WATT.
I. Watt ifjúsága. – Watt a glasgowi egyetem mechanikusává lesz
II. A régi gőzgép története
III. Az újabb gőzgépek története
IV. Watt gőzgépe
V. A víz chemiai összetétele
VI. Watt magánélete. – Kitüntetései. – Halála
HA KORUNKNAK politikai és társadalmi viszonyait – hogy messzire ne menjünk – csak a múlt századéival is összehasonlítjuk, akkora különbséget találunk, hogy lehetetlen volna, hogy azt rendkívüli eseményeknek ne tulajdonítsuk.
Emez események kettőre vezethetők vissza: a franczia forradalomra és a természettudományok szülte technikai találmányokra.
A franczia forradalom, mely a politikai és társadalmi viszonyok morális átalakulását idézte élő, a szellem általános emelkedésének eredménye volt, s az által, hogy az emberre vetett békókat lerázta s az ember jogait beláthatatlan időkre biztosította, az emberi nem szebb jövőjének egyik alapkövét vetette meg. Ellenben a technikai találmányok a társadalom materiális viszonyait változtatták meg, még pedig gyökeresen változtatták meg.
Midőn eme tényeket rendkívülieknek neveztük, a rendkívüli szót nem csodálatos és természetfölötti értelemben vettük. E tények, mint minden nagy dolog, az emberi művelődés fejlődése által hosszú idők óta készíttettek elő, valamint nem tagadhatjuk azt sem, hogy a morális és materiális átalakulások egymásba sokféleképen fűződtek s egymást sokféleképen támogatták.
Ha a fizikai törvényeken alapuló technikai találmányokat, melyek az említettük rendkívüli hatást szültek, számra nézve
korlátozni akarnók, vagy épen, ha a sok nevezetes találmány közül az eldöntő szerepet egynek akarnók tulajdonítani: az elsőség kétségen kívül a gőzgépet illetné meg. Mint minden nagy találmányt, mely az emberi nem tevékenységében forradalmat idézett elő, úgy a gőzgépet is, évszázadok szellemi munkája készítette elő, s a tökéletesedés különböző fázisait itt is épen úgy különböztethetjük meg, mint minden más találmánynál. S ha a gőzgép történetében mégis csak egy férfiúnál; WATT-nál, állapodunk meg, ezt nem azért teszszük, hogy az elődök érdemeit a tökéletesség magasabb fokával szemben kisebbítsük, hanem azért, mivel az érdem koszorúja első sorban azt illeti meg, ki az elődök homályos eszméit életképesekké s igazán gyümölcsözőkké tette.
Maga a gőzgép új törvényekkel vagy új elvekkel nem gyarapította a fizikát. Midőn WATT a szó modern értelmében vett igazi gőzgépet feltalálta, ismeretes fizikai tényekkel, a gőz feszítő erejével és a levegő nyomásával volt dolga. S valóban, midőn őt a fizika elsőrangú művelői közé sorozzuk, nem is kell, hogy szükségképen a gőzgépre gondoljunk. Ellenkezőleg, WATT tudományos szelleme az, mely nemcsak a gőzgépet emelte a tökéletességnek addig el nem ért fokára, hanem a természettudományok fogósabb kérdéseinek megvitatásában is jelentős nyomokat hagyván hátra, neki a tudomány történetében díszes helyet vívott ki.
Szólhatnánk még arról, hogy WATT gépe hány millió munkás kéznek lett helyettesítőjévé vagy inkább megteremtőjévé; szólhatnánk a számtalan iparágról, melyek keletkezésüket és létezésüket a gőzgépnek köszönhetik; szólhatnánk az anyagi jólétnek újonnan megnyitott számtalan forrásáról s arról, hogy a közlekedés eszközeinek gyökeres átalakítása által az emberi szorgalom gyümölcseinek értéke miként növekedett s az emberiség boldogítását gátló választó falak miként rontattak le: mivel nem akarunk már százszor elmondott dolgokat ismételni, helyesebbnek tartjuk, ha minden ilyes bevezetés nélkül hozzá
fogunk ama férfiú életének és tevékenységének ismertetéséhez, ki magának az utókor háláját mindenkorra biztosította.
I.
Watt ifjúsága. – Watt a glasgowi egyetem mechanikusává lesz.
JAMES WATT 1736. jan. l9-én Greenockban, Skótországban született. Atyja, kit szintén JAMES-nek hívtak, a greenocki községi tanács tagja, rendkívül tevékeny ember volt. Mint hajóliferáns, építkezési vállalkozó és kereskedő egyaránt gondoskodott, hogy vagyonát gyarapítsa, de e mellett egyáltalában nem feledkezett meg a közjó előmozdításáról, miért is polgártársai tiszteletét és szeretetét teljes mértékben vívta ki. Az öreg WATT csak 1782-ben, 84 éves korában halt meg, minélfogva szorgalma, mint követésre méltó példa, hosszú időn át lebeghetett fia szemei előtt.
Az ifjú WATT oly gyönge testalkatú volt, hogy a greenocki elemi iskolát sem látogathatta rendesen. Különben is az első oktatásban szüleitől részesült; anyja olvasni, atyja pedig írni és számolni tanította. Az iskolán kívül töltött idejét tetszése szerint használhatta föl, mivel atyja a gyermek gyönge testalkatára való tekintetből őt a tanulásra nem szorította. Azonban a gyermek WATT-nak már játékai is elárulták a fényes jövőt, mely reá várakozott. Az atyjától kapott szerszámokkal játékszereit szétszedegette s aztán újra összeállította, s új játékszereket is készített; az elektromos gép, melyet maga állított össze, iskolatársainak és rokonainak figyelmét méltán vonta magára.
A rokonok egyébiránt nem sokat tartottak a gyermeknek e fajta szórakozásairól. Nagynénje egy ízben nagyon megdorgálta, mivel szabad idejét avval töltötte, hogy egy thea-forralónak födelét többször levette és visszatette, hogy a kiáramló gőzbe tartott ezüst kanálról a cseppekké összesűrűsödött gőzt összegyüjtse. A rokonok az ifjú WATT szórakozásaiból csak a lustaságára következtettek, ellenben az atyja elég előre látó
volt, hogy gyermekének játékaiban fényes találmányok előfutóit lássa. S valóban, a kondenzátor feltalálása eszünkbe juttatja WATT gyermekkori kísérletét a thea-forralóval; a gőz megsűrítése egyike a legfontosabb elveknek, melyek a gőzgépek javításánál alkalmaztattak.
Azonban az ifjú WATT szellemét nemcsak az olyan dolgok vonzották, melyeknek a mechanikához és a fizikához több-kevesebb közük volt, mert különös szeretettel olvasta a történelmet s egyes históriák elbeszélésében nagyon ügyes volt. Tanúskodik erről az a levél, melyet Marion Campbell asszony, WATT ifjúkori játszótársa írt s a melyet ARAGO a következőkben idéz:
"Wattné asszony egy glasgowi utazása alkalmával JAMES fiát egyik barátnéjára bízta. Néhány hét múlva visszatért, de nem is sejtette azt a különös fogadtatást, mely reá várakozott. A barátné, alig hogy őt megpillantá, így szólott: Asszonyom, vigye vissza fiát Greenockba; nem tűrhetem tovább az izgatott állapotot, melyet fia okoz; az álmatlanság már egészen elgyöngített. Minden este, midőn a lefekvés ideje közeledik, az Ön fia mindig valami társalgást kezd, s ez alkalmat ad neki arrá, hogy abba valamely elbeszélést szőjjön; ezt követi egy második, egy harmadik és így tovább. Ezek az elbeszélések, akar komolyak, akár tréfásak, nagyon érdekesek és megragadók, és az egész család oly figyelemmel hallgatja, hogy a légy röpülését is meg lehetne hallani. Így aztán az egyik óra a másik után múlik, de másnap alig tudok állani a gyöngeségtől..." *
Látni való, hogy JAMES-nek nagy hajlama volt a históriához. De ez még nem volt minden: kirándulásai Skótország hegyei közé megismertették vele a szabad természet szépségeit; botanikai és mineralógiai ismereteit a szabad természet tanulmányozásával egészítette ki, s ha egészségi állapota nem engedte meg, hogy a szülői házat elhagyja, chemiával és fizikával fog-
* Not. Biogr. I. p. 377.
lalkozott. Az utóbbi tudományba őt a S'GRAVESANDE műve, az Elements of natural philosophy vezette be. Végre az orvosi és sebészi munkákat, melyek a keze ügyébe akadtak, valóságos szenvedélylyel tanulmányozta; beteges állapota miatt az e fajta könyvek őt kétszeresen érdekelték.
