瓦特(1)〈蒸汽機發明人〉   江銘輝  五夢網

圖1：瓦特(摘自維基百科，作者：Henry Howard)

一、   前言

古希臘科學家希羅(Hero)發現蒸氣的強大力量，他曾製造蒸氣轉球(aeolipile)(圖2)，被視為最早的反動式渦輪機。

 但真正為蒸氣時代揭開序幕的是法國科學家巴本(Denis Papin)，他發現水在密閉的容器內"加熱後，容器內的壓力會增加，可以以將活塞頂高，冷卻後大氣壓力會將活塞壓下。他開始進行蒸氣高壓傳動的蒸氣幫浦的研究設計。

圖2：希羅發明的蒸汽渦輪機

1712年，英國的紐考門終於製成第一部實用的蒸氣機，由活塞、汽缸、鍋爐組成。紐考門的蒸氣機雖然得到各礦場的採用，汲出礦坑裡的積水。但是，他採取將鍋爐產生的蒸氣導入汽缸將活塞推上，然後往汽缸注人冷水使活塞下降的方法，浪費大量燃料，而汲水深度也不夠。1763年，瓦特在修理格拉斯哥大學故障的紐考門蒸氣機時，發現紐考門的蒸汽機有很多缺點，於是他立志改良，成為真正發揮效率的蒸汽機，這種蒸汽機廣泛獲得礦場及紡織廠的使用。1804年，英國人的特利維席克將瓦特的蒸氣機加以改良，製造了第一輛蒸氣機車，蒸氣機從此就運用到火車、輸船等交通工具上。 蒸氣機的發明，使動力來源由人力、獸力進步到機械力，成為產業革命的原動力。

二、   瓦特童年

詹姆斯‧馮‧布雷達‧瓦特 (James von Breda Watt)生於1736年1月19日的蘇格蘭格拉斯哥(Glasgow)附近，克萊德灣（Firth of Clyde）港口的小鎮格林諾克( Greenock)。瓦特的父親詹姆斯‧亨利‧瓦特( James Henry Watt)是熟練的造船工人並擁有自己的船隻與造船工廠，還是小鎮的官員。瓦特的母親安格納斯(Agnes Muirhead)出身於一個貴族家庭並受過良好的教育。他們都屬於基督教長老會並且是堅定的誓約派。儘管瓦特出自於宗教家庭，但他後來還是成為了自然神論者。

瓦特生下來身體虛弱，全身只剰皮包骨，或許和家裡的傳統有關，以詹姆斯‧亨利‧瓦特來說，在他們六個兄弟中，能平安長大的只有他和他的一個哥哥。

為了使瓦特能成為和父親一樣的熟練技師，因此給他也叫詹姆斯(James) 。

格里諾克起初只是個小村落，在瓦特時才開始繁榮，有汽船。瓦特的祖父托馬斯‧瓦特(Thomas Watt)，是知名的數學家和當地學校的校長。他的父親是格里諾克的一個傑出的公民。

他顯然頗為聰明，不過，起初由於他的偏頭痛，牙痛讓他無法上學唸書，所以，早期他的父母就在家裡教育他。母親教他識字，父親儘管很忙，也抽空教他寫字和算術，還給了瓦特一套木工的工具，裡面有小型的鋸子和鑿子，瓦特就把他的玩具加以分解、再加以組合，後來自己也發明新的玩具。瓦特就這樣在他建康許可的範圍內，度過一個還算快樂的童年。

不過，1747年，等到他十一歲上學以後，快樂的日子就向他道別了。這種改變是一場災難。也許他生下來身體虛弱，在學校裡，瓦特總是弱者，功課老是跟不上人家，時常被孩子嘲弄。

二年後，1749年，十三歲的他，升入文法學校(中學)的數學組，才漸漸顯露他的才能。

瓦特那一班的數學老師，叫約翰‧瑪，稱讚的說：「這孩子是數學天才，頭腦不凡。」

這可能是得自偉大祖父的遺傳吧。這時候的瓦特，開時對父親的工廠有興趣，每天都去看工廠那些老師傅修理羅盤和望遠鏡等航海儀器。父親見兒子喜歡工藝，非常高興，給了他一間小屋，裡面有各種工具和材料。

三、   離開學校之後

從文法學校畢業後，瓦特到父親的工廠工作，他的母親希望瓦特去讀大學，但是他的父親認為：「上大學是有錢人家才讀的，木匠兒子上什麼大學？」就這樣讀大學的事就不了了之。

1753年，17歲的瓦特的母親去世了，他的母親是格拉斯特的望族，母親的哥哥是格拉斯特大學文學院教授拉丁語的教授，叫喬治‧穆爾黑特(George Muirhead)。

母親去世了，父親也悲傷過度，身體一天天變壞的，工廠也受到挫折，家境每況愈下。瓦特決定離開家鄉，外出學習手藝。1754年，18歲的瓦特經由在格拉斯哥大學當教授的舅舅介紹，去當了一個眼鏡商的學徒，不料這個眼鏡師傅的手藝並不高明，瓦特感到十分失望。

一年後這件事被舅舅的同事迪克(Robert Dick)博士知道了，就為瓦特寫了一封信，推薦他到倫敦去投奔那裡著名的應用數學的儀器製造師。1755年6月，瓦特告別父親，騎著一匹瘦馬，懷中帶著2鎊錢和迪克博士的推薦信，從蘇格蘭千里迢迢奔赴倫敦。