詹姆斯·瓦特(James Watt，1736—1819)，英國著名科學(xué)家，蒸汽機(jī)的發(fā)明者。

1736年1月19日，瓦特出生于英國蘇格蘭克萊德河畔的格林諾克城。他的祖父是教測量學(xué)和航海學(xué)的教師，父親是一個熟練的造船裝配工人，后來經(jīng)營造船業(yè)和建房業(yè)，作過制造兼出售航海儀器的小商人，還擔(dān)任過格林諾克城的司庫和地方行政官。

瓦特從小身體虛弱，經(jīng)常生病，到了上學(xué)年齡，家里還沒送他去讀書。瓦特的母親出身于蘇格蘭的名門望族，聰慧溫順，對孩子耐心和藹，循循善誘。她不僅教瓦特讀書寫字，學(xué)習(xí)語文和數(shù)學(xué)知識，還熱心鼓勵孩子玩各種工具和器物，培養(yǎng)他觀察思考問題的興趣和動手實踐的能力。

過了入學(xué)年齡好幾年，瓦特才去學(xué)校念書。他不喜歡與同學(xué)玩笑打鬧，討厭劇烈的活動，只愛獨自沉思默想，因此與同學(xué)們合不來，被他們稱為“有神經(jīng)質(zhì)的呆子”。瓦特很喜歡幾何學(xué)，有一次家里來了一位客人，看見瓦特蹲在地上一聲不吭，用粉筆東畫西劃，說他是個“不上進(jìn)的孩子”。父親笑了笑，叫客人再仔細(xì)看看，原來小瓦特正在專心致志地演算幾何題!還有個流傳很廣的故事：一天，壺里的水開了，蒸汽把壺蓋沖得噗噗作響。這種人人司空見慣的現(xiàn)象，卻使瓦特發(fā)生了莫大興趣。他目不轉(zhuǎn)睛地盯著翻動不止的壺蓋，苦苦思索其中的奧秘，在爐旁呆了一個多鐘頭。姨母看見了，責(zé)罵他是個“懶孩子”。她哪里知道，正是這種強(qiáng)烈的好奇心和尋根究底的品質(zhì)，導(dǎo)致瓦特做出了人類歷史上的重大發(fā)明!

后來瓦特進(jìn)了格林諾克的文法學(xué)校，數(shù)學(xué)成績特別優(yōu)秀，名列前茅。由于身體不好，沒有畢業(yè)就退學(xué)了。在家里，他并沒有虛度光陰，仍然堅持自學(xué)。生病期間，躺在床上手不釋卷，博覽群書。他鉆研天文學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、解剖學(xué)等多種學(xué)科的知識，自學(xué)了好幾種外語。除了在學(xué)校學(xué)的拉丁文、希臘文外，他能夠直接閱讀法文、德文和意大利文的原著。

瓦特的另一個“學(xué)校”是父親的工場。他經(jīng)常在那里向工人師傅學(xué)習(xí)技術(shù)，自己操作工具，制作各種機(jī)械模型，修理航海儀器，進(jìn)行化學(xué)和電學(xué)實驗。經(jīng)過長時間的刻苦實踐，他獲得了豐富的木工、金屬冶煉和加工、機(jī)械制造、儀器修理等多方面的工藝技術(shù)，為后來的發(fā)明打下了堅實的基礎(chǔ)。

17歲那年，父親經(jīng)營商業(yè)失敗，家里一貧如洗。瓦特被迫出外謀生，到格拉斯哥一家鐘表店學(xué)手藝。1755年他和父親的一位朋友一道，長途跋涉，步行12天前往倫敦，跟有名的機(jī)械師摩爾根當(dāng)學(xué)徒。他勤奮學(xué)習(xí)，努力鉆研，技術(shù)提高很快，沒多久就會制造難度較大的經(jīng)緯儀、羅盤、四分儀等儀器。為了交納學(xué)徒費(fèi)，他常常擠出時間，到外面干體力活。由于勞累過度，患了嚴(yán)重風(fēng)濕病，不得不回家休養(yǎng)。病還沒養(yǎng)好，為了維持生活，他又去格拉斯哥，想經(jīng)營儀器修理業(yè)。當(dāng)?shù)氐男袝s以學(xué)徒期未滿為借口，不準(zhǔn)他開業(yè)。

