第三章
瓦特一生主要從事蒸汽機的發明與改進。1769年，他因為在最基礎的紐科門蒸汽機機身外加一個冷凝器，取得了專利，從那以後直到1790年，他逐步改進蒸汽機，使它配套齊全，切合實用，大大推動了工業的發展。他所發明的實用蒸汽機。不斷地被後人發展改進，並應用於各種工業和交通部門，從而使生產方式和生活方式都發生了翻天覆地翻天覆地：形容變華巨大而徹底。的變化。他還從事其他學術活動。1785年，他被選為倫敦皇家學會會員；1806年，格拉斯哥大學授予他法學博士學位；1814年被選為法蘭西科學院外國院士。
一個不同尋常的孩子
在英國的蘇格蘭地區有一個小市鎮，叫做格利諾克。鎮上有一戶人家，男主人叫傑姆斯·瓦特，是一位造船工人，自己開了一家造船廠，女主人叫阿格納斯，是一位溫柔賢淑(ｓｈū)的主婦。
1736年1月19日，女主人生下了一個男孩子，夫婦倆十分高興，但看著這個皮包骨頭瘦弱的孩子，又不免暗暗擔心。
為了讓這個孩子將來能像他父親一樣強壯，夫婦倆給他取了個和父親一樣的名字——傑姆斯，平時都親昵地叫他傑米。
由於母親細心的照料，這個瘦弱的孩子總算沒有夭折，一天一天地長大了。
幼年的時候，他體質很弱，經常頭痛，到10歲時，還經常偎在母親身邊，不去學校讀書，而由母親教他認字和數學。瓦特上學後，他的學習成績並不好，而且，體育也很差。他不喜歡和同學在一起玩，討厭劇烈的活動，常常一個人坐在一旁沉思默想，同學們說他是有神經質的“呆子”。多數老師也認為瓦特“不愛學習”，說他是“學習劣(ｌｉè)等生”。
有一天，瓦特到姑母家去玩，在那裏吃晚飯，吃到一半的時候，看見壺裏的水開了，蒸汽把壺蓋衝得噗噗(ｐū)作響，這種現象吸引了他。他目不轉睛地盯著壺蓋，在爐旁待了一個多小時。他覺得奇怪，這是怎麼回事?便忘了吃飯，拿著玻璃杯，放在壺口，想了很久。姑媽看見了，說他是“傻孩子”。可誰料想得到，瓦特後來發明蒸汽機，就是從這件事受到啟發的呀!
父親的工廠裏麵，除了人家訂製的各種船上用具之外，還有許多裝飾船頭用的雕刻物、炮架、滑車等，零零碎碎地堆滿了各個角落。東西又雜，廠房又小，所以工廠裏簡直零亂不堪。
但這卻是傑米經常來玩的地方。父親一看到小傑米老在機械四周走來走去，總是把他抱開。可是過一會兒他又跑回來，用木屑(ｘｉè)或碎板當做玩具，玩個不停。
父親沒有辦法，隻得把一個小工具箱給了傑米。傑米有了這些東西，馬上就像工人那樣，很熟練地使用起這些工具來。
因此，傑米進數學班以後，就能輕而易舉地用圓規或定規製出精美的模型來了。
有一天下班以後，工人們都回去了，可是工廠內卻還隱隱約約傳來敲敲打打的聲音。
“咦，這是怎麼回事?”
父親悄悄地把工廠的門打開，隻見光線微明的窗邊，傑米正彎著身子，蹲(ｄūｎ)在工作台上工作!
不知道什麼時候學來的功夫，他的動作竟像個熟練的工人，這讓父親不禁大吃一驚。
“傑米!”父親喊著。
“哦，爸爸!?”
“你在做什麼?”
