蒸汽機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的往復(fù)式動力機(jī)械。世界上第一臺蒸汽機(jī)是由古希臘數(shù)學(xué)家亞歷山大港的希羅于1世紀(jì)發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球，這是蒸汽機(jī)的雛形。約1679年法國物理學(xué)家丹尼斯·巴本在觀察蒸汽逃離他的高壓鍋后制造了第一臺蒸汽機(jī)的工作模型。

　　1698年托馬斯·塞維利和1712年托馬斯·紐科門制造了早期的工業(yè)蒸汽機(jī)。不過，瓦特是集大成者。瓦特運(yùn)用科學(xué)理論，逐漸發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機(jī)的毛病所在。從1765年到1790年，他進(jìn)行了一系列發(fā)明，比如分離式冷凝器、汽缸外設(shè)置絕熱層、用油潤滑活塞、行星式齒輪、平行運(yùn)動連桿機(jī)構(gòu)、離心式調(diào)速器、節(jié)氣閥、壓力計(jì)等等，使蒸汽機(jī)的效率提高到原來紐科門機(jī)的3倍多，最終發(fā)明出工業(yè)用蒸汽機(jī)。

　　蒸汽機(jī)首先需要一個使水沸騰產(chǎn)生高壓蒸汽的鍋爐，這個鍋爐可以使用木頭、煤、石油適用性較廣，然后由鍋爐產(chǎn)生的蒸汽推動活塞桿運(yùn)動而產(chǎn)生動力，除此以外，連桿、飛輪等也是比較常見的東西，結(jié)構(gòu)比較簡單，否則也不可能成為第一次工業(yè)革命的動力裝置。

　　可是萬事開頭難，此時(shí)的大明可是典型的農(nóng)業(yè)社會，雖然有較為發(fā)達(dá)的手工業(yè)，但是制造工業(yè)化初期的蒸汽機(jī)還是有些困難。

　　李巖召集了鋼鐵廠最有名的齊鐵匠以及幾名學(xué)徒，一起打造蒸汽機(jī)，確切說是蒸汽機(jī)模型。因?yàn)槔顜r并沒有奢望一步到位的就能生產(chǎn)出可用的蒸汽動力。

　　李巖在后世也看過蒸汽機(jī)的圖紙，甚至詳細(xì)到零件的圖紙尺寸，畫出零件的圖紙也并不困難，難得卻是加工。連桿什么的可以鍛打，齒輪、飛輪可以鑄造，雖然沒有什么設(shè)備，但是就如同后世全手工打造的紅旗轎車一樣，以大明匠人的高超技藝，打造這些要求不高的東西，還是完全可能的。另外鍋爐可以用薄鐵皮加工，就更加簡單了。

　　最大的難點(diǎn)卻是蒸汽機(jī)的缸體。

　　為了保證密封性，缸體與活塞就必須制造的足夠精確，成為一個比較緊密的配合，才能盡量減少泄露，保證將大部分蒸汽的力道傳到連桿上。

　　缸體是生鐵鑄造的，畢竟，此時(shí)還沒有擁有最佳鑄造性能的灰鑄鐵。活塞則是材料更軟且摩擦系數(shù)極小的黃銅制造的。只是，所謂的配合公差難倒了李巖與齊鐵匠。因?yàn)椋B圓柱與孔的直徑都無法用現(xiàn)有的工具測量準(zhǔn)確。

　　李巖一拍大腿，工業(yè)化的制造怎么能夠缺乏測量工具呢？經(jīng)過努力思考，李巖終于在齊鐵匠的協(xié)助下，制造出了第一把游標(biāo)卡尺。雖然精度不能與后世的相提并論，但是也算得上此時(shí)最精確的測量工具了。至少，比現(xiàn)在木匠所用的皮尺、直尺精確度高得多。

