瓦特:技術創新帶來的變革

2020-12-03 大公網

  任何一次大型技術革命,都不可避免地會以改變一切的力量,上演一場影響世界經濟、政治、文化和社會發展的深刻變革。從前是蒸汽機,現在是網際網路。

  站在一個新時代到來的前沿,我們也該用歷史之心、時代之心,努力去描繪並思索如何更好地迎接一個必然到來的新時代。

  文/本報記者 佟文立

  瓦特,英國發明家,他所發明的蒸汽機最終在英國引發了一場工業革命並使人類進入新的動力時代,也奠定了英國作為世界工廠的地位。

  關於水蒸氣的動力作用,從古埃及時代人類就已經明白。不過作為一類複雜的機械裝置,有實用價值的蒸汽機的出現則又經歷了幾個千年。

  在詹姆斯·瓦特之前,英國工程師託馬斯·塞維利在1698年發明了第一臺實際應用於礦井抽水的蒸汽機,第一次真正把蒸汽變成工業動力。但是這種機器有許多缺陷,效率很低。1705年英國工程師託馬斯·紐可曼發明了一種實用的大氣活塞式蒸汽機。他把從礦井裡抽水的工作機和提供動力的蒸汽裝置完全分開,並靠搖杆的不平衡在重力作用下使蒸汽裝置的活塞運動回程,從而極大地減少熱量損失。

  1763年,格拉斯哥大學請作為儀器工人的詹姆斯·瓦特修理一臺紐可曼蒸汽機。正是在這一工程中,瓦特產生了「分離冷凝器」的設想。但從設想到試驗獲得最後的成功都需要相當的財力投入,幸運的瓦特在債臺高筑後得到了一位靠販賣黑奴而致富的商人的合同贊助。從1766年開始的3年多的時間裡,瓦特克服了材料和工藝等各方面的困難,終於在1769年研製出第一臺樣機。同年,瓦特因發明冷凝器而獲得他在改進紐可曼蒸汽機的過程中的第一項專利。但此時的瓦特蒸汽機無法作為真正的動力機。1781年底,瓦特以發明帶有齒輪和拉杆的機械聯動裝置獲得關於蒸汽機的第二個專利。1782年,瓦特試製出了一種帶有雙向裝置的新汽缸,由此獲得了他的第三項專利。至此,紐可曼蒸汽機才完全演變為瓦特蒸汽機。由於瓦特對紐可曼機蒸汽機的改進非常重要,所以人們認為是他發明了第一臺有實用價值的蒸汽機。這種高效率的蒸汽機很快取代了舊式的蒸汽機,從此,動力機、傳動機和工作機組成了機器生產系統,成為工業化的核心。

  1784年,瓦特以帶有飛輪、齒輪聯動裝置和雙向裝置的高壓蒸汽機的綜合組裝取得了他在改進紐可曼蒸汽機過程中的第四項專利。1788年,瓦特發明了離心調速器和節氣閥;1790年,他又發明了汽缸示工器,並相繼申請了專利。至此歷經20多年,瓦特完成了蒸汽機發明的全過程。

  晚年的瓦特非常富庶,但是他的主要財富來源不是製造蒸汽機的工廠,而是廣泛轉讓的高效能蒸汽機的發明專利。瓦特逝世於1819年,後人為了紀念他為人類作出的傑出貢獻,把發電機和電動機的功率計算單位稱為「瓦特」。

  對蒸汽機的重要性無論怎樣估計都不為過分。當然在工業革命中出現了許多其他發明,如在採礦,冶煉和許多工業機械等方面都有所發明。其中的幾項發明如滑輪梭子(約翰·凱,1733年)和勒尼紡紗機(詹姆斯·哈格瑞夫斯法,1764年)皆出在瓦特著手之前。其他發明中的大多數隻代表了小改小革,沒有哪一項能單獨地對工業革命起舉足輕重的作用。然而蒸汽機則不同,它起著關鍵性的作用,沒有它,工業革命就會面目全非。在它之前雖然風車和水輪有一定的用途,但是主要的動力源一向是人的肌體,這個因素嚴重地限制了工業生產力。隨著蒸汽機的發明,這條限制消除了。現在有了可供生產使用的巨大能量,生產也就隨之有了巨大的增長。

  在歷史上,工業革命與美國革命和法國革命幾乎是同一時期出現的。雖然人們當時似乎對工業革命認識不清楚,但是今天人們可以看出它對人類日常生活的作用顯然要比那兩場偉大政治革命都重要得多。因此,詹姆斯·瓦特是歷史上最有影響的人物之一。

  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,這進一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。蒸汽機為一系列機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。

  蒸汽機車加快了19世紀的運輸速度:蒸汽機→蒸汽輪機→發電機,蒸汽為第二次工業革命即電力發展鋪平了道路。

  這不由得讓人聯想到如今的網際網路,網際網路也是一場技術革命,而現在它以改變一切的力量,正上演一場影響世界經濟、政治、文化和社會發展的深刻變革。

  什麼是網際網路?什麼是網際網路時代?什麼是網際網路社會?網際網路如何改變著我們的生活、行為方式、產業形態、社會生態?它將帶來哪些機遇和挑戰?未來的網際網路會是什麼樣?對整個世界、人類文明的未來將產生什麼樣的影響?站在一個新時代到來的前沿,我們也該用歷史之心、時代之心,努力去描繪並思索如何更好地迎接一個必然到來的新時代。

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