第五卷 機械時代 第27章 動力革命
在紡織機革命的帶動下，造紙、榨油、印刷等行業的工作機革命也發展起來。所有的工作機革命最後都遇到了動力的困難。因此，以工作機革命為開端的第一次工業革命，必然向動力機的革命邁進。
動力、能源在社會生產中的作用極為重大。人們最初隻能用自己的雙手，後來用風力、水力、畜力等自然力代替人力，當然是一種進步。
風力本身不需要成本，但不穩定，難以控製，不能廣泛應用。水力易於駕馭。但受地區和季節的限製，不能隨意相加，有時甚至枯竭。馬主要用於交通運輸以及礦井排水，但太昂貴，又麻煩。
在近代動力技術科學中，紐可門蒸汽機的誕生，展露了近代動力技術科學的曙光。它直接來源於采煤業和采礦業的推動。
早在公元1世紀左右，古希臘的發明家希羅曾運用蒸汽的力量，發明過一種玩具蒸汽機械。這種蒸汽機利用管口噴出蒸汽的反衝力，使帶有噴氣管的臂能在一個軸上旋轉。
1601年，意大利物理學家包爾塔設計和研製過一種利用蒸汽提水的機器。這是利用蒸汽對水麵的壓力和蒸汽冷凝產生的真空，把水從低水位通過管子吸引上來。
1643年，意大利物理學家托裏拆利經過專門的實驗研究，證明了大氣壓力的存在。1654年，德國的格裏凱進行了著名的"馬德堡半球實驗"，這是把兩個半空心球合在一起抽掉空氣後形成一個真空球，然後用I6匹馬拉這個球，結果無論怎樣用力也拉不開，顯示了大氣壓的巨大威力。
第一部活塞式蒸汽機是1690年由法國人巴本發明的。
巴本生於巴黎南部的布魯斯，早年學習醫學，曾作為惠更斯的助手進行大氣壓力和真空作用實驗，他們還共同為路易十四的花園成功地設計了一種新型水泵。
1674年，巴本應玻義耳之邀來到英國，並擔任玻義耳的助手，即致力於蒸汽泵的實驗設計。
巴本從煉鐵場廣泛用的那種活塞式風箱中得到啟發，發明了一個帶活塞的汽缸，汽缸裏的活塞就像風箱裏的活塞。
在實驗的時候，將汽缸注入一定的水，放到火上加熱，當水沸騰後，蒸汽即推動活塞慢慢上升。然後，撤去火源，汽缸內的蒸汽即慢慢冷凝，汽缸內便產生真空，在大氣壓力的推動下，活塞慢慢下降。
巴本從這個實驗中認識到，由於蒸汽壓力、大氣壓力和真空壓力的相互作用，完全能推動活塞及其活塞杆，作往返的直線運動，這種運動產生的機械動力可以帶動其他機械的運動。
為廠保證汽缸的安全，1680年，巴本又發明了安全閥。
巴本第一次將汽缸、活塞機構、蒸汽冷凝形成真空原理，運用於蒸汽機，實現用蒸汽作為動力的理想，為以後活塞式蒸汽機的發展開辟了道路。
在I7世紀末18世紀初，隨著礦產品需求量的增大，礦井越挖越深，許多礦井都遇到了嚴重的積水問題。為了解決礦井的排水問題，當時一般靠馬力轉動轆轤來排除積水，但一個煤礦需要養幾百匹馬，這就使排水費用很高而使煤礦開采失去意義。
發明家們對排水問題思考著解決的辦法。英國的塞維裏最早發明了蒸汽泵排水。
塞維裏是一位對力學和數學很感興趣的軍事機械工程師，又當過船長，具有豐富的機械技術知識。1698年，他發明了把動力裝置和排水裝置結合在一起的蒸汽泵。塞維裏稱之為"蒸汽機"。
塞維裏蒸汽泵的工作原理，是利用密閉容器內蒸汽凝結形成的真空，用大氣壓力把低水位的水，通過吸人管壓人容器，然後再用蒸汽將容器中的水壓向高處排出。
這是一種沒有活塞的蒸汽機，雖然燃料消耗很大，也不太經濟，但它是人類曆史上第一台實際應用的蒸汽機。這樣，蒸汽動力技術基本完成了從實驗科學到應用技術的轉變。
1705年，英國的紐可門設計製成了一種更為實用的蒸汽機。
紐可門生於英國達特馬斯的一個工匠家庭，年青時在一家工廠當鐵工。從1680年起，他和工匠考利合夥做采礦工具的生意，由於經常出人礦山，非常熟悉礦井的排水難題，同時發現塞維裏蒸汽泵在技術上還很不完善，便決心對蒸汽機進行革新。
為了研製更好的蒸汽機，紐可門曾向塞維裏本人請教，並專程前往倫敦，拜訪著名物理學家胡克，獲得廠一些必要的科學實驗和科學理論知識。
紐可門認為，塞維裏蒸汽泵有兩大缺點，一是熱效率低，原因是由於蒸汽冷凝是通過向汽缸內注人冷水實現的，從而消耗了大量的熱；二是不能稱為動力機，基本上還是一個水泵，原因在於汽缸裏沒有活塞，無法將火力轉變為機械力，從而不可能成為帶動其他工作機的動力機。