詹姆斯·瓦特

詹姆斯·瓦特是名工程师，也是一位动力装置的发明家。他的人生经历是个典型的例子，既反映出时代的局限性，又反映出这些局限性是如何被突然而巧妙地突破的。瓦特的父亲是位工匠、商人和小资本家。他生活在苏格兰的格里诺克港，那里是格拉斯哥的门户，每天都会有船运来大量的烟草、木材、青鱼、亚麻和糖。老瓦特出售造船时所需要的一些部件，设计出过一种可以在码头上使用的吊车，他投资航运，并为海员修理各种仪器。他的儿子詹姆斯非常聪明，但却体弱多病。他心灵手巧，尤为精通机械方面的知识。

瓦特在苏格兰长大。那里不但以文化水平高而闻名，而且在建设大学方面也非常热心。英国形成之前，苏格兰和英格兰只存在形式上的联系。在詹姆斯·瓦特出生30年前，两个地区才勉强地组成了一个新国家。尽管如此，在这个新生的国家中，这两个地区只是一对尴尬的伙伴。瓦特9岁的时候，也就是1745年，“北方英国人”（苏格兰人有时自称“北方英国人”）和英格兰人经历了一场“詹姆斯党叛乱”。这场叛乱是由信仰天主教的斯图亚特王室发动的，参与者包括盖尔人、法国和爱尔兰的冒险家，以及苏格兰和英格兰的天主教徒。除了复辟斯图亚特王朝，“小王子查理”和他的支持者还有一个更激进的想法：恢复资本主义出现之前的贵族式封建秩序，这是一场反抗新时代的“革命”。这次叛乱的战火曾一度延烧到德比，但由于詹姆斯党人怕影响粮食收获和担心自己的家族，所以他们又掉头返回了北方。1746年，一支训练有素的现代化军队在卡洛登战役中击败了詹姆斯党，叛乱被平定。这场战役更像是19世纪时在殖民地发生的冲突，而不像一场势均力敌的战斗。“詹姆斯党叛乱”非但没有终结新时代，反而终结了旧势力——盖尔人在北部的势力和詹姆斯党在西部的势力。

长期以来，人们——至少是小说家和浪漫主义诗人——都在讲述胜利者的残忍和前现代生活的辛酸，但他们忘记了这样一个事实：卡洛登战役不但对英格兰来说是个好消息，对苏格兰来说也是个好消息。1707年的《联合法案》使英格兰与苏格兰合并为一个国家。一位苏格兰历史学家这样写道：“这意味着苏格兰获得了更宽广的视野和更多的可能性。商业和贸易得以发展。这是件非常美好的事。”如果“小王子查理”获胜，那这一切都将不复存在。瓦特既生活在最好的苏格兰，又生活在最好的英格兰。这表明，新生的英国“获得了更宽广的视野和更多的可能性”。

经历了这次叛乱之后，苏格兰实际上已经没有政治了，伦敦间接地控制着苏格兰。爱丁堡没有了野心勃勃的王室，欧洲其他地区对这一情况也只得接受。因此，接下来的两三代苏格兰人要到处寻找工作和令他们感到兴奋的事物。由于长老会的信仰也是以《圣经》为基础的，因此苏格兰出众的文化和4所大学并未毁在英国国教徒手里。在爱丁堡、格拉斯哥和阿伯丁，学校鼓励学生从基本原理出发进行思考，鼓励他们挑战已被广泛认可的观点。于是，各种新思想得以蓬勃发展，这就是著名的“苏格兰启蒙运动”。

瓦特没有受到英国绅士接受过的希腊语和拉丁语教育，但他作为这场启蒙运动的主要组成部分，非常渴望获得新思想。这些思想是由化学先驱约瑟夫·布莱克和资本主义哲学家亚当·斯密等人提供的，他们二人将来都成了瓦特的朋友。但在此之前，瓦特首先要解决生存问题。当时，苏格兰在制造精密仪器方面没有取得什么可供瓦特学习的重要进展，精密仪器制造是新科学发展的重要附属品。所以，他于1755年离开苏格兰，前往伦敦这个肮脏的大都市进行学习。这是一次颠沛流离的长期旅行。但瓦特立刻遇到了年轻人一直都会遇到的一个障碍，这就是中世纪式的行会。行会仍旧控制着伦敦的各行各业，这些组织排斥非本地人，而且坚持所有学徒都要为师傅服务7年。作为一个外来者，瓦特希望能迅速取得成功。他希望在一年内完成学习，并最终实现了，但这却使他暴露在了被海军强行征兵的危险之中。在写给父亲的信中，瓦特抱怨说，他们“现在将能找到的每一个人都强征入伍……只有学徒或声誉好的商人除外，除此之外几乎没有人能幸免”。如果瓦特被迫加入海军，那么他也不能向市长请求免除兵役，因为他已经摆脱学徒制度了。

