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第15章 科学家的成功之路(6)

第二种试验,更是别出心裁,富有情趣。那是一种利用蒸汽膨胀的尝试,并且得到博尔顿的全力支持。这台发动机有一个33英寸的汽缸,是1777年在索荷安装的,用来把水抽回到水轮机,像先前在金内尔的发动机一样,因此,它在索荷被称之为“小引擎”。这第二台索荷式发动机的运转情况,与任何其他的瓦特式发动机截然不同,其设计似乎是来自瓦特提出的使用独立下落式阀门的想法。两个这样的阀门控制着进入汽缸上部,蒸汽再从那里排出进入冷凝器。在活塞下面汽缸下部始终通向冷凝器,进气阀提前关闭,用瓦特自己的话来说,这样可以使“蒸汽只在(活塞)下降的阶段被吸入,在冲程的其他时间内则靠蒸汽的弹力发挥作用”。当活塞完成向下冲程且膨胀的蒸汽已排入冷凝器时,汽缸上部由此而产生的真空就形成了必要的平衡状态。在这种情况下,活塞就能在泵杆重量的作用下又被提升起来。

在人们了解它的前途,并认为它取得了极有希望的进展,但对这台发动机的运转情况不满意的瓦特来说,他却不这样看。他认为这台发动机还不如他早期所设计的那么经济实用,它的运转不仅是那样没有规律,而且还如此猛烈,因而索荷的工人们给它起了一个名字叫“恶魔号”。十分奇怪的是,博尔顿这位商人却更有效地掌握利用蒸汽膨胀所能取得的好处,因此,他当然不愿像瓦特那样去指责这台“恶魔号”。瓦特虽然在理论上对膨胀作用的优越性十分明了,但不可思议的是,他自己总是表现出不愿承认它的实用性。他曾向博尔顿表示过这样的意见:如果把进气减量,不过早切断,从而让少量蒸汽进入整个冲程的话,那么,这台“恶魔号”的运转就会比较平稳,并且还能节省消耗。后来,只是在那些同瓦特竞争的工程师用了或威胁要用蒸汽膨胀的办法作为避开他的发明专利权的一种手段时,他才又回到这个设计的想法上来。这种消极的态度,毫无疑问是与瓦特拒绝使用高压蒸汽的做法有密切联系的,因为在他所偏爱的低压冷凝发动机里,由膨胀作用所获得的益处是被公认为很小的。

瓦特很快便对“恶魔号”失去了兴趣,但是尽管这台发动机的运转情况很不稳定,它还是在索荷一直使用到1848年。后来,它又几经辗转,终于到了伦敦南肯辛顿地区的科学博物馆,并且在那里一直陈列至今。

6 征服者的意志力

如果我们现在就有已经造出来的100台像在鲍区那样的小型发动机和20台大型发动机,也就会很容易被销售一空。因此,让我们趁此有利的时机做好准备,在不利形势来临前备足库存,并且要在更多的塔巴尔、凯恩斯、瓦茨、福斯茨博士或盖恩斯巴勒出现之前准备好这一切,否则他们就会如同摩西的毒蛇,把别人统统吞噬掉。

这是瓦特在探访苏格兰时,博尔顿写给他的一封信中说的话。从这段话里,我们可以清楚地看出博尔顿的企业家眼光和雄才大略。在激烈竞争的商场中,没有坚强的意志力,是成不了大气候的。