　　以此來測量缸體內(nèi)徑與活塞桿直徑。雖然缸體與活塞都是由精度最低的砂模鑄造的，也沒有車床進(jìn)行車削，精度不高。但中國無論是農(nóng)民還是工匠都是最勤勞的。所有的配合表面都是齊鐵匠與他的幾個徒弟一點(diǎn)點(diǎn)的用砂紙與毛氈打磨出來的，光潔度很高。后來用卡尺一量，圓度也很不錯，最大最小的差距不過0.5毫米，已經(jīng)是此時(shí)能夠達(dá)到的最高精度了。

　　缸體與活塞制造完成，齊鐵匠在李巖的指導(dǎo)下繼續(xù)努力，耗費(fèi)了接近一個月的時(shí)間，才制造了一個鍋爐-蒸汽機(jī)-連桿-飛輪組合。這個組合加在一起也不過1個平方左右。

　　齊鐵匠雖然親自打造出了這一整套蒸汽動力裝置，但是對于這個大家伙能夠讓飛輪轉(zhuǎn)動郁然抱有很強(qiáng)烈的懷疑。在齊鐵匠簡樸的唯物主義觀那里，除了人力、畜力以及自然界可直接利用的水力、風(fēng)力，還沒見過所謂轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的動力源。

　　但是，李巖對實(shí)驗(yàn)的成功卻抱有極大的信心。因?yàn)樗踩虆⑴c了蒸汽機(jī)制造過程。雖然說加工過程有些不盡如人意，但是至少在可控范圍。又是沒有承擔(dān)負(fù)載，設(shè)備就相當(dāng)于是在空轉(zhuǎn)，怎么可能轉(zhuǎn)動不了飛輪?

　　隨后，李巖給鍋爐添加了第一把柴火，鍋爐開始工作。隨著柴火的不斷添加，鍋爐終于產(chǎn)生了蒸汽，并通過管道輸送到了最關(guān)鍵的活塞部件。剛開始，由氣缸與活塞桿配合不佳，氣缸一直在抖抖索索的前進(jìn)，如同抽風(fēng)。終于，在相互摩擦了一段時(shí)間后，這些摩擦點(diǎn)被磨平，摩擦力大減，活塞桿終于平滑的運(yùn)動起來，而后，飛輪也在迅速轉(zhuǎn)動。李巖終與放下心來。

　　然而，對于周圍的人來說，就就是神跡了。因?yàn)樗麄兊南敕╱齊鐵匠很類似，對于這種從柴火燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變成推動飛輪轉(zhuǎn)動的動能，他們做夢都沒有夢過。看著他們憨態(tài)可掬的模樣，李巖心中如同吃了蜜般的甜。

　　不過，氣缸雖然能夠運(yùn)動了，但也暴露出很大的問題，那就是手工打磨的氣缸還是不夠圓，活塞與活塞桿同樣如此。這樣，一方面導(dǎo)致配合不佳，很容易卡死。另一方面，卻會導(dǎo)致大量的氣體泄露，導(dǎo)致?lián)p耗大增。

　　李巖已經(jīng)想到了應(yīng)對的辦法，那就是制造出一臺簡易的轉(zhuǎn)塔車床。古代的車床是靠手拉或腳踏，通過繩索使工件旋轉(zhuǎn)，并手持刀具而進(jìn)行切削的。1797年，英國機(jī)械發(fā)明家莫茲利創(chuàng)制了用絲杠傳動刀架的現(xiàn)代車床，并于1800年采用交換齒輪，可改變進(jìn)給速度和被加工螺紋的螺距。為了提高機(jī)械化自動化程度，1845年，美國的菲奇發(fā)明轉(zhuǎn)塔車床。

　　考慮了半天，李巖發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)出一臺簡易的現(xiàn)代車床，有許多難題，總結(jié)起來，有三個主要的難題，一是動力系統(tǒng)，二是傳動系統(tǒng)，三是切削刀具。其實(shí)，這已經(jīng)是一臺車床的基本構(gòu)成了。總結(jié)一句話就是，在現(xiàn)有的條件下生產(chǎn)出一臺合格的車床，就是無中生有的過程，其中的艱辛可想而知。