瓦特发明了什么现象
撰文|陈奎孚
1736年1月19日，伟大的瓦特出生。
都说瓦特发明了蒸汽机，其实瓦特只是改进了蒸气机。工业和技术的发展都是一步一步积累下来的，整天“弯道超车、投机取巧"， 基本都是做做样子给资源掌控者看看而已。
对于个人可以借助他人之智慧，投机一把，但整个民族和国家必须脚踏实地。整个民族和整个大国要发展科技，不可能通过祈求对手恩赐(鼻屎一点的小国可以抱粗腿，左右逢源)，必须从基础做起，扎扎实实地求发展。现在高考的强基计划则是回归大国发展的常识。肉食者要警惕中美贸易协议中关于科技条款的城下之盟，从民族和国家长期发展的初心，制定出在强基前提下的发展计划。
记得小时候课本中有“瓦特小时候看壶盖跳动发明了蒸汽机”说法，现在知道这些说法是某些“文人(或某些史学家)”看了一点文字便断章取义的胡咧咧。因为发明是“从无到有”的突变，但历史上蒸汽机并不是瓦特首先发明的，而瓦特只是其改良者，是在别人的基础上一步一步改良出来的，而不是弯道超车超出来的。
1736年1月19日，詹姆斯·瓦特出生于苏格兰格拉斯哥附近。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的。瓦特从小就表现出了精巧的动手能力以及数学上的天分。
1762年瓦特(26岁了)开始对蒸汽机做实验，直到此时他仍未亲眼见过一台可以运转的蒸汽机，但是他开始建造自己的蒸汽机模型。初始实验失败了，但他坚持继续实验，并且阅读了所有他能找到的有关蒸汽机的材料。
1763年，瓦特得知格拉斯哥大学有一台纽科门蒸汽机，此时正在伦敦修理，他请求学校取回了这台蒸汽机并亲自进行了修理。修理后这台蒸汽机勉强可以工作，但效率很低。经过大量实验，瓦特发现效率低的原因是由于活塞每推动一次，气缸里的蒸汽都要先冷凝，然后再加热进行下一次推动，从而使得蒸汽80%的热量都耗费在维持气缸的温度上面。
1763-1765年瓦特在修理纽科门泵时，设计冷凝器解决效率低的问题，罗巴克把瓦特的发明用于商业上。
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，使得气缸温度可以持续维持在注入的蒸汽温度，并在此基础上很快建造了一个可以连续运转的模型。但是要想建造一台实用的蒸汽机还有很长的路要走。
首先是资金，约翰·罗巴克（John Roebuck）是一位成功的企业家，著名的卡伦钢铁厂的拥有者。在他的赞助下，瓦特开始了新式蒸汽机的试制，并成为新公司的合伙人。
试制中的主要困难还在于活塞与气缸的加工制造工艺。当时的工艺水平下钢铁工人更像是铁匠而不是机械师，所以制造的结果很不满意。此外由于当时的相关专利申请需要国会的认可，大部分的资金都花费在相关程序上。由于资金的短缺，瓦特不得不另找了一份运河测量员的工作，并一干就是8年。
这之后，罗巴克破产，相关专利都由伯明翰一间铸造厂老板马修·博尔顿接手。瓦特与博尔顿从此开始了他们之间长达25年的成功合作。
与博尔顿的合作，让瓦特得到了更好的设备资金以及技术支持，特别是在加工制造工艺方面。新型蒸汽机制造的一个主要困难在于活塞与大型气缸的密合，这个问题最终被约翰·威尔金森解决，他在改进加农炮的制造时提出了一种新的精密镗孔加工技术，可以用于蒸汽机的制造。
1774年瓦特将自己设计的蒸汽机投入生产。
1776年博尔登-瓦特蒸汽机在波罗姆菲尔德煤矿首次向公众展示其工作状态。
1776年，第一批新型蒸汽机制造成功并应用于实际生产。这批蒸汽机由于还只能提供往复直线运动而主要应用于抽水泵上。此后在博尔顿的要求下，瓦特开始继续研究如何将蒸汽机的直线往复运动转化为圆周运动，以便使得蒸汽机能为绝大多数机器提供动力。一个显而易见的解决办法是通过曲柄传动，但是该项专利所有人，约翰·斯蒂德(John Steed)要求同时分享瓦特此前的分离冷凝器的专利，这一要求被瓦特坚决地拒绝了(专利也阻碍科技进步？)。
1781年，瓦特公司的雇员威廉·默多克（William Murdoch）发明了一种称为“太阳与行星”的曲柄齿轮传动系统，并以瓦特的名义成功申请了专利。这一发明绕开了曲柄专利的限制，极大地扩展了蒸汽机的应用。之后的6年里，瓦特又对蒸汽机作了一系列改进并取得了一系列专利：
“
发明了双向气缸，使得蒸汽能够从两端进出从而可以推动活塞双向运动，而不是以前那样只能单向推动；
使用节气阀门与离心节速器来控制气压与蒸汽机的运转；
发明了一种气压示工器来指示蒸汽状况；
发明了三连杆组保证气缸推杆与气泵的直线运动。
由于担心爆炸的危险以及泄露问题，瓦特的早期蒸汽机都是使用低压蒸汽，后来才引进了高压蒸汽。所有这些革新结合到一起，使得瓦特的新型蒸汽机（联协式蒸汽机）的效率达过去的纽科门蒸汽机的5倍。
1782年，韦奇伍德在伊特鲁里亚陶瓷厂大规模采用博尔顿——瓦特铸造厂生产的联协式蒸汽机和伯明翰厂生产的动力机床，进行机械化陶瓷生产。
1784年，瓦特对联协式蒸汽机进行了改进，增加了一种自动调节蒸汽机速率的装置，使它能适用于各种机械的运动。
此后，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业等工业部门才广泛采用蒸汽机做为动力。
文中之所以反复出现年度和外国人的名字，就是想强调瓦特的蒸汽机并非一人一夕的弯道超车的结果，而是需要多人在扎实的基础上合作，一步一步往前推进。
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