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第一次工業革命之父——瓦特童年時代站上舞台偉大實踐平步青雲

作者:尺縮世界

前幾天,“5G”、“第四次工業革命”占據了話題熱榜,我們人類曾經曆過三次工業革命,一次是蒸汽為我們帶來的,一次是電力為我們帶來的,一次是網際網路帶來的。如今,我們将要迎來5G和物聯網技術給我們帶來的新一輪的科技革命。

第一次工業革命之父——瓦特童年時代站上舞台偉大實踐平步青雲

每一次科技上的革命,都是人類文明向前邁進的一大步,而每次邁出這一大步之前,都必須要有先進的人物來引領這次跨越。人類的第一次工業革命最為關鍵,這場革命使得蒸汽的力量取代了人肌肉的力量,而這一次革命的引領者就是詹姆斯·瓦特。

第一次工業革命之父——瓦特童年時代站上舞台偉大實踐平步青雲

瓦特畫像

1736年,瓦特出生于英國格拉斯哥市的一個小鎮上。

小時候的他,常和自己的爺爺待在一起。他的爺爺是一個博學多才的人,爺爺通曉數學、測量學、航海學等知識,每當爺爺跟瓦特講起科學知識時,瓦特都會聚精會神地傾聽。瓦特的父親是鎮上一家儀器制造店的店主。他的商鋪主要制造航海類的機械儀器,瓦特經常跑到父親的店鋪裡去來回搗鼓那些複雜的儀器,并且還會時不時地拆開瞧瞧裡面的構造,有時候,他會找到父親店裡的幫工,詢問他們一些技術性的問題,幫工也會耐心的給他講解。

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格拉斯哥市

在這樣的家庭環境下,瓦特從小便培養起來了對器械知識的興趣,同時也養成了對于學到的知識,喜歡親自動手實踐驗證的好習慣。

但是瓦特從小體弱多病,加上家裡的經濟情況并不是很樂觀,是以他隻能斷斷續續地接受正規教育,到最後,他還沒有畢業就由于身體原因提前退學了。在家裡,他堅持自學了天文、實體、化學、數學等學科。

17歲時,瓦特來到了格拉斯哥大學旁的一家鐘表店當學徒,由于瓦特之前對儀器知識的了解,他對于這份工作上手得很快,不久便能夠獨立的完成一些修理群組裝工作,幾個月後,它便成了這家鐘表店裡的技術能人。甚至旁邊的格拉斯哥大學裡要是有什麼儀器壞了,都會專程地前來求瓦特幫忙修理,這使得了瓦特成了格拉斯哥大學裡的名人。

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格拉斯哥大學

由于手上過硬的技術,格拉斯哥大學給了瓦特一個儀器實驗員的職位。瓦特在大學裡專門負責修理和改造儀器。通過這個機會,瓦特可以接觸到大學裡許多著名學者,這是擴充他腦中知識的好機會,也是實作人生價值的好台階。

瓦特小時候就曾思考過開水壺冒熱氣推動壺蓋的問題,在一名名為羅賓遜的教授的鼓勵下,瓦特開始了他對蒸汽系統的實驗。

1763年,瓦特得到了一個機會,格拉斯哥大學的一台紐卡門蒸汽機被送往了倫敦修理,瓦特在此前還未見過蒸汽機的内部構造,于是他便慫恿學校将那台機器從倫敦運回來,要親自嘗試修理。

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瓦特在格拉斯哥大學與學者讨論

機器被運回來後,瓦特對他的内部構造進行了詳細解剖,經過瓦特的觀察,這台蒸汽機80%的蒸汽熱量全都耗費在了維持氣缸的溫度上,這就耗費了大量的能量。瓦特想到了将氣缸和冷凝器分離開來,讓氣缸的溫度一直維持在注入蒸汽時的溫度。并且動手制造出了一個模型,瓦特想要将這個新産品投入生産,因為他确信這會産生極大的社會價值。

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瓦特在研究

如果要将自己研究的新儀器進行大規模的生産,首先需要找到一定的實驗資金,按照自己的想法制作出來一個像模像樣的儀器,以确定這個東西真的可以用并且有用。他找到了當時的鋼鐵大亨羅巴克,得到了他的一筆金錢資助,并且,羅巴克手上有大量的鋼鐵專利技術可以供瓦特使用。

但是,第一次實驗的結果并未成功,由于活塞和氣缸的制造太過粗糙,器械難以運轉。由于與之相關的技術專利的申請費用極高,使得大部分試驗資金都不得不用來申請專利,隻有小部分的錢可以用在實驗上,是以實在做不了高品質的東西。之後,羅巴克的公司開始走下坡路,資金越來越短缺,這次新式蒸汽機的實驗計劃隻能告吹。

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複雜的蒸汽機結構

幾年之後,羅巴克的公司正式破産,相關的專利全部由一家鑄造廠的老闆博爾頓接手,博爾頓對于瓦特的蒸汽機也很感興趣,在他的支援下,瓦特又開始了對于蒸汽機的研制。這一次,他得到了更多的資金和技術支援,他的實驗成功了。

1776年,第一批新型的蒸汽機制造成功,并且投入了生産。但是這種蒸汽機隻能用在抽水泵上,盡管如此,這還是給瓦特帶來了極大的經濟價值,瓦特赢得了大量的訂單,賺了一大筆的錢。

此時瓦特的重點研究目标就是如何讓蒸汽機适用于更多的機器,而不是隻局限于抽水泵。最後,瓦特公司的一名雇員研究出了一種曲柄齒輪傳動系統,這可以使得蒸汽機可以廣泛應用于各種大型儀器當中。

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蒸汽機械

随後,瓦特又對蒸汽機進行了一系列的改進,最終使得了蒸汽機的效率達到了瓦特見到的第一台蒸汽機的5倍。1808年,瓦特當選法蘭西學士院的成員,1814年,又被選為法蘭西科學院的外籍院士。

瓦特改良的蒸汽機為人類引發了第一次工業革命,蒸汽機為人類提供了前所未有的力量,推動了人類曆史的進步。瓦特改良蒸汽機後,各種新式的工具層出不窮,1807年,美國人富爾頓将蒸汽機裝在了輪船上,宣布了人類帆船時代的終結。1814年,英國人史蒂芬孫将蒸汽機裝在了火車上,為人類開啟了陸地長程運輸的新時代。有人說,瓦特改良蒸汽機,就是“日不落”帝國建立的基石。

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瓦特(中)與他的贊助商

瓦特逝世後,他的遺體被葬在漢德沃爾斯郊區的教堂裡,他的訃告中是這樣說的:“它武裝了人類,使虛弱無力的雙手變得力大無窮,健全了人類的大腦以處理一切問題。他為機械動力在未來創造奇迹打下了堅實的基礎,将有助于報償後代的勞動。”。

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工程師的計算

後來,人們為了紀念瓦特以及他的不朽貢獻,功率的機關被定為“瓦特”,後世的科學家和工程師在計算問題時,總能回顧一下他的名字和貢獻,這可以說是一個學者最高的榮譽了。

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