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那过度优雅，超乎完美的景色啊，
你这遭到损毁的煤炭河谷！在一小时之内，
那不祥的美丽，那悦耳的歌声，
金钱之神买断了你们的余韵！
在长满茵茵绿草的小径上，在原始森林郁郁葱葱的幽谷中，
圆滚滚的小丘，咕嘟冒泡的喷泉，那岩石，那溪流，
大家都安眠吧！
煤烟色的部落已侵入到，
这温柔、浪漫、神圣的景色中。
——《机械师的来信》
1785年，英国诗人安娜·西沃德（Anna Seward）为工业革命诞生地——煤炭溪谷（Coalbrookdale）撰写诗歌，描写当地的工业景观如何“侵入”自然景观之中。
煤炭溪谷的故事要从1709年说起。这年1月，英国工匠亚伯拉罕·达比（Abraham Darby）经营炼铁厂时，首次记载使用焦煤炼铁，这成为近代钢铁行业的始祖。1735年，第二代亚伯拉罕·达比进一步改良铸铁工艺，让达比工厂的铁制品远近闻名。由于两侧溪水漂流的焦煤比一般煤炭杂质要少，生产出的生铁更容易制作成铸铁，这一改良大举提升铸铁产能。
1778年，第三代亚伯拉罕·达比主持修建了世界上第一座铸铁桥。这座桥于1781年1月1日开通，是当时绝无仅有的全铁建筑，所以直接被命名为“铁桥”（Iron bridge）。煤炭、铁路、铁桥，这些产品成为激发工业革命的原动力，达比工厂旧址也留存至今，成为具有纪念意义的工业革命博物馆。
英国铁桥，位于英格兰什罗普郡塞文河上，1778年由第三代亚伯拉罕·达比主持修建，1781年1月1日开通，是当时绝无仅有的全铁建筑，所以直接被命名为"铁桥”
应该说，在当今低碳环保理念的影响下，煤炭这种旧式化石能源已属于落后产能，面临被淘汰命运。但在工业革命早期，用煤炭炼铁，就意味着可以不再用木炭炼铁。木炭不仅燃烧效率低，制作工艺也需要耗费大量木材与人工。摆脱“伐木烧炭”，转为开采煤炭，对于时人来说反而有助于保护森林，是18世纪语境下的“低碳环保”。
为什么工业革命兴起于18世纪的英国？
工业革命无疑是人类文明史的重大变化，但从工业革命诞生开始，大家就在询问：为什么工业革命没有发生在其他地方，而是发生在18世纪的英国呢？
达比工厂旧址，还保留有当年使用过的熔炉，现在成为煤炭溪谷铁博物馆的一部分。1709 年 1 月，英国工匠亚伯拉罕·达比经营炼铁厂时，首次记载使用焦煤炼铁，拉开了近代钢铁行业的序幕，第二代亚伯拉罕 • 达比进一步改良铸铁工艺，让达比工厂的铁制品远近闻名
英国经济学家威廉·杰文斯（William Jevons）在1865年出版的小册子《煤炭问题》中提出：“英国工业之所以能够获得突飞猛进的发展，靠的就是取之不尽的煤炭资源。”诚然，杰文斯的初衷是提醒英国人不要过度依赖煤炭，否则英国工业有可能随着煤炭枯竭而崩溃。不过本书中“英国工业起源于煤炭”的观点却广被接受，成为工业革命起源的重要解读方式。
早在1700年，英国煤炭产量为220万吨，估算是全球产量的5/6；220万吨煤炭产生的热能，等值于8000—12000平方千米林地木材，而全英格兰的国土面积仅为13万平方千米，由此可以轻松推断出：煤炭的大量使用起码为其省了1/10的土地，促进了土地进一步高效利用。
然而这并没能完整解释问题。要知道，欧洲人早在罗马时代就已经开采煤炭，中世纪以后，居住在产煤区（比如纽卡斯尔）周边的居民都烧煤取暖，这意味着英国人对煤炭并不陌生。事实上，亚伯拉罕·达比之所以想到用焦煤替代木炭制作铁器，就是因为他早年学习金属制造时，亲眼见到师父们用焦炭替代木炭制作铜锅。18世纪以前，煤炭已经广泛应用于冶炼、建筑、制盐、酿酒、纺织业等早期手工业。既然如此，为什么煤炭会突然在18世纪的英国受到高度关注，乃至成为推动工业革命的原动力呢？
