名垂青史的天才发明家

瓦特是英国的大发明家，得到了世界上很多人的高度赞扬，是工业革命时期的重要人物。瓦特最重要的贡献就是改进了蒸汽机，被世人称为“蒸汽机之父”。他的这一发明，在很大程度上推动了社会生产力的发展。

1736年1月19日，瓦特出生于英国格拉斯哥附近的一个小镇上，从小瓦特的性格就十分倔强。

童年的瓦特对身边的许多事情都能够产生浓厚的兴趣，即使在别人看来稀松平常的，他也可以从中看出一些独特之处。随着知识的增长，瓦特好奇和钻研之心也越来越强烈，这就为他以后发明蒸汽机奠定了良好的基础。

那时，在瓦特的故乡小镇上，家家户户都是用炉火烧水做饭。大家都对这种极为常见的事情不感兴趣，但瓦特却从中看到了一些问题。

有一次，瓦特在厨房看到祖母正在烧水。不一会儿，水就开了，并且发出了“哧哧”的声音，连壶盖也啪啪作响，还不停地往上跳动着。瓦特感到很奇怪，猜不透是何原因，便问祖母:“究竟是什么东西把壶盖顶了起来呢?”祖母简单回答了一句:“水开了，就把它顶起来了。”瓦特并不满足，又追问道:“为什么水一开，壶盖就会跳动呢?是不是有什么东西推动着它?”祖母哪里知道这些问题，她很不耐烦地说道:“不知道，你一个小孩子刨根问底地问这些问题有什么意思呢?”

在祖母那里，瓦特不仅没有找到答案，还挨了一顿批评，心里就觉得很不舒服，但他并没有灰心。连续几天，每到祖母烧水时，瓦特都会蹲在火炉旁边认真观察。刚开始，壶盖很安稳，但只要水一开，壶里的蒸汽冒了出来，就会推动着壶盖跳动起来。蒸汽不断地往上冒着，壶盖也不停地跳动着，就仿佛是壶里藏了一个魔术师在变戏法一样。随后，他就将壶盖反复揭开盖上进行验证。他还将杯子、调羹遮在了水蒸气喷出的地方。最后，他终于弄明白了:原来推动壶盖跳动的是水蒸气。他心想:水蒸气的力量真大。谁也没有想到，就是这一很平常的水蒸气推动壶盖跳动的物理现象，为后来瓦特改进蒸汽机创造了很好的条件。

与很多孩子一样，瓦特也很喜欢玩玩具，可不同于其他孩子的是，玩具一旦到了他手中，上面的零件就势必会被他卸下来。等到他看清楚弄明白之后，再按照原来的模样，经安装、组合，使玩具恢复原状。有一次，邻居家孩子的玩具小车坏了，十分着急，瓦特见状，便把它拿过来，经过一番鼓捣，小车就被他修好了。像这样的事情还有很多。

瓦特的父亲是一个木匠，每天都负重地劳作，母亲管理家务，两人共同肩负着这个困难的家庭，尽管父母每天都不得清闲，但家里还是充满着痛苦和忧愁。由于条件艰苦，瓦特没有一个结实、健康的身体。童年时期，瓦特的身体很不好，再加上家境贫困，因此他失去了上学读书的机会。时间长了，其他孩子还总是嘲笑他，在他面前说风凉话，有时甚至还当面叫他“懒孩子”“病包子”，瓦特听后很不高兴。

事实上，瓦特也很想去上学。他也有很强的求学心，后来他不断地央求父母让他上学，父母拗不过他，只好答应他:不管是春夏秋冬，不管有多辛苦，都要抽空教他读书、写字。就这样，童年时的瓦特在贫苦的家中过着他那聊以自慰的学习生活。虽然接触的知识并不多，可他却记得非常牢固，有时还能举一反三。这种百折不挠、如饥似渴地学习知识的精神，成为瓦特一生最可贵的品质。

