书城传记世界最具发明性的科学大家(5)
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第7章 瓦特(2)

在这几天当中,无论是睡觉、吃饭或工作的时候,他都不停地思考着这个问题。这一天,他出来走走,从大街小巷,从广场到大路,瓦特足足走了差不多有一个钟头。

瓦特无意中把头一抬,这时映人他眼帘的是一片绿油油的草地。

“美丽极了!”

瓦特放松地在一张长椅上坐了下来,闭上眼睛,托住下巴静静地养神。

这个时候,“热量和凝结”的问题,在瓦特的脑中悄然消失了,使瓦特感到无比的舒畅。

“唉!回家吧!”

瓦特站起来伸了一个懒腰,然后慢条斯理地走回家,可还是不由自主地又想起了他的问题。

刚走过洗衣店,到达牧羊人所住的小屋的时候,又一个念头飞进了他的脑海里。

“由于蒸汽是一种具有弹性的物体,因此,凡是有真空的地方,它就无孔不入,如果在汽缸和蒸汽室之间加一个通道,蒸汽就会进入里面而冷凝,这样就不用冷却汽缸,纽科门机的问题不就迎刃而解了吗?”

想不到这个无意中冒出的念头,就把他在一年当中,想了又想的问题完全解决了。

蒸汽因为具有推动力,所以能够冲入真空的容器里。要是把真空的容器附在汽筒上,蒸汽经过汽筒后就必定会进入那个容器里去,那么,蒸汽就可以在那个容器里凝结,而不必在汽筒中凝结。

也就是说,为了蒸汽的凝结,只要另外再做一个凝结器连接在汽筒就行了,这样一来,蒸汽就在那里凝结,而不需要再把汽筒冷却,汽筒就始终是真空的了。

各种不同的作用,分别在不同的容器内进行,汽筒就可一直保持热度,凝结器就永远使它冷却下去,这样一来,连一丝蒸汽也不会浪费掉了。

瓦特的脑子像风车一样不停地旋转着。

可是,这个冷凝器如果采用纽科门机的方法,喷洒冷水使蒸汽凝结,而喷洒的水和凝结而成的水,以及漏进来的空气,怎样逃出去呢?

这个问题又在困扰着瓦特,经过反复的思考,他想出了一个办法。

在下面设一个排水口,将水自管子中挤压出来,当蒸汽冲进去时,又可以将空气也挤压出来。

瓦特的想法,一步一步地接近了成功的边缘。想到这里,他已走过了两条街。此时,他已得出结论——那就是在汽筒旁边再做一个冷凝器。

说起来这是多么简单的事啊!在一次午后惬意的散步中,就得出了这个发明。

瓦特由于专心于发明,店里的生意也清淡了,他在教学仪器上所赚的钱都用光了,此外向迪克博士所借的钱也有1000英镑了,可是瓦特的蒸汽机械还没有完全成功,为了新装置的实验,还得用上一笔庞大的费用,这笔钱由谁出呢?

罗伯克是一家名叫加伦铁工厂的创始人,有着雄厚的资本,那个时候,他正在从事煤矿事业,所以非常关心煤坑内的排水问题。

这是一个多么难得的机会啊!

由于朋友迪克博士的介绍,罗伯克与瓦特建立了合作关系。

瓦特高兴得马上着手实验新的模型,直至新的模型也试验成功。

“这样准没有问题了,马上去申请专利吧!”

瓦特就在那年的8月,到伦敦去申请专利。

之后,到了1769年初,瓦特的蒸汽机的专利才被批准下来。

那时瓦特已经33岁了,从最初开始实验起,足足费了将近10年的悠长岁月,这10年间,瓦特忍受经济上的压力,承受着生活上的困苦,碰到了许多困难和挫折,但是他并不气馁,因为他深深地知道,这种新机器将是伟大而有用的发明。

他决定在罗伯克的一所大房子里进行新机器的改进和制造。那座房子位于山谷中的小河边,用水方便,而且不被人注意。

1769年9月,花了6个月的时间,好不容易才把第一台机器完成了。

但瓦特的第一台蒸汽机并不成功。

凝结器的作用不大好,加伦铁工厂所造的汽筒,也因铸造不良,根本就不能使用。最大的困难在于保持活塞的紧密,瓦特把软木、油布、麻布、旧帽子、牛皮纸,统统用来包扎活塞,但是蒸汽照样漏出来,那些办法一点用处也没有。

瓦特十分灰心。

他的朋友鲁宾逊写信来鼓励他:“这次的失败,过错并不在你的发明,这完全是工厂的制造技术太差的缘故。只要有可靠的工人,一定会成功的。”瓦特这才鼓起勇气,打算重新开始。

而这时,支持他的罗伯克却因做生意赔了钱,不能再资助他了。发明家陷入了真正的困境。他不得不去从事一些测量师、工程师的工作来维持家庭的生计。偏偏这时候,他的妻子也因生病离开了人世。瓦特坠入了人生的最低谷。但他却仍然热心地从事蒸汽机的研究,因为,这才是他的人生目标。

