研发与创新
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二、瓦特与企业家博尔顿风雨同舟数十载

1623年,英国国王詹姆斯一世允许设立专利权,保护新发明的权利,这使得发明开始成为获取财富的重要来源,从而刺激和推动了许多新发明的产生。1660年,英国成立资助科学发展的组织——英国皇家学会(全称为“伦敦皇家自然知识促进学会”)。1689年,英国确立了君主立宪制,巩固对私有财产(包括发明)的保护。1694年,英格兰银行成立,银行以8%的利率贷款给政府,而政府则授予其制币权、银行券改造权和证券投机作为回报,这一政策为技术创新与商业发展提供了资金支持。这些法律和政策极大地刺激了技术人才、民间技术组织和企业投身科技创新,为蒸汽机的发明及工业革命奠定了基础。随后,瓦特时代到来。

年轻的瓦特加入科技创新大潮,成为英国伯明翰工业家与科学家组织的“月光社”的重要成员。月光社是由十几位生活在英格兰中部的科学家、工程师、仪器制造商、枪炮制造商在1756年左右成立的技术社团。1765~1813年,其成员定期在英格兰的伯明翰聚会。月光社促进了跨行业、跨阶层、跨领域的知识的学习、交流与碰撞,年轻的瓦特在其中很活跃,他总是对新领域表现出极大的兴趣,被其他成员认为是很好的社交伙伴。这种开放式的学习对瓦特积累知识起到了重要作用。

童年时代的瓦特曾在文法学校念过书,然而他并没有受过系统教育。1757年,英国格拉斯哥大学的教授、物理学家与化学家约瑟夫·布莱克成了瓦特的朋友与导师。后来,格拉斯哥大学提供给21岁的瓦特一个机会,让他在大学里当教具实验员,负责修理教学仪器。4年后,在格拉斯哥大学罗宾逊教授的引导下,瓦特开始了改良蒸汽机的实验,并自主设计建造蒸汽机模型。6年后,1763年,瓦特得知格拉斯哥大学有一台纽科门蒸汽机正在伦敦修理,他请求学校取回这台蒸汽机并要求亲自进行修理。

在格拉斯哥大学布莱克教授和企业家约翰·罗巴克的资助下,瓦特启动了新式蒸汽机的研制。三人注册了新公司,但由于暂时无盈利,而申请专利和各种程序又都需要资金,所以初始投资很快就花光了。瓦特不得不找了一份运河测量员的兼职工作谋生,直至8年后创业公司破产。之后,伯明翰一家铸造厂的老板马修·博尔顿接手了新式蒸汽机的相关专利。瓦特与企业家博尔顿从此开始了他们几十年同舟共济的历程!

这次合作中,瓦特不仅获得了资金,还精进了加工制造工艺的技术。新型蒸汽机制造中的一个难点就是活塞与大型气缸的密合,这个问题最终被工程师约翰·威尔金森解决了。威尔金森在改进加农炮的生产工艺时提出了一种新的精密镗孔加工技术,此后他将这项技术用于蒸汽机的制造。1776年,40岁的瓦特带领团队成功制造出第一批应用于实际生产的新型蒸汽机。在之后的6年里,瓦特又对新型蒸汽机做了很多改良并获得一系列发明专利,如双向气缸(使蒸汽能够从两端进出,从而推动活塞双向运动)、节气阀门(与离心节速器一起控制气压与蒸汽机的运转)、气压指示器(指示蒸汽状况)、三连杆组(保证气缸推杆与气泵的直线运动)。1794年,新型蒸汽机技术终于成熟到可被批量生产,于是58岁的瓦特与博尔顿合伙开设了一家专门制造新型蒸汽机的公司,该公司一直保持着科技与企业家精神紧密结合的状态。截至1824年,公司共生产了1165台新型蒸汽机。

可以看出,从开始研究到蒸汽机问世,历经15载;从蒸汽机问世到研制出技术完全成熟的新型蒸汽机,历经33年;从研制出新型蒸汽机到量产大卖,历经63年。想象一下,如果没有支持瓦特钻研此技术的企业家博尔顿,会是什么结果呢?

由瓦特改良蒸汽机而触发的一系列技术革命使英国的生产方式发生了重大飞跃,即从以手工劳动为主向以动力机器生产为主转变。技术革命很快从英格兰传播整个欧洲,19世纪又传播到北美地区。蒸汽机、煤炭、钢铁促进了工业革命的加速发展,自此,人类社会进入崭新的“蒸汽时代”。

了解了瓦特的持之以恒的精神之后,我们再看一下瓦特成长的“环境”。月光社、格拉斯哥大学,约瑟夫·布莱克和罗宾逊教授、企业家罗巴克和博尔顿、工程师约翰·威尔金森,正是他们助力瓦特这一技术天才的成长,共同推动了蒸汽机研发并使新型蒸汽机实现量产。