价格低廉的煤炭使煤炭的使用频率激增，人们对煤炭的基本属性和煤炭燃烧各个阶段产生的差异的情况的数据库极大丰富。沿着已经获得利益方向继续前行是人类固有的习惯，廉价背后隐藏的利润让人们开始尝试在更多领域应用煤炭，取代木材。相关的试验在有意和无意中展开，1709年，英国人亚伯拉罕·达比（Abraham Darby，1678-1717）尝试以廉价的焦炭代替当时在英国已日益匮乏的木炭用于高炉炼铁[注：同样拥有丰富煤炭资源的美国却在百年之后才开始使用煤炭代替木材炼铁，原因在于美国曾经有大量的木材，廉价木材使木材使用成本一直低于煤炭，因此，直至1860年前后，英国人的蒸汽机在北美的应用，才改写了木材和煤炭成本比，使美国钢铁业与煤炭业同步到来，常识往往忽略相对成本变化起到的决定性作用]。达比取得了巨大的成功，不但提高了生铁的产量，降低了成本，还大大提高了生铁的质量。这一创新带来三个结果：(1)相对木材，煤炭的比较优势开始在钢铁生产中显现出来，生铁价格因此大幅下降；(2)相对廉价、优质的生铁为廉价机器使用创造了条件，促进了机器制造的增长；（3）机器制造反向带动钢铁业，生铁工业继续拉动采煤业增长。三者形成相互带动的关系，而英国劳动力稀缺的客观促使煤炭等行业的从业者有强烈的提升劳动效率的需求，这为蒸汽机的引入创造了条件。反观北宋则并没有形成这种客观条件，原因在于中国劳动力资源十分丰富。同时，英国更小的面积使产业自然集中，假设英国运输半径为1，则北宋的运输半径至少为10，基于10倍运输半径形成的交叉运输成本会呈现出百倍的差异。<br> 世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗（Hero of Alexandria）于1世纪发明的汽转球（Aeolipile），是蒸汽机的雏形。约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作模型。但他只是一位学者，不是工程师，这个装置仅限于实验室使用。与此同时，萨缪尔·莫兰也提出了制造蒸汽机的想法。<br> 1698年，英国科学家塞维利设计的一种以蒸汽做动力的发动机取得了专利，帕平（是法国物理学家、数学家、发明家）通过莱布尼兹了解到情况之后，决定改进这种发动机。经过8年的努力，1706年的试运转证明确实提高了效率，但还有许多问题尚待解决，而经费却遇到困难，年过六旬的他第三次来到伦敦。但无人出资，潦倒而终。以上科学家之所以不能取得使蒸汽机应用的根本原因在于成本，法国社会效率并支撑煤炭资源开采，缺乏廉价煤炭资源支撑，其整个社会的运行成本不能给蒸汽机的出现提供一个“大量需求拉动微量供给”的环境，而英国的煤、钢铁、机械一体化的矿区则能够创造出蒸汽机进入“盈利”轨道的环境。这是蒸汽机技术在法国开花，在英国结果的关键所在。<br> 对英国的早期煤矿主来说，煤炭的成本几乎为零，按照当时的开采量，即使开采1万年，都难以将煤炭开采光。劳动力稀缺倒逼矿场主和工人一直在寻找解决问题的办法。英国的采矿业，特别是煤矿，已发展到相当的规模，单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求，而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。现实的需要促使许多人，如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。因此，蒸汽机的发明并非所谓天才的天赋异禀，而是劳动力持续稀缺环境长期“倒逼”的必然结果。大量煤矿主和工程师在这一领域花费了大量心思和资金。<br> <br> <br> <br> 1705年，纽科门取得“冷凝进入活塞下部的蒸汽和把活塞与连杆联接以产生可变运动”的专利权，此后继续研究改进蒸汽机。1712年，制造出一台功率5.5马力，可供实际使用的大气式蒸汽机“纽科门蒸汽机”。这台蒸汽机热效率低，燃煤消耗量大，只有在煤矿使用才划算，尽管如此，它却真正的将这个世界带入了煤炭-蒸汽机的轨道，作世界上第一台实用的蒸汽机，在欧洲被广泛使用了半个多世纪。因此，我们对待创新者应该报以崇敬的态度，但却要客观的认识到，创新并非偶然，纽科门也并非所谓科学家，工程师的称号也是后人追加的。纽科门创新的动力是蒸汽机会给其带来确定性的利润，煤矿主肯定会购买。<br>纽科门蒸汽机抽水机在煤矿的广泛应用促使英国煤炭产量快速增加，煤炭实际价格持续下降，同步受益的行业有钢铁、机器等底层工业，而底层工业效率的大幅度提升自然带动英国轻工业、军工业竞争力的大幅提升，这是一个良性的、正强化的循环。<br>