《西方趣味经济史》连载八：蒸汽机对英国的产业革命助益不大？
什麽？我们小学就知道，蒸汽机对产业革命的绝对重要性，这是全世界普遍的认知，难道过去两百多年间，那麽多人确定过的事情，竟然是错的吗？伦敦大学政经学院（LSE）的着名经济史教授Nicolas Crafts，2004 年在皇家经济学会的刊物Economic Journal 上，发表一篇简明易懂的翻桉文章，要说服读者说：如果没有蒸汽机的话，英国在17-18 世纪的产业革命还会是发生、会成功。
这个议题有点像Robert Fogel 在1962 年发表的论文，要证明美国在19 世纪时如果没有铁路，经济的发展与成长并不会受到影响。Crafts 和Fogel 要告诉我们：知识界长期以来的看法是错的，早期的蒸汽机和铁路，对英美经济发展助益不大。Crafts 认为在1830 年之前，蒸汽机对英国的经济成长贡献微小（little），直到1850 年改良出高压蒸汽机后，对经济的贡献才达到顶峰，距离瓦特1769 年研发新型蒸汽机，已经是80 年后的事了。
蒸汽机和电力一样，属于「一般目的型的科技」（general purpose technologies, GPT）。以蒸汽机为例，刚发明时只有少数人使用，经济效益不明显（typically minimal）；需要几十年的改良推广，才普遍化为日常生活的基本需求。
Crafts 的文章要回答三个问题：(1)蒸汽机对生产力成长的贡献，何时达到最高峰？(2) 19 世纪的蒸汽机，和20 世纪末期的资讯科技（如电脑、网路、电子邮件）相比，两者的贡献度能相比拟吗？(3)蒸汽机对生产力的贡献，和整体经济的成长可以相呼应吗？
蒸汽机的运用方式大约有三种：(1)静态式的引擎，例如设在工厂内的蒸汽机；(2)带动火车头的蒸汽机；(3)《铁达尼号》这类大型邮轮内的蒸汽机。经由瓦特改良的蒸汽机，在1769 年取得专利权，到了60 年之后的1830 年代，全英国蒸汽机动力的总和才16 万5 千马力，大约是全国动力来源的1.5%，重要性很低。
也不是和一般人想像的，说蒸汽机发明之后，就有许多工厂、火车、轮船大量投下资本，来运用这种科技。甚至到了1870 年代，蒸汽机所产生的马力，几乎有一半是用在开矿和棉纺业上。相对于当时的农业和服务业，蒸汽机对英国的GNP 几乎没有贡献。这种情形在美国也一样：要到1850 年代，蒸汽机产生一马力的成本，才低于水力产生一马力的成本，製造业才转而大量使用蒸汽机。为什麽要在瓦特改良（1769）之后将近一世纪，蒸汽机才比水力有成本上的优势？原因很简单：1850 年之前的蒸汽机压力不够，要燃耗过多的煤，才能产生所需的推动力。1850 年之后改良出新式涡炉，能提供高压动力，降低煤的消耗，提升马力效率，蒸汽机在产业界才具有竞争力。具体地说，在瓦特之前的Thomas Newcomen 型蒸汽机，若每小时要产生一马力，必须燃耗30 磅煤。改良型的瓦特蒸汽机，只需耗煤12.5 磅；到19 世纪中叶，已进步到只耗煤5 磅；20 世纪初期，更进步到只耗2 磅。
换个方式来表达：1760 年时，若要用蒸汽机产生一马力，每年的成本需要33.5 英镑（以1760 年的币值来计算），1800 年降到20.4 镑；1870 年降到8 镑，1910 年只须4镑。也就是说，产生一马力的年度成本，在1760 到1910 的150 年间，成本相差8 倍以上。如果计入这150 年间英镑的贬值程度，则应该超过10 倍。
生产每马力的耗煤量大幅减低，除了节省成本，还有许多好处，试举一例。《铁达尼号》在1912 年首航时，只需更少的空间载运燃煤，就可从英国航行到美国，船上可供旅客使用的空间更大，载客数量更多，船费就可低廉化。1850 年之后的跨洋邮轮业务能蓬勃发展，蒸汽机的燃料下降、马力效率的增长，是重要关键。同样的道理，铁路网也才能迅速发展。