A mondottak után, ha előre nem tudnók, hogy WATT melyik pályán örökítette meg nevét, szinte kiváncsiak lehetnénk, hogy miféle pályára szánta magát. Azt hihetnők, hogy talán a históriát, a botanikát, a mineralógiát, a fizikát vagy végre az orvosi tudományt választá életének hivatásáúl. A skót szokások szerint a fiúk egyikének az apa mesterségét kell követnie. Szerencse, hogy JAMES-nek egy öcscse volt, ki az atyja üzletének vezetését magára vállalta, tehát JAMES pályáját szabadon választhatta. JAMES pedig a föntebb elősorolt tudományok mindegyikét mellőzve, 1755-ben Londonba ment s itt JOHN MORGAN mathematikai és nautikai műszerkészítő műhelyébe szegődött.
Egy év lefolyása alatt a műszerkészítésben oly ügyességre tett szert, hogy önálló üzlet nyitása végett Glasgowba ment.
A glasgowi czéhek az ifjú WATT-ot nem találták feljogosítva arra, hogy önálló üzletet alapítson, mert ősi jogaikra támaszkodva, a műhely megnyitását kereken megtagadták. WATT tehát már pályája kezdetén hajótörést szenvedett volna, ha szerencséjére a glasgowi egyetem magát közbe nem veti. ROBERT SIMSON, a régi mathematikusok iratainak kiadója, ADAM SMITH, a híres nemzetgazda, végre a híres BLACK, a rejtett hő és a szénsav feltalálója, az alig 21 éves mechanikust pártfogásukba vették s nekik köszönhető, hogy az egyetem őt mechanikusává kinevezte s mint ilyennek megengedte, hogy az egyetemi épületek egyikében kicsiny műhelyt állítson föl.
A neveztük kiváló férfiak csakhamar átlátták, hogy nem csupán ügyes mechanikussal van dolguk, hanem fölismerték magasabb szellemi értékét is s vele baráti viszonyba léptek. Az egyetem növendékei szerencséjüknek tartották, ha WATT-al
érintkezhettek s a WATT kicsiny műhelye olyan akadémia-féle lett, melyben Glasgow jelentős személyiségei összejöttek, hogy a tudományoknak, az iparnak és a művészeteknek kérdéseit tárgyalják.*
Az ilyen fényes társasággal való érintkezés WATT-ot folytonos önművelésre buzdította. Nappal a legkényesebb szerkezetű műszerek készítésével, éjjel pedig elméleti vizsgálatokkal foglalkozott. Az utóbbi irányú tevékenységének tulajdonítandó, hogy olyan eszközöket is készíthetett, milyeneket tőle a legkevésbbé sem lehetett várni; a többi között egy orgonát készített; mely nemcsak hogy mechanikai szerkezete dolgában múlta fölűl a régieket, hanem a harmónia törvényeinek is annyira megfelelt, hogy a szakértők bámulatát e tekintetben is magára vonta.
A glasgowi egyetem gyűjteményeiben egy NEWCOMEN-féle gőzgép kicsiny mintája volt, melyet ANDERSON, a fizika tanára, javítás végett WATT-nak átadott.
Ez időtől kezdődik WATT életének legfényesebb korszaka: a kicsiny gép kijavítása elég alkalmat adott a kitűnő mechanikusnak, hogy a gőzgépet a tökéletességnek addig nem ismert fokára emelje.
Hogy azonban WATT érdemeit illendőképen méltathassuk, életrajzát itt meg kell szakítanunk. Ismerkedjünk meg előbb ama lánczolattal, meLynek utolsó szeméhez WATT találmányainak dicsősége fűződik.
II.
A régi gőzgép története.
A gőzgép a szó legtágasabb értelmében olyan gép, melynek mozgását a gőz feszítő ereje idézi elő. Ez az általános definiczió, épen az általánossága miatt, a gőzgép történetének megírását nagyon megnehezíti.
* ARAGO, Not. Biogr. I. p. 380.
Első pillanatra különösnek látszik az az állítás, hogy valámely találmány eredetét csak azért nehéz kifürkészni, mivel a találmány definicziója nagyon általános; azonban a dolog közelebbi megvizsgálása után azt tapasztaljuk, hogy ama vitában, mely az újabb korban a gőzgép eredete körül folyt, végtére minden arra lyukadt ki, hogy az egyik vagy másik állítólagos feltalálónak készüléke megérdemli-e a gőzgép nevet vagy sem.
A gőzgép fontossága hozza magával, hogy három nagy nemzet: az olasz, a franczia s az angol egyaránt törekedett, hogy a találmány dicsőségét a magáénak vitassa. A történelmi vizsgálatok pedig azt tüntették ki, hogy a feltalálás dicsősége vagy senkit, vagy nagyon sokakat illet meg. De mivel a vizsgálatok előre kitűzött czélja mégis csak az volt, hogy egy eredeti feltalálót mutassanak föl, nem kell csodálkoznunk, hogy a gőzgépnek egy feltaláló helyett egy egész sereg feltalálója van. Ide járul még az a körülmény, hogy némelyek már azokat is megtisztelik a feltaláló nevével, kiknek a gőz feszítő erejéről először voltak fogalmaik, minélfogva a gőzgép története is az ókor homályában vész el.
A skolasztikus felfogás, mint sok más dolgot, úgy a gőzgépet is ARISTOTELES-re vezette vissza.
Mi köze van ARISTOTELES-nek a gőzgéphez? kérdhetné valaki jogos kiváncsisággal. ARISTOTELES szerint a földrengés az által keletkezik, hogy a föld belsejében a víz hirtelen gőzzé, azaz tulajdonképen levegővé változik, s ez a levegő megrengeti a földet. Ennyi az egész.
Az ókor összes igényei a HERO aeolipiljéra [!] redukálódnak. Ez a készülék, mely K. e. 120 körűl lett először ismeretessé, lényegében véve egy üres golyó, melybe két, egymással szemközt fekvő s ugyanabban az értelemben [forgásirányban] meggörbített cső van forrasztva; maga a golyó a csövek irányára függélyes tengely körűl foroghat. Ha a golyóba vizet öntünk s felforraljuk, a csöveken kiáramló gőz reakcziója miatt a golyó forogni kezd. Ha tehát azt a készüléket, melyet a gőz közvetetlen reakcziója
hajt, gőzgépnek nevezzük, akkor ennek feltalálójául HERO-t kell elismernünk.
Különben HERO megmutatta, hogy a megmelegített golyó akkor is forog, ha víz nincs benne. Ez esetben a kiáramló meleg levegő idézi elő a mozgást.
Egy későbbi, de ugyancsak az ókorba tartozó esemény szintén a gőz feszítő erejének ismeretéről tanúskodik.
I. Justinian császár idejében történt, hogy ANTHEMINUS, a Zsófia templom híres építője, valami fal miatt összeveszett szomszédjával, ZENO szónokkal. Az előbbeni, hogy a törvényszék hozta igazságos, de reá nézve kedvezőtlen ítélet miatt a szomszédján boszút álljon, házának pinczéjében gőzkazánokat állított föl, s ezekből a gőzt hosszú csövekkel a ZENO házába, a gerendák közé vezette. A végeiken elzárt csöveket a gőz szétvetette, minek következtében a ház annyira megrendült, hogy a szörnyen megijedt tulajdonos azt hitte, hogy a föld reng.
E mondának a gőzgéphez vajmi kevés köze van ugyan, de azért mégis belekerűlt a gőzgép történetébe. Ugyanebbe a kategoriába tartozik egy másik monda is, mely szerint a teutonok istene haragját avval nyilvánította, hogy a tiszteletére emelt bálványszobor gőzt okádott. A szobrot a XVI-ik század közepe táján a Kyffhäuser hegyen fekvő kastély földalatti kápolnájában találták, s szerkezetéből az is kitűnt, hogy az isten mi módon nyilvánította haragját. A fémszobornak, az úgynevezett Püsterich-nek üres fejébe vizet töltöttek s ezt ugyancsak a szobor fejébe tett szénnel felforralták. A gőz a szobor szájába vert faéket durranás kíséretében kilökte s ezután az egész környék felhőbe borúlt. ARAGO lehetségesnek tartja, hogy a bálványnak ezt a csodálatos szerkezetét nemcsak az ó-germán papok, hanem még a középkori szerzetesek is hasznukra fordították.
Fölemlíthetnénk még néhány ó- és középkori észleletet, melyek a gőz feszítő erejéről s esetleg romboló hatásáról tanúskodnak. De mivel ezeknek a gőzgéphez vajmi kevés közük van,
bátran mellőzhetjük. Bizonyos nevezetességre vergődött a franczia GERBERT-nek (II. Sylvester pápa) a rheims-i székesegyházban felállított gőzorgonája. Itt a gőzkazánnak nem volt egyéb feladata, mint hogy a fujtatót pótolja, mert a sípokat a gőzáram szólaltatta meg; a gőznek szorosabb értelemben vett mechanikai hatása nem volt.
