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没有永久的垄断

  世界上没有永恒的王国,也没有永久的垄断。“月满则亏”“物极必反”这是一条颠扑不破的规律。对于瓦特和他的发动机来说,同样逃脱不了这一命运。

  瓦特原来的发明专利所涉及的范围极其广泛,记住这点是重要的。因为有许多企图逃避这项专利的工程师们,似乎都曾有过错误的印象,以为受它保护的只不过是分离的冷凝器原理而已;然而,它还包括利用“蒸汽的膨胀力来推动活塞,就好像现在普通的火力发动机利用大气的压力来推动活塞一样”。还有另外一项条款,涉及到利用“油、蜡、含树脂的物质及动物油脂等等”,来代替水以避免活塞漏气。

  严格地说,在1800年这项专利期满之前,其各项条款皆为有效,因而在英国任何人除了能制造纽科门式蒸汽发动机外,其他种类的发动机都不能制造,否则就会冒侵犯专利权的危险。瓦特虽然威胁说要对这类行为提出控诉,却不愿采取行动,因为他对法庭是否会确认其专利的有效性深表怀疑。正是这种原因,当康沃尔人威胁要对这项专利提出争议时,使他这般忐忑不安。

  随着岁月的流逝,博尔顿和瓦特感到要维持垄断局面越来越难,他们面临着许多方面的挑战。在取得了应有的成功之后,保守的瓦特便靠他的专利权像英格兰国王似的坐在王位上,试图抵挡不可抗拒的技术发展潮流。对他起副作用的也正是他的发动机的成功。由于发动机的普及使其不再成为一种复杂、新奇的机器而只是一种普通机器,因此新一代的工程师们便开始对其改进跃跃欲试。同时也正是由于旋转式发动机的成功,才使得博尔顿和瓦特难以满足日益增加的需求。如果一位有魄力的工厂老板由于不能从持有专利者那里及时得到服务,而去寻找而且也找到了另一家准备提供同样型号发动机的产商,那他几乎是无可指责的。

  在那些煤炭容易得到的地区,避免麻烦的办法是安装纽科门式发动机,而且据估计,这种“普通发动机”在瓦特的专利有效期间制造出来的数量,同这项专利生效前的数量一样多。然而,其中绝大多数是往复式泵机,而要作为旋转式发动机,那纽科门式发动机显然逊色多了。因此,那些迅速兴建起来的新型“蒸汽工厂”,正是博尔顿与瓦特的代理人从中苦苦搜索侵犯专利发动机的目标。一旦他们发现这类发动机,就以禁令作为威力,要求物主支付专利费。一般来讲,物主是会支付的,但这种情况也使得该公司很不受欢迎。由于小詹姆斯。瓦特和他的合伙人是在这项专利有效期的最后几年才上台的,当时反对这项垄断的压力十分突出,因此,主要由他们来承担指责也许是不公平的。

  与其说使詹姆斯。瓦特感到不安和恼火的是那些违法安装发动机的老板,不如说是那些向老板提供这种改进型发动机的具有竞争性的工程师们,因为他们宣称这种发动机并未侵犯瓦特的专利。正是由于博尔顿和瓦特垄断最见成效的康沃尔,由于所受的负担最重,因此这些竞争对手们也就更难对付,而且他们还得到了反对垄断的矿井经理们的积极支持。

  第一个出来挑战的是乔纳森。霍恩布洛尔,他是曾为瓦特在康沃尔煤矿安装过发动机的老乔纳森。霍恩布洛尔的几个儿子中的一个。这个小霍恩布洛尔利用蒸汽膨胀力的原理,研制了一种双汽缸发动机,他先使来自锅炉的蒸汽进入其中一个汽缸,蒸汽作功后,又进入第二个更大的汽缸,并在那里进一步膨胀冷凝。因此,这是世界上第一台复合式发动机。乔纳森在 1781年取得了这项发明的专利权,但是他声称,早在1776年,也就是他23岁那年,他就开始有了这种设想。很显然,他的发动机并不是故意要逃避瓦特的专利,他也并不认为使蒸汽冷凝的第二个汽缸,属于瓦特专利范围内的冷凝器。他还认为利用蒸汽推动活塞是不能够取得专利的;他不知道与此同时,瓦特也在进行同样的试验。瓦特所试验的膨胀式发动机,实际上是汽缸大小相同的两台发动机,按照类似方式互相连接在一起的。这项试验很快就放弃了,两台相连的发动机拆开了,但是当瓦特耳闻小霍恩布洛尔的所作所为时,并未因此而消气和得到安慰。由于乔纳森和后面提到的他的兄弟杰贝兹。霍恩布洛尔的活动,使得霍恩布洛尔家族成了瓦特诅咒的对象,瓦特常常管他们叫“吹号角的”、“吹喇叭的”,或者是“孬种”。

