谈谈工匠精神

谈谈工匠精神

谈谈工匠精神

当下，人们经常谈论工匠精神。一般人理解工匠精神是对工作认真负责和精益求精的态度。其实要从更宽广的意义上理解工匠精神需要从科学技术史的角度来认识。

在十七到十九世纪这二、三百年中，工匠精神曾经在人类史上放射出耀眼的光芒，成为推动人类历史向前一个方面的主力。

人们说，近代科学是古希腊的思辨哲学与文艺复兴之后欧洲学者的实验与观察精神相结合的产物；而近代技术则是近代科学与欧洲的工匠精神相结合的升华。

上面前半句话，一般比较熟悉科学发展史的都是容易理解的，而后半句话我们需要在这里多说几句。

首先，我们来看几位典型工匠的业绩。

值得提的第一位，应当是英国木匠的儿子自己也是木匠出身的工匠约翰·哈里森（John Harrison，1693—1776）。

1707年,英国的海军舰队中发生了一次惨祸,损失巨大,原因是船舶位置确定出了差错。1714年，英国国会悬赏二万英镑：谁要是能够找到在海中精确测定经度的方法，他就可以得到这笔奖金，条件是在到达西印度的6个星期的航行后，误差不得大于30英里。实际上，当时天文观测的仪器已经可以十分精确地测定天上星球的位置了，对于船舶所在地的纬度，可以直接由观测星球得到。对于所在地的经度，由于星球在天上随时间在均匀地移动只考观测星球还不能确定，为了解决这个问题，许多著名的学者和天文学家都卷入其中。问题归结于能否制造一架精确的可以携带的钟，航行中把通过天文观测获得的当地的时间与出发地的时间做对比就可以得到准确的经度。这种钟称为天文钟。在此之前，虽然已经有

了惠更斯发明的摆钟，那已经是惠更斯的力学知识与原理设计，与委托制作的匠人相结合的产物，但它还不能适应航行中的颠簸条件。约翰·哈里逊（John Harrison,1693－1776）于1735年创制的天文钟。经过航行试验，误差为3°。后来，经过反复改进，他的第四型天文钟于1761年，在到牙麦加的9个星期航行中，时间误差仅有5秒，这相当于测位置时的经度误差不超过2'。后来在1762到1764年的两次试航中都完全满足了悬赏的要求。但是议会只给了他一半的奖金。说是另一半要在船队有了关于精确度的新的证明之后才授予。哈里逊后来的岁月一直为此而烦恼，一直到1773年才迟迟得到另一半。哈里逊的先后4只航海用天文钟现在还陈列在伦敦的航海博物馆内。

哈里逊自己是木工，而且靠自学精通数学与钟表制做。在1713－1726年之间，他就制做了许多相当精确的钟表，这些钟表已经有补偿温度变化引起误差的功能。

从此钟表可以造得更轻巧，可以适应颠簸环境下工作和可以随身携带的怀表与手表的出现。紧跟着，产生了航海、教堂、家庭摆设、个人佩戴等广泛的市场需求。

钟表的发展和改进可以说揭开了现代技术的序幕，它的影响是深远的。由于对它大量需求，需要加工大量的钟表另配件，于是刺激产生了现代机床与现代金属加工技术。

另一方面，钟表的发展又为欧洲的现代技术发展培训了人才。蒸汽机的发明者英国人瓦特（1736－1819），纺织机的发明者英国人阿克赖特（1732－1792），蒸汽机为动力的轮船的发明者美国人富尔顿（1765－1815），蒸汽机车的发明者英国人斯梯文森（1781－1848）等，他们青少年时代都曾经当过修表学徒或制做匠，他们可以通过钟表学习机械传动和有关的力学知识，注意他们都是一批工匠，他们都没有读大学的经历，因为在他们那个时候大学的工科还没有产生，修表几乎是获得与工程有关的知识唯一最好的途径，或者需要向有关的力学专家请教，这就是科学与工匠的真正结合。

我国清代的经学大师阮元（1764－1849）曾经在他写的《自鸣钟说》一文中说：“西洋之制器也，其精者曰重学（即今翻译的力学），重学者以重轻为学术，凡奇器皆出乎此。”“而作重学以为用也，曰轮、曰螺。是以自鸣钟之理则重学也，其用则轮也螺也。”在19世纪初，阮元便看到力学对西方机械工业的重大作用，不能不说是超过常人见识的。所以可以说，现代钟表的出现是精确的力学科学知识与匠人精准的技艺相结合的产物。而钟表也是造成全世界普遍影响的第一种近代技术创新。

约翰·哈里森像

哈里森所制造的H1型航海钟

哈里森制造H4型航海钟

哈里森制造的H5型航海钟

第二位我们要介绍的匠人是瓦特（JamesWatt,1736－1819）。

瓦特像

蒸汽机不是瓦特的发明，瓦特的贡献是对蒸汽机进行了一系列改进。其中最重要的改进有两项，一项是发明了冷凝器大大提高了蒸汽机的效率，另一项是发明了离心调速器使蒸汽机速度可自由控制。在瓦特的改进之后蒸汽机才真正在工业上被普遍使用。

英国人瓦特的父亲作过木匠，由于父亲的影响，他从小熟悉一些机械知识与工具的使用。瓦特幼年时体弱多病，不能上学，由他母亲教他读书写字。18岁后他到伦敦一家钟表店当学徒，在业余时间还努力学习。

1756年瓦特返回家乡苏格兰, 打算自己开业制造机器。但是由于他当学徒的年限不够，按照当地政府的规定，不能独立开业。于是他只好在格拉斯哥大学谋得一个修理与制做教学仪器的工作。

1763年，格拉斯哥大学的一位教授委托瓦特修理纽可曼蒸汽机的模型，瓦特当时对蒸汽机所知不多，他便边学边修，并且对蒸汽机产生了浓厚的兴趣。蒸汽机的模型很快就修好了，他从此与蒸汽机结下了不解之缘。他进一步的研究发现，纽可曼的蒸汽机效率很低，耗费蒸汽太多。为了解决这个问题，瓦特对不同气压之下的水的沸腾现象进行了大量研究。他发现水在大气压之下变为蒸汽时，体积扩大了1800倍。进一步的研究发现，纽可曼的蒸汽机效率之所以低是由于在用水去冷却汽缸时，汽缸的温度变冷了，这样汽缸又要消耗过多的蒸汽去再加热。

瓦特的蒸汽机

1765年5月瓦特提出了使蒸汽从汽缸排入另一容器的想法，这个容器后来被称为冷凝器。经过反复试验与改进，他的装有冷凝器的蒸汽机在1769年制成了，并在同年的4月25日提出了专利。新的蒸汽机效率提高了很多。

调速器示意图