瓦特在六七岁的时候，有一天，有位客人来看望他的父亲。闲聊时，那位客人见瓦特一直拿着粉笔在地板上、火炉上画直线和圆圈，便关切地对瓦特的父亲说:“孩子在家里乱画，岂不是白白浪费这大好时光吗?你为何不把他送到学校，学一些有用的功课呢?”父亲听后，马上哈哈大笑，回答:“先生，你可以仔细看一下，看我的孩子究竟是在画什么。”客人很纳闷，便好奇地走了过去，仔细看了一会儿才恍然大悟，忙说道:“啊，原来是这样啊。你的孩子画的是方形和圆形的平面图，是在演算一个几何学上的问题，这绝不是浪费时间。”说完还赞许地拍了拍瓦特的肩膀。

瓦特倔强的性格就表现在他对科学文化知识的追求上孜孜不倦，不达目的，誓不罢休。事实证明，倔强的性格并没有给他带来什么损失，相反却成了他最宝贵的东西。

许多人都认为，瓦特之所以能够改进蒸汽机，是因为他有着过人的天赋和智慧。其实不然，瓦特的成功就在于他对任何事物都怀有一颗好奇心，在于他对所有事物都会问一个“为什么”，在于他能够如饥似渴地汲取前人的理论和技术。这些也正是他有别于别人的地方。可以说，瓦特就是在一个又一个“为什么”中成长起来的。

小时候，他经常跟随父亲到厂里学习机械技术，还总是会进行一些化学和电学等方面的实验。15岁那年，靠着刻苦钻研的精神，瓦特学完了《物理学原理》，同时也继承父亲的专长，学会了精细的木模技术、金属工艺技术和机械维修等各门手艺。在那里，瓦特也很快结识了许多有技术、懂理论科学的前辈。1753年，瓦特结识了美国很有名的机械师摩尔根先生。摩尔根先生对于精密仪器的原理与结构非常精通，这对于渴求知识的瓦特来说，是一个学习的大好机会。经过几年的刻苦学习和努力实践，瓦特掌握了难度较高的罗盘、象限仪、经纬仪等精密仪器的结构原理和制造技术。

瓦特经常都会长时间默默观察他不认识、不熟悉的现象，因而很多人都说他是个“懒孩子”。其实，正是这种好奇心和寻根问底的精神，才引导他努力探索世界的种种奥秘，引导他走向了科学的高峰。

瓦特一直在学习上很勤奋刻苦。15岁那年，他开始阅读一些物理和工艺方面的书籍，从而懂得了一些自然科学知识。他对天文学也很有兴趣，总是会一个人静静地躺在草地上，认真观察天上的星星。当然，他那惊人的发明天赋也在当时慢慢地体现了出来，如小抽气筒、小起重机以及船上使用的各种物件，他几乎都尝试做过。渐渐地，父亲便被儿子的好学精神感动了，于是他就把自己使用多年的一套木工工具送给了瓦特，以表示对他的支持。利用父亲送的工具，再加上自己所学的知识，瓦特很快就创造了一台发电机器。这种机器转动时，不仅能够放射出灿烂耀眼的火花，还可以产生一种电流，一旦触到身体，便会有一种强烈的刺激感。其他孩子看到这一发明，感觉既新奇又神秘，他们都觉得瓦特很了不起，就连身边的一些成年人也忍不住说瓦特将来一定很有出息。

瓦特画像

在很多人看来，瓦特的学习生活是很有趣的，可“天有不测风云，人有旦夕祸福”，现实生活中常常会发生一些令人意想不到的事情。在瓦特18岁那年，家庭生活更加凄苦，都要无粮可吃了。为生活所迫，他不得不离开家乡，到外地谋生。离开的时候，只背了一个衣箱，箱子中除了仅有的一件背心和一双袜子之外，就是工具和一件破围裙了。