  霍恩布洛尔的第一台复合式发动机建于巴思附近的拉德斯托克煤矿,这台有两个直径分别为19英寸和24英寸的汽缸发动机,于1728年年底开始运转。由于两个活塞杆连接在同一根横梁上,而且较小的一个汽缸靠近横梁的轴心,因此冲程也各不相同,分别为6 英尺和8 英尺。

  瓦特对此事的反应是极端滑稽可笑的,在给博尔顿的信里,他写道:

  不管我感到多么恼火,但却使我振作起来准备对付最坏的情况,而不是束手待毙。

  我恳求您下定决心,不要不战而退。

  詹姆斯。劳是一个在索荷仅次于默多克的极可信赖的安装工,他被派到拉德斯托克去探寻其中的奥秘。但是,机房却日夜有人严密看守,因此,他只能在发动机不开动的时候,通过机房的窗户快速地瞥上一眼而已。于是,瓦特便亲临现场去走访煤矿办公室,但被告知这家煤矿的主要合伙人塔克少校,已经出去打猎了。瓦特搭乘一辆邮车去追赶他,最后总算在梅尔康普顿的一家乡村小酒店里找到了这位少校。瓦特后来回忆道:“他是个长着一副土豆脸的蠢货,一只眼球的瞳孔上还有一点疤痕;总之,我不喜欢他的相貌。”

  他警告这位少校说,这台发动机是对他专利的一种侵犯,并且还在返回伯明翰之前,他在当地的报纸上登了一则广告,告诫大家不要使用这台发动机。

  过了一些时候,瓦特收到了这家煤矿的一封来信,询问他打算采取什么样的行动,因为他们在采取这种行动期间,将停付给霍恩布洛尔的款项。瓦特的答复是含糊其词的。塔克少校由于摸不清问题所涉及的范围,所以被唬住了,但结果是瓦特并没有采取任何法律行动。

  在1784年至1791年期间,乔纳森。霍恩布洛尔在康沃尔安装了很多台他的双汽缸发动机。这些发动机分别装在彭林、廷克罗夫特(两台)、斯旺普尔、洛斯特维西尔、特里萨万、巴尔都、韦里矿和统一锡矿。最后,博尔顿—瓦特公司终于正式采取了法律行动,但是,这些发动机的物主已屈服了,在被起诉之前,他们便向这家企业付清了专利税款。其原因是事已至此,别的对手已经受到了法律的制裁。由于博尔顿—瓦特公司的胜诉,所以乔纳森。霍恩布洛尔的下一步棋是,设法使议会延长他的专利期限,以便在瓦特的专利于1800年期满之后,他还至少可以享受几年自己的专利成果。这项申请遭到了博尔顿—瓦特公司最强烈和有效的反对,结果是可怜的霍恩布洛尔以失败而退出了这场较量。

  1791年,年仅20岁的小理查德。特里维西克受到康沃尔矿业经理们的委托,去对安装在廷克罗夫特的一台霍恩布洛尔式发动机和一台规格相同的瓦特式发动机的运转情况,进行仔细比较并提出报告。由于特里维西克本人就是一个反对派,所以他自然偏袒霍恩布洛尔,但是,诚实心迫使他承认两者不分上下,无可挑剔。造成这种在性能上势均力敌的原因是,虽然霍恩布洛尔的发动机是一切复合式膨胀蒸汽发动机的本源,但由于他最初使用的蒸汽压力相当低,所以他占有的优势被忽略了。他的继承者亚瑟。伍尔夫在瓦特的专利权满期之后,曾在康沃尔比较成功地制造了类似的发动机,只是因为他使用了较高的蒸汽压力。其他一些工程师为了回避瓦特的专利,更是故意采取了霍恩布洛尔的办法,把冷凝器安装在汽缸底下,而不是采用一个分立的容器,但是这种装置绝非令人满意,因此在康沃尔的那些霍恩布洛尔式发动机在其物主们认输后,都改装了分离式冷凝器。

