瓦特(1)〈蒸汽机发明人〉   江铭辉  五梦网

图1：瓦特(摘自维基百科，作者：Henry Howard)

一、   前言

古希腊科学家希罗(Hero)发现蒸气的强大力量，他曾制造蒸气转球(aeolipile)(图2)，被视为最早的反动式涡轮机。

 但真正为蒸气时代揭开序幕的是法国科学家巴本(Denis Papin)，他发现水在密闭的容器内"加热后，容器内的压力会增加，可以以将活塞顶高，冷却后大气压力会将活塞压下。他开始进行蒸气高压传动的蒸气帮浦的研究设计。

图2：希罗发明的蒸汽涡轮机

1712年，英国的纽考门终于制成第一部实用的蒸气机，由活塞、汽缸、锅炉组成。纽考门的蒸气机虽然得到各矿场的采用，汲出矿坑里的积水。但是，他采取将锅炉产生的蒸气导入汽缸将活塞推上，然后往汽缸注人冷水使活塞下降的方法，浪费大量燃料，而汲水深度也不够。1763年，瓦特在修理格拉斯哥大学故障的纽考门蒸气机时，发现纽考门的蒸汽机有很多缺点，于是他立志改良，成为真正发挥效率的蒸汽机，这种蒸汽机广泛获得矿场及纺织厂的使用。1804年，英国人的特利维席克将瓦特的蒸气机加以改良，制造了第一辆蒸气机车，蒸气机从此就运用到火车、输船等交通工具上。 蒸气机的发明，使动力来源由人力、兽力进步到机械力，成为产业革命的原动力。

二、   瓦特童年

詹姆斯‧冯‧布雷达‧瓦特 (James von Breda Watt)生于1736年1月19日的苏格兰格拉斯哥(Glasgow)附近，克莱德湾（Firth of Clyde）港口的小镇格林诺克( Greenock)。瓦特的父亲詹姆斯‧亨利‧瓦特( James Henry Watt)是熟练的造船工人并拥有自己的船只与造船工厂，还是小镇的官员。瓦特的母亲安格纳斯(Agnes Muirhead)出身于一个贵族家庭并受过良好的教育。他们都属于基督教长老会并且是坚定的誓约派。尽管瓦特出自于宗教家庭，但他后来还是成为了自然神论者。

瓦特生下来身体虚弱，全身只剰皮包骨，或许和家里的传统有关，以詹姆斯‧亨利‧瓦特来说，在他们六个兄弟中，能平安长大的只有他和他的一个哥哥。

为了使瓦特能成为和父亲一样的熟练技师，因此给他也叫詹姆斯(James) 。

格里诺克起初只是个小村落，在瓦特时才开始繁荣，有汽船。瓦特的祖父托马斯‧瓦特(Thomas Watt)，是知名的数学家和当地学校的校长。他的父亲是格里诺克的一个杰出的公民。

他显然颇为聪明，不过，起初由于他的偏头痛，牙痛让他无法上学念书，所以，早期他的父母就在家里教育他。母亲教他识字，父亲尽管很忙，也抽空教他写字和算术，还给了瓦特一套木工的工具，里面有小型的锯子和凿子，瓦特就把他的玩具加以分解、再加以组合，后来自己也发明新的玩具。瓦特就这样在他建康许可的范围内，度过一个还算快乐的童年。

不过，1747年，等到他十一岁上学以后，快乐的日子就向他道别了。这种改变是一场灾难。也许他生下来身体虚弱，在学校里，瓦特总是弱者，功课老是跟不上人家，时常被孩子嘲弄。

二年后，1749年，十三岁的他，升入文法学校(中学)的数学组，才渐渐显露他的才能。

瓦特那一班的数学老师，叫约翰‧玛，称赞的说：「这孩子是数学天才，头脑不凡。」

这可能是得自伟大祖父的遗传吧。这时候的瓦特，开时对父亲的工厂有兴趣，每天都去看工厂那些老师傅修理罗盘和望远镜等航海仪器。父亲见儿子喜欢工艺，非常高兴，给了他一间小屋，里面有各种工具和材料。

三、   离开学校之后

从文法学校毕业后，瓦特到父亲的工厂工作，他的母亲希望瓦特去读大学，但是他的父亲认为：「上大学是有钱人家才读的，木匠儿子上什么大学？」就这样读大学的事就不了了之。

1753年，17岁的瓦特的母亲去世了，他的母亲是格拉斯特的望族，母亲的哥哥是格拉斯特大学文学院教授拉丁语的教授，叫乔治‧穆尔黑特(George Muirhead)。

母亲去世了，父亲也悲伤过度，身体一天天变坏的，工厂也受到挫折，家境每况愈下。瓦特决定离开家乡，外出学习手艺。1754年，18岁的瓦特经由在格拉斯哥大学当教授的舅舅介绍，去当了一个眼镜商的学徒，不料这个眼镜师傅的手艺并不高明，瓦特感到十分失望。

一年后这件事被舅舅的同事迪克(Robert Dick)博士知道了，就为瓦特写了一封信，推荐他到伦敦去投奔那里著名的应用数学的仪器制造师。1755年6月，瓦特告别父亲，骑着一匹瘦马，怀中带着2镑钱和迪克博士的推荐信，从苏格兰千里迢迢奔赴伦敦。