詹姆斯·瓦特（James Watt，1736年1月19日-1819年8月25日），英國(guó)發(fā)明家和機(jī)械工程師，愛(ài)丁堡皇家學(xué)會(huì)院士，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士，格拉斯哥大學(xué)法學(xué)博士，法國(guó)科學(xué)院8名外籍會(huì)員之一，第一次工業(yè)技術(shù)革命重要人物。
1757年，詹姆斯·瓦特來(lái)到格拉斯哥大學(xué)，結(jié)識(shí)導(dǎo)師與朋友約瑟夫·布萊克（Joseph Black）。1768年，在約瑟夫·布萊克指導(dǎo)下，詹姆斯·瓦特研制出帶有分離式冷凝器的蒸汽機(jī)。次年，詹姆斯·瓦特設(shè)計(jì)出蒸汽機(jī)原型。1775年瓦特與馬修·博爾登（Matthew Boulton）合作的新公司取得巨大成功。次年，瓦特制造出第一臺(tái)新型蒸汽機(jī)。此后瓦特逐步改進(jìn)蒸汽機(jī)，并于1781年研制出真正意義上的實(shí)用型蒸汽機(jī)，隨后便大批量生產(chǎn)。1790年，瓦特發(fā)明壓力計(jì)，完成瓦特式蒸汽機(jī)歷史性飛躍。1800年，瓦特蒸汽機(jī)專利期滿，瓦特與博爾登合作正式結(jié)束。1819年8月25日，瓦特于英國(guó)斯塔福德郡漢茲沃斯（Handsworth，Staffordshire）家中逝世。
詹姆斯·瓦特為蒸汽機(jī)改進(jìn)和發(fā)明對(duì)近代科學(xué)和生產(chǎn)有著巨大貢獻(xiàn)，具有劃時(shí)代意義，它導(dǎo)致第一次工業(yè)技術(shù)革命興起，極大地推進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展。詹姆斯·瓦特開(kāi)辟人類利用能源新時(shí)代，使人類進(jìn)入“蒸汽時(shí)代”。詹姆斯·瓦特還于1782年提出“馬力”概念，亦有著諸多發(fā)明，如液體比重計(jì)、信件復(fù)印機(jī)和信件復(fù)印機(jī)等。后人為紀(jì)念其貢獻(xiàn)，將功率單位定為“瓦特”（簡(jiǎn)稱“瓦”，符號(hào)W）。
人物生平
早年經(jīng)歷
1736年1月19日，詹姆斯·瓦特出生于蘇格蘭格拉斯哥附近，克萊德河灣（Firth of Clyde）上的港口小鎮(zhèn)格林諾克。瓦特的父親詹姆斯·瓦特（James Watt）為熟練的造船工人并擁有自己的船只與造船作坊，也為小鎮(zhèn)官員。瓦特母親艾格尼絲（Agnes Muirhead）出身于一個(gè)貴族家庭并受過(guò)良好教育。他們都屬于基督教長(zhǎng)老會(huì)并且是堅(jiān)定誓約派。盡管瓦特出自于宗教家庭，但他后來(lái)還是成為自然神論者。瓦特早年因?yàn)樯眢w較弱不常去學(xué)校，主要的教育都由母親在家進(jìn)行。瓦特從小就表現(xiàn)出動(dòng)手能力以及數(shù)學(xué)天分。
瓦特17歲時(shí)，母親去世，父親生意開(kāi)始走下坡路。瓦特到倫敦一家儀表修理廠工作一年，然后回到蘇格蘭格拉斯哥打算開(kāi)一家自己的修理店。盡管當(dāng)時(shí)蘇格蘭還沒(méi)有類似的修理店，但由于他沒(méi)有做夠要求的7年徒工，所以他的開(kāi)店申請(qǐng)被格拉斯哥的錘業(yè)者行會(huì)（管理所有使用錘子的工匠）拒絕。
1757年，格拉斯哥大學(xué)教授提供給瓦特一個(gè)機(jī)會(huì)，讓他在大學(xué)里開(kāi)設(shè)一間小修理店。其中一位教授，物理學(xué)家與化學(xué)家約瑟夫·布萊克（Joseph Black）成為瓦特的朋友與導(dǎo)師。同年，瓦特被格拉斯哥大學(xué)正式任命為“數(shù)學(xué)儀器制造師”并在校園里為其安排車間。