  在康沃尔时期接着出现的另一个对手是爱德华。布尔。他在伯德沃思开始时的职业是司炉工,后来被博尔顿—瓦特公司雇佣作为安装工。他是个既无大能耐,又无独创性的工程师,用一句法律术语说,他显然是个让别人当枪使的不中用的人,他的后台是西矿区的经理们,他们想利用他对瓦特在康沃尔的垄断进行反扑。1792年,在小特里维西克的积极帮助下,布尔在多尔科思矿制造了一台倒置式发动机,后来他总共在康沃尔矿区制造了十台类似的发动机。从现在仍然幸存的样机来看,尽管设计者的名字是布尔,但这种发动机并无独创性,因为它与多年前瓦特为威尔金森的布罗斯利工厂设计的那台“倒置式发动机”,并没有什么重大的差异。

  当博尔顿—瓦特公司获得了一项禁令的保护,限制布尔做任何进一步侵犯专利权行动的时候,布尔和特里维西克正在叮矿和哈拉曼宁矿安装倒置式发动机。博尔顿—瓦特公司极想把特里维西克的名字同布尔一起写进这项禁令,却找不到这两者是合伙人的证据,很难确定他们在法律意义上究竟有没有合伙关系。由于特里维西克在叮矿建成了那台发动机,博尔顿—瓦特公司又获得了一项单独限制他的禁令。有一段时间他曾神出鬼没,以至使这项禁令没能转交给他。后来,这愣头愣脑的工程师竟然又厚着脸皮,同布尔和他的朋友安德鲁。维维安一起,突然来到索荷工厂,很自然,这家工厂不准特里维西克和布尔入内,于是他们扭头就走了,但由于及时观察到了他们进了离厂最近的一家小旅馆,因此在几分钟后,当特里维西克正站在酒吧间里时,终于把那项禁令交给了他。博尔顿曾对瓦特说过:“真是怪事,在康沃尔反倒无法向特里维西克转交那份禁令,但他自己却会送上门来……”

  事至此时,对这项发明专利抨击的势头十分猛烈,因此这两位合伙人虽然私下有点忧虑,但是他们决定再不能只是大声嚷嚷,而必须开始采取有效行动了。于是,法律诉讼开始了,博尔顿—瓦特公司对布尔的这场官司,于1793年6 月开始在高等民事法庭审理,首席法官是艾尔勋爵,另外还有一个特别陪审团。这两位合伙人曾招来了一大批难以对付的专家作证人,其中包括默多克、萨瑟恩、伦尼和赫谢尔。陪审团毫不费力地裁定布尔违法,但是他们不能确定瓦特专利权的有效性,于是这个问题便提交给了上诉法院。上诉法院于1795年做了审理,结果仍未裁定,但在同时又宣布由于长期拥有这项专利权,因此在确定其合法性之前,各种禁令继续有效。

  在这场旷日持久的诉讼进行的同时,博尔顿和瓦特又对另外两个更难对付的对手杰贝兹。霍恩布洛尔及其合伙人马伯利,采取了法律行动。杰贝兹。霍恩布洛尔曾于1779年当过博尔顿—瓦特公司的发动机安装工程师。他看上去很有能力,但由于脾气很坏而成为一个不受欢迎的人,就连很随和的博尔顿都无法容忍他,于是只好把他解雇了。他后来在伦敦开了一家制造蒸汽机和其他机器的企业,并同那位似乎有钱有势的马伯利合伙经营。他们在 1795 年开始制造一种发动机叫做“摆式蒸汽机”,它是根据4 年前克勒肯威尔的一名制锯人伊萨克。曼纳林取得的一项发明专利而设计的。这发动机有两个单动式汽缸,它们的活塞杆通过链条,与固定在架空摇臂轴上的一个滑轮两面连接起来。在这个摇臂轴的一端,有一个曲柄,这个曲柄通过一根连杆来带动旋转轴。这种装置同博尔顿和瓦特在兰开郡索尔福德的主要对手贝特曼—谢拉特公司所使用的那种装置非常相似,只不过他们不用链条和滑轮,而用齿条和一个齿轮来带动摇臂轴而已。贝特曼与谢拉特的汽缸是敞开顶部的,按照大气压原理工作,但是同霍恩布洛尔和马伯利一样,他们使用的也是分离式冷凝器。因此,显然这两家企业都侵犯了瓦特的专利权。

