蒸汽机发明者瓦特

蒸汽机发明者瓦特

瓦特发明的蒸汽机，使世界进入了“蒸汽时代”，并由此引发了世

界上第一次技术革命，促进了生产力的极大发展，使人类生活与世界

文明完全改变。

詹姆斯·瓦特（James Watt，1736—1819）1736年出生于英国苏格

兰格林诺克市镇一个造船工匠的家里。瓦特自幼身体很弱，由于先他

出生的孩子一个个因身体太弱而夭折了，他的父母很为他的健康担心，

生怕养不活他，因此，他们对小瓦特呵护有加。瓦特天生十分胆小，

忧愁善感，不像其他孩子那样终日奔跑嬉戏。一转眼瓦特到了该上学

的年龄了，考虑到他的体弱多病，父母不忍心让他冒着风雨去上学，

便依旧让瓦特呆在家里，由母亲教他读书写字，父亲教他书法或算术。

好在他聪明好学，爱动脑筋，没多久便认识了不少字。就这样，瓦特

在家里接受了他的启蒙教育。

受家庭的影响，瓦特从小就爱摆弄机械，他常在父亲的作坊里玩

耍。大人们修理东西时，他常站在一旁，摸摸这，问问那，大人们嫌

他碍手脚，就让他到一边去玩。可小瓦特却没有心思去玩，他的求知

欲很强，什么事都想弄明白。他常默默地一个人在房边拾些边角废料

模仿着摆弄，这些便是他幼年最喜欢的玩具。

瓦特8岁时身体稍好些，被家人送到文法学校去上学。在学校他

表现得沉默寡言，并不引人注意。他甚至一直被认为是一个“愚钝不

聪明的孩子”，还常被其他淘气的孩子弄哭，被他的同学骂作“软蛋

包”“不中用”，连女孩子也嘲笑他“像个孤独的稻草人，又在哭啦”！这

可能与他孤僻的性格和不善言辞有关。直到瓦特13岁升到中学时，

才渐渐显露出他的才能来，他的数学老师常对他赞不绝口：“这孩子

是数学天才，头脑不凡。”瓦特在这位老师的指导下，很用功地念了两

年数学。

中学毕业后，瓦特开始在父亲的作坊劳动。对他来说，这里无疑

是最好的学校，他开始尽情地发挥他童年时就有的手工操作技能。瓦

特虽说生来胆小，怕见生人，可是他却具有“对一件事物一旦感兴趣，

就非把它完成不可”的倔强特质。不多久，他就全掌握了作坊上上下

下的工艺操作，成了一个工作熟练的正式工人。

1753年，对14岁的瓦特来说是非常不幸的一年。这年，他的母

亲因病去世，父亲在商业上也不顺利，他的大学梦破灭了。瓦特只好

自谋生路，单身一人前往伦敦去学习制造数学器具的技艺。幸好，虽

然瓦特在伦敦吃尽苦头，经常忍饥挨饿，但是一年以后他终于掌握了

制造数学器具的全部工艺。之后，他又回到故乡格林诺克，在父亲那

里休养了一段时间，以恢复体力。

不久，格拉斯哥大学的迪科博士来信，建议他到那里去维修许多

在海上运输中破损的天文仪器。瓦特到了那里，并很快修好了那些天

文仪器，颇受迪科博士的赞赏。在迪科博士的帮助下，瓦特在格拉斯

哥大学建筑物的角落里，开了一个类似大学附属数学仪器制造所的店

铺，出售各种数学器具、乐器、各种玩具以及其他一些杂品，兼作一

些修理工作。由于瓦特生性害羞，不善于做生意，他的店铺的生意并

不太好，大都从事订货的制造。

瓦特的工作场所，不知不觉成为教授和学生的科学研究俱乐部。

瓦特经常和他们交流经验，相互请教，他们也经常邀请瓦特到研究室

去修理各种出毛病的机械装置。这样，不久瓦特就成为格拉斯哥大学

研究所不可或缺的人物了。精于数学的瓦特，对于机械的转动时间和

所注入的药品的份量，能够立刻计算出来。如果有时实验失败是基于