ARAGO fölemlíti, hogy FLURANCE RIVAULT, XIII. Lajos király udvarában a mathematika tanítója, 1605-ben azt tapasztalta, hogy egy vízzel megtöltött s ezután jól bedugaszolt vastag falú bomba előbb-utóbb szétrepedt, ha tűzbe dobta.* ARAGO e kísérletre bizonyos súlyt fektet, mivel az a gőz feszítő erejének megközelítő, mérésére vagy legalább is becsülésére szolgálhatott. RIVAULT műve (Éléments de l'artillerie), melyben e kísérletek leírvák, 1605-ben jelent meg.
LIBRI szerint ARAGO túlbecsülte a RIVAULT "kísérleteit". RIVAULT nem is beszél gőzről, hanem levegővé változott vízről.**
Hogy a gőznek hasonló körülmények között romboló hatásai vannak, azt a többi között az olasz ALBERTI már 1485-ben megjelent De Architectura seu de re aedificatoria czímű művében is fölemlíti. Szerinte a mészégetők rettegnek az olyan kövektől, melyekben levegővel megtöltött odúk vannak, mert ha eme kövek melegíttetnek, gőz képződik s a kövek szétrobbannak. † Továbbá CESARE CESARINO-nak 1521-ben Comoban kiadott kommentárja VITRUVIUS-hoz (Vitruvio tradotto da C. Cesarino) részletesen leírja az aeolipilből kiáramló gőznek rendkívüli hatásait. ††
Az olaszok idevonatkozó ismereteiről még más szerzők is tanúskodnak. SCAPPI, V. Pius pápa szakácsa, füst által forgatott nyársat (molinello a fumo) használt, mint erről az Opera di
* ARAGO, Not. Biogr. I. p. 394.
** LIBRI, i. m. IV. pp. 333–335, 344.
† LIBRI, i. h.
†† LIBRI, i. h.
M. Bartholomeo Scappi, cuoco secreto di Papa Pio V. Venet, 1570. czímű könyve tanúskodik. *
Mivel ARAGO a gőzgép történetére vonatkozó értekezéseiben ** az olaszok érdemeinek leszállítására törekedett, LIBRI ismét azon volt, hogy két honfitársának, BRANCA- és PORTÁ-nak annál nagyobb elismerést szerezzen.
BRANCA, a lorettói templom építője, a Le Macchine, Roma, 1629. czímű művében a többi között egy olyan gépet írt le, melyet szintén gőzgépnek lehetne nevezni, a mennyiben egy kazánból kiáramló gőz a mozgatandó kerékre közvetetlenűl hatott, s épen ezért, mivel a gőz feszítő erejének közvetetlen hatása (s nem a reakcziója) használtatott föl, a BRANCA gépe inkább megközelíti a mai gépeket, mint az aeolipil.
A mi pedig PORTÁ-t illeti, a már említett Pneumaticorum libri III. czímű műve, mely nem egyéb, mint a Magia naturalis egyik részének kibővítése, s a melyet ESCRIVANO 1606-ban olasz fordításban adott ki, egy fejezetet tartalmaz, melynek czíme: Hogyan lehet megtudni, hogy egy rész víz hány rész levegővé változik át, † s e fejezetben a következő készülék van leírva: egy mintegy félig vízzel megtöltött négyszögletes zárt edény fenekén nyílás van s ezen egy lombikforma edény nyaka oly formán van keresztül dugva, hogy a lombik nyaka a vízből kiáll; az edény tetején levő nyílásba pedig egy meggörbített cső úgy van illesztve, hogy a cső egyik szára a vízbe merül, a másik szára pedig az edényből kinyúlik. A lombikban levő víz forralása által keletkező gőzök a zárt edény vizére nyomást gyakorolván, a meggörbített csövön át kihajtják.
PORTA a kiszorított víz mennyiségéből a fejlődő gőz mennyiségére akart következtetni. Nyilván való, hogy a készülék erre a czélra a lehető legalkalmatlanabb, ellenben el kell ismer-
* POGGENDORFF, i. m. p. 529.
** Annuaire du Bureau des longitudes, 1829, 1830, 1837; Oeuvr. compl. I. (WATT biographiája); IV.
† Per sapere una parte di acqua in quanta di aria si risolve.
nünk, hogy a készülék lényegében véve valóságos vízemelő gép. Azonban PORTÁ-nak nem az volt a szándéka, hogy vizet emeljen, ha tehát készülékét gőzgépnek tekintenők is, PORTA azt ilyennek nem tartotta.
Szólhatnánk még néhány régibb gépről, így például a BLASCO DE GARAY spanyol kapitány állítólagos gőzhajójáról (1543), a CARDANO által leírt levegő-gépről s a gőzgép történetében szereplő egyéb készülékekről, de mivel nem bizonyúlt be, hogy e gépek valaha csakugyan összeállíttattak, csak azokról fogunk szólani, melyek az újabbkori diskussziók következtében történelmi nevezetességre vergődtek.
1615-ben, tehát 9 évvel PORTA említett művének megjelenése után, SALAMON DE CAUS a Raisons des forces mouvantes czímű művében egy, a víz emelésére szolgáló készüléket írt le.
Képzeljük, hogy a vizet, mely egy HERON-lapdába van zárva, felforraljuk. A gőzök nyomása a forró vizet a lapda csövén át ki fogja szorítani s előttünk áll a CAUS gépe; mert az, hogy CAUS lapda helyett kazánt alkalmazott s hogy a csövet a kazán fenekébe dugta s ezután felgörbítette, a dolog lényegén mit sem változtat.
Mivel a CAUS gépe magát a forró vizet emelte, a PORTÁ-é fölött semmi előnye sincs s haladásról épen nem tanúskodik. CAUS-nak érdeme legfeljebb abban áll, hogy készülékét a víz emelésére öntudatosan szerkesztette.
Még nagyobb nevezetességre vergődött WORCESTER angol főnemesnek * készüléke.
* Marquis of Worcester, később Clamorgan grófja, egy híres és gazdag család sarjadéka, buzgó royalista és katholikus volt s mint ilyen az I. Károly érdekeit szóval és tettekkel védelmezte, s a legnagyobb áldozatoktól sem riadt vissza. Midőn az általa a saját költségén fölállított és a király segítségére küldött hadsereg megveretett s Ragland-Castle nevű ősi vára hősies védelem után az ellenség kezébe került, birtokai elkoboztattak s ő maga kénytelen volt Francziaországba menekülni. Innét 1656-ban a royalisták titkos megbízásából hazájába visszatért, de a mint fölismerték, azonnal a Towerbe vetették. Négy évi fogságából csak 1661-ben, II. Károly visszatérése után, szabadúlt meg, de a királyiaktól semmi elismerést sem vívhatott ki. Az egykor gazdag és hatalmas főúr 1667. aug. 3-án nagy inségben halt meg.
WORCESTER mint politikai fogoly a Towerben ülvén, észrevette, hogy a gőz fölvetette az edény fedőjét, melyben ebédjét főzték. A tünemény fölött elmélkedvén – a mihez elég ideje volt – arra a gondolatra jött, hogy talán a gőz feszítő erejét gyakorlatilag értékesíteni lehetne, s így egy vízemelő gépet talált föl.
Eddig a monda. Azonban WORCESTER-nek feltalálói nevét egy kis munkája biztosítja, mely 1663-ban A century of inventions (száz találmány) czím alatt jelent meg. A műben leírt száz találmány között van leírva az a készülék is, mely a vizet 40 lábnyi magasságra emeli. Azonban a gépezet leirása oly homályos, hogy nem csodálkozhatunk, ha ARAGO, persze kissé a hazafias buzgalom által is sarkalva, azt állítja, hogy a WORCESTER gépe a CAUS-énál semmivel sem különb; e mellett a CAUS gépe 48 évvel korábban publikáltatott. ARAGO még azt is mondja, hogy nagyon valószínű, hogy a WORCESTER gépe is csak úgy tervben maradt, mint a CAUS-é. Ez utóbbi állítás, legalább a mi WORCESTER-t illeti, nem egészen helyes, mert egyes okiratok az ellenkezőről tanúskodnak. * A mennyire a fenmaradt okiratokból kiigazodni lehet, föltehető, hogy a WORCESTER gépe korántsem lehetett olyan egyszerű mint a CAUS-é.
