粵語歷史：瓦特與蒸汽機

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各位親們：

詹姆斯·瓦特（James Watt，1736年1月19日 — 1819年8月25日）英國發明家，第壹次工業革命的重要人物。

瓦特的名言：

我沒有浪費過我有限的時間。

　發明創造要力求使更多人受益。

　很多自然能源從我們身邊溜走了。

　好奇心是一個孩子認識世界的捷徑。

　自暴自棄，這是一條永遠腐蝕和啃噬心靈的毒蛇，它會吸走心靈的新鮮血液，並在其中注入厭世和絕望的毒汁。

最好把真理比做燧石，它受到的敲打越厲害，發射出的光輝就越燦爛。

發明一樣東西其實並不難，只要你做千百次稍有變化的試驗，然後看看這些不同試驗的不同結果就知道了。

發明其實最先並不知道什麼結果，往往是千百次的不同試驗，然後選擇其中的最佳結果，這個最佳結果就是發明。關鍵是你要不斷地去做不一樣的試驗。

社會管理也和機械構造一樣，一旦有部件發生扭曲，就會影響到整個機器。

一個發明家如果在無聊的社會中浪費他寶貴的時間，那將不是他一個人的損失，而是整個人類的損失。

　在社會發展過程中，人類不斷尋求減輕勞動強度的辦法，比如人們發明推車後就不再用肩膀扛重物了。發明用牲畜拉車以後，就能運輸更多貨物了……所以，我們不能停滯不前，在我們時代，要有更多更偉大的發明。

我自小就對機械感興趣，這是我的天性，但是，我沒有停留在僅僅是感興趣上。在探究機械理論、改進機械構造和給機械注入新的動力方面，我付出了比他人更多的艱辛。

我發明創造的動力是想千方百計地減輕人們的勞動負擔。因此，人類要不斷地研究、發現和利用各種自然現象，特別是風雨雷電、燃燒和蒸發等，把它們改造成某種動力，為人們服務。

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1776年製造出第壹臺有實用價值的蒸汽機。以後又經過壹系列重大改進，使之成為「萬能的原動機」，在工業上得到廣泛應用。他開辟了人類利用能源新時代，使人類進入「蒸汽時代」。後人為了紀念這位偉大的發明家，把功率的單位定為「瓦特」（簡稱「瓦」，符號W）。

家世背景

1736年1月19日詹姆斯·瓦特出生於蘇格蘭格拉斯哥附近，克萊德河灣（Firth of Clyde）上的港口小鎮格林諾克。

瓦特的父親是熟練的造船工人並擁有自己的船隻與造船作坊，還是小鎮的官員。瓦特的母親Agnes Muirhead出身於壹個貴族家庭並受過良好的教育。他們都屬於基督教長老會並且是堅定的誓約派。盡管瓦特出自於宗教家庭，但他後來還是成為了自然神論者。

瓦特小時候因為身體較弱去學校的時間不多，主要的教育都是由母親在家裏進行。瓦特從小就表現出了精巧的動手能力以及數學上的天分，並且接受了很多蘇格蘭民間傳說與故事。

早年經歷

瓦特17歲的時候，母親去世了，而父親的生意開始走下坡路。瓦特到倫敦的壹家儀表修理廠作了壹年的徒工，然後回到蘇格蘭格拉斯哥打算開壹家自己的修理店。盡管當時蘇格蘭還沒有類似的修理店，但是由於他沒有做夠要求的7年徒工，他的開店申請還是被格拉斯哥的錘業者行會（管理所有使用錘子的工匠）拒絕了。

1755年瓦特離開蘇格蘭，到倫敦尋求儀器製造匠的培訓。他被康西爾的約翰·摩根所接納。

求學經歷

1757年，格拉斯哥大學的教授提供給瓦特壹個機會，讓他在大學裡開設了壹間小修理店，這幫助瓦特走出了困境。其中的壹位教授，物理學家與化學家約瑟夫·布萊克（Joseph Black）更是成了瓦特的朋友與導師。

1757年格拉斯哥大學任命瓦特為其正式「數學儀器製造師」，並在校園裏安排了壹個車間。

瓦特的小店開業5年後，在朋友羅賓遜教授的引導下，瓦特開始了對蒸汽機的實驗。直到此時，瓦特也還從未親眼見過壹臺可以運轉的蒸汽機，但是他開始建造自己的蒸汽機模型。初步的實驗失敗了，但是他堅持繼續實驗並且閱讀了所有他能找到的有關蒸汽機的材料，獨立地發現了潛熱的重要性（盡管這在好幾年前就被布萊克教授發現了，但瓦特當時並不知情）。

1763年，瓦特得知格拉斯哥大學有壹臺紐科門蒸汽機（Newcomen steam engine），但是正在倫敦修理，他請求學校取回了這臺蒸汽機並親自進行了修理。修理後這臺蒸汽機勉強可以工作，但是效率很低。經過大量實驗，瓦特發現效率低的原因是由於活塞每推動壹次，氣缸裏的蒸汽都要先冷凝，然後再加熱進行下壹次推動，從而使得蒸汽80%的熱量都耗費在維持氣缸的溫度上面。

