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第二种折磨矿工们的气体叫“白色湿气”，也就是一氧化碳。一氧化碳由不完全的燃烧产生，通常出现在矿井失火或爆炸之后，有时会杀死前来救火的人们。（如果你的暖气炉出了故障，一氧化碳就可以神不知鬼不觉地把你杀死在睡梦中。一氧化碳也是你需要检修你的汽车的一个原因，因为如果发动机调整得不好，汽车就会释放出大量这种极具污染性的气体。）虽然一氧化碳是没有味道的，但不知为何，古书中记载的白色湿气却往往具有一种花香。在一个报道中有这样的描述：“一种芬芳的香味在矿井中散发开来，像紫罗兰的幽香，又像甜甜的花香；正当一名矿工贪婪地呼吸这一阵猛烈的芳香时，他却突然倒地身亡，在他虚拟的享受中永远睡去。”
白色湿气是如此狡诈危险，因此矿工们想出了一个办法，就是下矿井时带上一只装在笼子里的金丝雀或老鼠，因为动物对毒气有着非常灵敏的反应，这样就可以发出预先的警告。（后来，人们发现带金丝雀比带老鼠更好，因为金丝雀中毒之后会戏剧性地从栖木上摔下来；而老鼠中毒之后则“鼻头呈粉红色”，并且“蜷缩不动”。相比较而言，在黑暗的煤矿里，金丝雀的反应更容易被察觉。）但是，在17世纪，这种预警措施还远远没有开始使用。那时，狗是惟一用来帮着探测毒气的动物。人们如果怀疑矿井里有窒息气，就先把狗沿着竖井放下去。然而，一个1662年的报道表明，矿井的经营者们时常懒得先用狗做试探，除非第一个用绳子吊下井的人被毒死。
窒息气和白色湿气对矿工们的生命构成了名副其实的威胁，但是它们的杀伤力却都无法与第三种毒气相比：“爆炸气”。在17世纪和18世纪，随着矿井越挖越深，爆炸气的出现也更为频繁。爆炸气主要是甲烷气体，也是由腐烂的植物产生的。甲烷通常被人们称为沼气，是天然气的主要成分，也是一种烈性的温室气体。爆炸气通常从煤层中渗出，有时也会“嘶嘶”叫着从煤层的裂缝中迅速泄漏。 爆炸气比空气轻，因而可以沿着矿井的顶部堆积。矿工总是要举着一根蜡烛在黑暗中照路的，最后，他就会遇到这种气体。*
如果只有一小块爆炸气，那么携带火焰者也许只是被当场击倒、烧焦。但如果爆炸气的体积很大，那么就会给矿井里的每一个人带来灾难性的后果。根据一则19世纪的有关报道描述，一次大型爆炸会“发出震天的声响，像最暴烈的雷……所到之处皆成废墟，不幸的矿工、马、马车和劳动工具，都被猛烈地冲撞、撕裂，最后与垃圾和木材埋葬在一起。这就是这场狂躁的废墟风暴”。这样一次爆炸会夺去很多矿工的生命。据目击者说，有时，爆炸的力量过于强大，那些牺牲者会被抛到离矿井口相当远的地方，就像子弹飞出枪膛。
为了努力避免爆炸气达到如此致命的浓度，有的矿井有时会雇用一名所谓的消防员。他的工作一点儿也不令人羡慕：全身裹着湿麻布，手中举着一根末端点着蜡烛的长棍子，在矿井的地面上匍匐前进。他得把木棍举到被怀疑有爆炸气的地方，使爆炸气沿着矿井顶部燃烧，这时，他要把自己的脸贴在地面上，直到火焰越过他。英国的消防员直到17世纪才出现，而一本更早的参考文献曾提到，1554年在比利时的煤矿就已经出现了类似的职业。一个游客看到一名矿工点燃从矿井裂缝喷出的爆炸气，感到颇为困惑。他这样描述这个裹着特制的亚麻衣服、拿着一根木棒进入矿井的矿工：“他靠近那堆火焰，并用手中的木棒吓唬它。那火焰开始扩散，并且一点点收缩；它慢慢消耗着自己，直到最后令人惊奇地缩成小小的一团，安静地待在角落里。但是那个身穿亚麻衣服的人在休息的时候，还需要继续监视那火焰，并不时用木棒威吓它。”
