17世紀(jì)末，英國(guó)薩弗里造出世界上第一臺(tái)實(shí)用蒸汽提水機(jī)。18世紀(jì)末，經(jīng)過百年發(fā)展，瓦特改良了蒸汽機(jī)，發(fā)明出工業(yè)級(jí)蒸汽機(jī)，由此開啟英國(guó)工業(yè)革命。

問題在于：從薩弗里到瓦特，尚且需要百年探索，而任何偉大的發(fā)明往往都需要漫長(zhǎng)的積累，那么薩弗里之前的蒸汽機(jī)相關(guān)技術(shù)從何而來？

按照西方歷史描述，蒸汽機(jī)是西方技術(shù)積累的結(jié)果，完全獨(dú)立的原創(chuàng)發(fā)明。然而，中國(guó)科學(xué)技術(shù)史專家、國(guó)際科學(xué)史研究院通訊院士潘吉星，英國(guó)學(xué)者李約瑟考證卻發(fā)現(xiàn)，蒸汽機(jī)的兩大核心技術(shù)源頭，其實(shí)源自中國(guó)漢唐，即漢代發(fā)明一個(gè)、唐代發(fā)明一個(gè)。

所謂“蒸汽機(jī)”，就是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的往復(fù)式動(dòng)力機(jī)械，將其技術(shù)原理分解還原，潘吉星、李約瑟發(fā)現(xiàn)源于漢代水排與唐代風(fēng)箱，即蒸汽機(jī)=水排+風(fēng)箱。

首先，漢代水排技術(shù)

在冶金過程中，想要提高爐溫，其中一點(diǎn)是鼓風(fēng)。

現(xiàn)代考古發(fā)現(xiàn)，夏代時(shí)的夏家店文化，最初使用人力用嘴吹管鼓風(fēng)，后來?yè)Q成不直接用嘴吹管，具體什么方式如今還有待考證，但總體還是“人力”。東漢之前，采用畜力鼓風(fēng)。但無論人力、還是畜力，鼓風(fēng)能力受限于人畜本身，而到東漢之后，杜詩(shī)發(fā)明了水力鼓風(fēng)裝置——水排。

因?yàn)椋?dāng)時(shí)一座爐子需要多個(gè)橐——鼓風(fēng)皮囊，它們放在一起，排成一排，形成并聯(lián)或串聯(lián)，就叫“排囊”或“排橐”，使用水力推動(dòng)的就被稱為“水排”。由此不難看到，漢代冶鐵規(guī)模之大，遠(yuǎn)非世界其他地方可比。

水排基本原理，就是通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)、將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。元朝王禎《農(nóng)書》對(duì)此記載：“其制，當(dāng)選湍流之側(cè)，架木立鈾，作二臥輪；用水激下輪。則上輪所用弦通繳輪前旋鼓，棹枝一側(cè)隨轉(zhuǎn)。其棹枝所貫行桄而推挽臥鈾左右攀耳，以及排前直木，則排隨來去， 揙冶甚速，過于人力。”關(guān)于王禎的描述，具體可以對(duì)照上圖。

蒸汽機(jī)活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為圓周運(yùn)動(dòng)，其實(shí)就是反向運(yùn)用中國(guó)水排原理，上圖顯示的非常清楚，王禎《農(nóng)書》中也有詳細(xì)說明。因此，在這一點(diǎn)上，蒸汽機(jī)與水排原理相同，區(qū)別在于一正一反。當(dāng)然，形式上有所變化，但顯然不能因?yàn)閾Q了“馬甲”，就否認(rèn)兩者原理相同。

其次，雙動(dòng)活塞風(fēng)箱

冶金鼓風(fēng)的問題上，水排優(yōu)點(diǎn)明顯，但缺點(diǎn)也很明顯，因?yàn)樗枰牧鳎m用于大型冶煉鼓風(fēng)要求，使用場(chǎng)景上限制較多。于是，唐代時(shí)中國(guó)人又有一項(xiàng)革命性的鼓風(fēng)發(fā)明，就是“雙動(dòng)式活塞風(fēng)箱”——一個(gè)極其簡(jiǎn)單而又聰明的發(fā)明。

不過，最早記載“雙動(dòng)式活塞風(fēng)箱”的是南宋文獻(xiàn)印刷的《演禽斗數(shù)三世相書》，相傳該書是唐初袁天罡所撰著的，宋代初次刊行，因此不管如何最遲宋朝已有這種風(fēng)箱，且肯定是中國(guó)原創(chuàng)技術(shù)。

所謂“雙動(dòng)式活塞風(fēng)箱”，就是活塞式風(fēng)箱正逆行程都作有用功，每行程中一端排氣鼓風(fēng)，一端同時(shí)吸取等量空氣，因而能提供連續(xù)風(fēng)流，提高鼓風(fēng)效率，是鼓風(fēng)技術(shù)上的重大進(jìn)步。

總之，一推一拉，兩個(gè)進(jìn)氣口一開一關(guān)，都可以排氣鼓風(fēng)，因此被16、17世紀(jì)歐洲人稱為“永動(dòng)風(fēng)箱”。

中國(guó)風(fēng)箱用活塞實(shí)現(xiàn)連續(xù)排氣鼓風(fēng)，就是排氣的同時(shí)鼓風(fēng)，鼓風(fēng)的同時(shí)排氣。蒸汽機(jī)將蒸汽往氣缸里推，然后推動(dòng)活塞連續(xù)運(yùn)動(dòng)，即連續(xù)前進(jìn)后退或拉伸，其中需要的原理與“雙動(dòng)式活塞風(fēng)箱”一樣。當(dāng)然，還是那句話，雖然形式上有很大變化，但不能因?yàn)榇┝恕榜R甲”，就否認(rèn)兩者的聯(lián)系。

在王禎《農(nóng)書》中，也有風(fēng)箱的詳細(xì)記載，明朝宋應(yīng)星的天工開物中也有。傳教士來華后，中國(guó)這種風(fēng)箱傳到歐洲，1757年英國(guó)建筑師錢伯斯在出版的書籍中還專門介紹了“雙動(dòng)式活塞風(fēng)箱”。其中，潘吉星考證指出，16世紀(jì)后中國(guó)風(fēng)箱傳到歐洲。

因此，蒸汽機(jī)的核心原理源自中國(guó)，就是蒸汽機(jī)=水排+風(fēng)箱，這是一個(gè)正確的論斷。也就是說，雖然西方發(fā)明或改良蒸汽機(jī)是事實(shí)，但這是站在中國(guó)技術(shù)基礎(chǔ)上的發(fā)明。

最后，耐人尋味的是，既然西方蒸汽機(jī)的基本原理源于中國(guó)，那么為何長(zhǎng)期以來西方卻隱而不談，甚至還要構(gòu)造出古希臘等的技術(shù)源頭，將之包裝成歐洲原創(chuàng)技術(shù)？據(jù)此，不由讓人思考：除此之外，西方還將多少中國(guó)技術(shù)包裝成自己的原創(chuàng)發(fā)明？