就那种非旋转式抽水机发动机而言,在全英格兰最有希望推销的市场,莫过于康沃尔了。倘若纽科门式发动机能起这种作用,英格兰的煤矿主们就不会很快采用瓦特的发动机抽水了。由于丰富的煤就在他们的矿井口,因此,他们并不认为这种发动机节省燃料的优点能够证明付给博尔顿和瓦特的专利权税是合理的,而且他们因这种发动机的复杂性而产生过怀疑。甚至连约翰·斯米顿在看了鲍区那台发动机以后,也曾把它说成是虽然美观但却过于复杂。在康沃尔矿区,情况就迥异了。那里烧的每一吨煤都以昂贵的费用买进。正是由于这一原因,他们一直不愿很快采用纽科门式发动机,只是在矿井淹没的情况下,才最后被迫用来作为惟一的补救措施。作为对他们困难的一种特殊照顾,政府允许矿主“收回”当时所征的煤税,但与此同时,在康沃尔做发动机的工人必须郑重说明每周的耗煤量。所有这一切,使得他们比英格兰中部和北部的同行更具有节煤意识,而且迫切希望得到瓦特式发动机所提供的巨大经济效益。瓦特式发动机更大的功率对他们也具有吸引力,虽然在康沃尔有72英寸汽缸的纽科门式发动机(这是能运输的最大型号)在运转,但历史却正是在重演。这些矿井日益增加的深度正在超过纽科门式发动机抽水的能力,因而出现了一种类似五十多年前导致引进它们时的情景。

新式发动机的消息很快便传到了康沃尔。1776年夏,一个以雷德鲁思矿的托马思·恩尼斯为首的康沃尔矿业经理代表团访问了英格兰中部,参观了索荷工厂和在布鲁姆菲尔德的新式发动机。当他们走了之后,瓦特发现丢失了一张该发动机的总装配图纸。博尔顿大发雷霆,尽管他迫切希望讨好这些康沃尔的顾客,但还是给恩尼斯发了一封尖酸苛薄的信。他在信中指出:“我们不是开办一所教别人制造蒸汽发动机的学校,而是表示要由我们自己来制造。”这封信很快便把那份图纸追回到了索荷,同时还附有解释,说这份图纸是理查德·特里维西克“由于误会”而拿走的。此人是后来的理查德·特里维西克大工程师的父亲(理查德当时还是个5岁的孩子),也是坎博恩附近西部矿区多尔科思锡矿的经理,主管财务。

康沃尔形成了以东西矿区著称的两个集团。他们之间并不友好。两个集团分别以大地主法尔默思勋爵和弗朗西斯·巴西特爵士的房地产为后盾。这两个人是两大政敌,在他们各自领地上的矿工们,看来就好像苏格兰高地上氏族成员那样热心地支持着他们的事业。博尔顿和瓦特发现,同西矿区的经理和工程师做生意更困难。他们对这种发动机的性能介绍以及对博尔顿和瓦特的活动半信半疑。他们当中一些人包括老特里维西克在内,一直在负责对纽科门式发动机进行零件上的改进,并且认为凡是他们所不了解的抽水机发动机,都是不值得了解的。因此,当从英格兰中部来的陌生人要教给他们新的诀窍时,他们自然会感到不悦。他们的态度使瓦特非常恼火。因为瓦特不是一个能容忍、有耐心的人,他把老特里维西克称之为“无耻又无知的傲慢狂”。到索荷去的康沃尔代表团中另外一个使瓦特不能容忍的成员是一个名叫约翰·布奇的老头儿,瓦特觉得他愚顽透了。这位在自己的出生地被称为“老布奇”式的人物,曾在马拉济昂附近的欧文谷地和特里格塔丘陵草原的锡矿联营企业当过多年的工程师。

在这种情况下,对于定购瓦特式发动机的头两家矿井都在东区一事,就不足为奇了。在这两家矿井中,靠近雷德鲁斯的“廷唐矿”于 1776年 11月 23日定购了一台 52英寸的发动机,此后不久,“忙碌矿”(有时也称为“精神矿”)也定购了一台30英寸的发动机。“廷唐矿”的工程师是乔纳森·霍恩布洛尔,瓦特发现他是康沃尔工程师中最有才华的,尽管他也持将信将疑的态度。他的父亲约瑟夫·霍恩布洛尔是斯塔福德郡人。他认识托马斯·纽科门,并于1725年来到康沃尔把一台纽科门式发动机安装在特鲁罗附近的霍尔洛斯。瓦特会见乔纳森·霍恩布洛尔的时候,他60岁,已经在康沃尔工作30多年了,而且当时运转的60多台纽科门式发动机中,有很大一部分是由他负责安装起来的。他的两个儿子乔纳森和杰贝兹,同小特里维西克一样,后来给博尔顿和瓦特增添了很多麻烦。

