理念和工藝交織的奇蹟製造者:詹姆斯・瓦特

畫家James Eckford Lauder的畫作《詹姆斯・瓦特與紐科門引擎》(1855)

 

譯|Mumu Dylan

 

 

  1924年時,倫敦科學博物館獲得了十八世紀工程師詹姆斯・瓦特(James Watt)的整間工作坊,距離他過世一個多世紀後,裡面的物品幾乎原封不動的留在他位於英國伯明翰住所的閣樓裡。倫敦科博館在2011年將工作坊開放參觀並永久展示,這位蘇格蘭工程師在裡頭留下了8434像物品,其中包含他最為著名的革命性發明-蒸汽機,還有已知最早出現的圓鋸機,這些大型機具佔用了廣大的房間面積。裡面還包括一些數學儀器、光學實驗、礦物原料和化學用品,也有瓦特製作的陶器和陶瓷物品,像是著名人物的半身像正等著用熟石膏複製,以及和發動機相關的物件:比如說有個箱子裡內含他嘗試用來使發電機做出純粹旋轉運動的碎片。

 

  這個工作坊啟發了科博館的機械工程館館長班・羅素(Ben Russell),撰寫動人的新書《詹姆斯瓦特:讓世界重生》(James Watt: Making the World Anew)。他解釋書中的核心本質:「理念和工藝之間交織的界限,讓人很難對瓦特一生中所做的事情貼上任何一種標籤來歸類:哲學家和工匠為主,但同時也是工程師和化學家。

 

  即使將他與啟蒙時代的同儕成就相比,瓦特感興趣和實踐涉略的多樣性令人吃驚。例如英國皇家學會的會長,化學家兼發明家漢弗里·戴維(Humphry Davy)稱讚他的發明對英國這樣一個領土並不廣大的國家工業化,做出強而有力和顯著的貢獻,並讚譽瓦特為「現代阿基米德」。

 

瓦特在蘇格蘭家中設計的第一台蒸汽機從1776年開始運作,並且成功的應用在產業上。

 

  瓦特發明的第一台蒸汽機從1776年開始運作並且是成功的,因為與當時普遍使用1712年湯瑪斯·紐科門(Thomas Newcomen)所設計的機器相比,它有著高於三倍的燃煤速度。紐科門的「大氣蒸汽機」汽缸必須在每次循環後噴灑冷水來冷凝蒸汽,製造出部分的真空讓大氣壓力將活塞推下來。在1765年的格拉斯哥,如羅素所言,瓦特產生了「想像力的重大躍進」,那就是建構一個獨立運作冷凝器的想法,使汽缸和活塞不會失去熱能。

 

  透過申請專利註冊「冷凝器原理」和並實際應用的方式,瓦特和他的生意合夥人馬修・博爾頓(Matthew Boulton)變成了有錢人,儘管1790年代也是遭遇到競爭對手的控告而進行漫長的官司攻防。他們的引擎功率以「馬力」這個瓦特發明的單位來定義,在今日1馬力已經被轉換為746瓦特。在當時,馬力也成為一種工業標準直到十九世紀,常用於從井裡抽水和驅動機械的磨坊和工廠。

 

這是現存瓦特最早期的設計蒸汽機手稿。 

 

   從1804年開始,瓦特由蒸汽轉換到雕塑領域,製作熟石膏半身像,提供有大量需求的富人。他的「雕刻機」是一台立體的縮放儀,用腳踏板提供動力然後用齒輪臂連接,一頭是探針而另一頭是一個高速旋轉的刀具。隨著探針追蹤原始半身像的表面,另一頭的工具也會複製探針的動作精準的切割石膏塊。今日,約四百個瓦特所製作的雕塑被存放在科博館,裡面包括石膏、半身像還有當時的人物雕塑,像是化學家約瑟夫・布拉克(Joseph Black)和1809年博爾頓過世時所做的死者面具。而1819年瓦特過世後,也成為首位被西敏寺紀念的工程師。對維多利亞時代來說,羅素形容瓦特是「新型態產業的英雄人物」,其地位足以媲美牛頓。

 

瓦特在英國伯明翰住所閣樓裡的工作坊。 

 

  羅素坦言這幾年也有許多關於瓦特的研究報告,像是理查德・希爾斯所撰寫的三冊傳記《瓦特》和大衛・米勒所寫的《化學家瓦特》。但是羅素著重於瓦特「不僅只單純思考,同時還會去實踐:巧妙的善用工具、技術和材料,去創造出實用的東西橫跨各領域」,而多數的研究往往偏重於瓦特的能力而不是思想。不過這也許是必然的趨勢,科學家和研究科學的歷史學家普遍尊敬不可預知結果的原創理論,勝過能立即應用的實用發明:牛頓和愛因斯坦的評價勝過克里斯多佛・雷恩(Christopher Wren)、瓦特和愛迪生。所有在他工作坊裡展示出無庸置疑的精彩創造力,但瓦特本質上是世俗的,尤其是關於他如何將科學新發現化為可販售的發明,他的生活和工作自然受到相關的爭論。瓦特的工作模式和經驗(與生意合夥人和申請專利的目的:像是高效燃煤驅動抽水裝置能將大量的水資源從井裡抽出,或是能夠大量生產陶器的裝置)能夠讓任何大學或政府熱衷於推動技術轉移。

 

1819年瓦特過世後,成為首位被西敏寺紀念的工程師。

 

  瓦特是蘇格蘭人,但在英格蘭時被培養成為裝置製造者,使他在蘇格蘭完成突破性的蒸汽機發明,最終開始在英格蘭生產並定居在此。今年(2014)九月中旬蘇格蘭將舉行獨立公投決定是否脫離英國,無論最終結果是如何,瓦特超凡的一生帶給英格蘭和蘇格蘭之間緊密的經濟、知識和文化益處。

 

 

 

原文出處:《Nature

 

圖片出處:倫敦科學博物館

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