WORCESTER gépe, feltalálójának minden ügybuzgalma mellett sem vált ismeretessé. Így eshetett meg, hogy némelyek abban a gyanúban vannak, hogy SAVERY híres gépe a WORCESTER-félének utánzata vagy legfeljebb tökéletesítése volt. SAVERY kapitány, kinek életviszonyairól majdnem semmit sem tudunk, gépével 1698-ban lépett föl, s miután szabadalmat kapott, 1699-ben a gép egyik mintáját a Royal Societynek mutatta be, 1702-ben pedig külön füzetben írta le. SAVERY kis művét a bányászok barátjának (The miner's friend) nevezte. De a bá-
* POGGENDORFF, i. m. pp. 535, 537, 538.
nyászok, mondja ARAGO, eme figyelem iránt nem sok elismeréssel voltak, mivel midössze is csak egy gépet rendeltek meg; miből következtethetjük, hogy a gép csak kisebb vízmennyiségek emelésére használtatott, nevezetesen, hogy több házat és kertet vízzel látott el.
A SAVERY gépe minden megelőző vízemelőt mind elvi, mind pedig gyakorlati szempontból fölűlmúlt. Ez a gép nem a kazán vizét emelte, hanem a gőzt külön kazánban fejlesztette s csak ezután vezette azt abba a zárt edénybe, melyből a vizet felszorítani akarta. Ezt az edényt összekötötte egy másik edénynyel, úgy hogy mikor az első edényből a víz már kiszoríttatott, a csapok és szelepek megfelelő elhelyezése után a gőz a második edénybe tódult s ennek vizét emelte föl. De ugyanekkor az első edényt kívülről hideg vízzel leöntvén, a benne levő gőzök lecsapódtak, s ennek következtében a légnyomás egy reservoirból [tartályból] ismét vizet szorított bele. Ezután a víz ismét az első edényből szoríttatott ki s a gőz a másodikban sűríttetett meg, és így tovább.
Látni való, hogy a SAVERY gépe, mely emelő- s egyszersmind nyomó szivattyú is volt, folytonosan működött. Gyakorlati előnye abban állott, hogy a gőzt külön kazánban fejleszté; ellenben a felhasznált gőz megsűrítése új elv volt, melyet sikerrel alkalmazott. SAVERY még kitalált egy módszert, melynek segítségével a kazánt meleg vízzel táplálhatta; tehát a kazán megtöltése nem járt lehűtéssel, azaz hőveszteséggel. Ez pedig egyenértékű a tüzelőanyagnak megtakarításával.
A SAVERY vízemelője szerzőjének díszes helyet biztosít a gőzgép történetében. Csakhogy nem bizonyos, hogy SAVERY a gépét önállóan találta föl. A legsúlyosabb vád DESAGULIERS-nek (ki maga is foglalkozott a gőzgép javításával) az az állítása, hogy SAVERY a gépét egyenest az A century of inventions alapján állította össze, s hogy a plagiátumot eltakarja, nevezett műnek mindegyik példányát, melyet csak megszerezhetett, elégette.
467
III. Azok a gépek, melyekről eddig szólottunk, a jelenlegiektől nemcsak berendezésükben, hanem a mi bizonyára még sokkal fontosabb, működésük elveiben is annyira különböznek, hogy méltán gondolkodóba eshetünk, vajjon a gőzgépekhez számítsuk-e azokat vagy sem. A modern gőzgép ott kezdődik, a hol a gőz egy külön hengerbe vezettetvén, az által, hogy feszítő ereje a henger dugójára vagy közvetetlenül hat, vagy legalább is alkalmat nyújt arra, hogy a levegő nyomása a dugóra, mint mozgató erő, érvényesülhessen: a gőz a dugó egyenes vonalú mozgását s a kellő mechanikai kapcsolatok által az egész gépezet mozgását idézi elő. Ha így fogjuk föl a dolgot, akkor a kezdeményezés érdeme kétségenkívül PAPIN-t illeti meg. Mondottuk már, hogy e jeles férfiú tudományos pályafutását mint HUYGHENS segédje kezdette meg s hogy ez által alkalma volt a HUYGHENS tervezte puskapor-géppel megismerkedni s a légszivattyút tökéletesbíteni. Tevékenységét, még pedig fokozott mértékben, a BOYLE laboratóriumában folytatta. Nem lehet tagadni hogy a légszivattyú és a gőzgép között bizonyos kölcsönösség van; nem csoda tehát, ha PAPIN, miután a levegő ritkításával már tüzetesen foglalkozott, figyelmét egy másik, a légszivattyúval rokon fizikai szerkezetre fordította. PAPIN Angolországból Velenczébe ment, de csakhamar visszatért s 1688-ig Londonban maradt. Ezután a hesseni landgraf szolgálatába lépett. A dicsőséget, melyet a franczia névnek gőzgépével szerzett, német földön vívta ki, mivel tervével 1690-ben az Acta Eruditorum-ban lépett föl. E dátumból kitűnik, hogy PAPIN tervei, melyekről azonnal fogunk szólani, jóval megelőzték a SAVERY gépét, s mivel PAPIN már régebben foglalkozott a gőzgépnek, vagy legalább működésében analog gépnek eszméjével, mondhatjuk, hogy a tulajdonképeni gőzgép kezdete a tökéletesbített vízemelő gépek kezdeteivel legalább is egykorú. PAPIN gépének a következő szerkezete volt: fémhengerbe vizet öntött s ezután abba szorosan illő dugót tolt; a hengert melegítvén, a víz felforrott s a gőzök a dugót majdnem a henger végéig kitolták. Hogy most a dugó visszamenjen, meg kellett szüntetni a gőz feszítő erejét, mivel ez esetben a levegő egyoldalú nyomása a dugót visszatolja. PAPIN ezt úgy érte el, hogy a henger alól a tüzet egyszerűen eltávolította, mi által a henger lehűlt, a gőzök lecsapódtak, a dugó alatt légüres tér keletkezett, tehát a légnyomás a dugót visszatolta. Hogy a dugónak ezt a le-föl mozgását többször ismételje, a hengert ismételve melegítenie s a tüzet el kellett távolítania. Ha csupán a gőzgép elve lebeg szemeink előtt, tétovázás nélkül be kell ismernünk, hogy a PAPIN gépe igazi gőzgép, még pedig alacsony nyomású gőzgép volt. Egészen másképen áll a dolog, ha a gépnek gyakorlati oldalát tekintjük. Bővebb fejtegetések nélkül is azonnal átláthatjuk, hogy PAPIN eredeti berendezése mellett a dugó gyors járására, tüzelőanyag kimélésére s a gépnek egyszerű s csak valamennyire kényelmes kezelésére gondolni sem lehet. Mindezt PAPIN maga is belátta, mert kijelenté, hogy a gép szerkezete különféle konstrukcziók által tetemesen javítható volna. De ő maga bár egyes javításokat végre is hajtott s kigondolta, hogy miként lehetne a dugó le-föl mozgását folytonos mozgássá átalakítani – a gépet nem tökéletesbíté annyira, hogy azt gyakorlatilag alkalmazni lehetett volna. Azonban az eszme helyes volt, s habár a tökéletesebb kivitel érdeme nem őt illeti meg, alapvető érdemeit elfogulatlanúl senki sem tagadhatja. POGGENDORFF azt fejtegeti,* hogy a kondenzáczió elve nem * I. m. 549. l. kizárólag a PAPIN érdeme. Ez részben igaz is, a mennyiben már SAVERY gépe is kondenzáczióval működött, de valamely dugónak mozgatásáról még szó sem volt. Hogy azonban HAUTEFEUILLE-nek a kondenzáczióra vonatkozó eszméi, melyeket 1682-ben terjesztett elő, annyi értékkel bírnának, mint PAPIN-nek a valósággal keresztül vitt eszméje, ezt határozottan POGGENDORFF sem állítja, bár azon van, hogy az ARAGO magasztalásaival szemben a PAPIN érdemeit lehetőleg redukálja. PAPIN sorsa az élet nehézségeivel küzdő számüzöttnek minden viszontagságát előtünteti. Fáradhatatlan szelleme mégis mindig nagy és merész tervekkel foglalkozott. PAPIN teljes öntudatában volt ama nagy eredményeknek, melyeket a gőzgép alkalmazása által majd el lehet érni. Sőt ez irányban ő maga is egy jelentős kísérletet tett: megpróbálta a gőz erejét hajók mozgatására alkalmazni. Minthogy azonban az ő hajóját a gőz által fölemelt s ezután a vízikerekek lapátjaira leeső víz hajtotta, azt gőzhajónak alig lehet nevezni. PAPIN 1707-ig Marburgban mint a fizika tanára működött. Hogy mily sorsa volt élete utolsó napjaiban, arról semmi tudomásunk nincs s haláláról is csak annyit tudunk, hogy