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2、化平庸为神奇的发明家
瓦特
（1736～1819）
[传略]詹姆斯・瓦特，英国科学家，蒸汽机的改良者。
1736年1月19日，瓦特出生在苏格兰克莱德河畔格林诺克城的一个工人家庭中。由于体弱多病，他上学很晚，而且在校期间只能断断续续接受正规教育，最后没有毕业就离开了学校。但这并没有埋没他的天赋。在家里养病期间，他坚持自学，除了钻研了天文学、化学、物理学、解剖学等多种学科，还掌握了拉丁文、希腊文、法文、德文和意大利文。瓦特自幼就有极强的动手能力，在学习课本知识的同时，他经常向父亲工场里的工人和技师请教，然后自己制作各种机械模型，修理航海仪器，进行化学和电学实验。这些为他后来的创造发明打下了基础。瓦特十七八岁时，家道中落，他不得不到格拉斯哥、伦敦学习手艺，为谋生奔波。1757年，21岁的瓦特幸运地在格拉斯哥大学找到一份工作――修理损坏的教学仪器。他的聪明才智在这里派上了用场，在修理仪器的同时，他还制造了诸如镜头、手提琴、渔具之类的东西，格拉斯哥大学的师生们对这位年轻的修理工十分钦佩，经常与他讨论研究各种问题。从1761起，瓦特用30年的时间完成了对蒸汽机的改良工作，大大提高了蒸汽机的工作效率，打开了从工场手工业通向现代大工业的历史之门。他本人因此一举成名，被推举为英国皇家学会、法国国家学会会员，获得格拉斯哥大学法学博士学位。晚年思想趋于保守，甚至对蒸汽机车抱敌视态度。1819年8月25日，瓦特在家中去世。人们为了纪念这位伟大的发明家，在威斯敏斯特大教堂为他立了塑像，还用他的名字“瓦特”作为计算功率的一种单位。
[影响]作为一个创造力丰富的科学奇才，瓦特有多项发明，如液体比重计、信件复印机等；他最先提议用螺旋桨来推进船只；第一个采用“马力”作为计算功率的单位；第一个提出水是化合物而不是单质的观点；他甚至找到了一种氯气漂白纺织品和用食盐制碱的实用工艺生产流程。然而最终使他名垂青史的，却是对蒸汽机的改良。
人类很早就梦想把蒸汽转化为可利用的动力，但是直到1698年，才由英国人塞维利制造了世界上第一台有实用价值的蒸汽机，只是效率太低，只有两个英国煤矿作过试验性的使用。1705年，英国铁匠纽可门对塞维利的装置进行了重大改革，“纽可门蒸汽机”问世了。这种“新式”机器确有其进步之处，但缺点也相当明显：蒸汽机所产生的蒸汽有4/5被浪费掉了，只有剩余的1/5能被用作动力；活塞每动一次，需要很长时间；只能往复地作直线运动，不能在各种生产部门广泛使用。因而，总的来看，纽可门蒸汽机仍然难以令人满意，工场主们，特别是矿业家们，迫切希望能有一种更先进的蒸汽机来代替纽可门的发明。
早在1761年，瓦特就进行过改进蒸汽机的试验，但没有取得什么进展。1764年，格拉斯哥大学购得了一台旧的纽可门蒸汽机，让瓦特修好，以备学生做实验用。瓦特在修理过程中，发现这种蒸汽机的活塞动作不能连续而且缓慢，浪费燃料，蒸汽利用率很低，就决心改进它。他利用有限的条件反复实验，对蒸汽的密度、压力和温度的关系进行了研究，终于发现，这种装置的蒸汽是在汽缸中冷凝的，大量热能被用来加热汽缸而白白浪费了；同时，蒸汽经冷凝后温度还比较高，真空度并不好，这也影响了机器的效能。这个现在听起来似乎简单的原理，是瓦特耗费了大量心血才得到的。搞清楚这个原理之后，接下来的工作便顺理成章了。1765年，瓦特设计出了一个与汽缸分离的容器，既能把排出的蒸汽导入里面冷凝，又不必往汽缸里加冷水而使之能始终保持高温。为了检验原理的正确性和新装置的稳定性，瓦特必须做大量的试验。但每一次试验都意味着一大笔钱，这对于手头拮据的瓦特来说，简直是一个无法逾越的困难。正在这时，他说服一个叫伯拉克的实业家投资了1000英镑，条件是研究成功后，所得利益的2/3归伯拉克。半年之后，瓦特制造出了一台大型蒸汽机，却不料在试验时由于漏气而爆炸。伯拉克大失所望，自动撕毁了合同。不久，瓦特又找到一名投资者――伯明翰的铁厂老板卜尔顿。卜尔顿资金雄厚，兼具经验与眼光。他听了瓦特的说明后，立即答应给予经济上的完全支持，条件也很简单，只要瓦特实验成功，双方合股制造。
