发明创造永远不属于那些生活慵懒、工作邋遢和追求享受的人,而是属于那些昼夜思考和衣襟浸透汗水的人。——瓦特
从小就喜欢动手实践
瓦特从小性格就很倔强。他和别的孩子一样都喜欢玩具,但是与众不同的是,到他手里的玩具一定要拆开,零件要卸下来,要看个究竟,弄个明白,然后再按照原来的模样安装上、组合好,使玩具恢复原状。
一次邻居家孩子的小车坏了,那个孩子很着急,瓦特拿过来,鼓捣鼓捣就好了。像这样的事可多了,不知瓦特给孩子们修好了多少玩具呢!
童年的瓦特,身体瘦弱,学的知识虽不多,他却记得很牢固,有时还能举一反三。大约在他六七岁时,有一天一位客人来看望他父亲。
闲聊时,客人看见瓦特正拿着一支粉笔在地板上、火炉上,画些圆圈和直线。
客人便关切地对他父亲说:“你为什么不送孩子进学校学些有用的功课呢?在家里乱画,岂不白白浪费时光吗?”
父亲马上哈哈笑起来,然后回答说:“先生,你仔细看看,你看我的孩子在画什么。”
客人很纳闷,好奇地走过去,细心地瞧了一阵子,便恍然大悟地说:“啊!原来是这样。这孩子画的是圆形和方形的平面图!这不是浪费,是在演算一个几何学上的问题。绝不是浪费。”
说完后,赞许地拍拍瓦特的肩膀。
瓦特的倔强性格,表现在他对科学文化知识的追求上,孜孜不倦,不达目的,决不释手。倔强的性格没有给他带来什么损失,成了他可贵的财富。
喜欢刨根问底的孩子
在瓦特的故乡格里诺克的小镇子上,家家户户都是生火烧水做饭。对这种司空见惯的事,有谁留过心呢?瓦特就留了心。
有一次,他在厨房里看祖母做饭。灶上放着一壶开水。开水在沸腾。壶盖“啪啪啪”作响,不停地往上跳动。瓦特观察了好半天,感到很奇怪,猜不透这是什么缘故,就问祖母说:“什么玩意儿使壶盖跳动呢?”
祖母回答说:“水开了,就这样。”
瓦特没有满足,又追问:“为什么水开了壶盖就跳动?是什么东西推动它吗?”
可能是祖母太忙了,没有工夫回答他,便不耐烦地说:“不知道。小孩子刨根问底问这些有什么意思呢?”
瓦特在他祖母那里不但没有找到答案,反而受到了冤枉的批评,心里很不舒服,可他并不灰心。
连续几天,每当做饭时,他就蹲在火炉旁边细心地观察着。起初,壶盖很安稳,隔了一会儿,水要开了,发出哗哗的响声。
蓦地,壶里的水蒸气冒出来,推动壶盖跳动了。水蒸气不住地往上冒,壶盖也不停地跳动着,好像里边藏着个魔术师在变戏法似的。
瓦特高兴了,几乎叫出声来,他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。他还把杯子、调羹遮在水蒸气喷出的地方。瓦特终于弄清楚了,是水蒸气推动壶盖跳动,这水蒸气的力量还真不小呢!
