La grande industria, come si svolse in questo secolo dopo l'invenzione della macchina a vapore, non esisteva presso gli antichi. C'erano, è vero, manifatture fiorenti, i cui prodotti erano conosciuti e consumati anche a grande distanza, come le ceramiche e le gioiellerie fenicie ed etrusche, i vasi di Egina e di Samo, i ricami frigi, le stoffe d'Egitto; gli studi fatti sugli avanzi dell'antica Falleri, così ben ordinati e raccolti a Roma nel Museo di Papa Giulio, mostrano chiaramente l'esistenza di questo movimento commerciale, e l'influenza dei prodotti importati sullo sviluppo delle industrie locali. Erano prodotti fabbricati a mano, col sussidio di utensili la cui forma ci è trasmessa sino ad oggi, e di quelle poche macchine che l'antichità conosceva e la cui origine si perde nella notte dei tempi. Il trapano è descritto nell'Odissea, ma rimonta certo all'epoca in cui si faceva il fuoco col metodo ancora in uso presso le popolazioni primitive, premendo un pezzo di legno appuntito contro un legno piano, e facendolo girare rapidamente fra le mani come un frullino; i vasi torniti di alabastro e di serpentino provenienti dall'Egitto, che si trovano nel museo di Berlino, dimostrano che 2 o 3 mila anni avanti Cristo si conosceva l'uso del tornio; come le fusarole di pietra o d'argilla e i tessuti trovati nelle palafitte fanno testimonianza dei mezzi meccanici, già quasi perfetti, dei quali disponeva l'industria tessile preistorica. Ma si trattava sempre di industria domestica, press'a poco come quella che esisteva nel Giappone prima che vi penetrasse la civiltà europea; e siccome non vi si impiegava altra forza che quella dell'uomo o al più degli animali, così la produzione non poteva essere che assai limitata.
La grande industria non poteva nascere che colla possibilità di disporre delle forze naturali, come quella delle cadute d'acqua e del vapore. L'antichità lo intravide. Un inventore, rimasto sconosciuto, sostituì pel primo, alcune centinaia di anni avanti l'èra volgare, la forza dell'acqua a quella dell'uomo per la macinazione del grano, e forse per la lavorazione del ferro e del rame; e 120 anni avanti Cristo, un filosofo della scuola alessandrina ebbe la prima idea della forza del vapore, quando immaginò la celebre eolipila, che ancor oggi, a 20 secoli di distanza, si trova in tutti i gabinetti di fisica.
Ma i tempi non eran maturi. La ruota idraulica, cui il poeta greco Antiparo inneggiava come all'invenzione che doveva risparmiare il lavoro alle schiave, rimase fin quasi alla fine dello scorso secolo un motore pressochè esclusivamente limitato, come nell'antichità, alle fucine e ai molini; e l'eolipila restò quella che era ai tempi di Erone, cioè un giocattolo scientifico.
Per spiegare questa lunga inazione, bisogna rammentare innanzi tutto la grande catastrofe delle immigrazioni dei barbari, che travolse, colla caduta dell'impero romano, tutto l'antico organismo sociale. Per qualche tempo, durante il dominio arabo in Europa, l'indagine scientifica si ravviva; ma la scuola d'Aristotile e i sofismi della scolastica immobilizzano e sterilizzano ben presto lo spirito umano. Finalmente, dopo lunghi secoli di oscurità, la scienza trova la sua vera base con Galileo, e può ormai procedere senza vincoli alla ricerca del vero. Colla scuola di Galileo, quando l'enunciazione delle leggi della caduta dei gravi fu il raggio di luce che squarciò le nebbie scolastiche diffuse su tutte le scienze, comincia il metodo di osservazione; ed è appunto coi suoi primi passi che si connette l'invenzione della macchina a vapore.
Per qualche tempo ancora, lo spirito inventivo erra nel vago e nell'indeterminato. Non si possono dimenticare ad un tratto i vecchi errori. La fisica si perde ancora nelle sottigliezze della scolastica; si scrivono volumi per trovare le cause della distruzione del vitello d'oro, o per indagare quante migliaia d'angeli potrebbero stare sulla punta di uno spillo. Fu quella dal 1600 al 1650, l'epoca delle sterili elucubrazioni di Branca in Italia, di De Caus in Francia, e del marchese di Worcester in Inghilterra, tutti più o meno direttamente ispirati dalla Spiritalia di Erone, i quali a torto furono indicati come i precursori dell'inventore della macchina a vapore.
Ma un allievo di Galileo, il Torricelli, dimostra l'esistenza della pressione dell'atmosfera, e ne dà la misura, invano osteggiato dalla vecchia scuola che vorrebbe salvare l'orrore del vuoto e la scienza in parrucca, minacciata dalla fondamenta. Pascal aggiunge altre dimostrazioni di questa pressione; Otto von Guericke inventa a Magdeburgo la macchina pneumatica e mostra con quanta forza agisca la pressione dell'aria sulla parete di un recipiente in cui si faccia il vuoto; ed ecco Papin, il quale, partendo dalla conoscenza di questa forza, si propone di utilizzarla, e usa del vapore per la prima volta per produrre il vuoto, condensandolo con aspersioni di acqua fredda; e poi Savery che ne usa diversamente per sollevare l'acqua dalle miniere di carbone, facendo premere direttamente il vapore sull'acqua da sollevare. Siamo al 1700.
Da questo momento la storia dell'invenzione della macchina a vapore diventa interessantissima, e io vorrei raccontarvela in dettaglio, se ne avessi il tempo. In meno di un secolo, la macchina a vapore moderna è inventata. Dapprima Newcomen e Cowley, un fabbro e un vetraio, si uniscono a Savery e perfezionano la macchina di Papin in guisa che quasi tutti i proprietari di miniere di carbon fossile dell'Inghilterra l'adottano come pompa a fuoco per prosciugare le gallerie sotterranee. Siamo al 1750.
Il fisico Black scopre a Glasgow il calore latente del vapore. Fra i suoi allievi c'è un giovane apprendista di genio, Giacomo Watt, che prende in esame le macchine esistenti, le trasforma radicalmente e ne fa uscire, verso il 1770, la macchina a vapore perfetta quale la vediamo tuttora. Nulla di veramente essenziale vi è stato aggiunto da quell'epoca ad oggi.
Voi sapete quali ne sieno i lineamenti caratteristici. Si mette dell'acqua in una gran caldaia chiusa, e la si riscalda finchè l'acqua comincia a bollire e vaporizzare. Di mano in mano che l'acqua si converte in vapore, la pressione interna dovuta alla forza del vapore, cresce rapidamente e potrebbe anche far scoppiare la caldaia, se questa non fosse robusta e non avesse una valvola di sicurezza. È questa, in sostanza, la famosa pentola di Papin. Allora si apre la comunicazione fra la caldaia e la macchina. Il vapore, giunto nel cilindro della macchina, spinge davanti a se una parete mobile, detta lo stantuffo, il quale è veramente l'organo motore e trasmette poi il movimento a tutte le macchine che si tratta di fare agire.
È così che lo descrive il poeta Zanella nel suo carme sull'industria: