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第90章 “它武装了人类……”——瓦特与蒸汽机

詹姆斯·瓦特(1736~1819),英国著名的发明家。工业革命时期的重要人物之一。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机,开辟了人类利用能源新时代,标志着工业革命的开始。在英国各地,有超过50条的道路以“瓦特”的名字命名。在伦敦的西敏寺也建有瓦特纪念碑。美国作家查尔斯·穆雷的《人类成就》一书中,列出了在历史上最知名的229位发明家,瓦特与爱迪生并列第一位。1978年迈克尔·哈特发表了一篇引发热烈讨论的作品《人类历史最有影响力的100人》,瓦特因为发明蒸汽机而被列在第22位。为纪念瓦特的贡献,国际单位制中的功率单位以瓦特命名。

“它武装了人类,使虚弱无力的双手变得力大无穷,健全了人类的大脑以处理一切难题。它为机械动力在未来创造奇迹打下了坚实的基础,将有助并报偿后代的劳动。”这是瓦特逝世后,在他的讣告中的一段话。无疑,这是对瓦特的最好评价。

是啊,网络时代的读书人,不要说大学生,就是小学生,谁不知道瓦特,谁不知道他发明了有真正实用价值的蒸汽机?它是西方工业革命真正的发动机。可是,瓦特为什么能够完成这么伟大的一项发明?走过了哪些艰难的道路?遇到了哪些困难?得到了哪些帮助?这一系列问题,还是如谜团一样深深地吸引着许多人的眼睛,这里还有许多鲜为人知的感人故事……

谁能想到,这位影响世界的大发明家完全是自学成才的?瓦特出生在英国的格拉斯哥,父亲是熟练的造船工人并拥有自己的船只与造船作坊,母亲出身于一个贵族家庭并受过良好的教育。瓦特从幼年起就随父亲学习各种手艺,耳濡目染,对机械制造有着浓厚的兴趣。虽然他的家庭环境对他日后攀登技术高峰起到了一定的作用,但是他没有接受过系统的教育,更不要说在哪一所高校读机械制造专业了。瓦特从小身体虚弱,到了入学年龄因身体状况不如人意,还是不能去上学。后来,年龄已经好大了,才到镇上的学校学习。13岁那年,他对几何学发生了兴趣,15岁就读完了《几何学原理》这样艰深的书籍。后来他进入文法学校,虽然数学成绩特别好,可是身体不好,没有拿到毕业证就中途退学了。不过,他是一个自学能力很强的人,在家里坚持自学了天文学、化学、物理学和解剖学等多学科知识,还自学了好几种外语,这是一件了不起的事情。没有天赋,没有刻苦学习的韧性,是无法做到的。

瓦特发明的兴趣起源于他在钟表店当学徒工的日子。17岁那年,母亲去世了,家庭经济状况开始走下坡路,他只好到格拉斯哥的一家钟表店里当了学徒。在当学徒时他曾经动手制造过技术要求较高的罗盘、经纬仪等,并利用业余时间刻苦学习,进一步掌握了许多科技原理。21岁那年,他来到了格拉斯哥大学当教具实验员,负责修理和制造仪器,使他有机会进一步熟悉当时一些较先进的机械技术。后来,他在大学里开了一家小修理店,让他逐渐走出了生活的困境。谁也不会想到,在这个小小的店铺里,日后会走出一位鼎鼎大名的发明家。

一个偶然的机会让他与蒸汽机结下不解之缘,并为之奋斗一生,而且屡遭挫折,屡不罢休,最终获得了成功。瓦特的小店开业4年后,在朋友罗宾逊教授的引导下,瓦特开始关注蒸汽机。1764年,学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机,在修理的过程中,瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理,并且发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低,浪费原料。第二年春天,在一次散步时,瓦特想到,既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的,那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。可是,把理论上的东西变为现实,还有很长的路要走。瓦特辛辛苦苦造出了几台蒸汽机,效果远不如自己设想的,甚至四处漏气,无法开动。不仅如此,耗资巨大的试验让他债台高筑。后来,瓦特得到约翰·罗巴克的赞助,继续研究制造新式蒸汽机。经过三年多刻苦攻关,瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难。1769年他研制出了第一台样机,但是,这台机器在工作性能上也没有取得令人满意的效果。后来,罗巴克的公司也破产了,接替他的是一家铸造厂老板马修·博尔顿。想不到,博尔顿对蒸汽机的研制也非常感兴趣,使瓦特在资金、设备、材料等方面得到了大力支持。不久,瓦特又生产出两台带分离冷凝器的蒸汽机,功效也没有太大的改进,却因耗资巨大,使博尔顿濒临破产。在瓦特进退两难之际,博尔顿毅然竭尽全力地对瓦特慷慨相助。艰难困苦中,瓦特攻克了一个又一个技术难关,通过三次技术飞跃,世界上第一台新式蒸汽机终于诞生了。1784年4月,英国政府授予瓦特以制造蒸汽机的专利证书。

至此,世界工业进入了“蒸汽时代”:19世纪30年代,蒸汽机广泛应用到纺织、冶金、采煤、交通等部门,很快引起了一场技术革命;美国人富尔顿发明了用瓦特蒸汽机作动力的轮船,英国人史蒂芬逊发明了用瓦特蒸汽机作动力的火车……

瓦特为发明新式蒸汽机,辛辛苦苦努力了二十多年,多次受挫、屡遭失败,但他仍然坚持不懈、百折不回,终于使蒸汽机得到了更广泛的应用,成为改造世界的动力。他的超人的才能、不懈的钻研和创造精神,成为后人砺志的楷模。

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