  博尔顿和瓦特对霍恩布洛尔和马伯利的这场官司,于1796年12月由首席法官艾尔勋爵审理,其结果同布尔的那一案件一样,陪审团也确认瓦特的专利权受到了侵犯。这样一切都取决于这项专利权的有效性了,为了在这一点上进行试探,霍恩布洛尔和马伯利以原判错误为由要求进行复审。最后这场实力较量,是于1799年1 月在高等法院进行的,其结果由4 名法官一致裁定了这项发明专利的有效性。这场为时6 年、代价高昂的法律战,就这样结束了。然而要是瓦特的专利在当初不用那样的措词,那就不会有这场旷日持久的官司了。这当然不是瓦特的过错,因为他本来是打算要提交一份申请专利的详细说明书的,但是他的朋友威廉。斯莫尔和马修。博尔顿劝阻了他的这种做法。正是他们曾错误地说服了他,在专利说明书中只对原理加以说明,而对他打算怎样把这些原理运用于发动机的制造则不做任何说明。在他后来领取发明专利时,瓦特没有再出这种差错。但是在这场长期的官司中,利害攸关的是他最初的发明专利,在很多人看来,博尔顿和瓦特能够打赢这场官司是极其幸运的。事过25年后,有一位专利法专家兼蒸汽机权威约翰。法里,曾做了如下的结论:

  根据法院在审理其他案件时的普通惯例,瓦特先生的发明专利应该废除,因为他的申请专利的说明不充分,它只是提供了一系列作用原理的定义,而没有描述应用这些原理的方法。肯定无疑的是,要不是由于许多科学家作证,支持这份申请专利的说明书,说明照他们看来它是充分的;要不是由于瓦特式发动机的优越性在当时已经得到公认,并且在那些诉讼中,已经取得了有利于他的判决的话,那么,按照法院在审理其他同类案件的通常惯例,瓦特的发明专利权是不能单单作为一个法律问题而成立的。

  当最后打赢这场官司的消息传到索荷铸造厂时,人们喜不自胜,并放礼炮以示庆祝。小詹姆斯。瓦特得意洋洋地写道:

  派出你们的哀乐队并让它去向犹大王国宣告吧:大尼尼微政权垮台了,让那里举国上下都披麻戴孝去忏悔吧!把这件事在加思城里宣扬出去,到阿什克伦的街头巷尾去谈论吧。马伯利和他所有的主子们都被打得落花流水啦。

  然而,就其前途而论,这项胜利却是徒有虚名的,因为此时,这项发明专利权的期限剩下还不到一年了。不过这一胜利确实能使博尔顿—瓦特公司收到很大一笔发动机专利税。因为这项发明专利权的有效性一直有争议,所以这笔收入也就长期拖欠着。然而,即使这一收获,也是付出了昂贵代价的。

  因为这场斗争不仅花费的钱非常可观,而且还使这家企业名誉扫地,在康沃尔情况尤其如此。康沃尔的矿业经理们在1800年这项专利权到期之前,被迫支付欠下的专利税款,但是从此以后,博尔顿—瓦特公司在康沃尔的生意再也没有继续下去,并且不得不把这块曾经被占领过的地盘,白白地让给别的发动机制造商,尤其是让给了应用高压蒸汽的伟大先驱理查德。特里维西克。

  有几分讽刺意味的是,作为工程师的爱德华。布尔和杰贝兹。霍恩布洛尔却在法律上遭到了如此不应有的沉重打击,而与瓦特平起平坐的惟一的对手理查德。特里维西克,除了收到一项不被他放在眼里的禁令之外,反倒依然我行我素,没有遭到任何非难。在瓦特的专利权期满之前,他在康沃尔就有三台高压卷扬机在运转了。安装在库克基锡矿的那两台,都装有分离式冷凝器;第三台安装在多尔科思,为外排汽式,矿工们把它叫做山凹小绞车。

