James Watt không phát minh ra máy hơi nước — điều này chính ông cũng biết rõ. Nhưng không có ông, máy hơi nước có lẽ đã mãi là những cỗ máy bơm nước ngốn than trong hầm mỏ, và cách mạng công nghiệp có lẽ đã đến muộn hàng chục năm. Xuất phát điểm của ông càng khiến câu chuyện khó tin: một cậu bé Scotland ốm yếu, học chữ chủ yếu từ mẹ ở nhà, khởi nghiệp bằng nghề sửa dụng cụ khoa học. Từ góc xưởng nhỏ ấy, Watt đã thay đổi cách cả thế giới tạo ra năng lượng.

Xuất thân & tuổi thơ

James Watt sinh năm 1736 tại Greenock, một thị trấn cảng ở Scotland. Cha ông là thợ đóng tàu kiêm thương nhân; mẹ ông xuất thân từ gia đình có học thức. Watt là đứa trẻ gầy yếu, hay đau đầu và bị chứng đau dạ dày hành hạ gần như suốt đời, nên không theo kịp trường lớp bình thường; phần lớn kiến thức nền tảng do mẹ dạy tại nhà.

Nhưng xưởng của cha mới là trường học thật sự: ở đó, cậu bé dành hàng giờ tháo lắp các dụng cụ hàng hải và mô hình máy móc. Năm 18 tuổi, sau khi mẹ qua đời và việc làm ăn của cha sa sút, Watt lên London học nghề chế tạo dụng cụ đo lường, hoàn thành trong một năm khóa học người khác cần bảy năm. Trở về Scotland, Đại học Glasgow cho ông mở một xưởng nhỏ ngay trong trường — nơi phát minh để đời của ông sẽ ra đời.

Bước ngoặt đến với phát minh

Bước ngoặt đến vào mùa đông 1763–1764, khi trường giao cho Watt sửa một mô hình máy hơi nước Newcomen dùng trong giảng dạy. Máy Newcomen khi ấy đã hơn 50 năm tuổi, dùng bơm nước khỏi mỏ than, nhưng cực kỳ lãng phí: mỗi chu trình phải phun nước lạnh vào chính xi-lanh đang nóng để hơi nước ngưng tụ, rồi lại đốt than hâm nóng nó. Mô hình nhỏ trong tay Watt ngốn lượng hơi nước vô lý so với kích thước — và ông không chịu rời mắt khỏi câu hỏi vì sao.

Theo lời Watt kể lại, đáp án đến trong một buổi đi dạo chiều Chủ nhật năm 1765: sao không cho hơi nước ngưng tụ ở một bình riêng luôn giữ lạnh, để xi-lanh chính luôn nóng? Ý tưởng "bình ngưng tách riêng" nghe đơn giản đến hiển nhiên — nhưng nó cắt giảm tới khoảng ba phần tư lượng nhiên liệu tiêu thụ. Dù vậy, phải mất thêm hơn mười năm vật lộn với tiền bạc và đối tác, chiếc máy hoàn chỉnh mới ra đời.

Đỉnh cao & công trình chính

Năm 1769, Watt nhận bằng sáng chế cho phương pháp giảm tiêu thụ hơi và nhiên liệu. Bước ngoặt thương mại đến khi ông bắt tay với Matthew Boulton, chủ nhà máy Soho giàu có ở Birmingham. Liên minh Boulton & Watt — một người lo kỹ thuật, một người lo tiền bạc và thị trường — trở thành mẫu hình hợp tác kỹ sư–doanh nhân đầu tiên của thời công nghiệp. Nhờ Boulton vận động, bằng sáng chế của Watt được gia hạn đến tận năm 1800.