机械装配的缘故时，瓦特就会深入最微细的地方加以检查，立即便能

发现是哪个部分的毛病。遇到不懂的地方，他就很主动地请教教授或

学生们，还经常跑到大学的图书馆里，查阅相关的资料。原本就被誉

为有数学天才的瓦特在这种实践中慢慢掌握了先进的技术，同时也开

阔了眼界。他开始一步步向着科学大道迈进。

瓦特在大学里认识了化学家约瑟夫·布莱克和约翰·鲁宾逊，瓦特

从他们那儿学到不少科学理论知识。他们3人对改进蒸汽机都颇有兴

趣，经常聚在一起，热烈讨论。

1764年，格拉斯哥大学的一台纽可门蒸汽机的教学模型坏了，请

瓦特来修理。瓦特不但很快地修好了这台模型，而且对这台最先进的

蒸汽机进行了深入研究。瓦特发现，它严重浪费了蒸汽，他还认识到

这是因为损失了蒸汽的潜能，他就在机身外加了一个凝汽器，从而大

大降低了蒸汽消耗量。后来，瓦特终于找到解决问题的途径：在汽缸

外面，单独设置一个蒸汽冷凝器。他立即租下一间地下室，借了一笔

资金来进行试制。他和几个助手夜以继日地试验，经过无数次失败后，

终于在1768年制造出能够运转的蒸汽机。

1769年1月5日，瓦特取得了“降低火机的蒸汽机和燃料消耗量

的新办法”的专利。这种单动作蒸汽机，采用了多种新措施，如用油来

润滑活塞，在汽缸外设置绝热层等，从而使它的耗煤量大大降低，只

有纽可门蒸汽机的四分之一，而动作又比纽可门蒸汽机迅速、灵活。

一些本来因为排水困难快要关闭的煤矿，使用瓦特设计的“单动作蒸

汽机”后，生产很快就得以恢复。

1782年，瓦特又获得“双动作蒸汽机”专利。1784年，瓦特在他

的一份专利里提出“平行连杆机构”，有了它，蒸汽机具有更广泛的实

用性。4年后，瓦特又发明离心调速器和节气阀。1790年，他又完成

汽缸示功器的发明。至此，瓦特才算完成了对蒸汽机的整个发明过程。

到19世纪三四十年代，蒸汽机已在全世界广泛应用，进入所谓的“蒸

汽时代”。

在历史上，工业革命与美国革命和法国革命几乎是同一时期出现

的。虽然人们当时似乎对工业革命认识不清楚，但是今天我们可以看

出它对人类日常生活的作用显然要比那两场伟大政治革命都重要得

多。因此，瓦特是历史上最有影响的人物之一。

瓦特在原有的纽科门蒸汽机基础上发明的新式蒸汽机结构，在这

之后的50年之内几乎没有什么改变。瓦特蒸汽机发明的重要性是难

以估量的，它被广泛地应用在工厂成为几乎所有机器的动力，改变了

人们的工作生产方式，极大地推动了技术进步并拉开了工业革命的序

幕。它使得工厂的选址不必再依赖于煤矿而可以建立在更经济更有效

的地方，也不必依赖于水能从而能常年地运转。这进一步促进了规模

化经济的发展，大大提高了生产率的同时也使得商业投资更有效率。

蒸汽机为一系列机密加工的革新提供了可能，更高的工艺保证各种机

器包括蒸汽机本身的性能提高。经过不断的努力，引入更高气压的蒸

汽，蒸汽火车蒸汽轮船便很快相继问世。

瓦特除了蒸汽机的发明外，还发明一种先进的液体比重计，一种

新的信件复印机，他还最先提议用螺旋桨来推进轮船，第一个采用“马

力”作为功率的单位。

1790年以后，优厚的专利税终于让他脱离贫困，从此，他可以不

必受事业浮沉或生活问题的困扰，纯粹是为了乐趣而进行研究了。

1819年8月25日，瓦特在希思菲尔德郡的家里去世，享年84岁。

后人为纪念这位伟大的发明家，把功率单位定名为“瓦特”。