一直以来，矿工和矿主们都在努力寻求如何让矿井更好地通风，如何更安全地燃烧爆炸气，如何更稳妥地在不引起爆炸的前提下点燃爆炸气。在一些矿坑里，工人们甚至试着用发磷光的鱼来照明；这无疑是他们为解决这个难题而想出的最富有创造性的办法之一，但却显然并不能完全满足需要。尽管人们做出了种种努力，但随着矿井的逐步加深，爆炸气的问题却越发严重。
在某些地区，矿井爆炸的惨祸经常发生，以致于矿主们请求当地的报纸不要进行报道。《纽卡斯尔时报》（Newcastle Journal）曾在1767年极其坦率地表明，这些惨烈的灾祸已经比以前普通多了，“也许这些事件实际上正呈现出微妙的良好趋势，但由于上级要求我们不能对其特别关注，所以我们不得不放弃进一步的报道”。在之后的几十年里，为了不让读者们烦忧，报纸仍然避免报道正在发生的爆炸惨案。公众原本就对煤矿工人们的困苦处境漠不关心，如今更对他们置之不理了。
第一部分 可以移动的气候第7节 踏上革命的征途（2）
除了不断受到毒气的侵袭，矿工们还面临着各种水源的威胁。地面沟渠里积聚的雨水渗入地下，会引起事故；当矿井在低于地下水位的位置施工时，周围的地下水和偶尔出现的潜流或地下泉不久就会慢慢地淹没矿井，引起麻烦。
还有一些水源会导致更意外的危险。在一次壮观的事故中，两位在苏格兰的一条河里钓鱼的先生，惊奇地看到河水开始“微微喷发”，接着是一阵汩汩的流水声。他们正自猜度，河水已经爆发了，泻进水下的一个煤井！他们赶紧跑去通知矿工们，这才使他们幸免于难。水面上的那个小口迅速扩大成了一个大坑，整条河的水以及河上的船，全都灌进了那个矿井，只剩下鱼儿们在裸露的河床上蹦跶。后来，由于渗入矿井的空气压力太大，水“从无数个地方喷射出来，只见几十英亩的土地顷刻间开始冒泡，像一个沸腾的大锅炉”。
然而，还有更常见的灾难。早期的一些煤矿被废弃之后，慢慢会充满水，如果被后来的矿工不小心戳破，就会爆发洪水。这样的灾难一旦发生，后果通常不堪设想：矿工们被瞬间淹没，或者遭到更坏的命运，即被冲进黑漆漆的矿井，直到饥饿而死。
地下水不仅夺走了无数矿工的生命，而且广而言之，它也威胁着社会公众。确实，矿井里的水使得国家面临着煤短缺的危险，要知道，英国对煤已经相当依赖了。
1610年，纽卡斯尔一个最大的矿主惊慌地向国会报告说，人们都以为纽卡斯尔的煤矿拥有无尽的潜力，其实由于排水装置的问题，纽卡斯尔的煤矿最多只能维持21年。当然，这个可怕的预告未免过于悲观了；英国人已经采取了许多有创意的办法为矿井排水，并试图保持之后几十年里的煤产量，但这并不容易，而且，排水的问题只是往后拖延了而已。
要想为矿井排水，首选的办法是利用地心引力，这也是最便捷的办法。早期的煤矿都开在山上，因此工人们就可以挖一条长长的窄窄的隧道，把水引入附近的山谷。早在14世纪，英国人就开始在山坡上挖掘排水的隧道，到17世纪中期，已经挖了数千条。挖掘这种隧道（也可以叫做“水闸”）的确是一种想像力范围之内最为枯燥的工作，几乎可以使人患上幽闭恐怖症。为了省钱并避免陷落，这些隧道尽可能挖得狭窄，通常只有18英寸宽，只够容纳一名工人和一把在山坡上开路用的十字镐。有些隧道只有4英尺高，工人不得不跪在地上挥舞十字镐。
许多隧道有1英里多长，有些长达4英里，它们到处设有通往地面的透气管道，以保证挖掘工作的进行。通常，工人们从山谷开始挖，向山上推进，直到到达矿坑，这个过程需要好几年。隧道要恰好能够到达指定的某一点，这是个相当棘手的挑战，也使得隧道的测量工作显得异常出色。挖掘这些隧道还有一个惊人的危险，就是当工人们最终挖到了灌满水的矿坑，那幽闭已久的水就会突然爆发，那力量足以置人于死地。1665年的一份报道解释说，在打通矿坑的那一刻，工人们必须尽可能地保护自己，否则就会被洪水冲到隧道的边壁上，“撞成碎片”。