出去后不久，瓦特就在格拉斯哥城的一家数学仪器店里开始学习制造仪器。这份工作很合瓦特的意愿，既顺手，又能向长者学习一些技艺。唯一不好的就是，店老板太吝啬，对瓦特非常刻薄。时间长了，瓦特觉得这份工作的收入太低，并不能维持自己的生活，更别说解决家庭的困难了。于是，一个偶然的机会，他又跟随一老船长去了伦敦。原以为到了那里之后生活会好一些，可是谁知道在伦敦立足更不容易。此后的一段日子里，瓦特几乎每天都流浪在街头，寻找谋生的职业。可是许多天过去了，他却一无所获。

最终，在万不得已的情况下，瓦特以不计报酬的特殊条件，终于在一家钟表店落了脚。尽管寒酸的生活摧残了瓦特那经不起折腾的身体，使他失去了青春的活力，但同时也磨炼了他坚强的毅力。一段时间后，瓦特离开这家钟表店，返回了格拉斯哥城。

回到格拉斯哥后，瓦特便计划要支撑一个门户，开设一家制造数学仪器的小商店。可是就在他兴致勃勃地开始自己的计划时，却又遭到了同行业主的阻拦和刁难，最终也没能实现。后来，就在危难之际，他幸运地得到了格拉斯哥城一名大学教授的帮助。在格拉斯哥大学校园里，教授为瓦特借了一间房子，名义上是专门为大学制造数学仪器，实际上只是修理一些理科仪器。这所学校拥有着当时较为完善的教学仪器和实验设备，图书馆内也藏有许多的技术理论书籍。这一切都为瓦特创造了良好的学习和实验环境，使得他在修理仪器时认识了先进的技术，开阔了眼界，同时也阅读了一些有意义的科学书籍，从而打开了科学知识宝库的大门。更重要的是，在这期间瓦特还认识了一些著名学者、教授，瓦特经常会与他们讨论改进蒸汽机的技术和理论。从他们那里，瓦特学到了很多高深理论和尖端技术，这对他后来的发明奠定了牢固的理论基础。在这里，瓦特如饥似渴的求知欲很快得到了满足;在这里，瓦特恢复了身体，恢复了青春。当时，他刚刚20岁。

1764年，格拉斯哥大学请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机，像那些熟练的机械工人一样，瓦特也很细心地修理着。在修理的过程中，瓦特渐渐地对这台机器产生了非常浓厚的兴趣，他决定要使这台机器复活，让它完美无缺。修理完毕后，瓦特在汽锅中倒了些水，机器很快发动起来，不过几分钟后就又停了下来。瓦特脑子中闪过一个问号:为什么呢?经过仔细观察后，瓦特发现这台机器存在着很严重的缺点，就是汽筒裸露在外，四周的冷空气使其温度逐渐下降，蒸汽排进去后，汽筒尚未热透便有一部分变成水了。若要使汽筒再次变热，就会消耗许多蒸汽，这样一冷一热又一热一冷地反复循环下去，蒸汽仅有四分之一在做功，剩下的都浪费掉了。

发现这个缺点后，一向善于动脑筋刻苦钻研的瓦特就开始认真思索改进的办法。他心想:解决问题的途径，须要从保持汽筒的温度开始考虑，可要怎么保持呢?为了解决这个问题，瓦特可以说是费尽了心血，有时会查阅一些书籍，有时会一个人待在房间里比划着，有时也会找别人一起讨论。

直到1765年春天，一天，他在格拉斯哥大学校园中的草坪上散步时，突然想出了一个解决的办法:如果在汽筒的外边安装一个分离凝结器，蒸汽就能够在凝结器内化成水，汽筒也就不会冷却，这样也不至于浪费热量了。就这样，瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。

产生这种设想以后，瓦特便立即开始了行动，他废寝忘食地研究，夜以继日地做实验，排除了各种困难后，终于很快设计出了一种带有分离冷凝器的蒸汽机。按照设计，冷凝器与汽缸之间有一个阀门相连，使它们既可以很好地连通，又可以立即分开。这样一来，既可以将做功后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器，又可以让汽缸内保持真空状态，这就很好地避免了汽缸在一冷一热的过程中热量的消耗。据瓦特理论计算，这种新的蒸汽机的热效率将会是纽可门蒸汽机的三倍。

