科学史上的今日—1月19日，伟大的发明家瓦特出生

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因为有了他，世界迎来了第一次工业革命

今天是伟大的发明家詹姆斯·瓦特的生日，詹姆斯·瓦特于1736年1月19日出生在苏格兰格拉斯哥附近的港口小镇格林诺克。

瓦特出生在一个较富裕的家庭，父亲是一位熟练的造船工人，拥有自己的船只与造船作坊，母亲则出身于贵族家庭，良好的家庭环境赋予了瓦特一定的物质基础和文化氛围。然而，瓦特早年身体较弱，不常去学校，主要接受母亲在家中的教育。但他从小就表现出了对机械的浓厚兴趣和非凡的动手能力，以及卓越的数学天分。

瓦特逝世于1819年8月25日，在他的一生中，为人类社会的进步做出了不可磨灭的贡献。

瓦特最为著名的发明就是对蒸汽机的改良。

1757年，格拉斯哥大学的教授提供给瓦特一个机会，让他在大学里开设了一间小修理店，由于他出色的工作能力，得到了学校和老师与同学们的认可。同年格拉斯哥大学任命瓦特为其正式“数学仪器制造师”，并在校园里安排了一个车间。

瓦特的小店开业5年后，在朋友罗宾逊教授的引导下，瓦特开始了对蒸汽机的实验。直到此时，瓦特也还从未亲眼见过一台可以运转的蒸汽机，但是他开始建造自己的蒸汽机模型。初步的实验失败了，但是他坚持继续实验并且阅读了所有他能找到的有关蒸汽机的材料，独立地发现了潜热的重要性（尽管这在好几年前就被布莱克教授发现了，但瓦特当时并不知情）。

1763年，瓦特得知格拉斯哥大学有一台纽科门蒸汽机（Newcomen steam engine），但是正在伦敦修理，他请求学校取回了这台蒸汽机并亲自进行了修理。修理后这台蒸汽机勉强可以工作，但是效率很低。经过大量实验，瓦特发现效率低的原因是由于活塞每推动一次，气缸里的蒸汽都要先冷凝，然后再加热进行下一次推动，从而使得蒸汽80%的热量都耗费在维持气缸的温度上面。瓦特意识到了这种蒸汽机存在活塞动作不连续且慢、能量流失严重、热效率低下等弊病（纽可门蒸汽机当时的转换效率只有0.5%）。经过不断的研究和试验，在1765年，他设计出了带有分离冷凝器的蒸汽机，将做功后的蒸汽排入汽缸外的冷凝器，避免了汽缸在一冷一热过程中的能量消耗，据理论计算，此新型蒸汽机热效率为纽可门蒸汽机的3倍以上。此后，瓦特继续对蒸汽机进行改进，1781年发明了“太阳与行星齿轮系统”，使蒸汽机得以应用到机床、织布机与起重机上；1782年设计出双向作用蒸汽机；同年还提出了“马力”的概念；1784年增加了自动调节蒸汽机速率的装置；1788年设计了飞球离心调速器；1790年发明压力计，完成了瓦特式蒸汽机的历史性飞跃。

瓦特的伟大成就不仅仅局限于蒸汽机的发明和改良。他还发明了液体比重计、信件复印机等，他最先提议用螺旋桨代替明轮推动船舶，亲自发现了用氯作为漂白的方法，为日后的“漂白粉”奠定了基础。后人为了纪念他的贡献，将功率的单位定为“瓦特”。

瓦特的发明对第一次工业革命产生了深远的意义。首先，瓦特蒸汽机的出现，使工厂选址不再依赖于煤矿和水能，可以建立在更经济、更有效的地方，且能常年运转，大大提高了生产效率，促进了规模化经济的发展，使得商业投资更有效率。其次，蒸汽机为一系列精密加工革新提供了可能，更高的工艺保证了各种机器包括蒸汽机本身性能的提高，进而推动了整个工业生产领域的技术进步。此外，瓦特蒸汽机的广泛应用，还引发了交通运输领域的变革，蒸汽火车和蒸汽轮船的相继问世，改变了人们的出行方式和货物的运输方式，加强了世界各地的联系和交流。

詹姆斯·瓦特以他的智慧、创造力和坚韧不拔的精神，开辟了人类利用能源的新时代，使人类进入了“蒸汽时代”。他的发明和成就不仅对当时的社会产生了巨大的推动作用，也为后世的科技发展和工业进步奠定了坚实的基础。在此致敬用科学与发明推动人类社会进步的天才的科学家和发明家。