功夫不负有心人,瓦特的艰苦努力终于引起了一个大事业家的注意。他是罗伯克的朋友鲍尔顿,他接替了罗伯克的位置与瓦特合作,使得瓦特终于有机会再一次制造他的蒸汽机。

过去的纽科门机与其说是蒸汽机,还不如说是气压机来得恰当,因为它是借助大气压力而转动的,避免不了漏入空气的弊端。

瓦特所发明的机器,完全利用蒸汽的膨胀力,可谓名符其实的蒸汽机。

试验非常成功,瓦特和鲍尔顿大为满意,于是就在塞荷制造厂内设了一个制造蒸汽机的车间,准备正式从事蒸汽机的制造。

3.晚年才有钱

随着蒸汽机在矿区大量投入使用,新的问题又出现了。

那个时候,矿山业非常不景气,往往有许多业主买了蒸汽机而付不出钱。鲍尔顿和瓦特不得已,只好将蒸汽机的价款作为投资,一变而为矿产的股东。

想不到,在事业的成功已趋于明朗化,蒸汽机的制造,将可能上升为国家事业的时候,正好掀起了一种所谓取消专利权的活动。

可是,这却促使瓦特有了一个新的发明设想。

“瓦特先生,今天想和你商量一件事。”有一天,鲍尔顿这样说。

“什么事?请尽管说好了。”

“是关于蒸汽机的事,现在所用的机器只能做上下运动,有没有办法使它成为一种旋转运动呢?”

“这件事我也一直在考虑,我相信利用曲柄一定能办得到的。关于这一点,我大致已经设计好了。”

“那么,就请瓦特先生开始着手这项发明吧!我想,要是能够成功的话,就能运用到纺织业上,也可以用来推动车子,此外像金属工业、造纸厂、造酒厂等一般的制造工业方面都可利用,它的用途实在可推广到无限呢!”

鲍尔顿到底是个事业家,对于蒸汽机的前途具有一种先见之明。

新的旋转机械的发明,如瓦特所说的那样,真的很快就完成了,这也许是瓦特很早以前就已孕育在脑海中的缘故吧!

一个星期六的黄昏,技工们照例都涌到街上的酒店里喝酒。大家三五成群地围在桌子边一面喝着啤酒,一面夸说自己经手所做的一些优异的机械。

就在这个时候,有一个技工打扮的男人,坐在屋角的一张椅子上,一面偷听他们的谈话,一面在沙沙地记着什么。可是人们却一点也没有注意到。

瓦特做梦也想不到,他在自己发明的机器上加设一个像曲柄这样的东西,竟有申请专利权的价值。

但是在酒店里听到这个发明的男子,却不这么想,他马上跑到伦敦,比瓦特抢先一步取得了这项发明的专利权。

于是这个发明的专利权,在1780年8月23日就落到一个名叫俄许巴拉的机械师手里。这个人曾经是瓦特雇用的技工。

1783年,瓦特和鲍尔顿计划在世界的工业中心——伦敦,设立一家以蒸汽机为动力的磨粉厂。

瓦特说:“依赖水车或马匹的时代已过去了,从此以后就是蒸汽机的时代了,一切都得靠蒸汽的力量来转动不可。

“所以我们打算在世界的工业中心——伦敦,创设一个以蒸汽机为动力的模范大工厂,借以显示蒸汽机的威力。”

到了1786年的春天,工厂的准备总算大功告成了。

所用的机器动力是50马力,汽筒的直径是65厘米,杵子的长度有185厘米。

因为装置了两架这样大的蒸汽机,借着它们的动力,能使直径104厘米的两座石磨同时转动12次。

这个工厂的制粉量,1小时可达5吨,可以说是当时最大的机械工厂,因此也就成为伦敦的名胜之一了。

每天到面粉厂来参观的人川流不息。

这时候,全世界的工业界都已经认识到:

风车,没有风车就得停止;水车,在冰雪的季节也得停下来;惟有蒸汽机不分昼夜、不问寒暑,无论在任何时候都能产生力量,有规律地、不停地继续工作下去。

随着一台台蒸汽机的出售,情形大大地改观了。

“瓦特先生,我想你会很高兴,这是今年蒸汽机事业所分的红利呢!”

从鲍尔顿那里接受到4000英镑分红的日子终于到来了。

那是1787年的岁末,瓦特也已51岁了,算起来着手蒸汽机的发明,整整地经过22年,才得到了蒸汽机的利益。

瓦特逐渐成了一个很有钱的人。他还被选为英国皇家学会会员,获得了格拉斯哥大学法学博士称号。可是,他没有因为名利双收而养尊处优。

除了蒸汽机外,瓦特还发明了液体的比重计、信件复印机,并提出用螺旋桨来推动轮船的建议。他还是最早使用“马力”作为计算功率的人。在化学领域,他的发现也很有意义,比如用氯气漂白纺织品,用食盐制碱,这些生产流程的提出,也是瓦特的功劳。

1800年以后,年过60岁的瓦特把企业交给儿子去经营,自己过起了退休生活。虽然年纪大了,他仍然关心科学的发展,经常和科学家们讨论各种问题,还在住房的顶楼上开了一间工作室,从事发明。在去世之前不久,他还发明了一台复制雕刻机,可用来复制雕像。

瓦特珍爱自己的发明,重于一切其他荣誉。他临终时,英国当权者还准备封他为“贵族”,可他拒绝了。他认为自己的平民身份并不低贱,科学发明高于任何出身和地位。瓦特的功绩是不可磨灭的。他去世后,人们用“瓦特”作为计算功率的单位。他的塑像被立在威斯敏斯特大教堂。