瓦特是怎樣發明蒸汽機的（世界曾有兩個瓦特）

2023-05-03 12:15:00

文 | 葉水送 本文轉自科學FM（微信號 Sci-FM），本文經公眾號授權轉載，轉載請聯繫原出處。

實用雷達發明人沃特森－瓦特

Robert Watson-Watt

希特勒的「海獅計劃」

1940年至1941年，納粹德國對英國發動大規模空襲戰，這是二戰史上歷時最長、規模最大的空戰，希特勒稱之為「海獅計劃」，企圖全面攻佔英國。

「海獅計劃」首日，德軍就投入了1485架次戰機，英軍出動727架次應戰。這看似力量懸殊的空戰，最後損失更大的一方竟是德軍。

在戰局不利的情況下，德軍開始改變策略，利用夜色掩護進行偷襲，沒想到，這一招也未能湊效。無奈之下，德軍只好撤退。

二戰中使用的雷達，測程2.5英裡

瓦特與瓦特

可是大家知道，這功不可沒的雷達，最早是由誰發明的？

說到這裡，我們今天科學檔案的真正主角——英國工程師羅伯特·沃特森－瓦特（Robert Watson-Watt）就要正式登場了。這位實用雷達的發明人，正是出生於1892年4月13日。

說起「瓦特」這個姓，可能很多人首先聯想到的，是發明蒸汽機、引領第一次工業革命的詹姆斯·瓦特。

那麼這兩位「瓦特」之間有關係嗎？

還真有。沃特森－瓦特是詹姆斯·瓦特的後裔，兩人生活的時代相差70來年。在瓦特這個充滿工業變革氣息的家庭裡，沃特森－瓦特打小天資聰穎、好學好動。

大學畢業後，沃特森－瓦特並非一開始就進入無線電研究領域，而是在威廉·佩蒂教授的鼓勵下，才開始學習無線電。

發明雷達 受封爵士

1916年，瓦特加入了有著悠久歷史的英國戰時辦公室。起初，瓦特所感興趣的事情是利用無線電來檢測雷電，因為在雷電將空氣電離的過程中，會釋放出無線電信號，如果能檢測到這個信號，那麼就可以事先警告飛行員避開這些雷區。

1917年，瓦特成功設計出雷暴定位裝置，宣告雷達的誕生。此後，也有其他研究者以及工程師對雷達系統進行改進，從而使其逐漸應用在船隻和軍艦上。

不過，瓦特沒有在激烈的競爭中喪失一丁點兒優勢，正是他最先發明的實用型雷達系統，幫助英軍在二戰期間成功防禦敵機，他也因此被譽為最偉大的雷達先驅之一，1942年受封為爵士。

其實雷達的原理並不複雜。早在1842年，奧地利物理學家都卜勒，就在構想如何利用所謂「都卜勒效應」來發明雷達。簡單來說，就是通過發送無線電波，再測量其反射回來的信號，進而通過計算探測出物體的遠近和速度。

雷達偵查飛機的原理圖

瓦特故事 幻想變現實

說到這兒，還有一段有趣的故事與瓦特有關。在實用雷達發明之前，英國軍方曾提出，希望瓦特幫助發明一種殺傷性射線，能直接將敵方的飛行員殺死，並將這種光稱為「死光」（death ray）。瓦特堅決認為這是不可能完成的任務，因為光的能量達不到那麼高，不過，如果是利用無線電的返回波來探測飛機，這倒是可行。如今，利用能量極大的雷射作為武器，早已從幻想逐步變為現實。

今天的故事讓我們知道，世界上原來曾經出現過兩個偉大的瓦特。

如果說詹姆斯·瓦特的蒸汽機，讓英國率先走上工業革命之路，那麼沃特森－瓦特發明的雷達，則讓英國收穫的工業革命成果，免於在戰爭中毀於一旦。