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瓦特之后

  詹姆斯。瓦特生于1736年1 月19日,死于1819年8 月19日,整整活了83岁7个月。这对于像他这种自幼体弱多病、长期过于劳累的人来说,实在是一个奇迹。

  瓦特福大命大。他的父母总共生了8 个孩子,前5 个都是出生后没活多久,便相继染病死亡。他算是“小六”了。但在活下来的3 个孩子中,他又是大哥;在他之后,还有1 个弟弟和1 个妹妹。不幸的是,弟弟约翰在风华正茂的少年时代,在去美洲的旅途中死于海难;他的妹妹琼,平时身体还算不错,不像她的哥哥小时候那样经常生病,而且自从他们的妈妈于1753年去世之后,只有十几岁的琼便开始成熟起来。为了照顾父亲和哥哥,她主动担当了家务重任,因而结婚很晚,直到年近30不能再拖的时候,这才出了嫁。

  想不到的是婚后没有几年,便于1771年死去。这样,瓦特就成为“一枝独秀”、孤脉单传的“独生子”了。

  说詹姆斯。瓦特福大命大,不仅仅指的是他在多次灾难中能够“逢凶化吉,劫后余生”,人到中年之后,身体反而越来越好,一直活了83岁,这在当时算是罕见的“老寿星”了,而且指的是他“吉人天相,贵人相助”。瓦特性格内向,孤芳自赏,并不善长交际,但却从青年时代起,身边就总有一批高贵而真诚的朋友,他们有些是赫赫有名的大学教授,有些是实力较强的富商巨贾。他们都看重瓦特的天才,从不同的角度向他提供了宝贵的帮助。

  “一个好汉三个帮”,正是在这些朋友们的真诚帮助下,瓦特才得以功成名就,成为名垂青史的伟大发明家。

  无论如何,瓦特是非常幸运的。自从1765年,瓦特大大改进了纽科门的蒸汽机,使之变成节能高效、安静安全和动力机之后,很快便被采矿、冶铁、面粉等行业采用,因为仅煤耗费用就比老式的纽科门蒸汽机降低 3/4,厂矿老板们当然乐于采用。后来,瓦特又发明了一种刚性连接活塞和活塞杆的方法,以及将活塞杆的往复运动变成回转运动的特殊传动装置,从而使蒸汽机可以转动一根轴,而不是使泵简单地上下运动,这就为蒸汽动力的广泛应用提供了可能。随着瓦特蒸汽机销量的日益增加,他和他的合伙人马修。博尔顿的经济收入也便滚滚而来。有趣的是,当时他们并不是像现今这样从整机销售中收取利润,而是通过提供制造技术,然后收取专利使用费的办法来取得报酬,用户需将使用瓦特发动机所节省的燃料费的 1/3,交给瓦特和博尔顿的公司,直到专利期满为止。可想而知,他们的收入是相当可观的。

  瓦特本来是一个白手起家的穷小子,年轻时为了搞蒸汽试验,还欠了一屁股债。自从与马修。博尔顿这位精明能干的企业家合伙以后,他的研究成果便很快进入市场,以销售来促发展,再以发展来促进技术改革,从而以更加经济实用的产品来推动市场需求。买卖搞活了,瓦特完全摆脱了财政困难,因而可以专心致志于他所擅长的技术研究,并取得了一些新的发明成果。由于经济状况大为改观,工作条件得心应手,心情舒畅,春风得意,自然有益于健康。所以自从中年以后,瓦特的身体反而越来越好。从临死前的一个月,他还有精力乘坐马车去伦敦旅游一趟这件事,就可以看出来83岁的瓦特不仅身体健康,而且精神也是相当好的。

  英国有句谚语:“七十不做客,八十不出游”。意思是说,年过70岁,就不宜到别人家去做客,否则,突然犯病死亡,会给主人家带来说不清的麻烦,甚至法律纠缠。年过80岁,则不宜外出旅游,因为年龄毕竟不饶人。年老体虚,外出会打乱日常在家里的生活环境,对饮食和气温等方面的变化也未必适应,况且还有易受各种流行病的感染等等,总之,容易招致疾病。外出旅游见到旧的景物,遇到同窗好友,难免感慨万千,甚至放怀畅饮。这种情况,也会使有心血管病的老年人突遭不幸。假如瓦特当年不同妻子一道去伦敦游览的话,也许还可以多活几年。结果却在路上就有些不适,回家之后不久便一病不起,走完了他的人生旅途。