az 1714 körül következett be. ARAGO találóan hozza föl, hogy az emberi társadalom mindegyik osztálya közreműködött ama gépnek létrehozásán, mely az egész emberiség javára szolgálandó vala. Valóban, ha végig tekintünk azokon, kiket eddig fölemlítettünk, azt látjuk, hogy majdnem mindegyikük az emberi tevékenységnek más-más ágában volt otthonos. A kikről most fogunk szólani, egyszerű iparosok, munkások valának; a társadalomnak ez az osztálya is kivette a maga részét. NEWCOMEN vaskereskedő és CAWLEY üveges, két anabaptista a devonshirei Dortmouth-ban, 1705-ben, tehát 15 évvel PAPIN első értekezésének közzététele után, egy gépet szerkesztettek, melynek eredeti rendeltetése szintén a szivattyúzás volt. E gépnél egy függélyes henger, a gőzhenger, közvetetlenül egy kazán fölött állott s az utóbbival csappal elzárható cső kötötte össze. A gőzhengerbe illesztett dugónak nyele egy kétkarú emeltyűnek egyik végével (lánczczal) volt összekapcsolva; az emeltyű másik végén a szivattyú rúdja s még egy külön ellensúly csüggött; végre a gőzhengert egy hengeralakú másik edénynyel övezték körül. Hogy a gép működjék, a kazánból a gőzhengerbe gőzt bocsátottak; ekkor az emeltyűre akasztott ellensúly a dugót fölemelte. Hogy a dugó visszafelé menjen, a gőzhenger és a kazán közötti összeköttetést a csap segítségével megszakították és a hengerben levő gőzt megsűrítették. Az utóbbit az által érték el, hogy a gőzhenger és az ezt körülövező második henger közé hideg vizet öntöttek. Mikor a légnyomás a dugót már visszaszorította, tehát az emeltyű másik végén csüngő ellensúlyt a szivattyú nyelével együtt fölemelte, a sűrítésre szolgáló vizet leereszteni s az egész eljárást egyszerűen ismételni kellett. E gépnek, melyet azóta a NEWCOMEN gépének neveztek, a PAPIN gépe fölött két lényeges jó oldala volt: először, a gőz külön kazánban fejlődött; másodszor, a gőz megsűrítése nem a tűznek egyszerű eltávolítása által, hanem a sokkal gyorsabban ható hűtés által történt. Igaz ugyan, hogy már SAVERY alkalmazta a külön kazánt és a vízzel való sűrítést, de ne feledjük, hogy a SAVERY gépe közvetetlen víz-szívó volt, holott a NEWCOMEN gépe már dugót mozgatott, tehát esetleg más munka végrehajtására is lehetett volna alkalmazni. A NEWCOMEN gépe már valóságos gőzgép volt. Mivel a NEWCOMEN és CAWLEY idejében a mechanikai technológia még nem volt annyira kifejlődve, hogy egészen rendes fémhengereket és légzáró dugókat készíthettek volna, úgy segítettek a bajon, hogy a dugó fölé kevés vizet öntöttek, hogy ez a víz a dugó és a henger között levő csekély hézagokat betöltse. De épen a gépnek ez a tökéletlensége egy fontos javításnak vált kútfejévé. NEWCOMEN és CAWLEY egy ízben azt tapasztalták, hegy gépeik egyike sokkal gyorsabban dolgozik, mint a többi. Hosszas fürkészés után kitudták eme föltünő jelenség okát. Ugyanis a dugó oldalfölülete egy kis sérülést szenvedvén, a sérült helyen a gőzhengerbe hideg víz csepegett, a mi a gőz gyorsabb megsűrítését s evvel a gép gyorsabb mozgását vonta maga után. NEWCOMEN ez észleletből okulva, a külső hűtőt eltávolította s a gőzhengerbe hideg vizet fecskendezett. Ez által a gép mozgásának megvolt a megkivántató gyorsasága. Mindazonáltal a gépnek még mindig megvolt az a rossz oldala, hogy a különböző csapok nyitása és zárása egy külön munkást foglalkoztatott. A munkásnak egész figyelmét kellett arra fordítania, hogy a kellő időben gőzt, aztán pedig hideg vizet ereszszen a hengerbe, hogy a hengerből a vizet egy külön csapon kiereszsze és így tovább. Egy ízben a gép szabályozásával egy Humphry Potter nevű fiú bizatott meg. Míg ő a géppel vesződött, pajtásai játszottak. Az ifjú Potter a gépet nem merte odahagyni, de gyermeki vágya, hogy társai játékában részt vehessen, szellemét találékonynyá tette. Fölismerte, hogy az emeltyű ingásai a csapok állásaival határozott összefüggésben vannak, hegy tehát az emeltyű maga elvégezhetné a gép szabályozását. A csapok markolatait az emeltyű alkalmas pontjaival madzagokkal összekötötte; az emeltyű ingásai közben hol az egyik, hol a másik madzagot meghúzván, a gépet kézzel szabályozni többé nem kellett. Potter találmányát a tökéletesbítés nyomban követte. A gépszerkesztők madzagok helyet szilárd rudakat alkalmaztak, a rudak helyét később még tökéletesebb regulátorok foglalták el. Azonban, hogy a gőzgép "magától" ment s hogy a fűtőn kívül más kezelőre nem volt szüksége, ezt a gyermek Potternek köszönhetjük. Még csak azt akarjuk megjegyezni, illetőleg újra kiemelni, hogy mind a PAPIN, mind pedig a NEWCOMEN gépe atmoszferás gépek valának, azaz hogy tulajdonképen a levegő nyomása volt a mozgás előidézője; a gőz csak arra való volt, hogy a levegő nyomásának úgyszólván alkalmat adjon, hogy hatását érvényesíthesse. IV. Emlékezzünk vissza WATT életének ama pontjára, midőn a glasgowi egyetem fizika-tanára őt egy NEWCOMEN-féle gép mintájának javításával bízta meg. Evvel megtaláljuk azt a kapcsot, melylyel WATT-nak a gőzgépre vonatkozó munkálatait a gőzgépnek előterjesztett történetéhez fűzhetjük. Ez a visszaemlékezés elegendő arra, hogy WATT életének legfényesebb szakaszát mintegy előre is feltárva lássuk. A NEWCOMEN gépe, mindamellett hogy lényeges javításokon ment át s elméleti szempontból semmi kívánni valót nem hagyott hátra, sokáig nem tarthatta volna fönn magát. A gépnek, melytől nem csupán azt várjuk, hogy a fizika törvényei szerint szabályszerűen működjék, hanem azt is, hogy, mint munkatermelő, a költségesebb erőforrásokat kiszorítsa, nemcsak elméletileg kell hogy tökéletes legyen, hanem még a gyakorlati igények szempontjából is helyt kell állania. Hogy a NEWCOMEN gépe ez utóbbi kivánalomnak alig-alig tehetett eleget, ezt nem nehéz belátni. Mivel a hideg vizet csak akkor volt szabad a gőzhengerbe fecskendezni, mikor a dugó lefelé-járását megkezdé, s mivel a gőz egyszerre nem csapódhatott le, a dugónak még bizonyos feszültségű gőz ellen kellett mozognia, tehát a légnyomás hatása teljes mértékben nem érvényesülhetett. De ez a bajnak csak a kisebbik része volt. A sűrítésre szánt hideg víz nemcsak a gőzt, hanem a gőzhengert is lehűtötte, minélfogva a gőz, mely a dugó fölfelé mozgásánál a hengerbe tódult, hideg helyre jutván, nagy részben lecsapódott. Ez a lecsapódás addig tartott, míg a henger falai a gőz mérsékletére fölhevültek, tehát a gőznek tetemes része kárba veszett, nem is tekintve azt, hogy eme lecsapódás következtében a gép járása nagyon meglassíttatott. Látjuk tehát, hogy a NEWCOMEN gépe a gőzzel épen nem gazdálkodott. Pedig ha meggondoljuk, hogy egy kilogramm víznek 100 fokú telített gőzzé való átváltoztatására annyi hő kell, mint a mennyivel körülbelül 500 kilogramm víznek mérsékletét egy fokkal növelhetjük: azonnal átlátjuk, hogy a gőz fejlesztésére sok, nagyon sok hő kell. Sok hőt pedig csak sok tüzelőanyagnak, tehát nagy pénzösszegnek árán lehet előállítani. WATT a NEWCOMEN-féle gép eme hiányait azonnal fölismerte, s mivel egyszersmind belátta, hogy a gőzgép gyakorlati értéke nagy mértékben függ a felhasznált gőz mennyiségétől, első törekvése az volt, hogy a gőznek és az előállítására megkivántató hőnek mennyisége között fennálló viszonyra vonatkozó, addig még hiányzó adatokkal rendelkezzék. WATT kaloriméteres