qū)。

紐可門蒸汽機

　　1712年，英國鐵匠紐可門制造的人類第一臺實用蒸汽機風(fēng)行了半個多世紀，主要用于礦井抽水。當鍋爐里的水變成膨脹1600倍的蒸汽充滿汽缸后關(guān)上閥門，再通過噴水的辦法讓汽缸冷卻造成真空，大氣的壓力便能推動活塞做功了，但汽缸每一沖程的忽冷忽熱造成了能量極大浪費。

瓦特改進紐可門蒸汽機

　　1769年，格拉斯大學(xué)的儀器修理工瓦特對紐可門蒸汽機進行了根本性改造，設(shè)置了分離冷凝器，確保汽缸在恒定溫度下工作，使熱效率提高6倍。此后10年間瓦特鍥而不舍，先后5次對蒸汽機進行完善，通過行星齒輪和慣性飛輪將活塞的往復(fù)運動變?yōu)樾�轉(zhuǎn)運動；使用平行四邊形運動桿，讓汽缸單向做工變?yōu)?ldquo;兩頭受氣”的中國風(fēng)箱式雙向做功；利用炮筒鏜床精密加工減少漏氣并安裝鍋爐壓力表；通過離心調(diào)速器的負反饋作用控制進氣閘門，保持蒸汽機穩(wěn)定的輸出：這是機械工程中自動控制的最早嘗試，具有特殊的理論和實踐意義。

　　“馬力”的概念是瓦特科普思維的產(chǎn)物。為了向人們說清一臺蒸汽機到底多大力氣，應(yīng)該有個形象的類比和換算，而最合適的參照顯然是馬了。瓦特測量了一匹馬在標準磨坊里走一圈為75.4英尺，每分鐘走2.4圈，負荷平均為180磅，計算后得出“馬拉動33000磅并每分鐘走1英尺所輸出的功率”為1“馬力”。1882年，西門子提議將功率單位定為瓦特并沿用至今。蒸汽機的研究和改進直接誕生了“熱力學(xué)”，人們再不把“熱素”當作金木水火土中的一種物質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)了水在汽化和液化的過程中吸收和放出的“潛熱”，不同物質(zhì)升高1度的“比熱”。

瓦特蒸汽機驅(qū)動紡織機

　　每個時代的思考只能被那個時代思考著的事物所決定，法國科學(xué)家卡諾提出了熱力循環(huán)理論，焦耳、開爾文、克勞修斯確立了熱力學(xué)第一、第二定律，都是大規(guī)模的蒸汽機實踐催開的科學(xué)理論之花。

1867年巴黎世博會獲大獎的法考特蒸汽機

　　不倦的心臟：考里斯蒸汽機

　　蒸汽機家族的最高禮遇和最大榮耀，也許莫過于住在1876年費城世博會了。美國工程師考里斯制造的蒸汽機早在1867年巴黎世博會和1873年維也納世博會上便聲名鵲起并連獲大獎，這次他向費城世博會捐贈了當時世界最大的1400馬力蒸汽機，重56噸。比肩聳立的雙汽缸高14米，巨型飛輪直徑9.1米。

1876年費城世博會

　　5月10日下午，5萬平方米的機械館萬頭攢動，唱詩班、軍樂隊過后鳴炮100響，美國總統(tǒng)格蘭特和巴西皇帝佩德羅二世由考里斯陪同登上機械館中央5米的高臺，共同握住考里斯蒸汽機的手柄，啟動了這個龐然大物，宣告費城世博會正式開幕。霎時間全館大大小小的無數(shù)機器一起醒來，它們的能量全都來自考里斯蒸汽機驅(qū)動的數(shù)公里連桿和皮帶上。

美國總統(tǒng)和巴西皇帝開啟

　　1876年費城世博會考里斯蒸汽機

　　在世博會舉行的6個月里，考里斯蒸汽機的飛輪始終按照每分鐘36轉(zhuǎn)的速率靜悄悄運行，聲音甚至比縫紉機還輕，一個值守人員坐在機器旁悠閑地看報，直到11月10日總統(tǒng)宣布世博會閉幕的一刻才戛然停息。考里斯蒸汽機是機械館不倦的心臟，也是整個世博會不滅的火炬，許多報紙稱它為美國力量和技術(shù)的化身，音樂家專門譜寫了《考里斯進行曲》，著名詩人惠特曼被考里斯蒸汽機的魅力所深深感染，他特地搬來一把椅子，坐在這位鋼鐵運動員前面細細端詳半小時之久。

“不倦的心臟”

　　1876年費城世博會的重要貢獻之一，是確定了“鍋爐馬力”的先進標準。此前蒸汽機行業(yè)將鍋爐的功率定義為每10平方英尺受熱面積產(chǎn)生1鍋爐馬力，不能很好反應(yīng)鍋爐的真實效率，費城世博會評委們制定了新的標準，將鍋爐馬力定義為“每小時把30磅100華氏度的水轉(zhuǎn)化為1平方英寸70磅壓力的飽和水蒸氣”。世博會的鍋爐房堪稱樣板，20個整齊排列的鍋爐每個70馬力，通往展區(qū)的地下管道長100米、直徑46厘米。有了強大高效的鍋爐，蒸汽機才有足夠的“底氣”。

1873年維也納世博會

　　考里斯蒸汽機用皮帶連桿驅(qū)動機器館

　　蒸汽機帶動形形色色、千差萬別的機器一起工作，正是社會生產(chǎn)的寫照和縮影，凡是力氣活蒸汽機都能干。無數(shù)紡織廠、鋼鐵廠、木材廠、造紙廠、印刷廠不再需要臨河而建，吱呀作響的水輪讓位給高效的蒸汽“座機”，而移動式和便攜式蒸汽機則服務(wù)上門，完成著挖掘、起重、鉆探、消防等任務(wù)。

1867年巴黎世博會展出的蒸汽機農(nóng)業(yè)機械

　　過去幾十匹馬編隊都無法拉動的犁鏵，如今把千里荒野變成了開墾的處女地，“讓布法羅草原化為美國的早餐”。收割機、脫粒機、軋花機紛紛來到了田頭地角。這是一個水火激蕩、蒸汽沸騰的年代。

1873年維也納世博會展示蒸汽機抽水

　　1888年，美國已經(jīng)擁有蒸汽機1440萬馬力，英國擁有920萬馬力。

1883年密歇根城第一臺蒸汽機消防車

　　人類文明從來沒有出現(xiàn)過如此急劇轉(zhuǎn)折和驟然加速。

1890年移動式蒸汽機