瓦特与蒸汽机

一个文弱的孩子守在炉子旁，呆呆地看着炉子上煮水的水壶.水快开了，强大的水汽直往上冒.尽管壶盖紧紧地盖着，可还是颤颤巍巍地动了起来.水汽越来越多，越来越强，先是从盖的边缘往外冒，接着是集中力量把壶盖往上顶.一下，两下……终于，强大的蒸汽把壶盖顶起，直冲向炉子上方.
“詹姆斯，我从来没看到过你这样的孩子.半个小时过去了，你一言不发，一会儿把水壶盖盖上，一会儿又取下……你不能去看看书，或者做些有意义的事情吗？”孩子的姑妈责备地说.
她当然不可能想到，这个叫詹姆斯·瓦特的孩子今后做的最有意义的事情，就是从看这水壶的蒸汽开始的.
瓦特从小热爱学习，善于观察.他的学习成绩非常优秀，数学成绩总是全班第一.回家后还主动找书看，研究天文、化学、物理等学问，并逐渐掌握好几种语言.此外，他动手能力也很强，经常到他父亲的工场里去看大人们干活，或者当个小帮手，学点修理仪器、制作模型等技术.
他十七岁那年，父亲因轮船失事牵连而破产了，家道一落千丈.上大学根本不可能，他还得设法养活自己和贴补家用.于是，这个聪明的孩子只得去当学徒谋生.他先后到了格拉斯哥、伦敦等地去学艺，以便将来成为一名工匠，可以靠手艺养活自己.
伦敦的冬天又阴又冷，晚上九点以后，屋子里更是冷如冰窖.工作了一整天的瓦特推开租用的小屋简陋的门，疲乏地躺到床上，可是他只稍稍放松了一下，马上像弹簧一样地蹦起来，走向桌子跟前.桌子上，一大堆拆洗了一半的仪器，今天必须装好，明天还得送给客户呢！他啃了些干面包，喝了点水，马上又精神抖擞地干了起来.瓦特一旦投入了工作，很快就陶醉其中了，也根本忘记了时间.一直干到装配结束，才感到周身疲乏.他甚至来不及梳洗一下，一歪在床上就睡着了.他实在太累了.
在伦敦的一年学徒期间，瓦特不但拿不到一分钱的报酬，而且还要付学费.师傅只供他吃饭.他每周工作五天，从清晨一直到晚上九点.周末的两天和晚上，他从工场揽一点活来干，这样才能缴学费和有一点生活费.这种日以继夜的苦干锻炼了他的本领，但也极大地消耗了他的体力，以至于学徒生活结束之后，瓦特休息了整整一个夏天才调养过来.
那时的瓦特不但技术优秀，而且基础扎实，一些复杂的仪器如经纬仪、罗盘、四分仪等等都可以拿得下来了.他精湛的手艺渐渐引起了人们的赏识，格拉斯哥大学的教授迪克特地聘请他为大学的仪器修理工.一些来大学实验室参观的科学家看到这个修理工心灵手巧，与他交谈之下发现他的知识很丰富，于是，这些科学家就成为瓦特的新朋友了.
当时，铁匠纽可门发明的蒸汽机已经出现了.但这种蒸汽机相当粗糙，应用范围又很窄.1764年，瓦特帮助学校修复了一台纽可门式蒸汽机.在修理时，爱动脑筋的瓦特发现这台机器效率不高，于是他萌发了改造蒸汽机的愿望.经过反复思考，他发现其效率不高的原因在于冷却过程是在汽缸里完成的，而冷却过程完成后还得把汽缸重新升温，这一过程浪费了很大的热量.瓦特的天才性创造就是制作了一个分离式冷凝器，让冷却过程在汽缸外进行.这种改良后的蒸汽机可以节约四分之三的能源，而功率却得到了提高.
纽可门式蒸汽机的第二个缺陷是只能做往复运动而无法做旋转运动，这就大大限制了它的使用范围.瓦特对此又进行了艰苦的研究和试验.在这期间，瓦特遇到了一系列的不幸.1773年，为他提供研究资金的工业家罗里克破产了，研究经费因此中断.同年，妻子又去世了，留下了好几个年轻的孩子.尽管这样，瓦特仍然没有停止研究.他搬到了伯明翰，找到了新资助人，继续研究.1784年，他发明了平行传动装置，使蒸汽机开始能做旋转运动.继而在1788年，他又发明了离心式调节阀.1790年，他设计制作了汽缸示动器，使蒸汽机得到了极大的完善，广泛地应用于各行各业.
千百年来，人们只知道肌肉力（人力、畜力）和自然力可以作为动力，可以做从收割、打铁到推磨、拉车等各种工作，但是肌肉力和自然力都是受到自然界限制的.如何克服这种限制呢？瓦特用他完善的蒸汽机，使能源从自然力和肌肉力的限制中解放出来，完成了人类历史上一次巨大的能源改革，极大地推动了工业革命的进程.所以今天，我们一提到蒸汽机，首先想到的是瓦特，而不是纽可门.