蒸汽機不是瓦特最先發明的,但是他卻成功引發了工業革命

人們為了紀念某人作出的突出貢獻，往往編出一些膾炙人口的故事情節在世間廣為流傳。比如牛頓在蘋果樹下坐著，被掉落的蘋果砸中，由此發現了萬有引力定律，再比如瓦特與蒸汽機的故事。

十八世紀初期，在蘇格蘭一個貧寒的家庭裡，一個小男孩正對著一隻沸騰的開水壺呆呆出神。他看著從壺嘴和壺蓋開縫處冒出的如煙似霧的水蒸氣，看著壺蓋不時被頂起來、落下去，發出「格當、格當」的聲音，仿佛失去了知覺。他在火爐旁站了一個多小時，但始終不肯伸出手去挪動一下那個水壺。他姨母進來見到這般光景，不禁大為光火，指著水壺大聲呵斥說：「沒看到嗎？懶孩子！」

這個故事流傳甚廣，故事中的小男孩自然是瓦特了。據說正是受到了茶壺蓋的啟示，瓦特後來產生了發明蒸汽機的靈感。但是像這樣的因為單純的一件事進而引發後面具有革命性的轟動，無疑是有點勉強的，無論是牛頓還是瓦特的成功都離不開前人的積累。牛頓也說過：「如果說我比別人看得更遠些，那是因為我站在了巨人的肩上」

瓦特蒸汽機

前人的步伐

如今普遍認為是瓦特發明了蒸汽機，進而引領了英國的工業革命，蒸汽機確實標誌著工業革命的開始，但是卻並非是瓦特發明的。早在公元1世紀時，埃及亞歷山大裡亞學者希羅就利用蒸汽噴射反衝力做功，製成蒸汽轉動裝置。1680 年，法國物理學家巴本發明了高壓鍋，10年後他又創造性地設計出最早的汽缸——活塞裝置。

1698年，英國工程師託馬斯·塞維利製造出第一臺實用的無活塞式礦井抽水蒸汽機。1712年，英國鍛工託馬斯·紐可門綜合巴本的汽缸活塞和塞維利形成真空的凝汽器裝置的優點，研製出更為有效的大氣活塞式蒸汽機。後來，英國工程師斯米頓對紐可門的大氣活塞式蒸汽機進行了改進，使其效率增加了近一倍。

紐可門式蒸汽機

瓦特從小就對蒸汽機有著濃厚興趣

詹姆斯·瓦特是對紐可門蒸汽機進行根本性改革的一個關鍵人物。1736年1月19日，詹姆斯·瓦特生於蘇格蘭的格林諾克。他曾在該地的文法學校學習，成績優異，後因身體不好而中途輟學。

回家後，他在父親的工廠學習技術，獲得了豐富的木工、金屬冶煉和加工、機械製造儀器修理等方面的技術。1775年，他到倫敦學習儀器製造，後到格拉斯哥大學當儀器修理工，負責教學用具的修理、保管。在那裡，他見到一臺紐可門蒸汽機模型，還遇到了熱力學家萊克和後來成名的物理學家約翰·魯濱遜。

這三個人聊得頗為投機，他們經常一起研究改進蒸汽機的問題。瓦特對紐可門的大氣活塞式蒸汽機十分推崇，但他也發現這種發明的巨大缺陷，使它仍然停留在基礎階段，這個階段的蒸汽機不僅消耗能量大、做功效率低，而且在運行時蒸汽機時冷時熱，機械作業無法持久。

為解決決這些問題，瓦特用玻璃瓶、竹筒等簡陋的器具做了一連串簡單而有趣的實驗，研究了蒸汽的密度、壓力和溫度之間的關係。他還對蒸汽機如何充分利用熱量作了一番仔細研究，並取得了突破性成果。

改良成功

在1769年，瓦特製成了單動式蒸汽機，其耗煤量僅為紐可門蒸汽機的四分之一，這是一個非常巨大的進步，但是瓦特並不滿足。取得專利後，他又在企業家博爾頓的支持下致力於新課題：將直線往復的機械運動轉變成圓周旋轉運動。在這方面，他提出了著名的是「行星齒輪機構」。

第二年，瓦特便製造出了復動式蒸汽機。1784年，「平行連杆機構"使得蒸汽機具有更廣泛的工業實用性。到1790年，瓦特又完成了汽缸示功氣的發明，這是整個蒸汽機改良過程的最後一步。這種經過改良的蒸汽機，比紐可門機器的工作效率提高了兩倍，耗煤量卻降低了75%，而且它安全可靠，速度很快，在當時幾乎無可挑刷，人稱「萬能蒸汽機」。

開啟工業化革命

瓦特蒸汽機改良成功，為工業界注人了新的活力，也改變了人類生產的面貌。它迅速成為適用於一切工業部門的動力機械，為紡織、採礦、冶金、造紙、機械等各行業廣泛應用。進入19世紀後，由於金屬材料應用的進展，蒸汽機不斷變得「小巧」，最後被廣泛用於交通工具上。整個世界掀起了一場經濟大革命，社會生產力有了驚人的發展。

鑑於詹姆斯·瓦特的特殊貢獻，1785年，他被選為英國皇家學會會員，1804年被授予格拉斯哥大學法學博士，1814年被法國聘為「法蘭西科學家國外會長」。瓦特去世後，英國著名的威斯敏斯特大教堂為他立了雕像。人們為紀念他，還用「瓦特」作為計算功率的一種單位。

瓦特的成功是吸收人類千百年來積累的知識和經驗的結果。個人努力探索加上前人已經取得的成果，是切科學技術發明的關鍵，如果說哈格裡夫斯發明了珍妮紡紗機是工業革命開始的標誌，那麼瓦特改良後的蒸汽機就是工業革命的標誌。

瓦特的蒸汽機可以完全取代水力和畜力，使人類找到了新的動力源泉，並由此開闢了機器化大生產的新時代。它的成功應用改變了整個社會和時代的面貌，拉響了西方社會工業化的汽笛，也使原本處於同一發展水平的東西方走上了不同的經濟社會發展道路，並從此漸行漸遠。

（參考資料：《世界歷史探秘》、《瓦特蒸汽機技術創新的社會視角分析》）