  可以说,瓦特作为一位大发明家,他在生前所得到的不仅有经济上的巨额收入,而且还有社会上的荣誉地位。他没有读过大学,但在1785年却被选为英国皇家学会的会员;1806年又被格拉斯哥大学授予法学博士的荣誉学位。他所得到的这类荣誉称号还很多,而且都是十分显赫的。例如伦敦皇家学会,就是由英国王室和政府支持的最高学术机构,只有那些做出杰出成就的科学家,才有资格被选为会员。作为它的一名会员,就有机会同常来参加学会活动的达官显爵和学界名流接触,所以被看成是一项难得的殊荣。至于报刊的吹嘘和公众的崇拜,这对晚年的瓦特来说,就是司空见惯的了。好在瓦特对于这类荣誉和赞扬并不太看重,能够始终保持他那谦虚谨慎的本性。

  在经济上尽管成了百万富翁,但却并不追求花天酒地的腐朽生活,直到退休之后,还能把他寓所的小阁楼作为自己的工作间,保持着一个由工匠成为发明家的淳朴本色。什么叫“幸福”?对于瓦特来说,幸福并不是奢侈豪华的吃喝玩乐,而是毕生追求的研究思索与工作实践。看到由自己头脑里产生的新奇构想,再用自己灵巧的双手造成实用的机器,让这些新发明造福社会,这对于瓦特来说,应该是最大的快慰。

  瓦特由于健康长寿,所以亲眼目睹了他所发明的发动机,已由矿山走向工厂的情况。蒸汽发动机的应用越来越广泛,很快又由工厂走向交通运输机械,从而缩短了地球上的距离,加快了时代前进的步伐和人们生活的节奏。

  后来又把蒸汽机应用于发电设备,从而迎来了电气化的新时代。瓦特生前,虽然看到了由于他的发明而给工业生产带来的巨大变化,但那毕竟只是大变革的前奏曲。蒸汽机的更加广泛应用,则是在他身后的事情。

  瓦特发明的蒸汽机在交通工具方面的应用,首先是从蒸汽机船开始的。

  当瓦特还没有退休的时候,就有一位苏格兰的工程师试着将瓦特的蒸汽机用到船上。他将一台经过改进的蒸汽发动机装在一艘拖船上,用来带动安装在船侧的两个明轮,推动船只的前进。这种明轮,就是后来颐和园石舫仿造的那种,形状类似水车轮。由于工艺并不复杂,所以很快便取得了成功。1802年3 月,这位名叫赛明顿的工程师,便将他设计建造的第一艘实用蒸汽机船,在福斯—克莱德运河上进行了试航。结果是这艘长17米、宽5 米,装有10马力小型蒸汽发动机的拖船,牵引了两艘载重共70吨的驳船,在 6小时内航行31公里,取得了完全的成功。可惜的是,当时的运河管理当局不批准使用这种新式的蒸汽机船,因为他们害怕明轮的涡流会损坏运河的岸堤。他们继续用马匹来牵引拖船,反正当时还没有铁道部门这家竞争对手,所以用不着采用新技术,日子照样过得不坏。赛明顿把他所制造的这艘拖船命名为“夏洛特。邓达斯号”,虽然失去了为英国当时主要的运输手段提供服务的机会,但却作为第一艘实用的蒸汽机船而被载入造船史。

  无独有偶,历史上有很多巧合的事情。几乎就在赛明顿研究制造“夏洛特。邓达斯号”的同时,美国发明家、工程师罗伯特。富尔顿,也在思索着把蒸汽机应用到船舶上的可能性。他在英国学习期间,曾致力于运河工程的研究,并于1796年发表了《论运河航行的改进》一书,也主张用蒸汽机取代马匹作为牵引船只的动力,但基于同样的理由而被拒绝。当时的运河货运业务,在英国正处于鼎盛时期,形成了严密的垄断局面,他们墨守成规,不愿进行任何重大的技术改进,害怕这会影响他们的运河和货运安全。富尔顿知道同那些有着保守传统和行会习惯的英国人打交道,是分不清是非曲直的。

  于是,他跑到了法国,在巴黎与美国公使合资建了一艘20米长的蒸汽机船,并于1803年在塞纳河上进行了正式的航行表演。这次试制成功,给了他很大的鼓舞。1806年,富尔顿回到纽约,把全部精力都集中到发展实用的蒸汽机轮上来。1807年,他造出的一艘45米长的蒸汽机船,用单缸凝汽式蒸汽机驱动两个直径4.5米的明轮,在从纽约到奥尔巴尼的240 公里河道中航行,只用了32个小时,而用帆船则需要4 天4 夜的时间。这次试航的成功,在美国引起了很大的轰动。富尔顿马上在纽约和奥尔巴尼之间,开设了每两周往返3 次的班船,从而开辟了蒸汽机船商业应用的新时代。