1757年，瓦特在朋友們的幫助下，到格拉斯哥大學(xué)當(dāng)修造教學(xué)儀器的工人。在大學(xué)里，他認(rèn)識了約瑟夫·布萊克和約翰·魯賓遜，成為十分要好的朋友。布萊克是大學(xué)教師，當(dāng)時第一流的化學(xué)家。魯賓遜是學(xué)生，后來成了物理學(xué)教授。瓦特虛心向他們求教，得到不少科學(xué)理論知識。他們?nèi)私?jīng)常聚在一起，討論研究改進(jìn)蒸汽機(jī)的問題。1764年，瓦特與表妹瑪格麗特·米勒結(jié)婚。

蒸汽機(jī)是一種利用水蒸汽把熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的動力裝置。人類對蒸汽的認(rèn)識和利用，經(jīng)歷了漫長的歷史。

從十六世紀(jì)末開始，隨著資本主義的產(chǎn)生和發(fā)展，許多人試圖制造用蒸汽作為生產(chǎn)動力的裝置。意大利人波塔，法國人德·高斯，意大利人勃蘭克，土耳其人德雷，法國人巴本等人，都先后設(shè)計制造過各種蒸汽動力裝置，但沒有獲得具有實用價值的結(jié)果。1698年英國人塞維利創(chuàng)制了第一臺實用的蒸汽抽水機(jī)。1705年英國鐵匠紐可門，對塞維利的裝置進(jìn)行重大改進(jìn)，制成了可用于礦井抽水的“紐可門蒸汽機(jī)”，從1712年起，它首先在英國，后來在歐洲其它國家的礦井里采用。

“紐可門蒸汽機(jī)”主要有兩大缺點：一是燃料耗量大，效率低;二是只能作往復(fù)直線運(yùn)動。它除了用于煤礦抽水外，不能在其它生產(chǎn)部門廣泛采用。十八世紀(jì)中葉，英國開始進(jìn)行工業(yè)革命，紡織業(yè)首先采用機(jī)器代替手工生產(chǎn)。一批批大工廠建立起來了，原有的水力動力裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大機(jī)器生產(chǎn)的要求。因而發(fā)明一種高效率的、能為各行各業(yè)采用的新型動力機(jī)，成了工業(yè)革命的關(guān)鍵問題。這一歷史重任落到瓦特身上。

早在1761和1762年，瓦特就進(jìn)行過改進(jìn)蒸汽機(jī)的試驗，沒有得到什么結(jié)果。1764年，格拉斯哥大學(xué)委托他修理一臺紐可門蒸汽機(jī)的教學(xué)模型。機(jī)器很快修好了，他并不滿足，決心進(jìn)一步改進(jìn)它。他用玻璃瓶、竹筒等極其簡陋的器具反復(fù)實驗，研究蒸汽的密度，壓力和溫度之間的關(guān)系，同時向布萊克請教，終于找到了紐可門蒸汽機(jī)耗煤量大的原因所在。用什么辦法才能解決這個問題呢?瓦特陷入苦苦的思索之中。1765年5月的一個星期天，他在格拉斯哥郊外的高爾夫球場散步，突然腦海中閃現(xiàn)出一個念頭：另外設(shè)置一個蒸汽冷凝器。他毫不遲疑，立即進(jìn)行試制樣機(jī)的工作。沒有地方，就租了一間地下室;沒有設(shè)備，就利用原來的器械;沒有資金，就四處借債。他和幾個助手夜以繼日地呆在地下室里工作，每失敗一次，就認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗。無數(shù)次失敗，使他負(fù)債累累，貧苦不堪，經(jīng)常對別人說：“一個人想發(fā)明一件東西，是最愚蠢不過的事!”為了獲得繼續(xù)試制的經(jīng)費(fèi)，他不得不忍受苛刻的條件，和一個叫約翰·羅巴克的工廠主合伙。經(jīng)過三年多時間反復(fù)試驗，終于在1768年制造出真正能夠運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽機(jī)。同一年，他提出專利申請。1769年1月5日，瓦特的申請得到批準(zhǔn)。在這種新型蒸汽機(jī)里，除了采用分離式冷凝器之外，還有一系列的改進(jìn)和發(fā)明，例如用機(jī)油潤滑、填料函、氣缸絕熱套等。它的耗煤量僅為紐可門蒸汽機(jī)的1/4，工作更可靠，動作更迅速。