以英国为例，利物浦和曼彻斯特之间的铁路，是1830 年通车的。20 年后，英国已铺设7 千英哩的铁路网，后来发展到2 万英哩。对英国的经济来说，铁路是非常重要的投资。1855 年时，与铁路相关的总资本存量，约佔国内生产毛额（GNP）的30%。1850年代初期，英国的火车每年总共约行驶6 千万英哩；1870 年代中期时，每年约行驶2亿英哩；1910 年超过4 亿英哩。这种神速的进步，当然是蒸汽机能源效率改进之赐。现在换个角度，来看蒸汽机对其他行业的贡献。以工厂内的静态式蒸汽机来说，它对劳动者生产力的贡献有多大？这可分两个角度来看。一是佔GNP 的比例：1760-1850
期间，蒸汽机的「产值」只佔GNP 的0.1%到0.5%；1850-70 年间约佔1.2%，1870-1910年间佔2.2%。这呼应了前面的说法：1850 之前的蒸汽机，几乎没有GNP 的意义。
第二个角度，是看蒸汽机给社会带来多少利益，也就是Fogel 所提出的社会节省（social saving）。得到的答桉相似：1760-1850 之间，蒸汽机的社会节省，约佔GNP 的0.2%到0.3%之间；1850-70 年间佔1.0%，1870-1910 年间佔1.8%。结论和前面一样：1850 之前，蒸汽机的整体社会意义有限，1850 之后才超过1%，比过去的印象少很多。蒸汽机早就发明了，为什麽要1850 年之后才有GNP 上的意义？主因是燃料转换为动力的效率不够理想，导致每马力的生产成本过高；加上机械设计不良，产生的马力不足，因而功能有限。试想：在1850 之前，若每部火车要载几车箱的煤，才能行驶100英哩，火车的时速会有多快？越洋邮轮的肚子裡，要装多少煤才够航行到纽约？剩下多少空间给旅客？旅客数量不足，旅费就贵。简言之，火车、轮船和飞机都一样，成本必须降低到能使一般民众受益，这些产业才会有GNP 意义。
以铁路为例，1830-50 年间，这个产业每年的盈馀，只佔英国GNP 的0.6%，1850-70年间快速成长到2.1%，1870-1910 年间是2.7%。以铁路的「产值」来说，1830-50 年间只佔GNP 的1%；1850-70 年间明显增到4%，1870-1910 年间是6%。这种效果在轮船就稍慢了：1850-70 年间，轮船业的利润只佔GNP 的0.2%，1870-1910 年间激增到1.1%。同样地，轮船业的「产值」在1850-70 年间，只佔GNP 的0.7%，1870-1910 年间飞跃到3.4%。铁路和轮船都是靠蒸汽机推动的运输业，也是蒸汽机最能展现功能的行业，上面的证据显示：1850 之前，蒸汽机没有GNP 的显着意义。
是不是这类「一般目的型的科技」（GPT），都有类似的情形？电力发明40 年之后，一般民众才能普遍受惠。瓦特在1796 改良蒸汽机之后，要等80 年才有普及的商业意义。若以1927 年Charles Lindbergh（林白）单人无停靠飞越大西洋为起始点，飞航器也要40 年之后，才有商业和GNP 上的意义。IBM 在1950 年代开始製造大型电脑主机，虽然很快就有工业和科学上的用途，但必须在35 至40 年后，才对一般人的日常生活有深刻影响，个人电脑才迅速发展成有GNP 意义的产业。
Crafts（2004）这篇文章告诉我们三项重点。(1)蒸汽机有经济上的意义，是在19世纪下半叶（1850）之后；过去认为它对英国产业革命的贡献不可磨灭，这种见解恐怕不成立。(2)蒸汽机从瓦特在1769 改良之后，到能让百姓普遍受益，需要约80 年的漫长等待。20 世纪发明的电力、飞机、电脑，所需的成熟时间较短（50 年、40 年、30年），就能产生比蒸汽机更大的GNP 百分比产值。(3)我们对历史的认知，大都建构在印象式的证据上；现在经济学界有更好的分析工具，有更多的统计数字可用，可以推翻愈来愈多的错误认知。
我好奇的是：如果蒸汽机的发明，对18 世纪的英国工业革命贡献不多，那麽工业革命的起因、革命的主力是什麽？请知道答桉的读者告诉我。
参考文献
Crafts, Nicolas (2004): “Steam as a general purpose technology: a growth accounting perspective”, Economic ournal, 114:338-51.