  所有这三台发动机使用的蒸汽压力,都在每平方英寸25~30磅之间。根据瓦特的信条这纯粹是歪门邪道。这显然触犯了瓦特的专利权。

  当在布里奇诺斯的赫兹尔丁铸造厂开始为特里维西克制造高压旋转式发动机时,在索荷引起了相当大的震惊,因为康沃尔的这位伟大的工程师,似乎将到他们的家门口来挑衅了。然而到了这个时候,他们已经没有专利垄断的武器来对付他了。博尔顿和瓦特似乎已决定发起一场宣传运动来强调高压蒸汽的巨大危险性,这是反击的最好形式了。他们甚至还进行游说,想通过一项禁止使用这种发动机的法律,但未成功。在格林威治的一台特里维西克发动机使用的高压蒸汽锅炉,发生猛烈爆炸,造成4 人死亡时,在索荷人们就更是幸灾乐祸了。这场事故完全是由于一个青年的无知造成的:这个青年在发动机操作工不在时临时顶班,他在安全阀柄上挂上了一把很重的扳手。

  但是,博尔顿和瓦特却从中大做文章。特里维西克在仓促中写给他朋友戴维斯。吉迪的一封信里,曾对这种攻击表示了强烈的愤慨。他写道:

  我相信博尔顿和瓦特先生将不择手段地对我进行诋毁,因为他们已经通过报纸和私人通信,竭力歪曲事实,大肆宣扬这次爆炸事故。

  博尔顿和瓦特的这种做法的确能对特里维西克的发动机造成一种相当不利的偏见,并在短期内使他受害不浅。但从长远来看,他们却无法扼止技术舆论要转向反对瓦特谨小慎微做法的潮流。一旦使用膨胀高压蒸汽令人信服地显示出它的巨大优越性,那它就难以被人们所忽视。博尔顿和瓦特也不可能使特里维西克改弦易辙,他很快又在科尔布鲁克代尔进行新的试验,而且使用的压力竟高达每平方英寸145 磅。特里维西克的研究除了具有经济实惠优点之外,而且还表明利用高压蒸汽来制造一种轻便、小型、便于搬动的发动机是可能的,而这种动力装置则可以用来为陆地或海洋运输提供驱动力。

  虽然特里维西克不仅从来没有能够在世界上成名,而且也摆脱不了不幸的命运,但他却完成了由瓦特开创的驾驭蒸汽的壮举。特里维西克于 1810 年回到康沃尔时,已是个倾家荡产、身体虚弱的人了,但是他却仍然不屈不挠地设法挽回局面,并且短短的几年内,他就为康沃尔带来了一场自从瓦特式发动机问世以来所未有的技术革命。(名人传记)他对瓦特式大型泵机做了改进,改装了新锅炉,从而使之能够以每平方英寸40磅的膨胀压力运转。但他并不满足于此,于是又在几台瓦特式发动机上增添了一个高压柱塞杆的机械装置,这种装置同他为赫尔兰矿安装的那种著名的柱塞杆式发动机上的设计相同。柱塞杆机械装置与横梁相连,这一点同霍恩布洛尔发动机上的那个小汽缸一样,从那里排出的蒸汽,再送到瓦特式的汽缸里继续使用。特里维西克就这样把这种瓦特式发动机改装成了复合膨胀式发动机,不过它比起霍恩布洛尔或伍尔夫所设计的发动机来要有效得多。

  到了特里维西克在康沃尔进行他的这项工作时,瓦特已是一位完全退休的老人,而且离死亡也已不太远了。关于他是否了解他的这位后继人在康沃尔对他心爱的发动机所进行的这些改造我们不得而知,不过如果他真的知道,那他当然是不会准许的。因为瓦特反对使用高压蒸汽的偏见,一直是坚持到底的。他在有生之年曾引起了一场动力革命,但是,因为满足于此,他便停滞不前了。他曾十分执拗地排挤自己的对手,因为他拒绝承认这样一个事实,那就是由于他的发动机也像他本人一样渐渐衰老,因而两者都是注定要让位于新人和新机器的。

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