瓦特(9)_學達書庫

九

　　1763年，羅比森回到格拉斯哥大學，擔任了化學教授。他與瓦特的親密關係，也很快恢復起來，而且好像從來就沒有間斷過一樣。羅比森對於他的老師布萊克，也始終懷著尊敬與友情。布萊克的許多重要發現和原理，生前都沒有發表過詳細報告，而是寫在自己的講稿裡。布萊克於1799年去世後，他的學生和朋友羅比森，把他的講稿和筆記整理成書，以《化學原理講義——已故布萊克在愛丁堡大學的講稿》為題，於1803年出版。這本書將作為他們之間的友誼見證，永遠傳為美談。

　　除了科技界的朋友之外，瓦特還結識了一些實業界的朋友。其中曾長期與之合作的有約翰·羅巴克、威廉·斯莫爾和馬修。博爾頓等。他們不僅以其經濟實力，支持過瓦特的科學實驗；而且以其商業頭腦，把瓦特的技術成果推向市場，使其能及時轉化成生產力，自己也從中獲取巨額的財富。這方面的情況，我們以後會逐漸介紹。

　　3.初試蒸汽

　　在英國有一個古老的傳說，講的是瓦特當年發現蒸汽作用力的美妙故事。

　　據說，當瓦特還是一個孩子的時候，在倫弗魯郡格裡諾克市他家中的大火爐旁，他注意到水壺中的水燒開時，把壺蓋頂了起來，從而「發現了」蒸汽的作用力。在一幅由史東所繪的著名油畫中，年輕的瓦特正和父母一起用茶，在餐桌上的水壺從水壺嘴冒出蒸汽，瓦特聚精會神地正在觀察蒸汽由沸騰的水壺中冒出、凝結的情形。

　　這個故事當然是不真實的。它流傳很廣，使人家誤以為瓦特是在家中喝茶時有了蒸汽機的構想。

　　其實，這段情節是根據他的一位阿姨所描述的。瓦特的阿姨這樣說道：「我從來沒有看過你這麼遊手好閒的男孩！快去看書或做些有用的事。你已經半小時沒說話了，只會打開壺蓋然後再蓋上，現在又拿一個咖啡杯和湯匙放在蒸汽上面：觀看蒸汽怎麼從壺口冒出來，並且去盛接以及計算有多少水滴。」

　　無獨有偶，在幾百英里以外的德文郡達特茅斯市，當時也有一個十分類似的傳說，卻同瓦特的老前輩托馬斯。紐科門的名字聯繫起來了。作為世界上第一台實用蒸汽機的製造者，紐科門最有資格譽為蒸汽機的最早發明家，而瓦特則起了一個偉大的改進者的作用。關於他們兩個人的上述傳說，只不過是一篇生動的民間故事而已，因為那種人所共知的現象，是用不著他們去發現的。遠在古代，人們對蒸汽的作用力就有了認識；而在紐科門和瓦特的時代，蒸汽的作用力確定為自然科學已成為事實，後來則稱為科學。

　　認識到一種力的存在是一回事，而要成功地駕馭這種力使之為人類所用，則是困難得多的另一回事。瓦特的功績，就在於他通過不斷的研究改進，終於找到了一種安全簡便的辦法，為工業提供了節能高效的蒸汽機。

　　自從瓦特誕生以來的兩個多世紀，在人類歷史的長河中，只不過是轉瞬即逝的一刹那。然而，由於瓦特和他的繼承者們的發明所引起的變化，卻是那麼巨大和廣泛，以至於使他的童年時代所處的世界，與我們生活的當今世界相比，竟有著天壤之別，相隔甚遠。

　　不過，在當時的英國也有兩件新事，已經使工業革命的勢頭有了發展。

　　首先是阿布拉罕。達比於1709年前後，在希羅普郡的科爾布魯克代爾，完成了利用焦炭煉鐵的技術改進。這項新技術的採用，使煉鐵工業不再受木炭供應的限制，從而有可能大量增加生產。其次是由於煉鐵廠的老闆們現在需要更多的煤炭，於是，托馬斯。紐科門於1712年在斯塔福德郡，成功地安裝了他的第一台礦用蒸汽機抽水泵，從而使得礦工們可以在礦井深層採煤。

　　紐科門的蒸汽動力泵機，在發明初期安裝的不多。但在1733年這項發明專利權期滿之後，採用它的人便很快增多起來。到了瓦特出生的時候，在蘇格蘭的埃爾郡和中洛錫安的一些煤礦裡，也有一些這種動力抽水機在工作。