  这种用蒸汽推进的浅水明轮船,后来又在密西西比河及其主要支流上,开辟了一些定期往返的新航线。这种蒸汽轮在使用中不断进行改进,船体越来越大,速度越来越快,最后又把明轮换成涡轮,从内河航行走向漂洋过海,成为连接五洲四海的主要交通工具。在世界水上交通史中,罗伯特。富尔顿起了开路先锋的作用,成为美国立国初期的骄傲,而为富尔顿成名提供可能的詹姆斯。瓦特,则更是功不可没。

  蒸汽机在水上航行方面的成功,激发了人们把它用到陆上交通的兴趣,从而导致火车的问世,开创了铁路运输的新时代。

  其实,早在瓦特成功地改进了纽科门的蒸汽机不久,世界上第一辆蒸汽机车便于1769年问世。不过,那是法国的军事工程师尼古拉斯—约瑟夫。居纽发明建造的。他于1769年和1770年,先后造出了两辆用蒸汽驱动的机车,用来牵引作战用的火炮。他在车上装的双活塞蒸汽机,与纽科门和瓦特的发明无关,是他根据自己的思路设计的。尽管粗糙笨重,技术上并不过关,但却第一次向人们证明:以蒸汽为动力来牵引车辆是完全可行的!

  英国的机械工程师理查德。特里维西克,是世界上第一个在轨道上使用蒸汽机车的。他所设计建造的一辆蒸汽机车,于1804年2 月21日在威尔士的一段马车轨道上,拉着10吨铁和70名乘客,成功地跑了16公里。后来,他又于1805年和1808年,相继制造了两辆类似的机车。应该说,他是蒸汽机车当之无愧的发明者,但由于他生不逢时,工业上当时对运输的需求,主要靠全国的运河网来解决,一时还用不上这种可怕的火车头。加上特里维西克毫无商业头脑,又没有任何一名企业家来帮他把蒸汽机推向市场,他自己也没有持之以恒、不断研究改进的决心,结果,他所制造的蒸汽机车除了在伦敦的一条圆形轨道上,像马戏团那样进行过卖票表演以外,并没有作为一项事业加以发展,他自己也很快便把蒸汽机车的应用丢到九霄云外了。特里维西克对蒸汽机的发展做出过重大贡献,成功地使用高压蒸汽,减小了蒸汽机的体积和重量,并且建造了世界上第一辆火车头。想不到的是,像他这样一位天才的发明家,却由于不善经营而落到破产的地步。当火车作为主要的商用交通工具之一,开始在英格兰大地轰鸣的时候,特里维西克眼看着“火车之父”的桂冠,被乔治。斯蒂芬森荣耀地戴在头上,而他自己却于 1833年悲惨地死去。死时身边分文无有,连丧葬费用还是由他的朋友们支付的。

  同瓦特一样,乔治。斯蒂芬森也是工业革命高潮中的一位幸运儿。他的主要贡献是使蒸汽机用于铁路,从而获得了商业上的巨大成功。

  乔治。斯蒂芬森生于1781年,小时候跟随他父亲在煤矿里干活,没有受过学校教育,直到18岁时还是一个目不识丁的文盲。从19岁起,他才通过夜校学习并坚持刻苦自学,终于掌握了一定的文化知识。由于他自幼便心灵手巧,在机械操作和修理方面有些小聪明,加之当时煤炭工业正处在迅速发展时期,所以在他31岁那年便被他所在的“大联盟”煤矿集团的老板们任命为负责管理和维修整个煤矿所有的蒸汽机泵等机械的工匠,年薪100 英镑,这在当时属于“高薪阶层”了。

  当时,正是英国同一些欧洲国家结成联盟,共同对付拿破仑侵略的战争时期,英国的马匹缺乏,马和饲料的价格都成倍增长,这使得人们又想起了可以代替马匹的火车头。“大联盟”集团的老板托马斯。利德尔爵士,鼓励斯蒂芬森参与这项研究,以便及早制造出能够用来运煤的蒸汽机床,从而降低马拉矿车运输的高昂成本。