Máy của hãng không ngừng cải tiến: cơ cấu biến chuyển động thẳng của piston thành chuyển động quay; máy hai tác dụng dùng hơi đẩy piston cả hai chiều; bộ điều tốc ly tâm tự giữ tốc độ ổn định. Cách thu phí của hãng cũng rất "Watt": khách hàng trả một phần ba số tiền than tiết kiệm được so với máy Newcomen cũ. Đến năm 1800, hàng trăm máy Boulton & Watt đã chạy khắp nước Anh, và Watt nghỉ hưu trong giàu có, được kính trọng khắp châu Âu.

Thất bại, tranh cãi ít người biết

Ít ai biết Watt từng là kẻ "cản đường" tiến bộ trong chính lĩnh vực của mình: ông kiên quyết phản đối máy hơi nước áp suất cao của Trevithick và Evans vì cho rằng chúng quá nguy hiểm. Công ty của ông kiện tụng nhiều đối thủ; thắng kiện giúp bảo vệ độc quyền nhưng cũng làm chậm đổi mới. Nhiều sử gia cho rằng bằng sáng chế kéo dài tới 1800 của ông đã làm chậm sự ra đời của đầu máy xe lửa.

Thất bại cá nhân cũng không ít: đối tác đầu tiên của Watt, John Roebuck, phá sản giữa chừng khiến dự án suýt chết yểu; bản thân ông từng phải đi làm kỹ sư khảo sát kênh đào để kiếm sống trong lúc chờ máy hoàn thiện. Watt còn bị trầm cảm theo từng đợt, từng viết rằng có lúc ông "thà đối mặt với nòng súng đã lên đạn còn hơn phải quyết toán sổ sách".

Di sản hôm nay

Di sản dễ thấy nhất của Watt nằm ngay trong mọi hóa đơn tiền điện: đơn vị công suất "watt" được đặt theo tên ông năm 1889, và đến nay bóng đèn, máy tính, nhà máy điện khắp thế giới đều đo bằng watt và kilowatt. Xưởng gác mái của ông được lắp lại nguyên vẹn trong Bảo tàng Khoa học London. Tượng của ông đứng ở nhiều thành phố Anh, và hình ảnh ông từng xuất hiện trên tờ 50 bảng của Ngân hàng Anh cùng đối tác Boulton.

Sự thật thú vị ít người biết

  • "Mã lực" (horsepower) là sáng kiến tiếp thị của Watt: ông tính sức kéo của ngựa rồi làm tròn lên khá hào phóng, để máy của mình luôn trông mạnh hơn thực tế một chút.
  • Watt thuộc Hội Mặt Trăng ở Birmingham — nhóm các nhà khoa học và doanh nhân họp nhau vào đêm trăng tròn cho dễ đường về.
  • Phát minh phụ ông yêu thích nhất là máy sao chép thư, nhân bản được chữ viết tay bằng mực ướt — các văn phòng khắp nước Anh dùng nó nhiều thập kỷ trước thời photocopy.

Hiểu lầm thường gặp

Hiểu lầm: "James Watt phát minh ra máy hơi nước khi nhìn ấm nước sôi." Cả hai vế đều sai. Máy hơi nước thực dụng đầu tiên là của Thomas Newcomen từ năm 1712, hơn nửa thế kỷ trước thời Watt; còn giai thoại ngắm ấm trà là truyện trẻ em xuất hiện rất lâu sau khi ông mất. Đóng góp của Watt là bình ngưng tách riêng cùng hàng loạt cải tiến biến máy hơi nước thành cỗ máy kinh tế, đa năng — một bước nhảy về hiệu quả, không phải phát minh từ con số không.

Hiểu lầm: "Watt là thiên tài cô độc tự làm nên tất cả." Thành công của ông dựa trên cả một mạng lưới: Đại học Glasgow cho ông xưởng và tri thức, John Roebuck cấp vốn ban đầu, Matthew Boulton lo tài chính và thị trường, cùng đội thợ cơ khí giải quyết vô số chi tiết kỹ thuật. Watt là bộ não trung tâm, nhưng đó là sản phẩm của cả một ê-kíp.

Nguồn tham khảo