　　但同英格蘭中部地區相比，蘇格蘭當時還是個不發達地區，幾乎還沒有受到新技術的觸動。到了18世紀50年代，由於約翰斯萊頓等工程師使用了大口徑的鐵制汽缸，並對其他零件做了一些改進，紐科門式的發動機在英國的應用，在數量和功率兩個方面都有了很大的提高。這激發了年輕的羅比森去思索新動力的可能性：為什麼發動機的用途，只限於礦井抽水呢？難道不可以用它來轉動機器，甚至驅動道路上行駛的馬車嗎？當他們在瓦特的作坊裡交談的時候，羅比森這些滿懷希望的推想很快便引起了瓦特的興趣。據斯邁爾斯說，他確曾設計出一種裝有蒸汽機的車輛的原始模型，這種車輛帶有兩個用馬鐵片製作的汽缸。這次試驗的失敗表明了瓦特缺少這方面的知識，因而使瓦特決心加以彌補。瓦特從未見過紐科門式的發動機，於是他便開始研究，他從諸如德薩古利爾斯、貝利多爾和斯威策等作家那裡瞭解到了他的前輩帕平、薩弗裡和紐科門曾經取得的成就。

　　瓦特能夠致力於這方面研究的時間是有限的，因此直到1761年、1762年，他才開始進入實際的試驗階段。他設法搞到了一個帕平蒸煮器（即現今高壓鍋的最初的雛形），把它用作蒸汽發生器，從而使他能確定蒸汽在高壓情況下的功率。在這方面，他是按照薩弗裡的辦法進行試驗的，薩弗裡當年曾利用蒸汽的壓力，把水管內的水頂上去。他把一個裝有密封活塞塊的小注水器連接到蒸煮器上，並在蒸煮器和注水器之間裝一個閥門；根據閥門的轉動方向，既能使蒸汽進入汽缸，也能把它全部排放出去。瓦特發現，在他使蒸汽進入汽缸的時候，這個小活塞就被往上頂，這股力可以頂起15磅的重量。當他轉動閥門把蒸汽從蒸煮器裡排放出去時，在汽缸裡的蒸汽放盡後，活塞就下落，並且這種過程還可以連續反復。

　　即使從消極方面來說，這個第一次試驗仍具有極大的意義。它表明從一開始，瓦特就如願以償地領會並證實了高壓蒸汽具有膨脹力。瓦特確實製作過一台極其粗糙簡單的高壓蒸汽發動機，並且像他這樣一位具有聰明才智的能工巧匠，是不可能在頭腦裡沒有出現過這種想法的。倘若這種雙向閥像紐科門式發動機上的閥那樣是用機械操縱的話，這台蒸汽機就會成為自動的了。這種蒸汽機的運轉原理與紐科門式發動機的原理相比會簡單和有效得多。然而，瓦特卻根本不考慮去採取這一有希望發展的途徑。他之所以這樣做的理由，可以用他自己的話來做出最好的解釋：

　　我很快便放棄了根據這種原理製作發動機的想法，因為我知道它很容易導致對薩弗裡的發動機的那些方面的否定，即薩弗裡發動機的鍋爐有發生爆炸的危險；難以使它的連接處密封；還有因為研製不了有助於活塞下降的真空裝置，從而會浪費大量的蒸汽力等。

　　瓦特的這段解釋，儘管是在回顧往事時所寫的，但卻無疑公允地說明了他當時不使用高壓蒸汽的原因。的確，用當時通用的材料和工藝去製造一台鍋爐，或者設計出能夠經得住高壓的接頭和墊圈，本來就是件極端困難的事情。然而，有志者最後總會想出辦法來的。瓦特最終確實採用了那套大大超過了當時實際條件的操作系統，並且在它取得成功之前，他在著手解決實際工程問題方面所遇到的困難，決不是不令人望而生畏的。瓦特在寫上面這段話的時候，肯定知道這一點，不過他那過於謹小慎微和極端固執的作風，使得他在由於技術進步而原來那些困難已不復存在之後很久，仍然堅持反對使用高壓蒸汽。他就是這樣一個人：一旦認准了一條路比其他的路好，他就會一直沿著它走到底，決不回頭。因此，他的第一次實際試驗是具有決定性意義的。而那條令瓦特怯步的道路，卻將留給那位偉大的康瓦爾人理查德。特裡維西克去勇敢地開闢了。

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