為了維持一家的生活，瓦特從1766年起，在蘇格蘭為修造橋梁、運(yùn)河、碼頭從事測量和制定規(guī)劃的工作。他以吃苦耐勞的作風(fēng)和高超的技術(shù)水平，受到人們的稱譽(yù)。在這種艱苦的條件下，他發(fā)明過一種簡便的測距器和透射制圖機(jī)，顯示了多方面的發(fā)明才能。

1772年起英國連續(xù)兩年的經(jīng)濟(jì)蕭條，使不少企業(yè)和銀行紛紛倒閉，羅巴克也遭到破產(chǎn)，他的專利股份為伯明翰的大廠商馬修·博爾頓所接管。在這期間，與瓦特生活了9年之久的妻子米勒因病去世。傷心的瓦特于1774年辭去測量工作，從蘇格蘭遷居伯明翰。第二年，在博爾頓交涉下，英國下議院批準(zhǔn)將瓦特的專利有效期延長到1800年。他們正式簽訂合同，成立博爾頓—瓦特公司，合伙進(jìn)行蒸汽機(jī)的改進(jìn)和制造。那時候，約翰·威爾金森發(fā)明了鏜床，這就解決了蒸汽機(jī)活塞的加工難題。1776年，大型蒸汽機(jī)開始為羅姆菲爾德煤礦的排水和威爾金森工廠的鼓風(fēng)提供動力。各地工廠主聞訊，紛紛前來訂貨。1777到1781年，瓦特親自到康沃爾礦區(qū)建造一批蒸汽機(jī)。

博爾頓是一個頗有遠(yuǎn)見的工業(yè)家。他預(yù)見到生產(chǎn)發(fā)展的需要，積極鼓勵和支持瓦特研究能夠旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的蒸汽機(jī)。1781年，瓦特提出5種將往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的方法，其中最有名的就是“行星齒輪機(jī)構(gòu)”，它后來在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。第二年，瓦特得到“雙動作蒸汽機(jī)”的專利。1784年，瓦特在他第四份專利里，提出了“平行連桿機(jī)構(gòu)”，有了它，蒸汽機(jī)具有更廣泛的實用性。4年后，瓦特發(fā)明離心調(diào)速器和節(jié)氣閥;1790年，又完成了氣缸示功器的發(fā)明。到此為止，瓦特才完成了對蒸汽機(jī)的整個發(fā)明過程。

