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瓦特傳 第 14 頁


認識到一種力的存在是一回事,而要成功地駕馭這種力使之為人類所用,則是困難得多的另一回事。瓦特的功績,就在於他通過不斷的研究改進,終於找到了一種安全簡便的辦法,為工業提供了節能高效的蒸汽機。自從瓦特誕生以來的兩個多世紀,在人類歷史的長河中 ...
作者:布老虎 / 頁數:(14 / 62)

認識到一種力的存在是一回事,而要成功地駕馭這種力使之為人類所用,則是困難得多的另一回事。瓦特的功績,就在於他通過不斷的研究改進,終於找到了一種安全簡便的辦法,為工業提供了節能高效的蒸汽機。
自從瓦特誕生以來的兩個多世紀,在人類歷史的長河中,只不過是轉瞬即逝的一剎那。然而,由於瓦特和他的繼承者們的發明所引起的變化,卻是那麼巨大和廣泛,以至于使他的童年時代所處的世界,與我們生活的當今世界相比,竟有着天壤之別,相隔甚遠。

不過,在當時的英國也有兩件新事,已經使工業革命的勢頭有了發展。
首先是阿布拉罕·達比于1709年前後,在希羅普郡的科爾布魯克代爾,完成了利用焦炭煉鐵的技術改進。這項新技術的採用,使煉鐵工業不再受木炭供應的限制,從而有可能大量增加生產。其次是由於煉鐵廠的老闆們現在需要更多的煤炭,於是,托馬斯·紐科門于1712年在斯塔福德郡,成功地安裝了他的第一台礦用蒸汽機抽水泵,從而使得礦工們可以在礦井深層採煤。
紐科門的蒸汽動力泵機,在發明初期安裝的不多。但在1733年這項發明專利權期滿之後,採用它的人便很快增多起來。到了瓦特出生的時候,在蘇格蘭的埃爾郡和中洛錫安的一些煤礦裡,也有一些這種動力抽水機在工作。
但同英格蘭中部地區相比,蘇格蘭當時還是個不發達地區,几乎還沒有受到新技術的觸動。到了18世紀50年代,由於約翰斯萊頓等工程師使用了大口徑的鐵製汽缸,並對其他零件做了一些改進,紐科門式的發動機在英國的應用,在數量和功率兩個方面都有了很大的提高。這激發了年輕的羅比森去思索新動力的可能性:為什麼發動機的用途,只限于礦井抽水呢?

難道不可以用它來轉動機器,甚至驅動道路上行駛的馬車嗎?
當他們在瓦特的作坊裡交談的時候,羅比森這些滿懷希望的推想很快便引起了瓦特的興趣。據斯邁爾斯說,他確曾設計出一種裝有蒸汽機的車輛的原始模型,這種車輛帶有兩個用馬鐵片製作的汽缸。這次試驗的失敗表明了瓦特缺少這方面的知識,因而使瓦特決心加以彌補。瓦特從未見過紐科門式的發動機,於是他便開始研究,他從諸如德薩古利爾斯、貝利多爾和斯威策等作家那裡瞭解到了他的前輩帕平、薩弗裡和紐科門曾經取得的成就。
瓦特能夠致力於這方面研究的時間是有限的,因此直到 1761年、1762年,他才開始進入實際的試驗階段。他設法搞到了一個帕平蒸煮器即現今高壓鍋的最初的雛形,把它用作蒸汽發生器,從而使他能確定蒸汽在高壓情況下的功率。在這方面,他是按照薩弗裡的辦法進行試驗的,薩弗裡當年曾利用蒸汽的壓力,把水管內的水頂上去。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一個閥門;根據閥門的轉動方向,既能使蒸汽進入汽缸,也能把它全部排放出去。
瓦特發現,在他使蒸汽進入汽缸的時候,這個小活塞就被往上頂,這股力可以頂起 15磅的重量。當他轉動閥門把蒸汽從蒸煮器裡排放出去時,在汽缸裡的蒸汽放盡後,活塞就下落,並且這種過程還可以連續反覆。
即使從消極方面來說,這個第一次試驗仍具有極大的意義。它表明從一開始,瓦特就如願以償地領會並證實了高壓蒸汽具有膨脹力。瓦特確實製作過一台極其粗糙簡單的高壓蒸汽發動機,並且像他這樣一位具有聰明才智的能工巧匠,是不可能在頭腦裡沒有出現過這種想法的。倘若這種雙向閥像紐科門式發動機上的閥那樣是用機械操縱的話,這台蒸汽機就會成為自動的了。
這種蒸汽機的運轉原理與紐科門式發動機的原理相比會簡單和有效得多。然而,瓦特卻根本不考慮去採取這一有希望發展的途徑。他之所以這樣做的理由,可以用他自己的話來做出最好的解釋:我很快便放棄了根據這種原理製作發動機的想法,因為我知道它很容易導致對薩弗裡的發動機的那些方面的否定,即薩弗裡發動機的鍋爐有發生爆炸的危險;難以使它的連接處密封;還有因為研製不了有助于活塞下降的真空裝置,從而會浪費大量的蒸汽力等。
瓦特的這段解釋,儘管是在回顧往事時所寫的,但卻無疑公允地說明了他當時不使用高壓蒸汽的原因。的確,用當時通用的材料和工藝去製造一台鍋爐,或者設計出能夠經得住高壓的接頭和墊圈,本來就是件極端困難的事情。然而,有志者最後總會想出辦法來的。瓦特最終確實採用了那套大大超過了當時實際條件的操作系統,並且在它取得成功之前,他在着手解決實際工程問題方面所遇到的困難,決不是不令人望而生畏的。
瓦特在寫上面這段話的時候,肯定知道這一點,不過他那過于謹小慎微和極端固執的作風,使得他在由於技術進步而原來那些困難已不復存在之後很久,仍然堅持反對使用高壓蒸汽。他就是這樣一個人:一旦認準了一條路比其他的路好,他就會一直沿著它走到底,決不回頭。因此,他的第一次實際試驗是具有決定性意義的。而那條令瓦特怯步的道路,卻將留給那位偉大的康瓦爾人理查德·特裡維西克去勇敢地開闢了。


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