康沃尔的这前两台发动机,除了“忙碌矿”的那台有一个改进的阀门箱之外,在设计方面都同在托里伯恩的那台很相似。瓦特由于尊敬霍恩布洛尔,又加上在“廷唐矿”的那台发动机是最先定货的,所以他急于想使它成为在康沃尔运转的第一台瓦特式发动机,但结果他失望了。在伯沙姆铸成并镗好了两个汽缸一起被运到切斯特装船的时候,突然发现用于“廷唐矿”的那个汽缸太大,根本无法通过船上的仓门。瓦特提出由他花钱把仓门加宽,但却没有成功。使他极为懊恼的是,那只船开走了,却把这个汽缸扔到了码头上,后来耽误了很久才运到了康沃尔。

由于周围有这样多持怀疑态度的工程师,因此,对博尔顿和瓦特来说,最重要的任务显然就是要让“忙碌矿”的那台发动机本身来说明其优越性。于是,瓦特由他的妻子陪同,于1777年8月9日离开伯明翰,亲自去指挥这台发动机的安装工作。这是一趟令人感到疲惫的旅行。他们从清晨5点钟动身,直到晚上9点钟才到达布里斯托尔。第二天早晨6点钟又出了门,但却发现公共马车所有的座位都已定满。生活俭朴的瓦特被迫雇了一辆轻便邮递马车,但是,他务必要使他们的车子紧紧地跟在去埃克塞特的公共马车后面,这样当那辆公共马车上的乘客有在布里奇沃特下车的时候,他们就能够很快地跳上了公共马车。在从埃克塞特到普利茅斯那段路程上,瓦特又被迫雇了一辆轻便马车,然后,他们搭乘塔马尔渡船到了萨尔塔什,经过4天的旅行之后,他们终于抵达特鲁洛。他对康沃尔人和他们的那些发动机的第一个印象,当然是不会讲什么恭维话的:

“这里的人……是我以前所遇到的人中最不懂得礼貌的……总的来说,这里的发动机既蹩脚又危险,房子破破烂烂,由于房顶上的贮水器漏水,而使样样东西都在滴水。”

对于他在经过了那么艰苦的旅途之后所产生的偏见,也许应该予以原谅。事实上,他的脾气很快就变得温和起来。几天以后,他写道:“忙碌矿区正在取得可观的进展,这里所有的铁制品一点不比我们自己的差,如果有差别的话,那就是全世界对它的成就会刮目相看。”

瓦特夫人在给博尔顿夫人的一封闲聊的信中谈到瓦特夫妇在康沃尔的见闻,比她丈夫所写的任何观感都更加生动,这是由于瓦特一心扑在他的发动机上的缘故。她写道:

对于这个地区,我几乎不知道该向您说些什么好。我们所待的这块地方是全郡最难忍受的。地面上乱七八糟堆放着上万堆的垃圾,很难看到一棵树。但是,请不要把整个康沃尔都想象成斯沃特那样。我也曾到过一些既美丽又舒适的地方。海滨使我向往,可惜去那里并不那么容易。为了要到我们曾经待过的某些地方去,有时候我那可怜的丈夫不得不背着我。我不瞒您说,在骑那种高头大马时,要爬上那高高的后鞍,开始时使我真感到十分为难。有一次,我们出去做短途游览,一份饭仅仅花了两个便士。您可能会猜想,花那么点钱能吃什么,但是我敢向您保证,我一生中还从来没有吃到过味道这么好的饭菜,在任何一次宴会上,我也没有像在波特里思那天那样感到愉快……我必须告诉您的一件事是,在您放心让博尔顿先生来这里前,请注意将他的生活必需品充分准备好。可怜的瓦特先生现已改信再洗礼教,并定期去参加他们的聚会。他真是一个名副其实的虔诚教徒。