kísérletekhez fogott. Meghatározta, hogy bizonyos mennyiségű szénnel mennyi vizet lehet gőzzé átváltoztatni; hogy mennyi gőzt fogyaszt el a NEWCOMEN gépe, míg az emeltyűje egy teljes lengést végez; hogy mennyi hideg vizet kell a gőzhengerbe fecskendezni, hogy a gőz teljesen lecsapódjék. Az eredmények arról győzték meg őt, hogy a NEWCOMEN-féle gép munkája nem áll arányban a felhasznált gőz mennyiségével, tehát nem áll arányban a tüzelő anyag mennyiségével sem. Beható elmélkedés – és nem a véletlen által – arra az eredményre jutott, hogy a gép csak akkor fog olcsó munkát termelni, ha a gőz megsűrítése nem magában a gőzhengerben, hanem egy külön edényben történik: a kondenzátor fel volt találva (1765). A kondenzátor WATT-nak legnevezetesebb találmánya. A fecskendezés fölöslegessé vált, mert a mint a gőzhenger és az üres hűtő edény közötti összeköttetés helyreállíttatott, a gőz a hűtőbe tódult s lecsapódott, a nélkül, hogy a henger lehűlt volna. Hogy a kondenzátor mindvégig hatásos maradjon, WATT a benne összegyülemlő levegőt, meleg vizet és gőzt egy külön szivattyúval távolította el, melyet maga a gép hajtott. A NEWCOMEN gépe nemcsak a sűrítés módja, hanem egyéb hiányok miatt sem lehetett takarékos. A dugót a külső hideg levegő nyomta vissza, tehát le is hűtötte, minélfogva a dugóra is sok gőz csapódott le. WATT a dugót a külső levegőtől egészen elzárta. Ugyanis a gőzhengernek felső végét is befödte, még pedig úgy, hogy a födélen csak a dugó nyele járhatott keresztül. A dugó most a gőzhengert két részre osztotta, s midőn lefelé kellett mozognia, WATT a dugó fölé a kazánból gőzt vezetett, mely gőz a külső levegő szerepét vállalta magára. Midőn a dugó lefelé-mozgását befejezte, a dugó alatti tért, mely a kondenzátor hatása következtében üressé lett, a dugó fölöttivel összekötötte, minélfogva a felső tér gőzének egy része a dugó alá tódult. Most a dugó mindkét oldalról egyenlő nyomásnak lévén kitéve, az emeltyűn csüngő ellensúly azt ismét fölemelte. A kondenzátornak s a többi javításoknak haszna annyira szembetűnő volt, hogy csodálkoznunk kell azon, hogy WATT két éven át semmi kísérletet sem tett arra nézve, hogy gépét nagyban kivigye, holott várni lehetett, hogy a mint vele föllép, a NEWCOMEN költséges gépeit azonnal ki fogja szorítani. Eme késedelem okairól akar számot adni ARAGO-nak következő megjegyzése: "Valamely találmány szerzőjének mindig meg kell küzdenie azokkal, kiknek érdekeit a találmány sérthetné; továbbá azokkal, kik makacsúl védelmezik mindazt, a mi régi; végre az irígyekkel. Nyíltan megvallva, a közönség többsége eme három csoport egyesüléséből áll". * WATT az első nagy gépet, mely hozzája kötött várakozásoknak teljesen megfelelt, ROEBUCK doktornak, a carron-i híres kohók alapítójának társaságában építette. Szabadalmának két harmadáról üzlettársa javára lemondott. Idő folytán ROEBUCK a vagyonának nagy részét elveszítvén, WATT, a helyett hogy más üzlettársakat keresett volna, találmá- * Not. Biogr. I. p. 416. nyáról lemondott s idejét mérnöki munkálatokkal töltötte. Ezek háromszögtani fölvételek, lejtőmérések és csatornaépítések valának. Így tartott ez 1774-ig. Bár a WATT mérnöki munkálatai minden tekintetben figyelemre méltók valának s a közjó előmozdításában jelentős részük volt, mégis sajnálnunk kellene, ha tovább is ezen a téren működött volna. Szerencse, hogy 1774 elején közelebbi érintkezésbe jött BOULTON-nal, kinek a Birmingham melletti Sohoban igen híres aczélgyára volt. BOULTON maga is kitűnő feltaláló volt; vállalkozó szelleme pedig nagyon alkalmas volt arra, hogy WATT-nak tevékenységét és a találmányai fontosságával arányban nem levő ambiczióját éleszsze. A két férfiú barátsága csak a BOULTON halálával szűnt meg; WATT mindig a legnagyobb elismeréssel emlékezett meg azokról az előnyökről, melyeket BOULTON barátságának köszönhetett. Mivel WATT szabadalma csak néhány évre szólott, a két barát annak meghosszabbítása végett a parlamenthez folyamodott. Azonban az alsó ház számos tagja, köztük a híres BURKE is, a szabadalom megnyujtása ellen nyilatkozott s a folyamodók csak barátaik buzgó közbenjárásának köszönhették, hogy a szabadalom 25 évre megnyujtatott. Ezután BOULTON és WATT azonnal hozzáfogtak nagy vízemelő-gépek konstrukcziójához, s mivel az új gépek a velük egyenlő hatású NEWCOMEN-féle gépek által fogyasztott kőszén három negyedét megtakarították, a bányavidékeken, különösen pedig Cornwallben a régi gépeket csakhamar kiszorították. BOULTON és WATT minden gépért évi illeték fejében a megtakarított kőszén értékének harmadrészét kapták. ARAGO fölemlíti, hogy a chace-water-i bányák tulajdonosai, kik három szivattyúval dolgoztak, évenkint 60,000 franc-ot fizettek, tehát a megtakarítás csak abban az egy telepben évenkint 180,000 francra rugott. Mennél több joga van valamely találmánynak arra, hogy az emberiség közkincsévé váljék, annál kevésbbe hajlandók az egyesek a feltalálók jogait elismerni. Önzés és irigység a nagy dolgok rendes kíséröi. Miért adózzék a sokaság az egyes embernek, kit csak a találmány eszméje illet meg, hiszen az eszme később más valakiben is megszülemlett volna! Így gondolkozhattak a cornwallisi bányatulajdonosok is, mert egypár év után az évi illetékeket mindinkább növekedő huza-vonával fizették, s később kereken megtagadták. WATT és társa e miatt végnélküli pörökbe keveredtek. Mindamellett hogy ügyöknek pártfogói Angolország legkiválóbb férfiai valának s ennélfogva a pöröket rendre megnyerték, a támadások WATT-ot nagyon elkeserítették. Nem az bántotta őt, hogy az anyagi haszonélvezettől akarták megfosztani, hanem az, hogy eszméit akarták eltulajdonítani. S ha WATT anyagi érdekeinek védelmére kelt, ezt kellett tennie, mert ha azokat feladja, velük együtt eszméinek jogairól is lemondott volna. Mindamellett hogy WATT-nak sok keserűséget kellett tűrnie, jeles barátjainak pártfogása őt új tevékenységre ösztönözte. Így jött létre a második nagy találmánya, a kettős hatásu gép. Ugyanis WATT a gépét úgy módosította, hogy a dugó fölötti gőzt többé nem a dugó alá, hanem szintén a kondenzátorba vezette, s mind a dugó alá, mind pedig a dugó fölé közvetetlenül a kazánból vezette a gőzt. E gépnél tehát tisztán a gőz volt a mozgató erő, a levegő nyomására, vagy az emeltyűn levő ellensúlyra többé szükség nem volt. A gép most már nemcsak a szivattyúzásra, hanem bármely munka végrehajtására egyaránt alkalmas volt. Azonban az így módosított gépnek működése elé akadály gördült. A dugónak szilárd, hajlíthatatlan nyele egyenes vonalban mozog, holott az emeltyű végpontjai köriveket írnak le. Miképen kell tehát a dugónyelet az emeltyűvel összekapcsolni? A régi egyszerű működésű atmoszférás gépeknél ez az akadály nem merült föl, mivel a dugó nyelét az emeltyű végével lánczczal lehetett összekötni, de a kettős működésű gépnél a lánczot a dugónak fölfelé mozgásánál – mivel nem az ellensúly emelte a dugót – használni nem lehetett. WATT ezt a feladatot is megoldotta; s ha a megoldás találmányai között nem is a leghasznosabb, de bizonyára a legelmésebb. Négy rudat parallelogrammá egyesített s ezt a szerkezetet úgy kapcsolta a dugó nyele és az emeltyű közé, hogy míg három csúcspontja köríveket irt le, a negyedik, a dugó