1784年：瓦特改变世界的蒸汽机

1764年，在格拉斯哥一间简陋的地下室里，一个青年围着两台报废的蒸汽机，忙得忘乎所以，正当青年探过身子准备仔细观察蒸汽机工作情况的时候，一股灼热的气体从气缸中突然蹿出，刀割一样的烫伤攫住了他。连续的实验都失败了，他紧皱眉头，蹲在地上盯着眼前的废铜烂铁，再次陷入沉思。这个青年就是后来成功改良蒸汽机的詹姆斯·瓦特。

作为一个影响人类科技发展的伟大科学家，瓦特小时候却有一段不幸的童年时光。他1736年出生在苏格兰的格里诺克，少时家贫，又体弱多病，没读几年书就退学回家了。为了谋生，瓦特年纪轻轻就外出当了一名学徒工。在辍学的日子里，他没有放弃自己热爱的数学和物理，在15岁的时候就自学完了《物理学原理》，对书中的知识产生了浓厚的兴趣，一直找机会在生活中验证学到的理论。瓦特来到一家仪表修理厂当学徒，精密的仪器让他产生了浓厚的兴趣，不久他就学会了难度最高的手艺，但是繁重的劳动让他的身体很快吃不消了，瓦特不得不辞掉工作回家休养。转年，瓦特再次离家来到格拉斯哥，凭着自己的手艺让当地人刮目相看，格拉斯哥大学教授台克注意到了瓦特，非常欣赏他的才能，在台克的举荐下，瓦特进入大学做了一名仪器修理工。大学存书丰富，瓦特在工作之余可以放开手脚进行阅读，他找来自己感兴趣的书，储备了相当丰富的理论知识。就是在这个时候，他对蒸汽机产生了兴趣。

好多人都认为是瓦特发明了蒸汽机，其实早在瓦特之前，蒸汽机就已经被其他科学家发明出来了，只是性能并没有达到人们的要求。许多人在改良蒸汽机上大做文章，但收效却不明显，这在当时是一个让人头疼的难题。

1764年，作为学校的修理工，瓦特接受了一个新的任务，去修理一台坏掉的纽可门式蒸汽机。瓦特一边修理一边学习，当蒸汽机的构造和工作原理烂熟于胸的时候，这台笨重的机器也被他修理好了。瓦特站在一旁，看着这个庞然大物一边工作一边像个患了哮喘的老人一样呼呼喘气，不禁燃起改造蒸汽机的想法。通过这一段时间的学习和修理工作，他了解到现行的蒸汽机存在两个致命弱点，一是活塞不能连贯运动，而且运动速度超级缓慢，二是蒸汽机的缸体每次都要随着蒸汽变冷，浪费了很多能量，蒸汽并没有百分之百转换成机械能，利用率太低。针对这两个难题，瓦特冥思苦想，工作之余就开始在纸上计算，画图纸，还借来大量的书籍钻研。他花掉自己的积蓄，租了一家地窖，想办法搜集了几台坏掉的蒸汽机，他想用这堆废料造出一台与众不同的蒸汽机来。瓦特的实验并不顺利，于是出现了开头的一幕。

为了能使缸体不随蒸汽冷却，他设计了一个冷凝器，把蒸汽分离到缸体之外，这样蒸汽机的热能利用率大幅提高，差不多是原来的三倍。但是瓦特的蒸汽机从图纸变为实物，还是让他吃尽了苦头，特别是蒸汽机漏气的问题长期得不到解决。困难接踵而来，瓦特的钱用完了，他已经不能再继续自己的研究，债台高筑的窘境让他痛苦万分。

一个成功的人命中总能出现几个帮助他走向成功的贵人，俗话说得好，一个篱笆三个桩，一个好汉三个帮。瓦特也是这样，从穷技师到功成名就的发明家的道路是曲折坎坷的，如果没有别人的支持和帮助，也许历史上就无人会记得瓦特这个人。这时候，一个叫布莱克的人把瓦特推荐给一个富有的企业家罗巴克，罗巴克对瓦特的发明非常感兴趣，对此倾注了很多的心血。瓦特克服了资金方面的困难，在1769年时试制出比较满意的样机，第一台带有冷凝器的蒸汽机诞生了。但是除了热能有所提高以外，瓦特的蒸汽机在其他方面并没有改进，他还是对自己的发明不满意，于是又开始思考怎样改进活塞运动。但是正当瓦特的研究工作如火如荼展开之际，却传来罗巴克破产的消息，他已经不能再继续资助瓦特的研究事业，但好心的罗巴克把瓦特介绍给了另一个企业家博尔顿。于是瓦特发明道路上的第二位贵人出现了。与罗巴克一样，博尔顿非常看好瓦特的发明，在各方面都予以支持，使得瓦特又能够一门心思地研究蒸汽机了。(www.xing528.com)

一天，瓦特无意中听见有人说天文学家发现了行星在绕着太阳做圆周运动，瓦特突然灵机一动，现在的蒸汽机活塞之所以运速缓慢，是因为在不停地做直线往返运动，如果把它的运行改为圆周旋转运动，就可以让它把动力传给其他工作机。他赶紧回家，根据这个思路，不久研制出一套齿轮联动装置，确实大大提高了蒸汽机的工作效率。

为了进一步提高机器工作效率，瓦特再接再厉，他又改进了蒸汽机的气缸，使之带有双向装置，把原来蒸汽由一端进入从另一端排出的情况变成两端进入两端排出，双向气缸代替了以前的单向气缸，高压蒸汽取代了低压蒸汽，这是蒸汽机改良史上的一大飞跃。在1784年，瓦特将经过自己革新的蒸汽机各部分进行整合，终于制造出一台全新的蒸汽机，从这一天起，瓦特蒸汽机诞生了，人类拥有了高效能的原动机。瓦特这位穷困的技师也在一夜间名声远扬，丰厚的专利税，让他成为一个富有的人。

瓦特在改良蒸汽机的道路上走过坎坷的20年，历经挫败，但他不屈不挠，在最艰苦的条件下从未放弃过自己的理想，执着的精神成就了瓦特，也成就了人类完成动力革命的梦想。作为重要的原动机，瓦特改良的蒸汽机引发了18世纪工业革命，促进重工业的发展。瓦特蒸汽机曾被人们称为“万能原动机”，在工业上得到了非常广泛的应用，以前依靠人力、畜力的局面被机械力所改变，人类历史进入能源利用的新时代。1807年，富尔顿运用瓦特的蒸汽机，制造出第一艘轮船，取代了帆船。7年之后，史蒂芬森把蒸汽机装到火车上，第一列火车诞生。19世纪三四十年代，蒸汽机在北美和欧洲得到广泛应用，蒸汽时代来临了。人们为了纪念这位伟大的科学家，把瓦特的名字定为“功率”的单位。

科技在继续发展，后来蒸汽机被内燃机取代，随着人类的持续探索，更先进和环保的动力能源会被应用到我们的生活中。