仔细观察就会发现，17世纪上半叶（1600年至1650年），英国人口从420万猛增至530万，年均增长率超过0.5%。人口剧烈膨胀，需要开垦更多土地用于农业。然而这一时期，英国产业经济状态却进入“羊吃人”时期：由于毛纺织品受到国际市场青睐，许多农场主将租种田地收回，改为放羊，向国外出售羊毛。随后，英国政府对羊毛出口征收关税；为了规避税负，民间资本开办作坊，将羊毛加工为羊毛制品再出口。1700年前后，羊毛纺织品占据英国商品出口价值的69%，本应养育农民的土地，却最终养出了许许多多的羊毛制品。
又是“羊吃人”，又是办作坊，17世纪末英国产业结构的变化让农村人无处可去、城市出现大量就业缺口，新生居民便向大城市聚集。1605年至1670年，伦敦人口从22.5万暴增至47.5万，年均增长率超过1.7%，是同时期英国人口增速的3倍。按照每年人均消费1.5吨木材计算，如不开采煤炭，英国就需要3500平方千米的土地专门种植森林。但英国国土面积太小，不可能为了伦敦人的生活而开辟这么多林地。
如此一来，17世纪伦敦的情况就变得很奇特：一方面，羊毛纺织与出口持续振兴，民间资本高薪招募工人，促使伦敦工人普遍过上体面生活；另一方面，城市人口急剧增加，木材供给量又跟不上。伦敦人挥舞着钞票，满世界寻找一种廉价高效同时又能大量供给的燃料。
于是，一艘艘满载廉价煤炭的船只从英国煤产区纽卡斯尔起锚，通过海运来到伦敦，成为解决燃料问题的灵丹妙药。至1699年，有1400多艘船只从事伦敦与纽卡斯尔之间的煤炭及其他商品的贸易，总吨位达90万吨；而纽卡斯尔每年对外出售的20万吨煤炭，有2/3被运往伦敦。
不过也要注意，煤炭的普及是一个漫长过程。毕竟比起木材来说，煤炭烟尘极大，不完全燃烧容易煤气中毒，煤炭本身又掺杂着硫、磷等杂质，味道刺鼻。但煤炭的燃烧效率实在强于木材，英国人从16世纪就尝试净化煤炭，改造通风设施，以求获得更好的居住体验。既然净化煤炭，那就会产生煤化工专业；既然改造通风设施，那就会产生建筑通风专业。两个专业不仅可以用于提升伦敦居民的居住条件，也可以服务工业生产。经过两个世纪的累积，从18世纪开始，煤化工专业为各项工业提供杂质少、燃烧效率高的焦炭，建筑通风专业则负责修建与改造制铁高炉，两项专业的努力让英国制铁业在18世纪中期实现了崛起。
换言之，英国工业革命既是突发事件，同时也是各项因素长期交汇以后的必然导向，缺一不可。比如英国城市化速度快，工人享受高薪，这一现象在荷兰也存在，但荷兰附近并没有纽卡斯尔这类的廉价煤炭供应点。比如英国煤炭储量高，事实上中国煤炭储量要更高，但从中国煤产区（山西）到经济消费区（长三角）路途太远，又缺乏成本低廉的内河航道，燃料物流成本过高的问题迄今依然困扰着中国经济。即便是在英国，假设伦敦的气候再温暖一些，居民不需要这么多燃料过冬，那么对于煤炭的需求就可能无法支撑煤化工、建筑通风专业的崛起，进而无法反哺工业。促成工业革命的所有基础要素，缺一不可。
《达灵顿至斯托克顿铁路之启用》，1949，特伦斯·泰尼森·库尼奥，布面油画，现藏大英铁路博物馆
煤铁时代：人类社会行为逻辑的嬗变
进入煤铁时代以后，人类社会的底层逻辑有了很大改变。原本的天时地利人和逐渐消散，原本贫瘠的土地有可能因为近代工业而焕发生机。
我们最熟悉的莫过于近代中国华北地区的变化。洋务运动后，清政府开办开平矿务局，挖掘煤炭。1881年，为了运输煤炭，清政府投资修建了中国第一条货运铁路——唐胥铁路。随后这条铁路两端不断延伸，一直修入当时刚刚开埠的天津港，将煤炭与港口联系在一起。1880年以前，天津港没有任何煤炭出口，每年还要进口大量外国煤炭；唐胥铁路通车后，运输成本直线降低，到1882年天津港出口煤炭8000多吨，到1889年更是涨至5万多吨。这条煤炭运输线日后继续扩展，到1894年扩建成为天津至山海关铁路，与海河水系、滦河水系与关外的辽河水系横向相交，铁路好似高速运河一般，弥补了几条水系互相平行、无法连通的缺憾。
