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理念和工艺交织的奇蹟製造者:詹姆斯・瓦特

2020年07月24日 来源:http://www.sb88msc.com

理念和工艺交织的奇蹟製造者:詹姆斯・瓦特

译|Mumu Dylan

  1924年时,伦敦科学博物馆获得了十八世纪工程师詹姆斯・瓦特(James Watt)的整间工作坊,距离他过世一个多世纪后,里面的物品几乎原封不动的留在他位于英国伯明翰住所的阁楼里。伦敦科博馆在2011年将工作坊开放参观并永久展示,这位苏格兰工程师在里头留下了8434像物品,其中包含他最为着名的革命性发明-蒸汽机,还有已知最早出现的圆锯机,这些大型机具佔用了广大的房间面积。里面还包括一些数学仪器、光学实验、矿物原料和化学用品,也有瓦特製作的陶器和陶瓷物品,像是着名人物的半身像正等着用熟石膏複製,以及和发动机相关的物件:比如说有个箱子里内含他尝试用来使发电机做出纯粹旋转运动的碎片。

  这个工作坊启发了科博馆的机械工程馆馆长班・罗素(Ben Russell),撰写动人的新书《詹姆斯瓦特:让世界重生》(James Watt: Making the World Anew)。他解释书中的核心本质:「理念和工艺之间交织的界限,让人很难对瓦特一生中所做的事情贴上任何一种标籤来归类:哲学家和工匠为主,但同时也是工程师和化学家。」

  即使将他与启蒙时代的同侪成就相比,瓦特感兴趣和实践涉略的多样性令人吃惊。例如英国皇家学会的会长,化学家兼发明家汉弗里·戴维(Humphry Davy)称讚他的发明对英国这样一个领土并不广大的国家工业化,做出强而有力和显着的贡献,并讚誉瓦特为「现代阿基米德」。

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  瓦特发明的第一台蒸汽机从1776年开始运作并且是成功的,因为与当时普遍使用1712年汤玛斯·纽科门(Thomas Newcomen)所设计的机器相比,它有着高于三倍的燃煤速度。纽科门的「大气蒸汽机」汽缸必须在每次循环后喷洒冷水来冷凝蒸汽,製造出部分的真空让大气压力将活塞推下来。在1765年的格拉斯哥,如罗素所言,瓦特产生了「想像力的重大跃进」,那就是建构一个独立运作冷凝器的想法,使汽缸和活塞不会失去热能。

  透过申请专利注册「冷凝器原理」和并实际应用的方式,瓦特和他的生意合伙人马修・博尔顿(Matthew Boulton)变成了有钱人,儘管1790年代也是遭遇到竞争对手的控告而进行漫长的官司攻防。他们的引擎功率以「马力」这个瓦特发明的单位来定义,在今日1马力已经被转换为746瓦特。在当时,马力也成为一种工业标準直到十九世纪,常用于从井里抽水和驱动机械的磨坊和工厂。

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   从1804年开始,瓦特由蒸汽转换到雕塑领域,製作熟石膏半身像,提供有大量需求的富人。他的「雕刻机」是一台立体的缩放仪,用脚踏板提供动力然后用齿轮臂连接,一头是探针而另一头是一个高速旋转的刀具。随着探针追蹤原始半身像的表面,另一头的工具也会複製探针的动作精準的切割石膏块。今日,约四百个瓦特所製作的雕塑被存放在科博馆,里面包括石膏、半身像还有当时的人物雕塑,像是化学家约瑟夫・布拉克(Joseph Black)和1809年博尔顿过世时所做的死者面具。而1819年瓦特过世后,也成为首位被西敏寺纪念的工程师。对维多利亚时代来说,罗素形容瓦特是「新型态产业的英雄人物」,其地位足以媲美牛顿。

理念和工艺交织的奇蹟製造者:詹姆斯・瓦特 

  罗素坦言这几年也有许多关于瓦特的研究报告,像是理查德・希尔斯所撰写的三册传记《瓦特》和大卫・米勒所写的《化学家瓦特》。但是罗素着重于瓦特「不仅只单纯思考,同时还会去实践:巧妙的善用工具、技术和材料,去创造出实用的东西横跨各领域」,而多数的研究往往偏重于瓦特的能力而不是思想。不过这也许是必然的趋势,科学家和研究科学的历史学家普遍尊敬不可预知结果的原创理论,胜过能立即应用的实用发明:牛顿和爱因斯坦的评价胜过克里斯多佛・雷恩(Christopher Wren)、瓦特和爱迪生。所有在他工作坊里展示出无庸置疑的精彩创造力,但瓦特本质上是世俗的,尤其是关于他如何将科学新发现化为可贩售的发明,他的生活和工作自然受到相关的争论。瓦特的工作模式和经验(与生意合伙人和申请专利的目的:像是高效燃煤驱动抽水装置能将大量的水资源从井里抽出,或是能够大量生产陶器的装置)能够让任何大学或政府热衷于推动技术转移。

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  瓦特是苏格兰人,但在英格兰时被培养成为装置製造者,使他在苏格兰完成突破性的蒸汽机发明,最终开始在英格兰生产并定居在此。今年(2014)九月中旬苏格兰将举行独立公投决定是否脱离英国,无论最终结果是如何,瓦特超凡的一生带给英格兰和苏格兰之间紧密的经济、知识和文化益处。

Nature》

图片出处:伦敦科学博物馆

 
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