開(kāi)設(shè)公司
在1759年，瓦特與建筑師約翰·克雷格（John Craig）合伙在格拉斯哥鹽市大街開(kāi)設(shè)了一家店鋪，主要業(yè)務(wù)為儀器制造和修理。瓦特負(fù)責(zé)日常業(yè)務(wù)，而資本主要來(lái)自克雷格。這種合作使得雙方都能從中獲益。到了1763年，瓦特?cái)U(kuò)大業(yè)務(wù)范圍，在廣告中宣傳自己銷售數(shù)據(jù)儀器、樂(lè)器以及玩具和其他商品。盡管他儀器制造業(yè)務(wù)尚未完全展開(kāi)，但他通過(guò)制造金屬紐扣、裝飾品等小商品來(lái)進(jìn)行多元化經(jīng)營(yíng)，以增加收入。此時(shí)，瓦特的生意已有發(fā)展，他的商店雇傭了若干工人，并開(kāi)始帶徒。
家庭生活
1764年7月16日，瓦特與相愛(ài)多年的表妹馬格雷特·米勒（Margaret Miller）結(jié)婚。結(jié)婚以后，馬格雷特在生活上無(wú)微不至地關(guān)懷瓦特。他們結(jié)婚不久，妻子就懷上了孩子。此后拼命掙錢，以便讓妻子和未來(lái)的孩子過(guò)上好生活，作為他的中心任務(wù)。為此他的店鋪開(kāi)展多種經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)，招攬了很多與儀器制造無(wú)關(guān)的事情。為了賺錢，甚至可以利用空閑時(shí)間和下腳料去制造某些小服飾，或者去繪制地圖、海圖銷售。
改進(jìn)蒸汽機(jī)
1764年，瓦特在維修學(xué)校里一臺(tái)紐可門蒸汽機(jī)模時(shí)，意識(shí)到此類型蒸汽機(jī)弊病：活塞動(dòng)作不連續(xù)且非常慢；其次，該汽缸在不斷地加熱與冷凝過(guò)程中，能量大量流失，熱效率十分低下。在1765年，瓦特設(shè)計(jì)出帶有分離冷凝器的蒸汽機(jī)，克服紐可門蒸汽機(jī)缺陷。該設(shè)計(jì)將做功后蒸汽排入汽缸外冷凝器，令汽缸產(chǎn)生真空，同時(shí)又始終保持汽缸處于高溫狀態(tài)，避免一冷一熱過(guò)程中造成的能量消耗。據(jù)瓦特理論計(jì)算，此新型蒸汽機(jī)熱效率為紐可門蒸汽機(jī)3倍以上。因此，學(xué)校教授、蘇格蘭物理學(xué)家化學(xué)家約瑟夫·布萊克決定資助瓦特繼續(xù)研制蒸汽機(jī)。并于1768年，在約瑟夫·布萊克指導(dǎo)下，研制出帶有分離式冷凝器蒸汽機(jī)。
蒸汽機(jī)批量生產(chǎn)
1775年，瓦特與博爾頓漫游者足球俱樂(lè)部進(jìn)行合作。之后瓦特開(kāi)始按照1769年設(shè)計(jì)的原型制造蒸汽機(jī)，不過(guò)與之前的蒸汽機(jī)相比，瓦特于1776年建造的第一臺(tái)新型蒸汽機(jī)仍無(wú)顯著提高。經(jīng)過(guò)5年的不斷摸索與改進(jìn)，瓦特終于制造出真正意義上的實(shí)用型蒸汽機(jī)，隨后便大批量生產(chǎn)。在此期間瓦特還不斷地與仿冒侵權(quán)行為做斗爭(zhēng)，保護(hù)自己專利。在英國(guó)西南部城市康沃爾的銅礦、錫礦中絕大多數(shù)運(yùn)行了50年之久的紐可門蒸汽機(jī)都被瓦特蒸汽機(jī)所取代。
進(jìn)一步改進(jìn)蒸汽機(jī)
1781年，瓦特發(fā)明“太陽(yáng)與行星齒輪系統(tǒng)”，之所以要發(fā)明此套系統(tǒng)，是因?yàn)楦?jiǎn)單的方案——曲柄何飛輪組合已經(jīng)被人搶先注冊(cè)專利。瓦特想共用此專利但沒(méi)談攏，最后依靠其公司員工威廉·默多克想出了替代方案，繞開(kāi)了曲柄的專利。這些改進(jìn)使蒸汽機(jī)得以應(yīng)用到機(jī)床、織布機(jī)與起重機(jī)上，結(jié)束這些機(jī)械靠水能驅(qū)動(dòng)的歷史。