就在瓦特兴高采烈、欢喜若狂的时候,祖母又开腔了:“你这孩子不知好歹。水壶有什么好玩的,快给我走开!”她漫不经心地说。
他的祖母过于急躁和主观了,这随随便便不放在心上的话,险些挫伤了瓦特的自尊心和探求科学知识的积极性。年迈的老人啊,根本不理解瓦特的心,不知道“水蒸气”对瓦特有多么大的启示!水蒸气推动壶盖跳动的物理现象,正是瓦特发明蒸汽机的认识源泉。
1769年,瓦特把蒸汽机改成为功率较大的单动式发动机。后来又经过多次研究,于1782年完成了新的蒸汽机的试制工作。
瓦特还在机器上装上了联动装置,并把单动式改为旋转运动,这样,完善的蒸汽机就正式问世了。
由于蒸汽机的发明,加之英国当时煤铁工业发达,所以英国成为世界上最早利用蒸汽推动铁制“海轮”的国家。
19世纪后,由于蒸汽机的发明,一些国家开始海上运输改革,进入了所谓的“汽船时代”。从此,大轮船行驶在茫茫无际的海洋上了。
随之而来,煤矿、工厂、火车也全应用了蒸汽机,体力劳动解放了,经济发展了。这不能不说是蒸汽机发明的成果。当然,这也是蒸汽机的发明家瓦特的功劳。因此,瓦特在世界上享有盛名。
从茶杯联想到冷凝器
有一天,格拉斯哥大学收到一台要求修理的纽科门蒸汽机,任务交给了瓦特。
瓦特注意到毛病主要是缸体随着蒸汽每次热了又冷,冷了又热,白白浪费了许多热量。能不能让它一直保持温度而活塞又照常工作呢?于是他自己出钱租了一个地窖,收集了几台报废的蒸汽机,决心要造出一台新式机器来。
从此,瓦特整日摆弄这些机器,两年后,总算弄出个新机样子。可是点火一试,那汽缸到处漏气。瓦特想尽办法,用毡子包,用油布裹,几个月过去了,还是治不了这个毛病。
一天他又趴到汽缸前观察漏气的原因,不小心一股热气冲出,他急忙躲闪,右肩上已是红肿一片,就像被一把热刀削过一样,辣辣地疼起来,弄得他心烦意乱。
一天,瓦特干累了守着炉子烧一壶水喝茶。他一边喝茶,一边看着那一动一动的壶盖。他看看炉子上的壶,又看看手中的杯子,突然灵感来了:茶水要凉,倒在杯里,蒸汽要冷,何不也把它从汽缸里也“倒”出来呢?
这样想着,瓦特立即设计了一个和汽缸分开的冷凝器,这下热效率提高了三倍,用的煤只有原来的四分之一。这关键的地方一突破,瓦特顿然觉得前程光明。
他又到大学里向布莱克教授请教了一些理论问题,教授又介绍他认识了发明镗床的技师。这位技师立即用镗炮筒的方法制作了汽缸和活塞,解决了那个最头疼的漏气问题。
外出散步得到的灵感
对瓦特来说,一星期当中只有星期日下午的片刻时间可以舒一口气。瓦特从少年时代就养成一个习惯,每每要思考什么事的时候,就马上从家里跑出去,在故乡格里诺克的树林中踱来踱去,一直到日落西山才回家。
瓦特尽可能地往行人稀少的路上走,脑子里却一直被一个问题所占据。
“要使汽筒不必一冷一热地改变温度,就可以加快速度,并且不浪费水蒸气了!”
在这几天当中,无论是睡觉、吃饭或工作,瓦特都不停地思考着这个问题。从大街到小巷,从广场到大厦,瓦特足足走了差不多有一个钟头。
这时,一片绿如油的草地映入了瓦特的眼帘,瓦特停下脚步,欣赏这美丽的景色,让紧张的大脑松弛一会儿。
不久,“热量和凝结”的问题,在瓦特的脑中悄然消失了,这使瓦特感到无比舒畅。
“唉!回家吧!”
瓦特伸了一个懒腰,然后慢条斯理地往家走去,刚走过洗衣店,到达牧羊人所住的小屋时,又一个念头飞进了他的脑海里。
“由于水蒸气是一种具有弹性的物体,因此,凡是有真空的地方,它就无孔不入。如果在汽缸和蒸汽室之间加一个通道,蒸汽就会进入里面而冷凝,这样就不用冷却汽缸,纽科门机的问题不就迎刃而解了吗?”
瓦特高兴地跑起来,脚步腾空。霎时间,他的身影便出现在陪伴他多年的操作台上。