瓦特很幸运，他安全地回到了格拉斯哥，并开办了一家自己的作坊。但与伦敦相似，格拉斯哥也是一座由皇家特许状控制的老城镇，当地的行会牢牢地把握着控制权。因为瓦特不是格拉斯哥的自由民，所以“锤业者”行会不给他开店的许可，尽管当时苏格兰没有其他制造精密仪器的工匠。如果这就是英国的典型场景：海军在街上强行征兵；行会紧紧地把持着古老的权利，除了他们选中的少数人外，其他所有人都要被排除在外，那么瓦特将不得不一生从事计件工作，今天也不会有人听说过他。或者，如果詹姆斯党取得胜利，那么瓦特将在格拉斯哥非法作坊中落寞而终。

但苏格兰启蒙运动拯救了瓦特。当时，有一批天文仪器从牙买加运到格拉斯哥大学，于是他得到了一份维修这批天文仪器的工作。在格拉斯哥大学，瓦特开设了一间修理店，他制造自己的器械设备，并成为教授们不可或缺的助手。瓦特是个实干家，但没有多少古典知识。如果在牛津或剑桥，他充其量只能做个雇工。但在格拉斯哥，他很快就被科学界接受，享有同等的社会地位。他在镇上开办了一间自己的店，并开始研究当时最新的机械装置，其中就包括蒸汽机。1763年，27岁的瓦特奉命修理一台属于格拉斯哥大学的纽科门式蒸汽机模型。瓦特修好了这台机器，但发现它的粗制滥造和低效已经达到了令人气愤的地步。

这台蒸汽机的原理很简单：蒸汽进入气缸，推高活塞。之后，蒸汽凝结成水，于是形成了真空，在压力的作用下活塞再次下降。活塞的上下活动驱动了煤矿中的抽水机。但问题在于，大部分的蒸汽都已经跑了。如何使机器更好地工作呢？在接下来的两年里，瓦特苦苦地思考关于“潜热”的问题。“潜热”一词是由他的朋友布莱克杜撰出来的，指的是水在改变形态（如沸腾或结冰）时吸收或释放的热量。有一天，瓦特忽然想到了解决方法。瓦特回忆，他像古代先贤那样突然发现了问题的解决之道。

在一个明媚的星期天清晨，身处格拉斯哥的瓦特走过一家旧洗衣房（那里很可能是个蒸汽弥漫的地方）。这时，他突然想到，既然蒸汽能进入真空空间（无论真空空间在哪里），那么他就可以在主气缸的旁边设计一个独立的管子或气缸，这样蒸汽不但不会跑掉，而且可以在里面重新凝结成水。在这种情况下，主气缸会始终保持热度，节约更多的能量。换句话说，蒸汽机可以消耗更少的煤，产生更多的动力。设计两个独立的冷凝器看上去是个简单的想法。但只有既关注科学理论（瓦特在格拉斯哥大学中的朋友为他解释了各种科学理论），又有实践经验的仪器制造师才能想到这个点子。而且，这个制造师不但要有时间去思考，而且还要有机会将他思考的结果付诸实践。在之后很长的一段时间里，瓦特经历了许多挫折、错误，以及失败的车工和实验，但他的想法最终改变了工业——一开始是英国的工业，随后是全世界的工业。他将一台简单的煤矿抽水机改造为一台可以普遍使用的蒸汽机。瓦特回忆说：“在走到高尔夫球屋的时候，全部的构想就已经浮现在我头脑之中了。”

