詹姆斯‧瓦特(James.Watt)是蒸汽機的發明人。18世紀第一次工業革命正是因為有了瓦特的發明,將製造業從人力操作推向機械化,蒸汽機就像是為工業革命插上了翅膀,促使人類社會一個劇烈的變動。

童年體弱 不適學校生活

1736年1月19日,瓦特生於蘇格蘭的港口小鎮格林諾克(Greenock)。瓦特的父親是熟練的造船工人,擁有自己的船隻與造船作坊;母親出身於一個貴族家庭,受過良好的教育,家庭經濟狀況良好。

瓦特一生下來就體弱多病,他又小又瘦,備受病痛的折磨,因此沒有像其他同齡人一樣去上學。

母親除了悉心照顧他的身體外,也是他的啟蒙老師,教他語言、文學、歷史等知識;父親教他數學,還給了他一套木工用具的玩具。瓦特從小就表現出了精巧的動手能力以及數學上的天分,他也很有機械頭腦,常用工具自製出各種模型。

後來在父親的工廠裡,他學到許多機械製造知識,並學會了如何維修及製造一些海事輔助儀器,如四分儀、指南針、望遠鏡等。15歲時,他立下志願要作一位科學儀器的製造人。

家逢巨變 經濟陷入困境

1753年,瓦特的母親逝世了,失去了慈母,對他來說是不小的打擊,而雪上加霜的,是父親的生意也由於經營不善而瀕臨破產。家庭經濟陷入困境,為了減輕父親的負擔,瓦特決定到母親的故鄉格拉斯哥(Glasgow)學習一門技藝。他在格拉斯哥工作了一年,卻發現自己的技術沒有進步。

後來,格拉斯哥大學教授迪克(Robert.Dick)介紹一位相當有名望的儀器製造師修特,瓦特於是收拾行囊,帶著迪克教授的介紹信,啟程來到了倫敦,一心想學習更深入的技術。

令人失望的是,修特因為不想收他為徒,婉拒了他。他向瓦特另外介紹了幾位行家。瓦特挨家一一拜訪,期望有人能收他為徒,可是他的年齡偏大,又不是本行的學徒,加上當時的公會行規規定非常嚴格,因此四處碰壁,得到的的結果都一樣令人失望。

學徒生涯 靠意志力度過

正當他快要走投無路時,幸好有一位技藝高超的製造商摩根(John.Morgan),不理會公會的規定,收他為徒。可是摩根提出了相當嚴苛的條件,即學徒的學習時間只有一年,且必須無償的工作一年,另外還要支付一筆訓練費用。瓦特不多加思索就答應了。

原本要花幾年時間學習的技藝,在一年中就要學成,瓦特晚睡早起,竭盡全力的學習和工作,每天工作十小時以上。他刻苦學習、鑽研技術,很快的就後來居上,超越了在摩根公司待了兩年以上的正式學徒。但繁重的工作使得從小體弱多病的他,疾病復發,憑著堅強的意志,他在倫敦堅持的待了下來,直到學徒期滿。

一年後回到格林諾克老家時,瓦特已成了手藝高明的輪盤、指南針、量重機製造人。

在故鄉休養了一陣子後,他的身體漸漸的恢復了健康。為了生計,瓦特再度來到格拉斯哥。

成功轉折 任儀器製造師

1757年,格拉斯哥大學的教授約瑟夫‧布萊克(Joseph.Black)提供給了瓦特一個機會,聘用他為正式「數學儀器製造師」,讓他在大學裡開設了一間小修理店。在這期間,許多學者、專家經常到修理店,瓦特與這些大學教授、學者們來往,獲得了珍貴的友誼,也學到各種科學知識。這是他人生中的一個轉折點,也是邁向成功之路最重要的起點。

瓦特工作時的模樣(網路圖片)

1763年底,瓦特接受格拉斯哥大學的委託,修理一台紐考門式蒸氣機的模型,從此開啟瓦特改良蒸氣機的研究之路。修理後這台蒸汽機勉強可以工作,但是效率很差。經過大量實驗,瓦特發現它浪費太多蒸汽,以致不能產生較大的動力。他花了一年的時間鑽研,終於找到解決的方法。他在機器裡附加了分體冷凝裝置,又把汽缸隔離起來,使蒸汽機的效率大大提高。

著手發明 與企業家合作

瓦特想要建造一台實際的蒸汽機,但這並非一件容易的事。首先是資金,布萊克教授提供了一些幫助,但更多的資助來自於企業家約翰‧羅巴克(John.Roebuck)。在羅巴克的贊助下,瓦特開始了新式蒸汽機的試驗。

羅巴克幫瓦特申請了專利,但兩人的合作並不盡人意,羅巴克並未給予瓦特全面的經濟資助,為了維持生計,瓦特不得不又找了一份運河測量員的工作,四處奔波,並且一做就是8年。

後來,羅巴克破產,相關專利都由伯明罕一間鑄造廠老闆馬修‧博爾頓(Matthew.Boulton)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,瓦特得到了更好的設備、資金以及技術上的支援。1776 年,第一批新型蒸汽機終於製造成功並投入於實際生產。

馬修‧博爾頓的畫像。博爾頓是瓦特的第二名合夥人,他提供了瓦特充足的資源(網路圖片)

後來,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,以使蒸汽機能為絕大多數機器提供動力。1781年,瓦特公司的雇員威廉‧默多克(William.Murdoch)發明一種稱為「太陽與行星」的曲柄齒輪傳動系統,擴展了蒸汽機的應用。

喜歡研究思考的瓦特,還有很多其他發明,比如他發明一種新的利用望遠鏡測距的方法,一種新的透印印刷術、壓印機,以及機械圖紙著色法。1800年瓦特的專利與博爾頓的合作到期,他倆同年退休,但他們之間的合作延續到下一代。

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。為紀念瓦特的貢獻,國際單位制中的功率單位以瓦特命名。

瓦特所改良的蒸氣機模型(網路圖片)

瓦特不是第一個發明蒸汽機的人

瓦特其實並不是第一個發明蒸汽機的人,他是在原有的紐科門蒸汽機基礎上改良成新式蒸汽機結構。但瓦特蒸汽機被廣泛地應用在工廠,幾乎成為所有機器的動力,大大地改變了人們的工作生產方式,不再依靠肌力及自然力,自此拉開了工業革命的序幕。後來,人們在他的發明基礎上,經過不斷的努力,引入更高氣壓的蒸汽,蒸汽火車、蒸汽輪船很快地相繼問世。◇

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雖然從小體弱多病,但是這無法阻擋不了瓦特對於知識的熱誠。在他的一生中並不是一路順遂,不論是失去親人的打擊或是求學與事業中碰到的阻礙,都沒有讓瓦特因此停下腳步。憑著堅忍的毅力,在越過了重重的障礙後,得以獲得豐碩的果實。

作者:黃凱西

文章來源:大紀元

(責任編輯:鈺唐)

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