开发蒸汽无限的力量——瓦特

文丨林下生风

瓦特自幼体弱多病，却凭着对科学的好奇和执着，成为工业革命的代表人物。

传说瓦特小时候，曾经看到水壶中的水蒸汽把壶盖顶开，使他对水蒸汽产生兴趣，长大才会研究发明蒸汽机。其实瓦特并不是第一个运用蒸汽力量的人，但从这个故事中，也能看到瓦特对日常生活的好奇心，再加上他长时间的观察和努力，才能够研究出影响人类生活的蒸汽机。

追根究底的少年

1736年1月19日，瓦特出生在苏格兰格拉斯哥市附近的一个小镇，父亲是一名船工，并且投资了一些商船，母亲则来自当地的望族，接受过良好的教育。少年时代的瓦特，由于体弱多病，只有断断续续的上学读书。

在学校上课时，瓦特的数学成绩很优秀，却因生病而退学，还好在父母的悉心教导下，他一直坚持自学。由于刻苦好学，有时读书通宵达旦。6刚时，瓦特便开始学习几何学，15岁就能读懂《物理学原理》等书籍。此外，瓦特的手非常灵巧，很快就学会木工、金属冶炼和加工等工艺技术。他常常自己动手修理和制作起重机、滑车和一些航海机械。

1756年，格拉斯哥大学的一名教授发现了瓦特的手艺，引荐他进入大学，成为学校教学仪器的技工。因为学校拥有较完善的仪器设备，瓦特在修理仪器时，有机会了解先进的技术，开阔了他的眼界。这时，他对以蒸汽作为动力的机械产生浓厚的兴趣，开始收集相关资料，还因此学会意大利文和德文。

发明改良蒸汽机

从最初接触蒸汽技术，直到瓦特蒸汽机研制成功，虽然经过多次挫折，但他坚持不懈，终于完成了蒸汽机的革新，使它能够广泛的应用。

蒸汽机的发明有悠久的历史。虽然一般人都认为瓦特是蒸汽机的发明者，其实在他之前，蒸汽机早就已经出现了，当时工厂使用的是“纽考门蒸汽机”，但它的耗煤量大，效率低，因此用途不广。

1764年，格拉斯哥大学有一台教学用的纽考门蒸汽机模型坏了，学校就委托瓦特来帮忙修理。瓦特不但很快的修好这台机器，并且趁机对当时世界上最先进的蒸汽机模型进行深入研究，他还向大学中的物理、化学教授虚心求教，加上自己刻苦钻研，终于找到了纽考门蒸汽机耗煤量大、效率低的原因。

瓦特根据热原理，计算出一定量的煤能烧出多少蒸汽。他发现纽考门蒸汽机只有25%的蒸汽可用来作功，其余的75%都浪费在气缸的冷热交换。经过深思，瓦特开始有了将冷热蒸汽分开的构想，其中气缸必须保持高温，负责作功；至于冷凝器则要维持低温，负责使蒸汽冷却。

为了进一步改造蒸汽机，瓦特利用德国人1772年发明的排气阀，使气缸能连续往复运动；经过反复修改，瓦特再利用缩放仪的原理，研制出行星齿轮构造，让往复运动变成圆周运动。经过3次的改革，瓦特的蒸汽机正式完成。

工业革命的推动者

瓦特对人类发展有划时代地贡献，为了纪念他，人们以“瓦特”作为功率的单位。

瓦特蒸汽机的燃煤量不到纽考门蒸汽机的一半，但效率更高，因此迅速被英国的矿场采用。1784年4月，英国政府授予瓦特制造蒸汽机的专利证书，之后的50年间，全英国增加了一万五千台蒸汽机，可说是推动当时社会前进的动力。

得到专利权后，瓦特依然持续研究改良蒸汽机，让蒸汽机能够应用在更多地方，如纺织、食品、印刷工厂等。1800年，蒸汽机的专利权到期，瓦特便过着退休的悠闲生活，早年体弱多病的他，年老时却非常健康。

瓦特一生中获得过许多荣誉。最主要的有：1785年获选英国皇家学会会员；1806年格拉斯哥大学授予博士学位；1814年成为法兰西科学院外籍院士。瓦特临终前不久，英国国王想赐给他爵位，但是被瓦特拒绝了，他一生不求名利，唯一孜孜不倦追求的是发明创造。

1819年8月25日，这位大发明家走完了他的人生之旅。为了纪念他，人们修建了很多纪念碑，国际单位制中的功率单位也以瓦特（Watt）的姓氏来命名。

由于瓦特的发明，人类的工业动力由人力、马力演变为蒸汽，因此他被认为是引发第一次工业革命的重要人物。虽然现代蒸汽动力被电力所取代，但瓦特的贡献已让他的名字永远刻在历史上！