在卜尔顿的经济资助下，瓦特只用了3个月时间，便成功造出了装有冷凝器的新型蒸汽机。试验表明，新机器的耗煤量仅为纽可门蒸汽机的1/4；更重要的是，它动作迅速，安全可靠。这一年是1768年。第二年，瓦特提出的专利申请得到批准。卜尔顿立即和瓦特组建了公司，专门大量生产蒸汽机。为了宣传瓦特的新机器，他们在格拉斯哥以北25英里的地方，以最便宜的价格，买下一个因矿井太深而被废弃的煤矿，并在报纸上刊登了用新机器深坑作业的消息。开工的这一天，在慕名而来的矿业家们和看热闹的人的注视下，瓦特启动了机器，蒸汽机带动皮带、滑车，以惊人的速度，把一筐一筐的煤从深不见底的矿井中运了上来。这座原已被弃置的矿井，一跃成为全英国产煤量最高的煤矿。3个月后，来自全世界的订单雪片般地飞来，瓦特的公司不得不昼夜工作。
瓦特名声鹊起，金钱滚滚而来。但名誉和金钱并没有使他放弃对新机器作更上层楼的研究。1782年，瓦特发明了双动作蒸汽机。与以前的单动作蒸汽机不同，它是在一个滑动阀的控制下，在活塞两端轮流进汽和排汽。这样，蒸汽既推动活塞上升，又推动活塞下降，而不再像从前那样靠大气压力迫使活塞下降。两年后，瓦特又发明了一种曲柄装置，用它来连接活塞杆的顶端和主轴，使活塞由往复运动变成旋转运动。这种改进使蒸汽机可适用于多种工业工厂。1790年，瓦特又完成了汽缸示功器的发明，将蒸汽的压力与其体积关系描绘出一个图。至此，瓦特对蒸汽机的改良过程全部结束。
[余论]在18世纪中叶以前，生产的动力主要是人力、畜力、风力和水力。同上述动力相比，蒸汽动力具有巨大的经济优越性和使用方便性。蒸汽推动了工业革命的步伐，而赋予蒸汽这种功能的不仅仅是蒸汽的属性；没有瓦特的伟大改良，就没有“狂飙时期”的提前来临。毫无疑问，瓦特是他的发明的第一个受益人。他在11年里获得76000英镑的专利税，晚年在拉德郡买了一座占地40英亩的幽静别墅，颐养天年。
（赵凯）
（1736～1819）
[传略]詹姆斯・瓦特，英国科学家，蒸汽机的改良者。
1736年1月19日，瓦特出生在苏格兰克莱德河畔格林诺克城的一个工人家庭中。由于体弱多病，他上学很晚，而且在校期间只能断断续续接受正规教育，最后没有毕业就离开了学校。但这并没有埋没他的天赋。在家里养病期间，他坚持自学，除了钻研了天文学、化学、物理学、解剖学等多种学科，还掌握了拉丁文、希腊文、法文、德文和意大利文。瓦特自幼就有极强的动手能力，在学习课本知识的同时，他经常向父亲工场里的工人和技师请教，然后自己制作各种机械模型，修理航海仪器，进行化学和电学实验。这些为他后来的创造发明打下了基础。瓦特十七八岁时，家道中落，他不得不到格拉斯哥、伦敦学习手艺，为谋生奔波。1757年，21岁的瓦特幸运地在格拉斯哥大学找到一份工作――修理损坏的教学仪器。他的聪明才智在这里派上了用场，在修理仪器的同时，他还制造了诸如镜头、手提琴、渔具之类的东西，格拉斯哥大学的师生们对这位年轻的修理工十分钦佩，经常与他讨论研究各种问题。从1761起，瓦特用30年的时间完成了对蒸汽机的改良工作，大大提高了蒸汽机的工作效率，打开了从工场手工业通向现代大工业的历史之门。他本人因此一举成名，被推举为英国皇家学会、法国国家学会会员，获得格拉斯哥大学法学博士学位。晚年思想趋于保守，甚至对蒸汽机车抱敌视态度。1819年8月25日，瓦特在家中去世。人们为了纪念这位伟大的发明家，在威斯敏斯特大教堂为他立了塑像，还用他的名字“瓦特”作为计算功率的一种单位。
[影响]作为一个创造力丰富的科学奇才，瓦特有多项发明，如液体比重计、信件复印机等；他最先提议用螺旋桨来推进船只；第一个采用“马力”作为计算功率的单位；第一个提出水是化合物而不是单质的观点；他甚至找到了一种氯气漂白纺织品和用食盐制碱的实用工艺生产流程。然而最终使他名垂青史的，却是对蒸汽机的改良。