“這個……這是爸爸的起重機。”傑米說著就笑了起來。
原來他在學著做爸爸用來安置在碼頭上的起重機。
“嗯!做得倒也不錯，但是這個地方應當這樣。”
就在小傑米即將從中學畢業的時候，家裏人打算送他去上大學，可這時卻發生了一件出人意料的事。
父親傑姆斯的一隻可以跑遠洋的大帆船在海上被風浪打碎了。船上損失貨物的賠償，還有船員們的死亡撫恤撫恤(ｆǔｘù)：(國家或組織)對因公受傷或致殘的人員，或因公犧牲以及病故的人員的家屬進行安慰並給以物質幫助。，所有這一切，都要落到他這個船主身上，更令人悲痛的是，小傑米的弟弟約翰也在海難中喪生了。傑姆斯隻好變賣家產，該賠償的賠償，該撫恤的撫恤，咬著牙把這個苦果吞了下去。
母親阿格納斯聽到兒子在大海上遇難的消息後，悲痛欲絕，一病不起，不久就告別了人世。
小傑米再也不能像以前那樣悠閑地讀書了，大學夢也隨之破滅了，他已漸漸地到了不得不思考如何自立的年齡。
漫漫發明路
1757年，瓦特21歲的時候，到格拉斯哥大學當維修工人，負責修造教學儀器。這是他一生中的重大機遇。在學校裏，他認識了化學家布萊克，還有後來成為物理學家的魯賓遜，三個人成了好朋友。瓦特從他們那裏學到了很多科學知識，同時對蒸汽機發生了濃厚興趣。
那個時候，英國人已經開始使用蒸汽為動力的機器了。1698年，英國人塞維利製造了第一台蒸汽泵(ｂèｎɡ)，用蒸汽把水壓到高處，推動機器轉動。後來到了1705年，有個叫紐科門的鐵匠，又在此基礎上，製出了第一台蒸汽機，很快被工業部門采用，並傳到歐洲各國。可是這種蒸汽機消耗的燃料特別多，功率也低，使用起來也不方便。
由於天文係在格拉斯哥大學是新近才設立的，所以傑米所修理的儀器，在該校來說，還是件稀罕的東西。
因此，常有拿著實驗儀器來問瓦特的教授：“對不起，瓦特先生，請你幫我看一看。”
瓦特的自信心越來越強了。
隨後，他回家與父親商量；在學校附近開了個教學儀器店。
這件事，對瓦特的人生道路有著重大的影響，使他這一位普通的工人，邁進了大學的校門。
瓦特的店鋪設在大學的角落裏，但正好處在街邊，校外的訂貨可以自由出入。
每天早晨，在學校還沒開門之前，瓦特就已經把店門打開，努力地工作了。
不知不覺中，這裏就成了教授和學生們的俱(ｊù)樂部了，他們都喜歡與這位純樸、樂天、坦率，且見地又與眾不同的年輕人交往，並且，在瓦特的店裏，他們可以方便地看到各種器械模型。
這一天，魯賓遜來找瓦特，對瓦特說：
“瓦特先生，我有一個特別的生意想和你談談!”
“噢?什麼特別的生意!”瓦特好奇地問。
魯賓遜說：“你知道，在古代，人類尚未具有高智慧的時候，隻知道憑借自身的力量辦事，到人類漸漸地變聰明後，就想到利用動物的力量了。
“譬(ｐì)如說搬運東西，最初人類是把東西扛在肩背上來搬運的，到了明白把東西放在車子上用馬來拉的時候，人類的力量已增加了幾倍，甚至幾十倍了。
“但是這還不行，除了動物之外，必須再想出其他更強的動力來移動車子。究竟有沒有這種動力呢?”
說完，魯賓遜等待瓦特的答複，可是一看到瓦特默然不語，魯賓遜又繼續說下去。
“有的，我想是有的，那就是蒸汽的力量。我想，用蒸汽來推動的車子一定會被發明出來的。”
瓦特把眼睛睜得圓圓的，望著他的臉，可是魯賓遜越講越有勁兒，又繼續說了下去。
“用蒸汽來推動車子的構想雖然讓人感到詫異，可是那絕不是夢想啊!不是早就有紐科門所發明的抽水蒸汽水泵(ｂèｎɡ)，被人們普遍使用著嗎?使用於抽水的動力，和用做推動車子的動力原理是相同的啊!”
“你說得挺有道理。”瓦特聽得津津有味津津有味：形容有滋味；有趣味。。“事實上，我不過是今天才學到有關紐科門蒸汽機的知識的，雖然對於它的原理與構造方麵都已有所了解，但是，這種了解是無濟於事的。要想從中產生一種新的東西來，非得具有非凡的想象力與發明能力。
“瓦特先生，隻要我們兩人肯合作，哪有辦不到的事情?你想不想嚐試以蒸汽推動車子的發明呢?”