1763-1765年瓦特在修理紐科門泵時，設計冷凝器解決效率低的問題，羅巴克把瓦特的發明用於商業上。

1765年，瓦特取得了關鍵性的進展，他想到將冷凝器與氣缸分離開來，使得氣缸溫度可以持續維持在註入的蒸汽的溫度，並在此基礎上很快建造了壹個可以連續運轉的模型。

但是要想建造壹臺實際的蒸汽機還有很長的路要走。

首先是資金，布萊克教授提供了壹些幫助，但更多的資助來自於約翰·羅巴克（John Roebuck）。羅巴克是壹位成功的企業家，著名的卡倫鋼鐵廠的擁有者，在羅巴克的贊助下，瓦特開始了新式蒸汽機的試制，並成為新公司的合夥人。

試制中的主要困難還在於活塞與氣缸的加工製造工藝上。當時的工藝水平下鋼鐵工人更像是鐵匠而不是機械師，所以製造的結果很不滿意。此外由於當時的相關專利申請需要國會的認可，大部分的資金都花費在相關程序上。由於資金的短缺，瓦特不得不另找了壹份運河測量員的工作，並壹幹就是8年。

這之後，羅巴克破產，相關專利都由伯明翰壹間鑄造廠老闆馬修·博爾頓接手。瓦特與博爾頓從此開始了他們之間長達25年的成功合作。

與博爾頓的合作，使得瓦特得到了更好的設備資金以及技術上的支持，特別是在加工製造工藝方面。新型蒸汽機製造的壹個主要困難在於活塞與大型氣缸的密合，這個問題最終被約翰·威爾金森（John Wilkinson）解決，他在改進加農炮的製造時提出了壹種新的精密鏜孔加工技術，可以用於蒸汽機的製造。

1774年瓦特將自己設計的蒸汽機投入生產。

1776年博爾登-瓦特蒸汽機在波羅姆菲爾德煤礦首次向公眾展示其工作狀態。

1776年，終於第壹批新型蒸汽機製造成功並應用於實際生產。這批蒸汽機由於還只能提供往復直線運動而主要應用於抽水泵上。在之後的5年中，瓦特贏得了大量的訂單並忙於奔波於各個礦場之間安裝由這種新型蒸汽機帶動的水泵。在博爾頓的要求下，瓦特開始繼續研究如何將蒸汽機的直線往復運動轉化為圓周運動，以便使得蒸汽機能為絕大多數機器提供動力。壹個顯而易見的解決辦法是通過曲柄傳動，但是該項專利所有人，約翰·斯蒂德(John Steed)要求同時分享瓦特此前的分離冷凝器的專利，這壹要求被瓦特堅決地拒絕了。

1781年，瓦特公司的雇員威廉·默多克（William Murdoch）發明了壹種稱為「太陽與行星」的曲柄齒輪傳動系統，並以瓦特的名義成功申請了專利。這壹發明繞開了曲柄專利的限制，極大地擴展了蒸汽機的應用。之後的6年裏，瓦特又對蒸汽機作了壹系列改進並取得了壹系列專利：發明了雙向氣缸，使得蒸汽能夠從兩端進出從而可以推動活塞雙向運動，而不是以前那樣只能單向推動；使用節氣閥門與離心節速器來控制氣壓與蒸汽機的運轉；發明了壹種氣壓示工器來指示蒸汽狀況；發明了三連桿組保證氣缸推桿與氣泵的直線運動。由於擔心爆炸的危險以及泄露問題，瓦特的早期蒸汽機都是使用低壓蒸汽，後來才引進了高壓蒸汽。所有這些革新結合到壹起，使得瓦特的新型蒸汽機（聯協式蒸汽機）的效率是過去的紐科門蒸汽機的5倍。

1782年瓦特的雙向式蒸汽機取得專利，同年他發明了壹種標準單位：馬力。

1782年，韋奇伍德在伊特魯裏亞陶瓷廠大規模採用博爾頓——瓦特鑄造廠生產的聯協式蒸汽機和伯明翰廠生產的動力機床，進行機械化陶瓷生產。

1784年，瓦特對聯協式蒸汽機進行了改進，增加了壹種自動調節蒸汽機速率的裝置，使它能適用於各種機械的運動。從此之後，紡織業、采礦業、冶金業、造紙業等工業部門，都先後採用蒸汽機做為動力。

1785年以後，瓦特改進的蒸汽機首先在紡織部門投入使用，受到廣泛歡迎。

1794年，瓦特與博爾頓合夥組建了專門製造蒸汽機的公司。在博爾頓的成功經營下，到1824年就生產了1165臺蒸汽機。瓦特與博爾頓都賺到了不少錢。[1]