人类很早就梦想把蒸汽转化为可利用的动力，但是直到1698年，才由英国人塞维利制造了世界上第一台有实用价值的蒸汽机，只是效率太低，只有两个英国煤矿作过试验性的使用。1705年，英国铁匠纽可门对塞维利的装置进行了重大改革，“纽可门蒸汽机”问世了。这种“新式”机器确有其进步之处，但缺点也相当明显：蒸汽机所产生的蒸汽有4/5被浪费掉了，只有剩余的1/5能被用作动力；活塞每动一次，需要很长时间；只能往复地作直线运动，不能在各种生产部门广泛使用。因而，总的来看，纽可门蒸汽机仍然难以令人满意，工场主们，特别是矿业家们，迫切希望能有一种更先进的蒸汽机来代替纽可门的发明。
早在1761年，瓦特就进行过改进蒸汽机的试验，但没有取得什么进展。1764年，格拉斯哥大学购得了一台旧的纽可门蒸汽机，让瓦特修好，以备学生做实验用。瓦特在修理过程中，发现这种蒸汽机的活塞动作不能连续而且缓慢，浪费燃料，蒸汽利用率很低，就决心改进它。他利用有限的条件反复实验，对蒸汽的密度、压力和温度的关系进行了研究，终于发现，这种装置的蒸汽是在汽缸中冷凝的，大量热能被用来加热汽缸而白白浪费了；同时，蒸汽经冷凝后温度还比较高，真空度并不好，这也影响了机器的效能。这个现在听起来似乎简单的原理，是瓦特耗费了大量心血才得到的。搞清楚这个原理之后，接下来的工作便顺理成章了。1765年，瓦特设计出了一个与汽缸分离的容器，既能把排出的蒸汽导入里面冷凝，又不必往汽缸里加冷水而使之能始终保持高温。为了检验原理的正确性和新装置的稳定性，瓦特必须做大量的试验。但每一次试验都意味着一大笔钱，这对于手头拮据的瓦特来说，简直是一个无法逾越的困难。正在这时，他说服一个叫伯拉克的实业家投资了1000英镑，条件是研究成功后，所得利益的2/3归伯拉克。半年之后，瓦特制造出了一台大型蒸汽机，却不料在试验时由于漏气而爆炸。伯拉克大失所望，自动撕毁了合同。不久，瓦特又找到一名投资者――伯明翰的铁厂老板卜尔顿。卜尔顿资金雄厚，兼具经验与眼光。他听了瓦特的说明后，立即答应给予经济上的完全支持，条件也很简单，只要瓦特实验成功，双方合股制造。
在卜尔顿的经济资助下，瓦特只用了3个月时间，便成功造出了装有冷凝器的新型蒸汽机。试验表明，新机器的耗煤量仅为纽可门蒸汽机的1/4；更重要的是，它动作迅速，安全可靠。这一年是1768年。第二年，瓦特提出的专利申请得到批准。卜尔顿立即和瓦特组建了公司，专门大量生产蒸汽机。为了宣传瓦特的新机器，他们在格拉斯哥以北25英里的地方，以最便宜的价格，买下一个因矿井太深而被废弃的煤矿，并在报纸上刊登了用新机器深坑作业的消息。开工的这一天，在慕名而来的矿业家们和看热闹的人的注视下，瓦特启动了机器，蒸汽机带动皮带、滑车，以惊人的速度，把一筐一筐的煤从深不见底的矿井中运了上来。这座原已被弃置的矿井，一跃成为全英国产煤量最高的煤矿。3个月后，来自全世界的订单雪片般地飞来，瓦特的公司不得不昼夜工作。
瓦特名声鹊起，金钱滚滚而来。但名誉和金钱并没有使他放弃对新机器作更上层楼的研究。1782年，瓦特发明了双动作蒸汽机。与以前的单动作蒸汽机不同，它是在一个滑动阀的控制下，在活塞两端轮流进汽和排汽。这样，蒸汽既推动活塞上升，又推动活塞下降，而不再像从前那样靠大气压力迫使活塞下降。两年后，瓦特又发明了一种曲柄装置，用它来连接活塞杆的顶端和主轴，使活塞由往复运动变成旋转运动。这种改进使蒸汽机可适用于多种工业工厂。1790年，瓦特又完成了汽缸示功器的发明，将蒸汽的压力与其体积关系描绘出一个图。至此，瓦特对蒸汽机的改良过程全部结束。
[余论]在18世纪中叶以前，生产的动力主要是人力、畜力、风力和水力。同上述动力相比，蒸汽动力具有巨大的经济优越性和使用方便性。蒸汽推动了工业革命的步伐，而赋予蒸汽这种功能的不仅仅是蒸汽的属性；没有瓦特的伟大改良，就没有“狂飙时期”的提前来临。毫无疑问，瓦特是他的发明的第一个受益人。他在11年里获得76000英镑的专利税，晚年在拉德郡买了一座占地40英亩的幽静别墅，颐养天年。
（赵凯）