馬克思說：“瓦特的偉大天才表現(xiàn)在1784年4月他所取得的專利的說明書中，他沒有把自己的蒸汽機(jī)說成是一種用于特殊目的的發(fā)明，而把它說成是大工業(yè)普遍應(yīng)用的發(fā)動機(jī)。”①在十八世紀(jì)中葉以前，生產(chǎn)的動力主要是人力、畜力、風(fēng)力和水力。同上述動力相比，蒸汽動力具有巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性和使用方便性。瓦特的發(fā)明，使蒸汽機(jī)變成適用于一切工業(yè)部門的動力機(jī)械，迅速為采礦、紡織、冶金、造紙、食品、建筑、機(jī)器制造等各行業(yè)廣泛采用。1800年，英國已有321臺蒸汽機(jī)，到1825年發(fā)展到15，000臺，總功率達(dá)375，000馬力。蒸汽機(jī)的廣泛使用，在全世界掀起一場大革命，引起社會生產(chǎn)力的驚人發(fā)展。恩格斯曾指出：“蒸汽和新的工具機(jī)把工場手工業(yè)變成了現(xiàn)代的大工業(yè)，從而把資產(chǎn)階級社會的整個基礎(chǔ)革命化了。工場手工業(yè)時代的遲緩的發(fā)展進(jìn)程變成了生產(chǎn)中的真正的狂飆時期。”②以英國為例，到十九世紀(jì)三、四十年代，英國每個工人的日生產(chǎn)率提高了20倍。英國擁有當(dāng)時世界上最強(qiáng)大的紡織、煤炭、冶金、機(jī)器制造和交通運(yùn)輸五大工業(yè)，取得了世界工業(yè)和世界貿(mào)易的壟斷地位。1807年第一艘蒸汽輪船制造成功，1814年第一臺實用的蒸汽機(jī)車問世，以及許許多多以蒸汽為動力的機(jī)械裝置的發(fā)明，無不是瓦特蒸汽機(jī)發(fā)明的結(jié)果。可以說，沒有瓦特的發(fā)明，就不會有當(dāng)時的工業(yè)革命。1790年以后，瓦特成了一個很有錢的名人，在11年里獲得了76，000英鎊的專利稅。1800年，他把企業(yè)移交給兒子經(jīng)營，自己過退休生活，在英國拉德郡買了一座占地40英畝的幽靜別墅，經(jīng)常和著名化學(xué)家普利斯特利、天文學(xué)家赫歇耳等朋友討論科學(xué)問題。他在住房頂樓上設(shè)置了一間工作室，在里面繼續(xù)從事發(fā)明工作。他在去世前不久，還發(fā)明過一臺復(fù)制雕刻機(jī)，用來為朋友復(fù)制雕像。1819年8月25日，瓦特在希思菲爾德郡的家里安然去世，享年85歲，遺體埋葬在漢德沃爾斯教區(qū)的教堂。

瓦特除了蒸汽機(jī)的發(fā)明外，還做出過多方面的重要貢獻(xiàn)。他發(fā)明過一種液體比重計，一種信件復(fù)印機(jī);首次提出水是化合物而不是單質(zhì)的觀點;最先提議用螺旋槳來推進(jìn)輪船;第一個采用“馬力”作為計算功率的單位。他非常注意把科學(xué)理論應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，特別注重生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果。他應(yīng)用化學(xué)理論成果，找到了一種氯氣漂白紡織品和用食鹽制堿的實用工藝生產(chǎn)流程。

瓦特生活在十八、十九世紀(jì)的英國，不可避免地帶有時代和階級的局限性。為了保護(hù)自己專利的權(quán)益，他多次同別人進(jìn)行訴訟。1781年，洪布勞爾發(fā)明了“雙筒蒸汽機(jī)”，他認(rèn)為其中應(yīng)用了自己的專利，向法院提出控告，阻礙了這一發(fā)明的推廣。特列維蒂克發(fā)明了“高壓蒸汽機(jī)”，瓦特堅決反對，要求國會宣布其為危險和非法。他的助手試驗用蒸汽機(jī)驅(qū)動四輪客車，卻得不到他的支持。甚至到了晚年，他仍然對蒸汽機(jī)車抱敵視態(tài)度。

盡管如此，瓦特仍然是一位偉大的發(fā)明家。他畢生主要精力集中于蒸汽機(jī)的發(fā)明，前后達(dá)20余年。他的發(fā)明促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展，推進(jìn)了科學(xué)的進(jìn)步，加快了歷史的進(jìn)程。他的成就得到人們的高度評價：他是伯明翰太陰學(xué)會(一個科學(xué)家、藝術(shù)家的學(xué)術(shù)團(tuán)體)成員;1785年被選為倫敦皇家學(xué)會會員;1806年被授予格拉斯哥大學(xué)法學(xué)博士頭銜;1814年，被接收為法國科學(xué)家的國外會員。去世后，威斯敏斯特大教堂為他立了塑像。人們?yōu)榱思o(jì)念他，用“瓦特”作為計算功率的一種單位。他那種謙虛好學(xué)、善于思考、百折不撓、注重實踐的優(yōu)秀品質(zhì)，成為人們學(xué)習(xí)的楷模。

在科學(xué)上面是沒有平坦的大路可走的，只有那在崎嶇小路的攀登上不畏勞苦的人，有希望到達(dá)光輝的頂點。

——馬克思

真正的知識不是出自他人的權(quán)威，更不是來源于對老朽教條的盲目崇拜。

——培根