步入晚年

瓦特在半退休之前也有很多其它發明，比如他發明了壹種新的利用望遠鏡測距的方法，壹種新的透印印刷術，對油燈進行了改進，蒸汽碾壓機以及延續至今的機械圖紙著色法。

1800年瓦特的專利與博爾頓的合作到期，他於同年退休。但他們的合作延續到下壹代，馬修·博爾頓與小詹姆斯·瓦特繼續合作，同時吸收了威廉·默多克為合夥人，保證了了公司的持續成功。瓦特退休後曾與他的第二任妻子到法國與德國旅行，並且在威爾士購買了壹所住宅。

1819年8月25日，83歲的瓦特於英國斯塔福德郡漢茲沃斯（Handsworth, Staffordshire）的家中去世。[1]

個人生活編輯

瓦特心思細膩，做事動作遲緩並且非常容易焦慮。他常常會灰心喪氣。他會將工作放到壹邊，感覺好像要徹底放棄了，但他的想像力豐富，總是能想到新的改進方法，以至於很多時候都來不及壹壹完成。瓦特的動手能力很強，並可以完成系統的科學的測定，以量化自己的革新效果，幫助自己的理解。

瓦特是壹個紳士，為其他工業革命時期的知名人士所尊重。他是伯明翰工業家與科學家組織的「月亮社」的重要成員，總是對新的領域表現出極大的興趣，被認為是很好的社交夥伴。但他對商業經營卻基本壹竅不通，特別討厭與那些有興趣使用他的蒸汽機的人討價還價或談判合同。直到他退休時，他都壹直對自己的財物狀況感到不安。他的合作者與朋友都是些意氣相投的夥伴並能保持長久的友誼。[1]

1767年，瓦特與表親瑪格麗特·米勒（Margaret Miller）結婚，此後他們共養育了5個孩子，其中有2個活到了成年。[1]

主要影響編輯

瓦特在原有的原有蒸汽機基礎上發明的新式蒸汽機結構，在這之後的50年之內幾乎沒有什麽改變。瓦特蒸汽機發明的重要性是難以估量的，它被廣泛地應用在工廠成為幾乎所有機器的動力，改變了人們的工作生產方式，極大地推動了技術進步並拉開了工業革命的序幕。它使得工廠的選址不必再依賴於煤礦而可以建立在更經濟更有效的地方，也不必依賴於水能從而能常年地運轉，這進壹步促進了規模化經濟的發展，大大提高了生產率的同時也使得商業投資更有效率。

蒸汽機為壹系列精密加工的革新提供了可能，更高的工藝保證各種機器包括蒸汽機本身的性能提高。經過不斷的努力，引入更高氣壓的蒸汽，蒸汽火車蒸汽輪船便很快相繼問世。[1]

人物爭議編輯

正如其它很多重大發明壹樣，關於瓦特是否是壹些蒸汽機相關的專利的發明者上壹直有很多爭議。但對於其中最重要的分離式冷凝器，毫無爭議是由瓦特最早提出並獨自發明的。

從1780年左右，瓦特開始採取措施，對壹些聽說到的別人的主意預先提請專利，以保證蒸汽機的整體發明屬於自己並防止其他人介入。瓦特在1784年8月17日給博爾頓的壹封信中說道：

「我對於輪盤支架的描述是我在允許的時間與場地條件下能做的最好的情況；但是它本身還有很大缺陷，我這樣做的目的只是為了防止其他人獲取類似的專利。」

有人認為瓦特不允許其雇員威廉·默多克參與其高壓蒸汽機的研製，從而推延了該項發明的產生。瓦特還與博爾頓壹起壓制其他壹些工程師的工作，如喬納森·霍恩布勞爾（Jonathan Hornblower）在1781年發明了另外壹種蒸汽引擎，但是因被訴侵犯了瓦特的專利而失敗。

瓦特在1781年申報的「太陽與行星」曲桿齒輪聯動裝置的專利，在1784年申報的壹項蒸汽機專利，都有很強的證據顯示是由其手下的工程師威廉·默多克發明。

瓦特在1782年1月3日給博爾頓的壹封信中提到該項發明的產生時說道：

「我試驗了壹個圓周運轉的引擎模型，它是由威廉·默多克在我原有的計劃上重新提出並實現的。」

但威廉·默多克本人從未對這項專利的所有權提出過異議，他壹生都工作於博爾頓與瓦特的公司，並在瓦特退休後被吸收為合夥人之壹。即便在原來阻礙瓦特發明的曲柄專利於1794年過期後，瓦特的蒸汽機也壹直繼續採用這項「太陽與行星」傳動技術。

據說瓦特還曾阻撓其它壹些非自己專利的蒸汽機的發明與推廣，並認為用蒸汽機來推動車輛是不可能的事情。[1]

感謝親們的支持與配合，不便之處請諒解。

某某全體員工祝您新年快樂！

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