瓦特于1782年設(shè)計(jì)出雙向作用蒸汽機(jī)，即蒸汽能夠從活塞的每一側(cè)交替進(jìn)入。這種機(jī)器在活塞每一次運(yùn)動(dòng)時(shí)都利用了蒸汽力。同年他發(fā)明一種標(biāo)準(zhǔn)單位：馬力。瓦特于1784年對(duì)蒸汽機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，他對(duì)聯(lián)協(xié)式蒸汽機(jī)增加一種自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽機(jī)速率裝置，使之適用于各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)。1788年，瓦特設(shè)計(jì)飛球離心調(diào)速器，用以控制引擎速度，這是歷史上首臺(tái)負(fù)反饋式裝置被應(yīng)用于蒸汽機(jī)之上。并于兩年后，瓦特發(fā)明的壓力計(jì)完成瓦特式蒸汽機(jī)歷史性飛躍。至18世紀(jì)末，世界地共有約500臺(tái)瓦特式蒸汽機(jī)在不停地運(yùn)作。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在博爾頓成功經(jīng)營(yíng)下，1824年已生產(chǎn)1165臺(tái)蒸汽機(jī)。
晚年經(jīng)歷
1800年，瓦特蒸汽機(jī)專利期滿，瓦特與博爾登合作也正式結(jié)束，64 歲瓦特選擇退休。但他們下一代——馬修·博爾頓與小詹姆斯·瓦特繼續(xù)合作，同時(shí)吸收威廉·默多克為合伙人，保證公司持續(xù)運(yùn)作。退休之后，瓦特與他第二任妻子到法國(guó)與德國(guó)旅行，并且在威爾士購(gòu)買一所住宅。直至1819年8月25日，瓦特于英國(guó)斯塔福德郡漢茲沃斯（Handsworth，Staffordshire）家中逝世。瓦特死后被安葬于家鄉(xiāng)漢茲沃斯的圣瑪麗教堂后的公墓，教堂后來(lái)得到了擴(kuò)建，使得瓦特墓地就處于新教堂內(nèi)部。
主要成果
六項(xiàng)專利
專利1：一種減少蒸汽機(jī)蒸汽消耗的方法——獨(dú)立冷凝器。
專利2：一種復(fù)印信件的新方法。
專利3：產(chǎn)生連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的新方法。
專利4：蒸汽機(jī)的新改進(jìn)——膨脹式和雙作用式。
專利5：蒸汽機(jī)的新改進(jìn)——三桿運(yùn)動(dòng)和蒸汽車。
專利6：新改進(jìn)的熔爐制造方法。
改進(jìn)蒸汽機(jī)
公元1世紀(jì)，亞歷山大·希羅曾設(shè)計(jì)過(guò)類似蒸汽機(jī)的機(jī)器。1698年，湯姆斯·薩威利獲得用蒸汽機(jī)抽水專利權(quán)。1712年，湯姆斯·紐可門獲得稍加改進(jìn)的蒸汽機(jī)專利權(quán)，但紐可門蒸汽機(jī)只能用于煤礦排水。
瓦特蒸汽機(jī)效率遠(yuǎn)比前人蒸汽機(jī)效率要高得多。相比紐可門蒸汽機(jī)，瓦特蒸汽機(jī)耗煤量只有其四分之一，但效率卻提高5倍。瓦特蒸汽機(jī)的創(chuàng)造，使得工廠選址不必再依賴于煤礦而可以建立在更經(jīng)濟(jì)更有效的地方，也不必依賴于水能從而能常年地運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)一步促進(jìn)規(guī)模化經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大大提高生產(chǎn)率同時(shí)也使得商業(yè)投資更有效率。蒸汽機(jī)為一系列精密加工革新提供可能，更高工藝保證各種機(jī)器包括蒸汽機(jī)本身性能的提高。經(jīng)過(guò)不斷努力，引入更高氣壓蒸汽，蒸汽火車和蒸汽輪船便很快相繼問(wèn)世。