后来的矿井由于往地下挖得太深，以致于不能用这种办法排水，人们不得不设法把矿井里的水抬出地面。这是一项艰巨的任务。在亨利八世在位期间，尽管大多数矿井都采用了各种装置来最大限度地发挥人体肌肉的能量，但还是要靠矿工们用捆在背上的木桶背水。在最早的这些装置中，有一种是简单的轱辘，跟老式水井顶端的装置差不多：绳子的一头系在矿井的管道上，另一端拴着一只水桶，吊到井下去。与水井装置不同的是，这种轱辘进行了一点改造：在桶上添置了一圈厚厚的铁链，就像手镯上的饰物，叫做“桶链”（chain of buckets）。水桶悬挂在矿井管道上方的一根卷轴上，能够降落到灌水的地方。一位历史学家解释说，如果某一个螺钉不幸松脱，整个装置就会“重重地摔落到矿坑底部，每一只桶都会裂成无数碎片”。 17世纪初期，甚至还出现了蒸汽抽水机的雏形，即排水装置中有一个包有皮革的活塞，大小合适地塞在一根管子里。不过，这样的装置在当时还很少见。
大型煤矿常常用多台发动机和抽水机一起工作，从地上和地下的不同层面抽水，这比任何一台抽水装置单独工作的效果要好得多。而且这些装置的运转不是完全依靠人力。一些幸运的矿主还可以用水力来排水，前提是附近有一条能够带动水车的小溪。还有一些矿主试着借用荷兰风车的原理，用风来排水。然而，几个世纪以来，排水主要靠的是马，这并不便宜。大型矿井需要50或60匹马，以保证发动机日夜运转，此外，饲养这些马，以及给马夫们发工资，都要用去很多钱。
与渗水的不懈斗争，最终改变了工业的面貌——在某些地方，甚至改变了社会的面貌，因为它加速了矿井扩大、劳动力增加的发展进程。既然已经在排水方面倾注了大量投资，矿主们就需要开采出更多的煤，赢取更多利润。这就意味着扩大矿井规模、雇佣更多的劳动力。矿井扩大了，水的问题也更加严重，于是，这又要求矿主在排水方面投资更多的金钱；这种循环就这样周而复始。到1700年，无论在劳动力规模方面还是投资方面，煤矿都已成为英国最大的工业部门之一。
1700年的煤产量大约是1550年产量的10倍。煤成为城市家庭中必不可少的燃料，而且，除了少数几个部门之外，全国的工业也靠煤来提供动力。有人认为，在这一时期，即使英国的每一片森林都贡献出最理想的燃料产量，而且建筑业和制造业不占用任何木材，森林提供给英国的能量也远远比不上煤所供应的能量。英国对煤的这种依赖是无与伦比的。1700年，英国的煤产量是世界其他国家煤产量总和的大约5倍。但是，随着英国对煤的依赖性的增强，英国的煤开始供不应求，现有的排水系统终于无法满足人们对煤的需求。
一个世纪以来不断涌现的发明和巨额的投资，都没有解决煤矿灌水的问题，这个问题仍是英国最紧迫的技术项目。众多发明家纷纷把目光转移到这个难题上来，新的方法也不断问世，但事实证明，这些新方法大多是没用的。正像1708年一位观察家所抱怨的，每年都有越来越多的煤矿“半路停工或者被水淹没；那能够解决问题的伟大的发动机或者办法，只存在于人们的谈论或幻想中”。煤正期待着它的“爱迪生”。
英国已经成为一个科学家和发明家的殿堂。1660年，查理二世就已成立了皇家协会，这是一个独立的团体，旨在促进科学理论的发展及其应用。这个兼收并蓄的组织包括了当时许多最伟大的思想家，他们思想的触角无处不及。一位历史学家曾说，在皇家协会，你会遇到艾萨克·牛顿（Isaac Newton）、戈特弗里德·莱布尼兹（Gottfried Leibnitz）、克里斯托弗·雷恩（Christopher Wren）、塞缪尔·佩皮斯（Samuel Pepys）、约翰·伊夫林和罗伯特·波义耳（Robert Boyle）——“与掌握技术的最终目标相比，宗教、国籍、职业等等一切都是次要的，而且这种次要的程度在历史上也许是绝无仅有的”。