nyelével összekötött csúcs egyenes vonalban mozgott. A parallelogramm szabályszerű és biztos játéka WATT-ot már az első kísérlet után is nagyon meglepte. "Midőn először láttam a játékát", mondá WATT, "az újságnak teljes ingerével hatott rám, mintha csak a más találmányát szemléltem volna." * A parallelogramm WATT-nak harmadik, de nem utolsó találmánya. A gőzgép, miután a tökéletesedésnek már ennyi fázisán ment át, még egy hibában szenvedett. A ki a gőzgépet a jelenlegi rendkívüli elterjedése miatt valami mindennapi eszköznek tekinti, alig hinné el, hogy mennyi gondot adott az egy lángeszű feltalálónak, míg olyanná lett, hogy mindennapinak lehet tekinteni. A gőzgép hibája az volt, hogy nem járt egyenletesen. A gőzgép lassúbb vagy sebesebb járása a gőzhengerbe tóduló gőz mennyiségétől s a gép által végrehajtandó munka nagyságától függ. Ha a gőz mennyisége vagy a munka nagysága (például a dolgozó géprészek be- vagy kikapcsolása által) hirtelen megváltozik, a gép járása hirtelen meglassúl vagy meggyorsúl s az alkotórészek az egyenetlen járás miatt tetemes kárt szenvednének. WATT erről az eshetőségről is gondoskodott. A gőzhenger szellentyűit egy sajátszerű készülékkel, a kormányzóval (governor) hozta kapcsolatba. E készülék, melyet jelenleg czentrifugális szabályozónak nevezünk, a gőzt a végrehajtandó munka nagyságának megfelelő mennyiségben vezeti a gőzhengerbe, s ha még helyesen szerkesztett lendítő kerékkel köttetik * ARAGO, Not. Biogr., p. 426. össze, a gép járását oly egyenletessé teszi, hogy a gép a legfinomabb szövetek készítésére ép oly alkalmas, mint az izzó vastömegek idomítására. WATT továbbá azt ajánlotta, hogy a gőz, miután a dugó útjának bizonyos részét, például egy harmadát már megtette, a kazántól elzárassék, mivel ekkor a dugó, részint a már kapott sebességénél, de még inkább a gőz utólagos kiterjedése miatt, még hátralevő útját amúgy is megteszi. Ez által elkerűltetnek a dugónak a henger felső és alsó falára gyakorolt lökései, melyeket a folytonosan áramló gőz idéz elő. WATT ezt az elvet, melyet a gőz expanziója elvének neveztek, 1769-ben állította föl, de azt gyakorlatilag csak 1776-ban alkalmazták Soho-ban. A gőzbeli megtakarítás az új találmány által akkora volt, hogy ezt a kondenzátor feltalálásával egyenértékűnek tartották. A mondottakból eléggé kitűnik, hogy a gőzgép a WATT kezei között a tökéletességnek arra a fokára hágott, mely a múlt században egyáltalában elérhető volt. A gép, mely egy évszázaddal WATT előtt a próbák és kombinácziók nagyreményű tárgya volt, a XVIII-ik század második felében már a gyakorlati élet jelentős tényezőjeként szerepelt. Ennyi siker bizonyára elegendő volna, hogy egy kiváló férfiú életét, mint az emberiség javára hasznosan töltöttet, az utókor előtt emlékezetessé tegye. Azonban WATT érdemei nemcsak az imént ismertetett javításokra szorítkoznak. A mondottakon kívül még számos találmány tanúskodik a gőzgép mesteréről. Tüzetes ismertetésük nagyon is messzire vezetne a technikai részletek ismertetésében; legyen elég megjegyeznünk, hogy mindegyikük jelentékenyen előmozdította a gőzgép tökéletesedését. Ha most még figyelembe veszszük, hogy a gőzgépen alkalmazott újabb találmányok eszméi – legyen elég, ha a magas nyomású gépek elvét említjük – WATT-ra vezethetők vissza, be kell ismernünk, hogy az igazán életképes gőzgépnek ő volt a megteremtője. Ha WATT-ról van szó, mindenki önkénytelenül a gőzgépre gondol, s bármennyire legyen is igaz, hogy nevét a gőzgép által örökítette meg: a tudomány és a gyakorlat emberei között egyéb találmányai által is díszes helyet foglal el. A víz összetételének feltalálása által – mert csak erről fogunk még szólani – oly érdemre tett szert, mely biztosítja őt arról, hogy a modern chemia megalapítói között tisztelettel említtessék. V. A négy elem körében forgó antik felfogás a chemiai ismeretek fejlődésével mindinkább megrendült. Már az alchimisták által készített vegyületek is szükségessé tették az elemek számának szaporítását, a BOYLE és VAN HELMONT kísérletei pedig megmutatták, hogy az elemek számának meghatározása csak a vizsgálatok hosszú sora által válik lehetővé. Midőn pedig BLACK a szénsavat, CAVENDISH a hidrogént, PRIESTLEY pedig az oxigént, az ammoniakot és a só- es salétromsavat fölfedezte, a tények impozáns sokasága és a belőlük vonható következtetések a régi felfogást halomra döntötték. A chemikusoknak egyik főfeladatává lett, hogy a különböző testek összetételét tüzetes vizsgálat alá vessék. Azonban eme vizsgálatok az öntudatos buvárlat jellemét nem mindig viselték magukon; a véletlennek még mindig volt annyi tere, hogy a legfontosabb fölfedezéseknél, mint előre számba nem vehető tényező, szerepeljen. Ilyen eset adta elő magát a vízzel. MACQUER franczia chemikus, a sèvres-i porczellángyár igazgatója, 1776-ban sajátságos észleletet tett. Rá nézve minden esetre sajátságosat, mert vele tisztába jönni nem bírt. Hideg porczellán-csészét hidrogénláng fölé tartván, azt tapasztalta, hogy a helyett hogy a csésze kormossá lett volna, – mint ez minden más lángnál történt – ott, a hol a láng érte, vizenyős folyadék rakódott reá. Ezt a vizenyős anyagot közelebbről megvizsgálván, tiszta víznek találta, de az egész dologban valami különöset nem látott; "nem vette észre, hogy ujjaival egy nagy találmányt érintett". * 1781 elején WARLTIRE arra a gondolatra jött, hogy az elektromos szikrának, ha bizonyos gázok keverékén átcsap, a gázok szerkezetében változást kell létrehoznia. Ő ugyan egészen más változásokat várt, mint a minők valóban létrejöttek, de előre sejtette, hogy azokat explózió fogja kísérni, mert a levegő és hidrogén keverékével végrehajtott kísérletét erős fémedényben hajtotta végre. Azonban a keletkezett vizet valami mellékterméknek, s nem oly anyagnak tekinté, melynek a mondott kísérlet folyamában szükségképen létre kell jönnie. PRIESTLEY az 1783. apr. 21-iki értekezésében fölemlíti, hogy CAVENDISH ismételte WARLTIRE kísérletét s ugyanolyan eredményre jutott. Ugyanabban az értekezésben azt a fontos eredményt tette közzé, hogy a keletkező víz súlya egyenlő az oxigén és hidrogén súlyának összegével. CAVENDISH kísérleteit 1781 nyarán hajtotta végre s szintén kimutatta, hogy a hidrogén explóziója súlyveszteség nélkül megy végbe. Hogy azonban a víz összetett test, azt még eme quantitatív meghatározásokból sem következtették. PRIESTLEY a feltalált eredményt WATT-al közölte. WATT 1783. apr. 26-án így válaszolt: "Mik az ön kísérletének termékei? Víz, fény és hő. Nem vagyunk-e már most feljogosítva azt következtetni, hogy a víz nem egyéb, mint összetétele két gáznak, az oxigénnek és hidrogénnek, melyek rejtett melegüknek egy részétől megfosztattak; hogy az oxigén nem egyéb mint víz, mely hidrogénjétől meg van ugyan fosztva, de rejtett hővel és rejtett fénynyel van összekötve? Ha a fény a hőnek csak modifikácziója, vagy csak bizonyos körülmény a hő föllépésénél, vagy a hidrogénnek egyik alkotó része, akkor az oxigén olyan víz, mely hidrogénjétől meg van fosztva és rejtett melege van." ** * ARAGO, Not. Biogr., I. p. 454. ARAGO, ki a WATT jogait eme nyilatkozatra alapítja, fölemlíti, hogy PRIESTLEY a WATT levelét több londoni tudósnak megmutatta s ezután a Royal Society