然而，如果没有资金的支持，没有其他机械师的帮助，瓦特也很难取得进展。接下来，他需要的是资金。有了资金的支持，他才能制造出原型机，之后再制造出能用于出售的蒸汽机。尽管英国的私人银行越来越多，但发明家求助银行经理，希望他们发放足额贷款的时代尚未到来。大多数的企业家都是从朋友、妻子和亲戚那里借款。瓦特的第一批赞助者是他的朋友物理学家约瑟夫·布莱克，以及对他帮助更大的英国企业家约翰·罗巴克，罗巴克是个非常热心的人。

与瓦特相似，罗巴克也是新英国的产物。罗巴克是谢菲尔德和伯明翰的化学家，他在斯特灵郡的卡伦创办了一间生意不错的钢铁厂。这家钢铁厂生产一种短射程的“臼炮”，从威灵顿公爵到俄罗斯帝国的军队，之后再到新建立的美国，几乎每一支军队都在使用这种火炮。在过去，制造业的出现完全取决于它已经在哪里得到快速发展，非常偶然。但罗巴克的做法却与众不同。在建厂之前，他会首先考查当地是否有充沛的水力资源，是否有矿石、石灰和煤，以及交通是否便利。之后，他才会从零开始建设工厂。他的工厂建在苏格兰，但厂里的重要工人都是来自英格兰。他的这种做法为“工业结构带来了关键性变革”。罗巴克的铁厂需要煤，因此他也会购买工厂附近的煤田，但他也受到前瓦特时代的老问题的困扰，即煤矿里的地下水太多。听说瓦特的设计后，他决定为这种蒸汽机投资。但在开始的时候，这种改进型蒸汽机的性能并不理想。

尽管与这位年轻的机械师建立了合作关系，但罗巴克还是破产了，破产的部分原因是之前一波的银行破产。于是，他将瓦特蒸汽机的部分份额卖给了另一个热心的英国人——伯明翰的马修·博尔顿。从此以后，这座城市在蒸汽机的发展过程中起到了关键作用。

伯明翰一直是冶铁业和金属加工业的中心。在内战时期，那里曾经为克伦威尔的军队提供了大量的剑；在詹姆斯党发动叛乱的时候，那里为交战双方提供枪炮；此外，那里还为半个地球提供带扣和纽扣。作为后发展起来的城市，伯明翰享受到了没有皇家特许状的好处：它不受各种公会和手工业行会的控制，因此对于企业家和商业投机家来说，这是一座开放的城市。伯明翰聚集了很多反对派，因此这也是一座思想活跃的城市。很快，著名的“月亮社”成员，主张实践新观念的人，如伊拉斯谟·达尔文（查尔斯·达尔文智慧过人的祖父），以及化学家和激进的反对派约瑟夫·普里斯特利会在离满月最近的那个星期天聚会（这样他们晚上回家的时候会更安全），就化学、物理、进化、新修建的运河和工厂等问题展开辩论。伯明翰离伦敦比较远，但它发展得反而更好。

博尔顿也是“月亮社”的一员。他是18世纪的一位重要人物，他充沛的精力和广泛的兴趣足以比肩任何一个博学多才的人。他的父亲也叫马修，是伯明翰一位出色的金属匠。小马修发明了多种金属带扣，这些带扣迅速成为时尚品，先是出口到法国，然后再进口回英国。这样做的原因很简单：人们不相信这么时髦的东西会是产自伯明翰。他与一位女继承人结婚，于是获得了不少资本。1759年，他继承了家族产业，并将买卖做到了伯明翰北边的苏荷地区。他认为水力资源丰富的苏荷地区将成为新的制造业中心，他把一切都赌在了这一点上。在那里，他将工人安排到特定的房间里，工人的工作地点取决于他们生产什么产品——带扣、表链、刀剑的把手或金属盒子。这些产品很快畅销全欧洲。但事实上，尽管进行了专业化分工，但工厂还是以水力帮助下的手工劳动为主——这就是当时工厂的样子。博尔顿需要更可靠的动力来源。