当康沃尔的第一台发动机于1777年9月开始运转时,显然它没有使人扫兴,因为我们发现瓦特曾告知博尔顿说:“‘精神矿’的发动机运转良好”,而且一个月以后,他还说:“这台发动机运转得越来越好。”负责安装这台发动机的是托马斯·达德利;在此之前,矿业主曾派他到索荷和伯沙姆去催促制成这台发动机的部件,同时接受一段时间的训练。这第一次分配给他的任务,看来他干得不错。

到这时,西矿区也已经定购了第一台发动机,那是为马拉济昂的特里格塔丘陵草原制造的一台汽缸为63英寸的大型发动机。请记住,这里是“老布奇”的地盘,他同达德利一样,事先也被派到索荷去受过培训。但是,这位固执的老头,却拒绝同这种新近流行的机器发生任何接触,因此,这项安装工作便交给了达德利。瓦特发现这位老工程师不仅自己不肯承担这项工作,而且还在散布流言蜚语来贬低这种新发动机,因此,在离开康沃尔之前,瓦特约见了布奇,并且把这次会见的结果向博尔顿做了汇报。他写道:

布奇已经拜访过我,并且许诺一旦当他为之信服,他就宣告放弃他的主张,并且决不再同普通发动机打交道。这个地区的舆论在目前似乎对我们有利……

1778年5月,瓦特和他的妻子再次去康沃尔,这次他们在靠近雷德鲁思的普雷南瓜里租了一所房子。那里要做的工作多极了,以至瓦特在除夕那天都没赶回伯明翰,而他的妻子是在他之前走的。“廷唐矿”的工作一开始就令人满意。瓦特尽管钦佩乔纳森·霍恩布洛尔的才干,但却曾一度把他称之为不能令人相信的托马斯,现在他也变成一位改变初衷的热心人了。但在特里格塔丘陵草原,情况却并不那么令人愉快,因为达德利没有践约,在安装上的差错也带来很多麻烦。显然他没有能够对付那么大型的发动机,但却荒唐地不懂装懂,这就把事情弄得更糟了,从而免不了使那位“老布奇”暗自高兴。他第一次开始发动这种发动机时,由于他愚蠢地想出风头,结果反而使他自己和瓦特都丢了脸,暴露出自己的愚昧无知。他根本不懂发动机的转速是受到冷凝器对排出的蒸汽所进行冷凝的能力的限制。瓦特写道:

我曾经告诉过他们说,要每分钟跳动超过七八个冲程的冷水不够。可是,由于那里围观者甚众,达德利认为他可以向他们逞逞能了,于是就把速度定为每分钟24个冲程,这样他很快就使全部的水变得滚烫。后来,他们对发动机会停止运转这样一个问题似乎感到迷惑不解……

不言而喻,达德利最终又赢得了瓦特的好感,因为在前面曾经引用过的那封信里,瓦特把他说成是“已经痛改前非有悔意”了。

在1778年,又有两台瓦特式发动机开始在康沃尔运转。一台是在西区哈拉曼宁矿的40英寸发动机,另一台是在查斯沃特的63英寸发动机。后者原是一台由斯米顿设计的72英寸的“普通发动机”,用瓦特的汽缸和冷凝器进行了改造,原来的汽缸则被用做蒸汽套。除此以外,更多的发动机定单正从查斯沃特附近东区的波尔代斯、阿尔与凯克斯、波尔多利等矿山发来。事情很清楚,在未来的一段时间内,这两位合伙人当中总要有一位定期来康沃尔做较长时间的逗留。因此,博尔顿决定买一所房子供他们使用。这所房子就是在根纳普山谷的科斯加恩别墅,那里虽靠近东矿区,但又与之处于隔绝状态。瓦特对它做过这样描绘:

一个极为舒适的地方,一所整洁而又宽敞的房子,窗户装有上下推拉双层窗框,朝南的一面爬满了结有嫩果的葡萄藤。围墙里面的花园里种有一些品种优良的桃树、李树和大量的红醋栗,在门前有两块果园和一块草地……

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