从理论上来说，瓦特的这种带有分离冷凝器的蒸汽机很明显地优于纽可门蒸汽机，不过，若要将理论上的东西变为实际上的，将图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机，仍需要时间。后来，瓦特辛辛苦苦地制造出了几台蒸汽机，但发现效果还不如纽可门蒸汽机，甚至是四处漏气，没法顺利开动。尽管瓦特为了这项耗资巨大的实验而债台高筑，但这并没有阻挡他前进的脚步，随后，他仍然继续进行实验。

当布莱克知道了瓦特的奋斗目标和艰难的处境时，便将其介绍给了自己一个非常富有的朋友——化工技师罗巴克。罗巴克曾在苏格兰的卡隆创建了一座规模较大的炼铁厂，他本人对发明也有着极大的热情，并且他对瓦特的设想很感兴趣，决定帮助瓦特。当即便与他签订合同，赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。

从1766年开始，瓦特又开始了艰苦的发明之路，他克服了材料和工艺等方面的重重困难，历经3年多的时间，终于在1769年创制出了第一台样机。这一年，瓦特还因发明冷凝器而获得了第一项专利。

瓦特在1769年将蒸汽机改为了发动力较大的单动式发动机。1782年，瓦特完成了新的蒸汽机的试制工作。他在机器上装上了联动装置，将单式改为旋转运动，就这样，完善的蒸汽机发明成功了。

瓦特的一生都充满着艰苦和斗争，他走过的道路是坎坷不平的，但他却在艰苦和坎坷中为人类造福，为人类的前进开辟了新的历程。瓦特尤其重视学习和实践，正是学习，才丰富了他的智慧;正是实践，才让他的付出有了丰硕的成果。

瓦特是世界公认的蒸汽机发明家，他的创造精神、超乎常人的才能以及不懈的钻研都为后人留下了最宝贵的物质和精神财富。瓦特改进、发明的蒸汽机是对近代科学和生产的巨大贡献，有着划时代的意义，它促使了第一次工业技术革命的兴起，极大地推进了社会生产力的发展。

瓦特在1782年的发明获得了世界第一部高效率蒸汽机——“瓦特蒸汽机”的光荣称号。很快，瓦特蒸汽机就在采矿、纺织、冶炼和交通运输等方面得到了广泛的应用，在很大程度上推动了英国和整个欧洲的第一次工业革命，使世界进入了伟大的“蒸汽机时代”。

从最初接触蒸汽技术到蒸汽机研制成功，瓦特走过了20多年的艰难历程。虽然他多次受到挫折，经历了失败，可他仍旧坚持不懈地努力着，终于完成了对纽可门蒸汽机的三次革新，使蒸汽机得到了更为广泛的应用，成为改造世界的动力。

1784年，瓦特以带有飞轮、齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机的综合组装，取得了他在革新纽可门蒸汽机过程中的第四项专利。1788年，瓦特发明了节气阀和离心调速器。1790年，他又发明了汽缸功器，到此，瓦特完成了蒸汽机发明的全过程。

除发明蒸气机之外，其他科学方面瓦特也有其成就。如他引入了第一个功率单位马力，为今后的机械理论研究解决了计算难题;他也发明了压容图，以图示的形式将蒸汽压力如何随汽缸的有效容积而变动明确表示出来，为今后蒸汽机的进一步发展奠定了理论基础;他还发明了复写墨水以及一些仪器设备，为当时科学文化和技术的发展做出了巨大的贡献。

因为瓦特在科学技术方面做出了巨大的贡献，所以于1785年，他被选为了伦敦皇家协会成员;1806年，被授予格拉斯哥大学法学博士头衔;1814年，他又被选为法国科学院外籍院士。

瓦特取得的这一切成就，都是他自己努力奋斗的结果，如果没有他坚持不懈的钻研，也就不会有新型蒸汽机的改进与发明了。