elnökének, hogy azt a társaság egyik gyülésén előterjeszsze, átadta; de a levél csak egy év múlva jelent meg a Phil. Transactions-ban. WATT-nak idézett levele a víz összetételét világosan kifejezi. S később mégis két pretendens [követelő] lépett föl: CAVENDISH és LAVOISIER. LAVOISIER nyilvános mémoire-ja, melyben kísérleteiről számot ad és a melyben kifejti nézetét a víz keletkezésének ama módjáról, midőn az oxigén és a hidrogén keveréke elégettetik, két hóval a WATT levelének benyujtása után jelent meg; CAVENDISH értekezése pedig (Experiments on air) még később (1784. jan. 15-én) olvastatott föl. S hogy a találmányra mégis jogot formáltak, ez egy mellékkörülménynek tulajdonítandó; ugyanis LAVOISIER határozottan kijelenté, hogy BLAGDEN, a Royal Society titkára, az ő első kísérleteinek (1783. jun. 24-én) szemtanúja volt s BLAGDEN-töl megtudta, hogy CAVENDISH hasonló kísérleteket tett. CAVENDISH értekezésében a BLAGDEN közleményéről szintén tett említést, sőt azt mondotta, hogy BLAGDEN azt is tudatta LAVOISIER-vel, hogy kísérletéből miféle következtetést (a víz chemiai összetételét) lehet vonni. Evvel LAVOISIER és CAVENDISH között megkezdődött a vita, melyben WATT-ró1 még csak említés sem tétetett. Csak midőn BLAGDEN is belekeveredett a vitába, melyet minden áron a CAVENDISH javára akart eldönteni, csak ekkor említette föl BLAGDEN, hogy CAVENDISH es WATT ugyanabban az időtájban (1783 tavaszán) egymástól függetlenül azt a nézetet adták elő, hogy az oxigén nem egyéb, mint hidrogénjétől megfosztott víz. De mivel BLAGDEN dátumokat nem közölt, állításai bizonyító erővel nem bírnak. A további vitatkozások a kérdést nem tisztázták s a zavart csak még inkább növelték. Föltéve, hogy valamely fontos elméletet egymástól függetlenül többen állítanak fől, a közzétételben levő pár havi idő- különbség az érdem – de nem a prioritás – odaítélésében tekintetbe nem jöhet. A szóban forgó tárgynál az érdem három férfiút illet, de a prioritás, tekintettel a WATT levelének dátumára, WATT részén van. Hogy a három feltaláló közül mi illeti meg az egyiket s mi illeti meg a másikat, azt KOPP a következőkben adja elő: "CAVENDISH volt az első, a ki azt a tényt, melyből a víz összetételének fölismerése keletkezett, megállapította, a nélkül azonban, hogy el lehetne mondani, hogy ő volt az első, ki a víz összetételére következtetett, vagy pedig hogy a víz alkotó részeinek helyes meghatározását neki tulajdoníthatnók; WATT volt az első, a ki ama tényből a víz összetételére következtetett, a nélkül azonban, hogy az alkotó részek természetére vonatkozólag helyes eredményre jutott volna; végre LAVOISIER ugyanabból a tényből fölismerte a víz összetételét s egyszersmind helyesen meghatározta és pontosan kijelölte a víz alkotó részeit." * Sajnos, hogy WATT kortársai tőle nemcsak a prioritást, hanem még az érdemet is el akarták vitatni. Nem akarták elhinni, hogy WATT arra is ráért volna, hogy a chemiával foglalkozzék; továbbá azt mondották, hogy WATT, ha a víz összetételét csakugyan feltalálta volna, nem tűrte volna nyugodtan, hogy a dicsőséget tőle elvitassák. ARAGO az első ellenvetést avval czáfolja meg, hogy WATT-nak 1783 táján PRIESTLEY, BLACK, DELUC és más chemikusokkal váltott levelezésére hivatkozik; a másodikat pedig teljesen alaptalannak nyilvánítja, mert WATT jogáról soha sem mondott le, csakhogy türelmes természetével ellenkezett, hogy heves vitákba keveredjék. DELUC bíztatásai, hogy jogait erélyesen követelje, az ellenkező hatást szülték; DELUC-höz intézett egyik levelének végső sorai ezek valának: "Jövendő sorsom a közönség, és nem a CAVENDISH úr meg barátjai támogatásától függ."** * KOPP, Ansichten über die Aufgabe der Chemie, p. 309; ROSCOE u. SCHORLEMMER, Ausführl. Lehrb. d. Chemie, I. p. 26. 483
VI. WATT, kinek alkotásai nagyobb, maradandóbb és üdvösebb eredményeket hoztak létre, mint a világhódító vezérek összes diadalai, oly szerény volt, mint a mily jelesek voltak művei. Mindenkit, ki csak egyszer is érintkezett vele, megszállta a vágy, hogy a jeles férfiú őt barátságában megtartsa. Midőn WATT Sohoban letelepedett, a tudósok, kik Birmingham-ben és környékén laktak, köztük a híres PRIESTLEY, nála gyakran összegyűltek s egy szűkkörü társulatot alapítottak. Ez a társulat, a Lunar Society (holdtársulat, mivel rendesen holdtöltekor gyűltek össze) egyike vala ama csekély számú szövetségeknek, melyek a tudományokat a szellem erejével s a szív kedélyével mozdítják elő. A bel- és külföld tudományos társulatai nem késtek, hogy tagjaik névsorát a WATT nevével ékesítsék. 1784-ben az edinburgi, 1785-ben pedig a londoni királyi társaság tagjává választatott. 1808-ban az Institut levelező tagjává, 1814-ben pedig a nyolcz külső tag egyikévé lett. WATT családi élete ép oly nemes példaként áll előttünk, mint tudományos élete. 1767-ben nősült meg először; unokahugát, Miller kisasszonyt vette nőül. Nejének gyöngédsége, kiváló szelleme és víg kedélye gyakran megóvták őt az elkeseredéstől és az embergyűlölettől, melyet az ellene elkövetett méltatlanságok magok után vontak volna. Midőn neje meghalt, a legmélyebb fájdalom fogta el őt. WATT fájdalma, mondja ARAGO, bizonyosan elnémítaná azokat az elfogúlt lelkűeket, kik ezer meg ezer döntő czáfolat daczára minden kedélyességet eltagadnak azoktól, kiknek szellemét az exakt tudományok termékeny, magasztos és maradandó igazságai táplálják. WATT második neje (szül. Mac-Gregor) az elsőhöz minden tekintetben hasonló volt. WATT 1800-ban visszavonult az üzlettől, s ezt két fiának adta át. Fiai, BOULTON fiával szövetkezve, az üzletet első rangú gépgyárrá emelték. Azonban ifjabb fia, Gregory, már 1804-ben, 27 éves korában meghalt. WATT ezt a csapást alig bírta elviselni, ez időtől fogva neki az élet már semmi gyönyört nem nyujthatott, de szelleme, bár óvakodott, hogy valamely új tervvel a nyilvánosság elé lépjen, nyugton még sem maradhatott. Utolsó éveiben egy szobormásoló gép szerkesztésével foglalkozott, de tervének megvalósítását megakadályozta az 1819 aug. 25-én, 83 éves korában bekövetkezett halála. WATT-ot a Birmingham melletti Heathfieldben temették el. A gyermeki szeretet két emléket állított neki; az egyik a handsworthi templomot, a másik a glasgowi egyetem egyik termét dísziti. Szülővárosának, Greenocknak lakói márvánvszobrát készíttették el s a város könyvtárában állították föl. Glasgow, WATT találmányainak bölcsője, elismerésének nagyszerű bronczemlékszobor által adott kifejezést. Végre, nagynevű kezdeményezők által megnyitott gyűjtés alapján nagy márványszobra készült, mely az angol pantheonban, a westminsteri apátságban foglal helyet. Irodalom.
PLAYFAIR, a Monthly Magazine-ben.
Az újabb gépek története.
Watt gőzgépe.
A víz chemiai összetétele.
** ARAGO, Not. Biogr., I. p. 456.
** ARAGO. Not. Biogr. I. p. 462.
Watt magánélete. – Kitüntetései. – Halála.
JEFFREY, az Edinburgh Rewiew 1819-iki évfolyamában.
J. FORBES, Diss. on the progress of Science, az Encyclop. Britannica 8-ik kiadásában.
ARAGO, Not. Biogr. I.
MUIRHEAD, Correspondence of J. Watt on his discovery ot the theory of water, Lond. 1846, 4o
MUIRHEAD, The origin and the progress of the mechanical inventions of J. Watt, illustrated by his corresp. Lond. 1854, 3 kötet, 8o.