वाफेच्या इंजिनाचा शोध लावणाऱ्या जेम्स वॅटची संघर्षमय कहाणी

विद्युत शक्तीचं एकक म्हणजे ‘वॅट’. एलईडी असो वा सीएफएल यातला कुठलाही बल्ब घेतांना आपण त्याचा ‘वॅट’ अर्थात बल्बची पॉवर किती आहे ते पाहतो. आज पॉवरचं एकक ‘वॅट’ ज्याच्या नावावरून ठेवलं गेलं त्या ‘जेम्स वॅट’ची (James Watt) कहाणी आज आपण जाणून घेणार आहोत. (The story of James Watt, the inventor of the steam engine)

जेम्सचा जन्म स्कॉटलंडस्थित ग्रीनॉक (Greenock, Scotland) या बंदराच्या गावी झाला. त्याच्या वडिलांचा जहाज बांधणीचा व्यवसाय होता. लहानपणी अशक्त असल्यानं आजोबा गणिताचे शिक्षक आणि बाबा यशस्वी कारखानदार असले तरी जेम्स मात्र घरातच शिकला. आठ भावंडात सहावा असलेल्या नाजूक ‘जॅमी’ची आई एग्नेस विशेष काळजी घ्यायची. बाकीचा वेळ तो ही बाबांच्या कारखान्यात रमायचा. जहाज बांधणीच्या हत्यारांसोबत खेळतच तो लहानाचा मोठा झाला.

इथं हा पठ्ठ्या सोबत आणलेल्या खेळण्यांसोबत खेळायचं सोडून ते विलग करून पुन्हा जोडणं असेल किंवा दोन खेळणी जोडून एक नवंच खेळणं बनवणं अश्या उद्योगात दंग असायचा. त्याचे हे रिकामे उद्योग बघून रागावण्यापेक्षा त्याच्या बाबानं त्याला एक छोटंस ‘टूलकिट’ घेऊन दिलं आणि त्याच्या बाललिलांना बहरच आला.

“जॅमीच्या बोटात काहीतरी जादुये राव”, त्याच्या बाबांच्या कारखान्यात काम करणारं कुणीतरी बोललंही.

त्याचं प्राथमिक शिक्षण कधी घरी, कधी शाळेत असं पार पडलं आणि माध्यमिक शाळेत प्रवेश घेऊन तो लॅटिन आणि गणित हे दोन विषय शिकला. वयाचं सतरावं वर्ष उजाडेपर्यंत तो शाळेपेक्षा बाबाच्या कार्यशाळेतच जास्त रमला, तिथले छोटेमोठे यंत्र बघून तो हरखून जात काहीतरी खटाटोप करतच बसे. बालपणी अंगात शिरलेली अभियांत्रिकी त्याला क्षणभरही स्वस्थ बसू देत नसे, बरं बसला तरी हा तासनतास प्रक्रिया कशा होतात. यंत्र कामं कशी करतात याच्या निरीक्षणात गुंगून जात असे.

तो अठरा वर्षाचा असताना एका आजाराचं निमित्त झालं आणि त्याची आई त्याला कायमचं सोडून गेली. आई त्याच्या घरातली ‘लकीचार्म’ होती, ती गेली आणि जणू दैवच पालटलं. बाबाचीही तब्येत खालावू लागली,व्यवसाय पुरता लयास गेला. आईच्या या लाडक्या जॅमीला शिक्षण आणि उदरनिर्वाह यासाठी घड्याळाच्या दुकानात काम करावं लागलं. इथंही या बहाद्दरानं आपली छोटीशी कार्यशाळा विकसित केली आणि वस्तू दुरूस्त करता करता त्या नेमक्या चालतात कश्या हे शोधण्यातच तो जास्त मग्न राहू लागला.

याच दरम्यान ग्लास्गो विद्यापीठातलं (University of Glasgow) “मंद गतीनं काम करणारं आणि खूप इंधन खाणारं” एक यंत्र दुरूस्तीसाठी त्याच्याकडं आलं. हे यंत्र अंमळ किचकट होतं पण ‘साध्या कामात मजा ती काय?’ यानंही ते दुरूस्त करायचा जणू विडाच उचलला. सगळ्यात आधी त्यानं यंत्राच्या इंजिनात शून्य दबाव असलेलं कन्डेन्सर बसवलं यामुळं पिस्टन आपोआप हलू लागलं आणि त्यासाठी लागणारं अतिरिक्त पाणीही थांबलं.