20世纪初的天津港
至清朝灭亡，天津向北可达山海关与关外，向南可达长江流域（1911年津浦铁路通车），向西可以通过北京，再向汉口（1906年京汉铁路通车）、张家口（1909年京张铁路通车）等方向转运货物。以天津为轴心，以铁路为轴线，华北地区形成一张完整的交通运输网。这张网络与邮政、航运、电网等网络性产业高度重合，让历来贫瘠的华北地区突然翻身，在北洋政府时期成为可以与江南水乡抗衡的区域经济体，更为如今的京津冀协同发展打下经济与文化基础。
既然要连通全国多个城市，那么铁路经营者必须出版一张标准的列车时刻表，告诉旅客与货主火车会在何时抵达某个车站。这样一来，只要有铁路车站的地方，人们的时间概念就必须要从模糊的早、中、晚变成时、分、秒，各个车站都要挂上一块钟表显示时间。为了不误点，人们便开始依照铁路车站的时间调整自己的时间。与此同时，欧美各国也逐渐发现不同地区的时间有所不同，于是决定以英国格林尼治时间作为基准进行自我调整。
时间的准确性让许多军事战术成为可能。缺乏精准的时间，那么一支军队在战争中就不太可能分别进发、抵达预定位置，更不可能在同一个时间点发起总攻。但当铁路车站有了钟表，那么人们自然有了怀表甚至手表，再搭配上无线电联络，“分进合击”战术也就有了立足基础。
1866年，普鲁士与奥地利交战就是“分进合击”的第一次大胜。当时的奥地利军队比普鲁士多，大炮的性能也更好，战前舆论基本都认为奥地利能轻松取胜。但普鲁士长期以英国经济制度为榜样，大量修建铁路。事实上在普奥边境的波西米亚地区，有5条铁路通往普鲁士腹地，只有1条铁路通往奥地利腹地；普鲁士可以用3周时间完成军队部署，而奥地利需要至少6周。正因如此，普军用铁路将部队分别东、中、西三部分，运至普奥边界的不同地区。在当年7月3日爆发的决战（科尼格雷茨战役）中，普军第1军团与奥军主力陷入鏖战，普军第2军团在中午从另一个方向杀来，奥军将领只得望洋兴叹：“上帝！他们是从哪儿出来的？”普鲁士击败奥地利，同时代人都见证了鲁尔区的煤炭与钢铁如何塑造起一个新兴的德意志帝国。
当然，随着时间来到20世纪，煤炭逐渐显得笨重起来。1905年日俄对马海战前，俄罗斯舰队从欧洲远航而来，为了保证充足的燃料支持，每到一个港口，舰队就要满载煤炭而行。尤其是在离开法属印度支那的金兰湾前，俄舰队考虑到前路再也没有盟友港口，于是下令在仓库、会议室、客厅乃至甲板上面堆放煤炭，以备不时之需。但没想到，当年5月27日爆发的海战中，日军炮弹采用黄色炸药，虽然穿甲力差，但很容易点燃周围易燃物，引发更大规模爆炸。正因如此，开战后仅仅半个多小时，俄主力舰就大部分燃起大火，极大干扰甲板士兵的正常作业，最终让俄军输掉战役。
有了前车之鉴，再加上当时美国石油工业崛起，各国都开始制造以石油为燃料的新型武器，煤炭则退居后方，充当铁路动力与发电燃料之用。二战结束以后，越来越多的国家将石油作为主要能源，煤炭失去了工业黄金的地位。
但即便如此，煤炭低廉的开采成本与较高的燃烧效率依旧存在显著的比较优势，这对于发展中国家的工业积累有着重要意义。2010年至2020年，煤炭在中国一次能源消费中占比从69.2%跌至56.8%，虽然降幅接近15个百分点，但仍然过半。综合考虑煤炭自身的优劣势与国家双碳战略，想必煤炭未来的消费量会稳步下降。但与此同时，煤炭的清洁利用、燃煤电厂的节能改造会进一步推进。在消费煤炭的同时，我们要付出更大努力保护地球环境。
END
作者丨萧西之水
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