瓦特“發(fā)憤” 20 年造成蒸氣機(jī)

王小梅

世界上第一臺(tái)紡織機(jī)是英國人哈格里夫斯發(fā)明的，人們將它命名為“珍妮紡織機(jī)”?！罢淠輽C(jī)”在英國紡織業(yè)中得到推廣，但機(jī)械效率提高后，隨之而來的問題就是動(dòng)力的供給跟不上（當(dāng)時(shí)動(dòng)力的來源以人力以及獸力為主）。有人發(fā)明用風(fēng)力，但很不保險(xiǎn)；有人發(fā)明用水力，但那必須到遠(yuǎn)離城市的山鄉(xiāng)去，于是人們便想到一種全新的動(dòng)力──蒸汽。

蒸汽機(jī)之父

瓦特生于英國的格林諾克，他好像生來就與蒸汽有緣。他還是五六歲的孩童時(shí)就常守著火爐看水壺上的壺蓋被蒸汽頂?shù)靡簧弦幌碌靥鴦?dòng)，經(jīng)常問這是為什么。后來由于家窮，他沒有機(jī)會(huì)繼續(xù)讀書，先是到一家鐘表店里當(dāng)學(xué)徒，后又到格拉斯哥大學(xué)去當(dāng)儀器修理工。這時(shí)社會(huì)上已開始有簡單的蒸汽機(jī)，而當(dāng)時(shí)的科學(xué)發(fā)展，也從理論上解決了“壺蓋為什么會(huì)上下動(dòng)”的問題。瓦特聰明好學(xué)，又在這樣一個(gè)大學(xué)的環(huán)境里，常抽空旁聽教授們講課，又終日親手?jǐn)[弄那些儀器，學(xué)識(shí)也累積得不淺了。

1764年，格拉斯哥大學(xué)收到一臺(tái)紐可門蒸汽機(jī)，請(qǐng)求修理，任務(wù)交給了瓦特。這種機(jī)器是蘇格蘭鐵匠紐可門1705年發(fā)明的，又大又笨。機(jī)器的汽缸下方有3個(gè)活門，汽從中間活門進(jìn)入，將活塞推上去，人工將汽門關(guān)死，再從右邊活門里注入冷水，熱汽遇冷收縮，缸內(nèi)形成真空，活塞自然下落，這時(shí)又要手忙腳亂地關(guān)上進(jìn)水活門。這樣活塞才能上下一次，連桿帶動(dòng)汲水工具也上下抽水一次。瓦特將這臺(tái)機(jī)器修好后，看著它這樣吃力地工作，就如一個(gè)老人在喘著粗氣，顫顫巍巍地負(fù)重行走一般，覺得實(shí)在應(yīng)將它改進(jìn)一下才好。他注意到毛病主要在缸體隨著蒸汽每次熱了又冷，冷了又熱，白白浪費(fèi)許多熱量。能不能讓它一直保持不冷，而活塞又照常工作呢？

瓦特既能吃苦，又很頑強(qiáng)。他一有這個(gè)想法便立即租了一個(gè)地窖，收集幾臺(tái)報(bào)廢的蒸汽機(jī)，決心要造出一臺(tái)新式機(jī)器。他自己也告別妻兒，搬到地下，整日擺弄著竹筒、木軸，左比右試，用了兩年時(shí)間總算弄出個(gè)新機(jī)樣子?？墒屈c(diǎn)火一試，那汽缸倒像吳牛喘月一般四處漏氣。瓦特想盡辦法，用毯子包，用油布裹，幾個(gè)月過去了，還是治不了這個(gè)毛病。連這第一步都邁不出去，以后還不知會(huì)有多少險(xiǎn)阻呢。他想這事也許壓根就不該他自己去干，“格拉斯哥大學(xué)有多少教授，這城里有多少工廠主，有學(xué)問的有學(xué)問，有錢的有錢，誰也不敢去碰這個(gè)難題，我這個(gè)窮工人為什么要去討這份苦吃？”

妻子發(fā)現(xiàn)了瓦特的想法，對(duì)他說道：“虧你還是個(gè)男子漢呢，就這樣沒有出息！這兩年滿城里誰不知道你在發(fā)明新蒸汽機(jī)，今天就這樣打了退堂鼓，我看你怎樣上街見人。你不記得那年你要開個(gè)小鐘表修理鋪，行會(huì)里的人說你學(xué)徒期不夠，不許開，后來這所大學(xué)不講資格，破例收留了你，連那么大的機(jī)器都讓你修，你修好了又不滿足，自吹還要造個(gè)更好的。這樣，我看你要么真的造出一個(gè)新機(jī)器，要么就摔掉飯碗，我跟你沿街要飯去！”

妻子的這般言語把瓦特羞得半天抬不起頭來。過了好一會(huì)兒他才說：“親愛的，你知道我們現(xiàn)在就要揭不開鍋了。再這樣借債，借到何時(shí)？”妻子忽地站起，伸手摘下脖子上的項(xiàng)鏈，又取下手上的結(jié)婚戒指，說：“能賣的先變賣掉，咬咬牙先過下去?！蓖咛馗呃㈦y當(dāng)，起身下地，隨手抓過桌上的一把木尺，一折兩半，說：“我瓦特要造不出新蒸汽機(jī)，就算我這雙手白白擺弄了十幾年的機(jī)器，到時(shí)我就扯斷自己的手指?！?/p>

瓦特將過去的資料重新整理一番，打起精神繼續(xù)研究。研究累了就守著爐子燒一壺水喝茶。一天，他一邊悶頭喝著苦茶，一邊看著那孩提時(shí)代就引起他興趣、會(huì)一動(dòng)一動(dòng)的壺蓋，猛然喊道：“茶水要涼，倒在杯里；蒸汽要冷，何不把它從汽缸里也倒出來呢？”

靈感加堅(jiān)持不懈

瓦特立即設(shè)計(jì)了一個(gè)和汽缸分開的冷凝器，這下熱效率提高了3倍，用的煤只有原來的25%。他又到大學(xué)里向布萊克教授請(qǐng)教了一些理論問題，教授又介紹他認(rèn)識(shí)了發(fā)明鏜床的威爾金技師，這位技師立即用鏜炮筒的方法為瓦特鏜制了汽缸和活塞，解決了最頭痛的漏氣問題。

這時(shí)早有另一位慧眼識(shí)英雄的工廠主博耳頓開始向瓦特投資，瓦特有了資金支持，如虎添翼，到1784年他的蒸汽機(jī)已裝上曲軸、飛輪，活塞可以靠從兩邊進(jìn)來的蒸汽連續(xù)推動(dòng)，再不用靠人力去調(diào)節(jié)活門，所以這才是世界上第一臺(tái)真正的蒸汽機(jī)。

但這時(shí)距瓦特接手修理那臺(tái)紐可門蒸汽機(jī)已經(jīng)過去了整整20個(gè)年頭。瓦特終于完成了這個(gè)劃時(shí)代的發(fā)明。以后他又與人合辦了一個(gè)蒸汽機(jī)制造廠，他這一生再也沒有離開過蒸汽機(jī)，直到1819年，他以83歲的高齡離開了這個(gè)因他的發(fā)明已經(jīng)變得很熱鬧的世界。