其他發(fā)明
瓦特還發(fā)明液體比重計(jì)、信件復(fù)印機(jī)等，他最先提議用螺旋槳代替明輪推動(dòng)船舶，最先采用“馬力”作為計(jì)算功率的單位。瓦特還親自發(fā)現(xiàn)一種用氯作為漂白的方法，此為日后使用的“漂白粉”前身。
瓦特于1795年設(shè)計(jì)出第一臺(tái)信件復(fù)印機(jī)，從而節(jié)省眷寫設(shè)計(jì)方案和圖紙的精力。此精巧機(jī)器作為現(xiàn)代復(fù)印機(jī)前身，工作方式為通過(guò)紙張?zhí)砑犹刂颇缓笙蛩磯簼駶?rùn)薄紙。濕潤(rùn)薄紙非常結(jié)實(shí)，它沾染與字跡相反的墨痕，但人們可以通過(guò)紙張的背面閱讀文字。
促進(jìn)第一次工業(yè)技術(shù)革命
19世紀(jì)30年代，蒸汽機(jī)廣泛應(yīng)用到紡織冶金采煤交通等部門，很快引起一場(chǎng)技術(shù)革命。美國(guó)人富爾頓發(fā)明用瓦特蒸汽機(jī)作動(dòng)力的輪船，英國(guó)人喬治·史蒂芬遜發(fā)明用瓦特蒸汽機(jī)作動(dòng)力的火車。瓦特蒸汽機(jī)的創(chuàng)造，加快第一次工業(yè)技術(shù)革命完成，極大地推進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展，具有劃時(shí)代意義。
人物爭(zhēng)議
專利爭(zhēng)議
關(guān)于詹姆斯·瓦特申請(qǐng)的專利是否一定程度上阻礙自身或他人產(chǎn)品研發(fā)，存在爭(zhēng)議。博爾頓和瓦特公司極力保護(hù)瓦特蒸汽機(jī)設(shè)計(jì)專利。其他試圖采用類似設(shè)計(jì)的生產(chǎn)廠商都被約翰·博爾頓和瓦特以高額的訴訟費(fèi)起訴到法庭。在瓦特蒸汽機(jī)連續(xù)不斷地在庭辯中獲勝時(shí)，法庭審判也阻礙其他工程師研發(fā)性能可能更佳的改良產(chǎn)品。反之，當(dāng)瓦特試圖發(fā)布一款帶有旋轉(zhuǎn)臂引擎時(shí)，他就不可避免地與發(fā)明家詹姆斯·皮卡德受專利保護(hù)的設(shè)計(jì)雷同。
卒年?duì)幾h
關(guān)于詹姆斯·瓦特卒年時(shí)間，尚有爭(zhēng)議。部分文獻(xiàn)記載詹姆斯·瓦特逝世時(shí)間為1819年8月19日，部分文獻(xiàn)則記載其逝世時(shí)間為1819年8月25日。
相關(guān)影響
瓦特在原有蒸汽機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)明的新式蒸汽機(jī)結(jié)構(gòu)，在此之后的50年之內(nèi)幾乎沒(méi)有什么改變。瓦特蒸汽機(jī)發(fā)明的重要性是難以估量的，它被廣泛地應(yīng)用在工廠成為幾乎所有機(jī)器動(dòng)力，改變?nèi)藗児ぷ?a href="/hebeideji/8682780051716881598.html">生產(chǎn)方式，極大地推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步并拉開(kāi)工業(yè)革命序幕。