Потому, что между теорией и практикой существует огромный разрыв.
Люди играли с водяным паром на протяжении многих веков, еще задолго до изобретения практичных паровых двигателей. В первом веке нашей эры философ Герон Александрийский изобрел первое известное паровое устройство — эолипил. Оно выглядело примерно так:
Означает ли это, что древние греки были в шаге от создания паровозов? Однозначно, нет. Это устройство напоминало паровую машину ровно так же, как бумажный самолетик напоминает современный истребитель.
Особенность эолипила заключалась в том, что это была дорогая игрушка. По сути, это был вращающийся чайник, достаточно мощный, чтобы двигаться самостоятельно, сделанный из дорогостоящего металла и не способный выполнять настоящую работу.
Эолипилы, построенные в наши дни по модели Герона, способны развивать скорость 3500 об/мин, что означает, что их можно использовать для практических реализаций.
Более традиционная паровая турбина, близкая к ее современной версии, была разработана арабом Таки ад-Дином Абу Бакром аль-Асади в середине 1500-х годов.
Ее использовали для приготовления барбекю на вертеле. Но, как и эолипил, она, опять же, являлась всего лишь дорогой игрушкой. Знать, что сила пара может толкать предметы, — это одно, применить этот эффект на практике — это совсем другое. Поэтому, греки, римляне и арабы хоть и считали паровую вертушку интересной, термодинамика была для них непонятна, вплоть до 18-го века. Как и потребность в механической энергии.
Рабы и животные составляли основу человеческой экономики на протяжении большей части истории, и не было особого стимула изменять это положение до тех пор, пока не возникла необходимость откачивать из шахт больше воды, чем можно было обеспечить с помощью животных. Еще одним фактором стало развитие технологий металлургии, механической обработки и смазки, необходимых для работы механизмов.
Также было недостаточно понимания свойств материалов, учитывающих расширение и сжатие при изменении температуры, а полезные паровые двигатели требовали продуманной конструкции, чтобы использовать каждую каплю тепла, выделяемого топливом.
Несмотря на эти препятствия, изобретатели настойчиво пытались разработать паровой двигатель, что со временем привело к заметным улучшениям. Прорыв произошел с разработкой двигателя Ньюкомена в начале 18 века, который заложил основу для дальнейшего развития технологии паровых двигателей такими фигурами, как Джеймс Уатт, который значительно улучшил эффективность и надежность паровых двигателей с помощью своих инноваций.