कन्डेन्सर (Condensor) शून्य दबाव स्थितीत ठेवण्यासाठी त्यानं एक वायूपंप बसवत पिस्टन अधिक मजबूत केला. घर्षण रोखण्यासाठी तेल वापरल्यामुळं वाया जाणारी उर्जाही वाचली, त्यानं या इंजिनाची गती नियंत्रित ठेवण्यासाठी ‘सेंट्रीफ्यूगल गव्हर्नर’ चा वापर केला जे पवनचक्कीत वापरलं जातं. त्यानं या इंजिनाच्या संपुर्ण कार्यचक्रादरम्यान सिलेंडर मध्ये वाफेचा दाब मोजण्यासाठी ‘स्टीम इंडिकेटर’ही बसवला ज्यामुळं इंजिनाची क्षमता मोजता येऊ लागली आणि जन्माला आलं ‘सुधारित वाफेचं इंजिन’(Steam Engine)

इंजिन आधीही होतं मात्र त्यानं केलेल्या मुलभूत आणि सुक्ष्म सुधारणांमुळं ते चालवायला सोपं तर झालंच, पण अधिक खात्रीशीर रितीनं वापरताही येऊ लागलं. एवढंच नाही तर यामुळं अधिक शक्तिशाली इंजिनं बनवता येऊ लागली आणि यामुळं कागद गिरण्या,कापड गिरण्या, पीठ गिरण्या, लोखंड कारखाने, भट्‌ट्या-पाणीपुरवठा अश्या संख्य-असंख्य ठिकाणी त्याचा वापर होऊ लागला. व्यावसायिक दृष्टीकोनातून अत्यंत महत्त्वाच्या ठरलेल्या या इंजिनानं औद्योगिक क्रांतीला प्रचंड चालना दिली. व्यवसायाचं बाळकडू होतंच. त्यानं या इंजिनचं पेटंट घेत जॉन रोबक याच्यासह भागीदारीत केली आणि इंजिन निर्मितीचा व्यवसाय सुरू केला. मात्र त्यांना यात फारसं चमकदार यश मिळालं नाही.

या काळात पोटापाण्यासाठी त्यानं चष्म्याच्या व्यापाऱ्याकडं नोकरी केली, कालव्यांचे सर्वेक्षण केलं, खोदकाम-बंदरांतील सुधारणा या प्रकल्पांवर काम केलं पण या कामात त्याचं मन रमलं नाही. शेवटी कंटाळून बर्मिगहॅमला जाऊन तिथं मॅथ्यू बोल्टन याच्यासोबत भागीदारीत नव्यानं इंजिन बनवण्याचा उद्योग सुरू केला. ही भागीदारी मात्र एक दोन नाही तर तब्बल २५ वर्षे टिकली आणि त्यांचा उद्योग भरभराटीला आला.

१७७६ साली त्यांनी दोन वाफ इंजिनं उभारली. यापैकी एक दगडी कोळशाच्या खाणीत आणि दुसरं लोखंडाच्या कारखान्यात उभारलं. या डेमोमुळं वाफेच्या इंजिनांची मागणी वाढली आणि यांच्या धंद्यालाही बरकत आली. पुढची पाच वर्षे त्यांनी तांबं आणि कथिलाच्या खाणीतील पाणी उपसण्यासाठी असंख्य इंजिनं उभारून त्यांच्या देखभालीचं काम केलं. खाणव्यवस्थापक मंडळीही इंधनाच्या खर्चात बचत होत असल्यानं खुश होते. ग्राहकवर्ग वाढत होताच पण तो अधिक खूश व्हावा, म्हणून भागीदारानं त्याला इंजिनाच्या दट्ट्यात काहीतरी बदल करावा असं सुचवलं.

मुळात रोजीरोटी बहाणा होता. याचं पोट यांत्रिक खटाटोपात जास्त भरायचं. त्यामुळं हा ही कामाला लागला आणि ‘सूर्य आणि ग्रह दंतचक्र’ ही योजना कार्यान्वित करत त्यानं इंजिनात परिवर्तन करत या द्विक्रिय इंजिनचं पेटंटही घेतलं. या सगळ्या उद्योगात त्यानं समांतर गतीचा शोध लावला, दाबमापक शोधला आणि सरतेशेवटी त्यांचं इंजिन परफेक्ट जमून आलं. इंजिनची शक्ती मोजण्यासाठी त्यानं याची तुलना घोड्याच्या शक्तीशी केली आणि अश्व शक्ती अर्थात हॉर्स पॉवर (Horse Power) ही संज्ञा प्रचारात आली.

त्यानं “१ अश्वशक्ती म्हणजे १ मिनिटात ३३,००० पौंड वजन १ फूट उंच उचलण्यास लागणारी शक्ती” हे मूल्य निश्चित केलं. दाबमापकानं इंजिनची अश्वशक्ती मोजून या अश्वशक्तीनुसार त्याची किंमत ठरवता येऊ लागली..

याशिवाय त्यानं अभियांत्रिकी आणि रसायनशास्त्र या विषयांतही संशोधन केलंच पण भाषा-संगीत यातही रस घेतला. या व्यतिरिक्त इंधनाची बचत करणारी भट्टी-दाब देऊन मजकुराच्या प्रती काढण्याचं यंत्र, अम्लता चाचणी दर्शक, नियामक झडप, क्लोरिनच्या मदतीने विरंजन अर्थात रंग घालविण्याची क्रिया असे एक ना अनेक उद्योग त्यानं केले. त्याच्या मुलभूत संशोधनामुळं थेट देशाची औद्योगिक अर्थव्यवस्था सुधारली आणि जगभरात तंत्रज्ञान क्षेत्रात दूरगामी बदल झाले.