它使得工廠選址不必再依賴于煤礦而可以建立在更經(jīng)濟(jì)更有效的地方，也不必依賴于水能常年地運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)一步促進(jìn)規(guī)模化經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大大提高生產(chǎn)率同時(shí)也使得商業(yè)投資更有效率。蒸汽機(jī)為一系列精密加工革新提供可能，更高工藝保證各種機(jī)器包括蒸汽機(jī)本身性能的提高。經(jīng)過(guò)不斷努力，引入更高氣壓蒸汽，蒸汽火車蒸汽輪船便很快相繼問(wèn)世。
人物軼事
《瓦特與茶壺的故事》中描述瓦特故事，據(jù)說(shuō)瓦特小時(shí)候有一次看到火爐上水燒開(kāi)，蒸汽把水壺蓋頂開(kāi)，瓦特便將壺蓋放回去但很快又被頂開(kāi)。瓦特就這樣不斷地把壺蓋放來(lái)放去想找出為什么，后來(lái)瓦特意識(shí)到是蒸汽的力量，由此引發(fā)他對(duì)蒸汽的興趣并導(dǎo)致蒸汽機(jī)的發(fā)明。
人物性格
瓦特心思細(xì)膩，做事動(dòng)作遲緩并且非常容易焦慮。他常常會(huì)灰心喪氣。他會(huì)將工作放到一邊，感覺(jué)好像要徹底放棄，但他想象力豐富，總是能想到新的改進(jìn)方法，以至于很多時(shí)候都來(lái)不及一一完成。瓦特動(dòng)手能力很強(qiáng)，可以完成系統(tǒng)的科學(xué)測(cè)定，以量化自己的革新效果，幫助自己理解。
瓦特為其他工業(yè)革命時(shí)期知名人士所尊重。他成為伯明翰工業(yè)家與科學(xué)家組織的“月亮社”重要成員，他總是對(duì)新領(lǐng)域表現(xiàn)出極大興趣，被認(rèn)為是很好的社交伙伴。但他對(duì)商業(yè)經(jīng)營(yíng)一竅不通，特別討厭與那些有興趣使用蒸汽機(jī)的人討價(jià)還價(jià)或談判合同。直到他退休時(shí)，他都一直對(duì)自己財(cái)物狀況感到不安。
榮譽(yù)獎(jiǎng)項(xiàng)
人物評(píng)價(jià)
德國(guó)社會(huì)主義理論家及作家、哲學(xué)家，馬克思主義創(chuàng)始人之一恩格斯在《自然辯證法》中寫道：“甚至蒸汽機(jī)這一直到現(xiàn)在仍是人改造自然界的最強(qiáng)有力的工具。”
人物關(guān)系
后世紀(jì)念
教堂紀(jì)念像
瓦特死后安葬于家鄉(xiāng)漢茲沃斯圣瑪麗教堂后的公墓。多年后教堂擴(kuò)建，使得瓦特墓地實(shí)際上處于新教堂的內(nèi)部。教堂里建有瓦特、博爾頓與魯伯特·默多克三人紀(jì)念像。同時(shí)瓦特參加的“月亮學(xué)社”紀(jì)念碑上也有瓦特與蒸汽機(jī)雕繪。
圖書館前雕像
瓦特眾多手稿保存在伯明翰中心圖書館里，圖書館前豎有瓦特雕像。
展館
詹姆斯·瓦特工作室及室內(nèi)物品被英國(guó)科學(xué)博物館單獨(dú)設(shè)為展館。
學(xué)校命名
伯明翰一所學(xué)校以瓦特的名字命名。
功率單位
后人為紀(jì)念瓦特貢獻(xiàn)，將功率單位定為“瓦特”（簡(jiǎn)稱“瓦”，符號(hào)W）。
參考資料 >
James Watt.Biography.2024-12-28
James Watt — The father of the Industrial Revolution.primetals.2024-12-28
瓦特.中國(guó)大百科全書.2024-04-08
瓦特蒸汽機(jī):工業(yè)時(shí)代的大力士.中國(guó)軍網(wǎng).2024-04-08
File：James Watt Patent 1769 No 913.pdf.WIKIMEDIA COMMONS.2024-05-15