博尔顿和瓦特居住的地方离得很远，但他们属于同一个圈子。他们两个人都致力于促进新运河的修建。在前铁路时代，运河是交通方面的巨大突破；他们两个人还都接触到了同样的自然哲学家和其他领域的狂热者。1767年，博尔顿见到瓦特，他向瓦特炫耀苏荷地区，并鼓励苏格兰人前往伯明翰。但瓦特对此并未做出积极回应。为了参与其他项目，他会经常搁置蒸汽机的研究。在7年后，也就是妻子死于外伤之后，瓦特最终决定离开苏格兰，搬到英国南部生活。如果他的妻子还活着，如果他的工程项目在苏格兰更加成功，那么他或许会以苏格兰高地运河设计者的身份被人们记住。

1774年，詹姆斯·瓦特南迁到伯明翰。他为煤矿设计的一款机器——他称之为“消防车”——被安装在了苏荷地区。尽管这台机器的性能并不算出类拔萃，但也足够好了。很快，瓦特与博尔顿建立起全面合作关系，后者的主要业务仍然是金属加工业。瓦特将时间分成两部分，分别花在两项同等重要的工作上。他焊补机器，做实验，不停地开发他的蒸汽机。他做了一系列的小改进，但这些改进都很重要。苏荷地区有许多经验丰富的机械技工，这对瓦特帮助很大。但我们很难想象同样的场景会出现在巴黎或汉堡的郊区。

但与此同时，为了保护自己的知识产权，对抗业已存在的剽窃行为，瓦特和博尔顿在英国的法庭和议会展开了长期、艰苦的法律战。对于当时的人来说，“发明家的思想所创造出的利益相当一部分应该归这位发明家所有”“机器设备可以使人们变得富有”，还属于全新的观念。早期发明家更像是慈善家，在出版体现他们思想的著作之前，他们就会先传播自己的思想，这样做的目的主要是为了获取名誉。但专利权及其所带来的利益可以激励那些聪明而雄心勃勃的人，他们将工业化的英国变成了一个发明的园地。瓦特与政治和法律的斗争使人感到疲倦，他所做的斗争有时不会产生什么结果。但对于工业化的历史而言，瓦特所做的这些努力与他改进的蒸汽机一样重要。在那个时期，其他欧洲国家尚未出现保护知识产权的活动。

尽管博尔顿的第二段婚姻又为他带来了意外之财（新的妻子，新的财富），但他仍然在拼命地赚取资本。许多新式机器被卖给了康沃尔郡的冶锡厂，这些工厂购买机器的钱部分来自它们从煤炭中省下的钱。但不择手段地盈利，反对垄断，以及海外客户拖欠货款使博尔顿面临严重困难。

瓦特的蒸汽机首先应用于矿山，随后磨面粉的磨坊、酿酒厂和其他工厂也开始使用这种机器。总而言之，从1775年到18世纪末，博尔顿的公司共生产出了大约450台蒸汽机。这时，博尔顿也开始涉足铸币业。在那个时期，英国的伪币已经泛滥成灾，其危害十分巨大，甚至连皇家铸币局都已经停止铸币。博尔顿的“苏荷铸币厂”不但为自由市场铸造硬币，而且还为外国政府（如英属印度）和本国政府铸币。高质量的货币要有固定的金属含量、精确的形状和工业化的生产：在瓦特蒸汽机的帮助下，博尔顿的新系统就体现出了精确性和可靠性。

回顾他们的故事，我们更容易了解为什么工业化会首先出现在英国。英国仍然是个老式国家。我们今天所说的“基础设施”在当时还很不完善。英国出现了许多很好的公路和许多很有用的新运河，但泥泞而危险的旅行仍然是常态。银行不可靠，商法漏洞百出。议会如同战场，在那里，既得利益者与后进入议会的人缠斗不休。整个国家都痴迷于海外战争。但苏格兰和英格兰都是充满活力，可以自由地交流新思想的地方。在远离伦敦和不受古代行会束缚的地方，人们可以自由地建造房屋、经商和做各种实验；人们还可以游说政客，为亚当·斯密——瓦特的朋友——在《国富论》（1776年出版）中所阐述的资本主义精神而自豪。他们同样变得很富有。瓦特和博尔顿是铁路、铁桥、新型船舶、煤气灯和电力领域的先驱；他们引领了陶瓷业、玻璃业、纺织业和机器制造业的革命；他们是天才，一如汉弗莱·戴维、迈克尔·法拉第、亚伯拉罕·达比。以上这些人都取得了非凡的成就。他们都很幸运，因为他们出生在了那个时代，出生在了那个国家。