人們?yōu)榱思o(jì)念某人作出的突出貢獻(xiàn)，往往編出一些膾炙人口的故事情節(jié)在世間廣為流傳。比如牛頓在蘋果樹下坐著，被掉落的蘋果砸中，由此發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，再比如瓦特與蒸汽機(jī)的故事。

十八世紀(jì)初期，在蘇格蘭一個(gè)貧寒的家庭里，一個(gè)小男孩正對(duì)著一只沸騰的開水壺呆呆出神。他看著從壺嘴和壺蓋開縫處冒出的如煙似霧的水蒸氣，看著壺蓋不時(shí)被頂起來、落下去，發(fā)出“格當(dāng)、格當(dāng)”的聲音，仿佛失去了知覺。他在火爐旁站了一個(gè)多小時(shí)，但始終不肯伸出手去挪動(dòng)一下那個(gè)水壺。他姨母進(jìn)來見到這般光景，不禁大為光火，指著水壺大聲呵斥說：“沒看到嗎？懶孩子！”

如今普遍認(rèn)為是瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，進(jìn)而引領(lǐng)了英國(guó)的工業(yè)革命，蒸汽機(jī)確實(shí)標(biāo)志著工業(yè)革命的開始，但是卻并非是瓦特發(fā)明的。早在公元1世紀(jì)時(shí)，埃及亞歷山大里亞學(xué)者希羅就利用蒸汽噴射反沖力做功，制成蒸汽轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。1680年，法國(guó)物理學(xué)家巴本發(fā)明了高壓鍋，10年后他又創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出最早的汽缸——活塞裝置。

1698年，英國(guó)工程師托馬斯·塞維利制造出第一臺(tái)實(shí)用的無活塞式礦井抽水蒸汽機(jī)。1712年，英國(guó)鍛工托馬斯·紐可門綜合巴本的汽缸活塞和塞維利形成真空的凝汽器裝置的優(yōu)點(diǎn)，研制出更為有效的大氣活塞式蒸汽機(jī)。后來，英國(guó)工程師斯米頓對(duì)紐可門的大氣活塞式蒸汽機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，使其效率增加了近一倍。

詹姆斯·瓦特是對(duì)紐可門蒸汽機(jī)進(jìn)行根本性改革的一個(gè)關(guān)鍵人物。1736年1月19日，詹姆斯·瓦特生于蘇格蘭的格林諾克。他曾在該地的文法學(xué)校學(xué)習(xí)，成績(jī)優(yōu)異，后因身體不好而中途輟學(xué)。

回家后，他在父親的工廠學(xué)習(xí)技術(shù)，獲得了豐富的木工、金屬冶煉和加工、機(jī)械制造儀器修理等方面的技術(shù)。1775年，他到倫敦學(xué)習(xí)儀器制造，后到格拉斯哥大學(xué)當(dāng)儀器修理工，負(fù)責(zé)教學(xué)用具的修理、保管。在那里，他見到一臺(tái)紐可門蒸汽機(jī)模型，還遇到了熱力學(xué)家萊克和后來成名的物理學(xué)家約翰·魯濱遜。

這三個(gè)人聊得頗為投機(jī)，他們經(jīng)常一起研究改進(jìn)蒸汽機(jī)的問題。瓦特對(duì)紐可門的大氣活塞式蒸汽機(jī)十分推崇，但他也發(fā)現(xiàn)這種發(fā)明的巨大缺陷，使它仍然停留在基礎(chǔ)階段，這個(gè)階段的蒸汽機(jī)不僅消耗能量大、做功效率低，而且在運(yùn)行時(shí)蒸汽機(jī)時(shí)冷時(shí)熱，機(jī)械作業(yè)無法持久。

為解決決這些問題，瓦特用玻璃瓶、竹筒等簡(jiǎn)陋的器具做了一連串簡(jiǎn)單而有趣的實(shí)驗(yàn)，研究了蒸汽的密度、壓力和溫度之間的關(guān)系。他還對(duì)蒸汽機(jī)如何充分利用熱量作了一番仔細(xì)研究，并取得了突破性成果。

在1769年，瓦特制成了單動(dòng)式蒸汽機(jī)，其耗煤量?jī)H為紐可門蒸汽機(jī)的四分之一，這是一個(gè)非常巨大的進(jìn)步，但是瓦特并不滿足。取得專利后，他又在企業(yè)家博爾頓的支持下致力于新課題：將直線往復(fù)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成圓周旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在這方面，他提出了著名的是“行星齒輪機(jī)構(gòu)”。

第二年，瓦特便制造出了復(fù)動(dòng)式蒸汽機(jī)。1784年，“平行連桿機(jī)構(gòu)"使得蒸汽機(jī)具有更廣泛的工業(yè)實(shí)用性。到1790年，瓦特又完成了汽缸示功氣的發(fā)明，這是整個(gè)蒸汽機(jī)改良過程的最后一步。這種經(jīng)過改良的蒸汽機(jī)，比紐可門機(jī)器的工作效率提高了兩倍，耗煤量卻降低了75%，而且它安全可靠，速度很快，在當(dāng)時(shí)幾乎無可挑刷，人稱“萬能蒸汽機(jī)”。

開啟工業(yè)化革命

瓦特蒸汽機(jī)改良成功，為工業(yè)界注人了新的活力，也改變了人類生產(chǎn)的面貌。它迅速成為適用于一切工業(yè)部門的動(dòng)力機(jī)械，為紡織、采礦、冶金、造紙、機(jī)械等各行業(yè)廣泛應(yīng)用。進(jìn)入19世紀(jì)后，由于金屬材料應(yīng)用的進(jìn)展，蒸汽機(jī)不斷變得“小巧”，最后被廣泛用于交通工具上。整個(gè)世界掀起了一場(chǎng)經(jīng)濟(jì)大革命，社會(huì)生產(chǎn)力有了驚人的發(fā)展。

鑒于詹姆斯·瓦特的特殊貢獻(xiàn)，1785年，他被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，1804年被授予格拉斯哥大學(xué)法學(xué)博士，1814年被法國(guó)聘為“法蘭西科學(xué)家國(guó)外會(huì)長(zhǎng)”。瓦特去世后，英國(guó)著名的威斯敏斯特大教堂為他立了雕像。人們?yōu)榧o(jì)念他，還用“瓦特”作為計(jì)算功率的一種單位。

瓦特的成功是吸收人類千百年來積累的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果。個(gè)人努力探索加上前人已經(jīng)取得的成果，是切科學(xué)技術(shù)發(fā)明的關(guān)鍵，如果說哈格里夫斯發(fā)明了珍妮紡紗機(jī)是工業(yè)革命開始的標(biāo)志，那么瓦特改良后的蒸汽機(jī)就是工業(yè)革命的標(biāo)志。

（參考資料：《世界歷史探秘》、《瓦特蒸汽機(jī)技術(shù)創(chuàng)新的社會(huì)視角分析》）