  当时英国的很多煤矿都在进行着同类的研究,因为这是大家所面临的一个共同课题。斯蒂芬森在这一研究中起步虽晚,但进展较快。特里维西克10年前制造的那种火车头,主要缺点是重量太大,木制轨道经不住机车行进的重压,容易造成出轨等事故。斯蒂芬森对它进行了改进,于 1814 年造出了他的第一台火车头。这台有着两个汽缸,一只8 英尺长的锅炉,以及凸缘式车轮的火车头,于1814年7 月25日进行了首次试验。这辆被命名为“布卢彻号”的蒸汽机车,拉着载重共30吨煤的8 节矿车,在基林沃思煤矿的一条马拉轨道上,以每小时千英里的速度行进。

  这次试验的结果是成功的,但也发现“布卢彻号”机车存在不少缺点,需要加以改进。接着,他又制造了两辆经过改进的火车头,分别命名为“韦灵顿号”和“主宰号”。他所制造的火车头虽然重量大大减轻,但仍然经常压裂木制轨道。于是,斯蒂芬森开始把研究的重点,转到制造一种坚硬度适宜的铸铁轨道上来。在纽卡斯尔市的一家铁工厂老板威廉。洛什的帮助下,他终于研制成功一种铸铁轨道来,并同洛什一起申办了专利权。他不断改进的火车头,加上他和洛什共同研制的铁轨,使得斯蒂芬森在火车的使用上大大前进了一步。在此后的五六年里,他又先后制造了16辆蒸汽机车,质量也越来越好,他和洛什的铸铁轨道,也被别的矿区采用。不过,这时候的火车仍然局限于煤矿的一种专用运输手段而已,与社会公众的关系不大。

  从1821年起,在达林顿富商爱德华。皮斯的委托下,斯蒂芬森开始着手修建斯托克顿—达林顿铁路。经过几年的周折与施工,这条全长38公里的铁路终于建成。1825年9 月27日,举行了隆重的通车仪式。斯蒂芬森亲自驾驶着他为这条铁路制造的火车头“运动号”,拉着33节车厢和450 多名乘客,以每小时24公里的速度从达林顿驶到斯托克顿,接着又从斯托克顿拉着煤炭和乘客,返回了达林顿。这是铁路运输史上的一件大事,因为世界上第一条公用铁路,就这样建成通车,宣告诞生了!

  接着,斯蒂芬森又负责修建利物浦—曼彻斯特铁路。这条全长64公里的铁路,把英格兰中部的两座重要城市连接起来,当1830年9 月15日在利物浦举行通车大典的时候,首相韦灵顿公爵和几万名观众,出席了这一盛典。

  由斯蒂芬森制造的新型机车“火箭号”,这时的时速也提高到58公里。铁路运输的优越性,很快便被公众广泛接受,而铁路建设也在英国、欧洲和北美迅速展开。(名人传记)斯蒂芬森在铁路建设初期的巨大贡献,使他被赞誉为“火车之父”,虽然严格讲并不确切,但他能够从蒸汽机车到路轨,从路线勘测到施工建设,解决了不知多少难题,从而使火车从一种可怕的怪物,到人们可以接受的东西,继而成为革命性的运输工具,以飞快的速度伸延到全世界。这样看来,斯蒂芬森这位“始作俑者”,自然是功不可没的。

  瓦特没有活到第一条商用铁路通车那一天,否则,他一定会被邀请坐到通车大典的贵宾席上。他所发明的蒸汽机作为一种机械动力,还被应用到很多产业,包括后来的蒸汽发电。火力发电厂的迅速建立,又为人们提供了更加方便的电能,从而使生产方式和生活方式都发生了翻天覆地的变化。

  瓦特去世以后,他所发明的实用蒸汽机,曾被很多后来人不断加以改进,并被广泛地应用于各种工业和交通运输部门。大机器生产使社会生产力迅猛提高,为大英帝国称霸世界打下了经济基础。19世纪是大英帝国的鼎盛时期,经济上它作为“世界工厂”,拥有绝对的垄断地位,1870年,英国在世界工业总产值中所占的比例为 32%,“三分天下有其一”。为了寻求海外市场,英国的殖民地已经扩展到了世界各地,1899年,英国占有的海外殖民地面积共达2 410 万平方公里,号称“日不落帝国”。

  英国抓住工业革命的机遇,使国家长期处于头号强国的地位。在工业革命的长洪中,科学技术的进步起了推波助澜的作用。而瓦特这位伟大的发明家,将以其对人类所做出的巨大贡献,永远名垂青史,活在人们的心中。

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