推动社会进入“蒸汽时代”现代蒸汽机之父瓦特诞辰287周年

  2023年1月19日，是英国发明家、企业家，詹姆斯·瓦特的287岁诞辰。瓦特在1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。以后又经过一系列重大改进，使之成为“万能的原动机”，在工业上得到普遍应用。他开辟了人类利用能源新时代，使人类进入“蒸汽时代”。

  瓦特是国际单位制的功率单位。瓦特的定义是1焦耳/秒（1J/s），即每秒转换、使用或耗散的（以焦耳为量度的）能量的多少。在电学单位制中，是伏特乘安培乘功率因数（1V·A，简称1伏安）。

  瓦特由对蒸汽机发展做出重大贡献的英国科学家詹姆斯·瓦特的名字命名。这一公司名称首先在1889年被英国科学促进协会第2次会议采用。1960年，国际计量大会第11次会议采用瓦特为国际单位制中功率的单位。人们常用功率单位乘以时间单位来表示能量。

  1736年1月19日，詹姆斯·瓦特出生于英国苏格兰格拉斯哥附近，克莱德河湾上的港口小镇格林诺克。瓦特小时候因为身体较弱去学校的时间不多，主要的教育都是由母亲在家里进行。瓦特从小就表现出了精巧的动手能力及数学上的天分，并且接受了很多苏格兰民间传说与故事的熏陶。

  1755年瓦特离开苏格兰，到伦敦寻求仪器制造匠的培训。他被康西尔的约翰·摩根所接纳。瓦特在科学技术中的主要成就是对已出现的原始蒸汽机作了一系列重大改进和发明，提高了蒸汽机的热效率和工作的可靠性。

  早在1698年，英国技师塞维莱发明了第一台实用的蒸汽机。1705年苏格兰铁匠纽可门发明了能较大规模地利用热能推动机械的蒸汽机，很快被当时的英国和欧洲所使用。但是，纽可门的蒸汽机有两大缺点，一是效率低，煤的消耗大；二是活塞只能做往复运动，不能做旋转运动。

  1765年，瓦特取得了关键性的进展，他想到将冷凝器与气缸分离开来，使得气缸温度能持续维持在注入的蒸汽的温度，并在此基础上很快建造了一个可以连续运转的模型。瓦特并没有因此满足。后来他又把活塞“单向式”推动改成“双向式”推动，进一步提升了效率。

  1784年他发明了一种“联动”装置，用特殊的齿轮传动机构来传递动力。为了使蒸汽机在有负载时仍能保持均匀运行，瓦特设计了离心式调速器，对蒸汽机的运转实行自动调节。经过这些改进，瓦特蒸汽机的性能更优良，煤的消耗大幅度的降低，成为工业上普遍的使用的发动 机。瓦特蒸汽机的广泛使用，极大地推动了当时正在蓬勃兴起的英国工业革命，也使世界工业进入了所谓的“蒸汽时代”。

  1819年8月25日，83岁的瓦特于英国斯塔福德郡的汉兹沃斯的家中去世。在瓦特的讣告中，对他发明的蒸汽机有这样的赞颂：“它武装了人类，使虚弱无力的双手变得力大无穷，健全了人类的大脑以处理一切难题。它为机械动力在未来创造奇迹打下了坚实的基础，将有助并报偿后代的劳动。”

  瓦特在原有蒸汽机的基础上发明的新式蒸汽机结构在之后的50年之内基本上没有什么改变。瓦特蒸汽机发明的重要性是难以估量的，它被广泛地应用在工厂成为几乎所有机器的动力，改变了人们的工作生产方式，极大地推动了技术进步并拉开了工业革命的序幕。它使得工厂的选址不必再依赖于煤矿而可以建立在更经济更有效的地方，也不必依赖于水能从而能常年地运转，这进一步促进了规模化经济的发展，大幅度的提升了生产率的同时也使得商业投资更有效率。

  蒸汽机为一系列精密加工的革新提供了可能，更高的工艺保证各种机器包括蒸汽机本身的性能提高。经过不断的努力，引入更高气压的蒸汽，蒸汽火车蒸汽轮船便很快相继问世。

  如同其它著名的科学家发明家一样，关于瓦特也有一些有趣的故事，虽然多为夸张杜撰但也家喻户晓，值得一记。最著名的是《瓦特与茶壶的故事》，据说瓦特小时候有一次看到火炉上烧的水开了，蒸汽把水壶盖顶开，瓦特把壶盖放回去但很快又被顶开了。瓦特就这样不断地把壶盖放来放去想找出为什么，后来瓦特意识到是蒸汽的力量，由此引发了他对蒸汽的兴趣并导致了蒸汽机的发明。

  最后，让我们共同纪念这位伟大的发明家，感谢他为人类科学发展以及推动社会生产力进步所做出的贡献。