“當然想!”瓦特對這一新的目標產生了濃厚的興趣。
第二天，他馬上跑到格拉斯哥大學的圖書館，找出有關蒸汽機械的書籍，然後根據原理並開始實驗起來。
他設法找到一個蒸煮器(就是現在高壓鍋的最初的雛形)，把它用作產生蒸汽的裝置，他把一個裝有密封活塞塊的小注水器連接到蒸煮器上，並在蒸煮器和注水器之間裝上一個閥門，這個閥門可以朝上、下兩個方向轉動；根據閥(ｆá)門的轉動方向，既能使蒸汽進入汽缸(ɡāｎɡ)(即小注水器)，也能把它全部排放出去。
瓦特將閥門扭動，蒸汽進入汽缸，小活塞被蒸汽往上頂，這股力居然能舉起7公斤重的東西。
“啊，動起來了!動起來了!”瓦特和魯賓遜都控製不住自己的驚喜。
正當他們打算同心協力大幹一場的時候，魯賓遜畢業了，他要去海軍服役，離開了格拉斯哥大學。瓦特隻好獨自繼續蒸汽機械的研究。
了解了蒸汽機械的曆史，瓦特迫切要看到的就是紐科門的機械了。
剛好就在這個時候，瓦特聽說格拉斯哥大學的標本室裏，有一架紐科門機械的模型。
瓦特就把這個模型帶回店鋪去了，這是他第一次看到紐科門機的模型。
瓦特馬上把模型機械一一拆(ｃｈāｉ)開，這是他一向的作法。直到領會了它的構造和操作方法之後，瓦特才將損壞的地方完全修好，再好好地裝配起來。
瓦特迫不及待地生起了火，把火放在鍋爐底下，想轉動模型看看。
水一開就冒出許多蒸汽來，扭動閥門，蒸汽就進入了那個小汽筒內，咕咚咕咚地開始轉動了起來。
“啊!動了!動了!”但是奇怪的是活塞隻動了三四下就停止了。
“咦！怎麼回事?”瓦特又重新試驗了一下，但結果還是一樣。
三次、四次、五次……做了好幾次，活塞仍然半途就停了下來。
“奇怪!這是什麼緣故呢?”瓦特在想。
他立刻到圖書館去翻查書本，看什麼地方有問題，但是卻得不到結果。要想弄清這個問題，除了再次實驗之外，別無他途。
瓦特把模型機械的各部分又重新檢查了一番，在經過好幾次同樣的試驗之後，終於發現了問題所在。汽筒是用黃銅製的，這樣使加熱和冷卻都比較慢。應該采用鐵製的汽筒。
另外，更重要的一點是：無法使機器順利轉動的原因是汽筒的溫度問題。蒸汽一遇冷就立刻凝結起來，所以，最初把蒸汽從鍋爐輸送到汽筒裏去的時候，為了不使蒸汽無謂的凝結，汽筒就必須保持在攝氏100度以上。
可是要想把滿汽筒的蒸汽凝結，使之成為真空，則又得把汽筒的溫度下降到常溫，也就是攝氏15度以下了。
在汽筒內噴射冷水，目的就是為了促使溫度迅速下降，使蒸汽早點凝結。也就是說，汽筒必須不斷地被加熱和製冷。
可是問題卻是：一旦冷卻了汽筒的溫度，要想把它再升高到沸點，勢必要消耗掉大量的蒸汽。
紐科門的發明到這一點就不能繼續了。
而瓦特卻是身兼學問和技術的真正的發明家。他對於紐科門機的結構和作用，始終抱著一種嚴謹嚴謹(ｊǐｎ)：嚴密謹慎。的態度去研究，結果他發現了它的缺點。
好幾天以來，他總是坐在工作台前麵，連實驗也懶(ｌǎｎ)得去做。有時坐在已經停止轉動了的機械前麵，靜靜地沉思，然後站起來，嘴裏嘟囔著，在房間裏走來走去。
在這幾天當中，無論是睡覺、吃飯或工作的時候，他都不停地思考著這個問題。這一天，他出來走走，從大街小巷，從廣場到大路，瓦特足足走了差不多有一個鍾頭。
瓦特無意中把頭一抬，這時映人他眼簾的是一片綠油油的草地。
“美麗極了!”
瓦特放鬆地在一張長椅上坐了下來，閉上眼睛，托住下巴靜靜地養神。
這個時候，“熱量和凝結”的問題，在瓦特的腦中悄然消失了，使瓦特感到無比的舒暢。
“唉!回家吧!”
瓦特站起來伸了一個懶腰，然後慢條斯理慢條斯理：形容動作緩慢，不慌不忙。地走回家，可還是不由自主地又想起了他的問題。
剛走過洗衣店，到達牧羊人所住的小屋的時候，又一個念頭飛進了他的腦海裏。
“由於蒸汽是一種具有彈性的物體，因此，凡是有真空的地方，它就無孔不入，如果在汽缸和蒸汽室之間加一個通道，蒸汽就會進入裏麵而冷凝，這樣就不用冷卻汽缸，紐科門機的問題不就迎刃而解迎刃而解：比喻主要的問題解決了，其他有關的問題就可以很容易地得到解決。了嗎?”
想不到這個無意中冒出的念頭，就把他在一年當中，想了又想的問題完全解決了。
蒸汽因為具有推動力，所以能夠衝入真空的容器裏。要是把真空的容器附在汽筒上，蒸汽經過汽筒後就必定會進入那個容器裏去，那麼，蒸汽就可以在那個容器裏凝結，而不必在汽筒中凝結。
也就是說，為了蒸汽的凝結，隻要另外再做一個凝結器連接在汽筒就行了，這樣一來，蒸汽就在那裏凝結，而不需要再把汽筒冷卻，汽筒就始終是真空的了。
各種不同的作用，分別在不同的容器內進行，汽筒就可一直保持熱度，凝結器就永遠使它冷卻下去，這樣一來，連一絲蒸汽也不會浪費掉了。