这些有学问的人们最感兴趣的话题之一就是煤，在他们和其他任何人眼中，煤还蒙着一层神秘的面纱。在17世纪，一些人仍然认为煤是有生命的，它起源于“地下某种独特的种子，繁衍着、生长着”。教会更愿意相信另一种已有的理论，来解释煤矿中常常发现的植物印痕。“大洪水过后，整个地球都变得支离破碎”（——这是《圣经》中对大洪水的注释），死去的植物也开始在地下沉睡。在煤矿中发现的植物化石已经相当成熟，一位科学家由此进一步推断，诺亚洪水应当发生在五月底。直到19世纪，人们才普遍相信，煤并非只是植物的印痕，而是在植物的基础上形成的，并有着悠久的历史。在此期间，化学界的一位先驱、皇家协会的创建者之一，罗伯特·波义耳，曾鼓励他的同事们用科学的方法研究矿工们是否“真的遇见过地下的神灵”。
皇家协会的成员们也许曾对煤的起源感到迷惑，但他们确信：洪水正威胁着英国的煤供应量。因此，他们集中精力研究抽水技术和大气压力。不久，科学家们就发现，大气是有重力的，能裹挟着强大的力量充满一个真空地带。他们也得知，大气压迫真空的那股力量可以用来产生动力，但如何制造真空地带，又成了一个实际的难题。有人尝试着用火药来制造真空。丹尼斯·巴本（Denis Papin），一个旅居英国的法国雨格诺教徒（French Huguenot），发现了一种更好的解决办法：蒸汽。（在此之前，巴本曾通过做一顿饭，向社会公众展示过自己对于蒸汽的认识。他用的是自己的一项新发明，那是世界上第一件压力厨具，他称之为“能软化骨头的消化器或机器”。）
在1690年至1695年间，巴本向皇家协会的科学家们展示了一个小小的发明物，它的大致组成是：一只活塞装在一个黄铜汽缸里。当他加热装在汽缸一端的水时，由此产生的蒸汽就推着活塞向上移动。当他把火熄灭后，蒸汽慢慢缩减，这就形成了一段真空；随后，活塞在大气的强大压力下，开始向真空移动。但是，巴本认为这种活塞装置不大可能做得更大、足以投入使用，因此他开始寻求别的办法来利用蒸汽。
最终把这种活塞应用于实际的发明家，并非伦敦知名的科学精英，而只是一个小镇上的五金商，名叫托马斯·纽科门（Thomas Newen）。而奇怪的是，皇家协会的成员们却几乎没有承认纽科门的这项发明，有些人还竭力削弱它的意义。一些历史学家认为，纽科门低下的地位是问题的症结所在。用一位成员的话说：“皇家协会才是伦敦这个小小科学舞台的中心，这么一个人要想在创造力方面超过当前的最高智慧，那似乎是难以想像的。”
我们无从得知纽科门是如何想出这个发明的。也许他从皇家协会的新闻发布中对巴本的实验有所了解，这样的话，在皇家的全力支持下英国所具有的开放而生生不息的科学质询精神和工业革命最重要的机器之间，我们就不能划清界线。（He might have read about 巴本’s experiment in the Royal Society’s news publication； in which case we can＇？该处译者怀疑是原文印刷错误，如果是“can（能）”的话；则与上下文文意相悖；根据上下文，应该为can’t才文通意顺＇ draw a line between the open and invigorating spirit of scientific inquiry that existed in England with full royal support and the most important machine of the industrial revolution。 ）但是并不能证实纽科门确实看过巴本的实验，相反，有证据表明这个身处穷乡僻壤却技艺纯熟并极富创造精神的工匠，完全是自己灵光一闪，发明了活塞。
事实上，纽科门的