王小梅
世界上第一臺紡織機(jī)是英國人哈格里夫斯發(fā)明的,人們將它命名為“珍妮紡織機(jī)”?!罢淠輽C(jī)”在英國紡織業(yè)中得到推廣,但機(jī)械效率提高后,隨之而來的問題就是動力的供給跟不上(當(dāng)時動力的來源以人力以及獸力為主)。有人發(fā)明用風(fēng)力,但很不保險;有人發(fā)明用水力,但那必須到遠(yuǎn)離城市的山鄉(xiāng)去,于是人們便想到一種全新的動力──蒸汽。
蒸汽機(jī)之父
瓦特生于英國的格林諾克,他好像生來就與蒸汽有緣。他還是五六歲的孩童時就常守著火爐看水壺上的壺蓋被蒸汽頂?shù)靡簧弦幌碌靥鴦?,?jīng)常問這是為什么。后來由于家窮,他沒有機(jī)會繼續(xù)讀書,先是到一家鐘表店里當(dāng)學(xué)徒,后又到格拉斯哥大學(xué)去當(dāng)儀器修理工。這時社會上已開始有簡單的蒸汽機(jī),而當(dāng)時的科學(xué)發(fā)展,也從理論上解決了“壺蓋為什么會上下動”的問題。瓦特聰明好學(xué),又在這樣一個大學(xué)的環(huán)境里,常抽空旁聽教授們講課,又終日親手?jǐn)[弄那些儀器,學(xué)識也累積得不淺了。
1764年,格拉斯哥大學(xué)收到一臺紐可門蒸汽機(jī),請求修理,任務(wù)交給了瓦特。這種機(jī)器是蘇格蘭鐵匠紐可門1705年發(fā)明的,又大又笨。機(jī)器的汽缸下方有3個活門,汽從中間活門進(jìn)入,將活塞推上去,人工將汽門關(guān)死,再從右邊活門里注入冷水,熱汽遇冷收縮,缸內(nèi)形成真空,活塞自然下落,這時又要手忙腳亂地關(guān)上進(jìn)水活門。這樣活塞才能上下一次,連桿帶動汲水工具也上下抽水一次。瓦特將這臺機(jī)器修好后,看著它這樣吃力地工作,就如一個老人在喘著粗氣,顫顫巍巍地負(fù)重行走一般,覺得實在應(yīng)將它改進(jìn)一下才好。他注意到毛病主要在缸體隨著蒸汽每次熱了又冷,冷了又熱,白白浪費(fèi)許多熱量。能不能讓它一直保持不冷,而活塞又照常工作呢?
瓦特既能吃苦,又很頑強(qiáng)。他一有這個想法便立即租了一個地窖,收集幾臺報廢的蒸汽機(jī),決心要造出一臺新式機(jī)器。他自己也告別妻兒,搬到地下,整日擺弄著竹筒、木軸,左比右試,用了兩年時間總算弄出個新機(jī)樣子??墒屈c(diǎn)火一試,那汽缸倒像吳牛喘月一般四處漏氣。瓦特想盡辦法,用毯子包,用油布裹,幾個月過去了,還是治不了這個毛病。連這第一步都邁不出去,以后還不知會有多少險阻呢。他想這事也許壓根就不該他自己去干,“格拉斯哥大學(xué)有多少教授,這城里有多少工廠主,有學(xué)問的有學(xué)問,有錢的有錢,誰也不敢去碰這個難題,我這個窮工人為什么要去討這份苦吃?”
妻子發(fā)現(xiàn)了瓦特的想法,對他說道:“虧你還是個男子漢呢,就這樣沒有出息!這兩年滿城里誰不知道你在發(fā)明新蒸汽機(jī),今天就這樣打了退堂鼓,我看你怎樣上街見人。你不記得那年你要開個小鐘表修理鋪,行會里的人說你學(xué)徒期不夠,不許開,后來這所大學(xué)不講資格,破例收留了你,連那么大的機(jī)器都讓你修,你修好了又不滿足,自吹還要造個更好的。這樣,我看你要么真的造出一個新機(jī)器,要么就摔掉飯碗,我跟你沿街要飯去!”
妻子的這般言語把瓦特羞得半天抬不起頭來。過了好一會兒他才說:“親愛的,你知道我們現(xiàn)在就要揭不開鍋了。再這樣借債,借到何時?”妻子忽地站起,伸手摘下脖子上的項鏈,又取下手上的結(jié)婚戒指,說:“能賣的先變賣掉,咬咬牙先過下去。”瓦特更羞愧難當(dāng),起身下地,隨手抓過桌上的一把木尺,一折兩半,說:“我瓦特要造不出新蒸汽機(jī),就算我這雙手白白擺弄了十幾年的機(jī)器,到時我就扯斷自己的手指?!?/p>
瓦特將過去的資料重新整理一番,打起精神繼續(xù)研究。研究累了就守著爐子燒一壺水喝茶。一天,他一邊悶頭喝著苦茶,一邊看著那孩提時代就引起他興趣、會一動一動的壺蓋,猛然喊道:“茶水要涼,倒在杯里;蒸汽要冷,何不把它從汽缸里也倒出來呢?”
靈感加堅持不懈
瓦特立即設(shè)計了一個和汽缸分開的冷凝器,這下熱效率提高了3倍,用的煤只有原來的25%。他又到大學(xué)里向布萊克教授請教了一些理論問題,教授又介紹他認(rèn)識了發(fā)明鏜床的威爾金技師,這位技師立即用鏜炮筒的方法為瓦特鏜制了汽缸和活塞,解決了最頭痛的漏氣問題。
這時早有另一位慧眼識英雄的工廠主博耳頓開始向瓦特投資,瓦特有了資金支持,如虎添翼,到1784年他的蒸汽機(jī)已裝上曲軸、飛輪,活塞可以靠從兩邊進(jìn)來的蒸汽連續(xù)推動,再不用靠人力去調(diào)節(jié)活門,所以這才是世界上第一臺真正的蒸汽機(jī)。
但這時距瓦特接手修理那臺紐可門蒸汽機(jī)已經(jīng)過去了整整20個年頭。瓦特終于完成了這個劃時代的發(fā)明。以后他又與人合辦了一個蒸汽機(jī)制造廠,他這一生再也沒有離開過蒸汽機(jī),直到1819年,他以83歲的高齡離開了這個因他的發(fā)明已經(jīng)變得很熱鬧的世界。