陆上交通的新纪元

瓦特蒸汽机引起水域交通工具的革命，同时也促使陆上交通工具的革命，英国人斯蒂芬逊的蒸汽机车驶进了近代科学技术史的舞台。

蒸汽机车，就是我们所熟悉的火车。一个火车头拉着一条长龙似的车厢， 飞快地在轨道上奔驰。它越过平原，穿过峻岭，飞渡桥梁，穿越隧道。

然而，这力大无比的火车头是谁发明的？又是怎么制造出来的？

车的历史和船同样久远，早期的车以人力和畜力为主要动力。马车是人类文明史上数千年来主要的陆上交通工具，是近代火车的直接先驱。

18 世纪中期开始进行蒸汽机的研究，这时就有人想用蒸汽机来牵引车， 但不是在轨道上行驶的蒸汽机车，而是公路上行驶的蒸汽汽车。

在蒸汽机刚发明时，主要用于矿井下抽水泵的动力，后来有人想用于矿车的牵引，以便把大量煤炭快速地运到远处。

那时，由于采矿业的发展，矿产品的运输是一个突出的问题，运输工具仍然是马车。在使用马车的过程中，人们逐渐发现，马车在有轨道的路上行驶时，拖拉的重量比在普通路面上高 3 倍。于是就铺设了木轨道，因为当时的冶金业不发达。

木轨道的发明和应用，是运输业的一大进步，也为蒸汽机车的发明打下了基础。

随着冶金业的发展，在 1738 年英国的一家矿山出现了第一条“铁轨”， 当然它只是包有铁皮的木轨，运行的仍然是马车。

1759 年，英国物理学家罗比森提出了用蒸汽车在铁轨上拉动车子的最初设想，第一次把蒸汽机和铁轨联系起来。但是，许多人担心，具有铁轮的机车又笨又重，在光滑的铁轨上行驶，只会打滑空转，根本无法前进。

于是，1769 年法国的居纽制造出蒸汽汽车，1783 年，英国的默多克制成的也是蒸汽汽车。

1802 年，英国的特列维希克制造出了第一台真正的铁路上行驶的蒸汽机

车。这辆机车可以牵引 5 辆货车，载重 10 吨和 70 名乘客，时速 8 公里，性能优异。

遗憾的是，用铸铁制造的铁轨非常脆，运行几次后就损坏了，机车再也无法行驶。这样，尽管特列维希克的机车是一次巨大的成功，却没有能够得到应用。同时，由于他缺乏继续研究的毅力，而逐渐被人们遗忘。

英国的斯蒂芬逊也热心研究蒸汽机车，终于发明了第一台真正可供实用的蒸汽机车。

乔治·斯蒂芬逊，1781 年 6 月 8 日生于英国一个穷苦的矿工家庭，8 岁时就去给人家放羊，16 岁时随父亲去煤矿做工，当上了一个给蒸汽机烧锅炉

的工人的助手。由于天天和蒸汽机打交道，而热爱上机械，对蒸汽机的构造和性能逐渐熟悉了。

要掌握技术，通晓理论，没有文化是非常困难的。他头脑里总是在想，水蒸汽为什么能使机器转动？转动的机器为什么能代替人进行工作？这些原理书上有，可是没有文化的斯蒂芬逊看不懂。于是他下决心努力学习文化。矿上有一所夜校，专门招收 7 至 8 岁的儿童。这一天，一位大约 18 岁

的小伙子来到夜校，和比他矮半截的小同学一起上课，他就是斯蒂芬逊。 从这一天开始，斯蒂芬逊白天做工，下班后还帮别人修理钟表，晚上拖

着疲惫的身体去夜校读书。凭着坚韧的毅力，他从夜校毕业了。

有了知识，就可以阅读各种科技书籍，研究蒸汽机和其他机械，斯蒂芬逊的理论和技术突飞猛进。

1809 年的一天，矿上的一辆运煤车坏了，许多技师查了很长时间，都找不到原因。

“让我来试试。”斯蒂芬逊自告奋勇。 “你也行？”一个骄傲的技师鄙视地看着眼前这个不起眼的锅炉工。“真不知天高地厚！”另一位技师也讥笑着附和。 “我会修好的！”斯蒂芬逊是那样的自信。

他从容不迫地把车子拆开，一件件检查、修正，然后重新安装好，运煤车又欢快地开动了。

斯蒂芬逊由于修好了技师们修不好的运煤车，而被任命为工程师，年仅28 岁。

1812 年，斯蒂芬逊在伦敦工业展览会上看到了特列维希克的蒸汽机车模型，从而产生了极大的兴趣.投入到蒸汽机车的研制中。斯蒂芬逊对当时火车制造和行驶中存在的问题，进行了认真的研究，总结前人的经验教训，加上他具有蒸汽机及一般机器的基础知识，和不懈的奋斗精神，经过两年多的研究试制，终于在 1814 年制成了他的第一台蒸汽机车，名字叫“布鲁茨赫尔” 号。

这台机车在坡道上行驶，载煤 30 吨，时速 7 公里。当然这台机车本身很不完善，它的外型比较难看，构造简单，由于没有安装弹簧，行驶时颠簸剧烈，甚至把铁轨都颠坏了。

于是有一些人对这一新生事物大肆指责。有人说隆隆的机车声破坏了世界的安宁，铁路两旁的牛羊受惊不敢吃草，鸡鸭受惊而不能下蛋。有人说车头冒火把附近的树烧焦了。有人说，锅炉会爆炸，车厢会颠覆，乘客将会遇难。

斯蒂芬逊不怕讥笑与责难，克服困难，继续研究。

从 1814 年到 1825 年，斯蒂芬逊先后制造了 19 台机车，信心大增。

这期间，他对机车和轨道进行了重要的技术革新。首先是把蒸汽机的出汽管道用小管引人烟囱，一方面减小了噪音；另一方面加快了出烟速度，使煤燃烧更充分，提高了热效率，提高了机车的载重量和速度。

其次，在机车上增加了弹簧和其他部件，减轻了震动，提高了稳定性。第三是改革铁路轨道。原来的轨道是在优质木轨外包上铁皮，而斯蒂芬

逊第一次用铁铸成的铁轨，并在枕木下铺了石子，从而加强了铁轨的抗震能力。

1823 年，英国建造从斯托敦到达林顿之间的商业铁路，斯蒂芬逊出任总

工程师。

1825 年 9 月 27 日，斯蒂芬逊亲自驾驶自己设计制造的“旅行号”蒸汽机车在这条铁路上试车。

有人这样描写试车的盛况：“今天早晨发生的情景是难以描述的，人人精神振奋，心情愉快.有些人喜形于色，另一些人惊讶不已，使得这个场面丰富多采。机车在预定的时刻开动了。⋯⋯铁路两旁人山人海，许多人跟着火车跑；另外一些人骑马沿路旁跟随火车。”

“旅行号”机车牵弓 132 节车厢，载有 90 吨货物，并带有 450 名乘客，

时速 20 公里。

这次试车成功了！从此，开辟了陆上运输的新纪元。

1826 年，英国决定在两大城市曼彻斯特和利物浦之间修建一条铁路，由斯蒂芬逊主持修建。

这条铁路的工程是空前的。沿线要架设 63 座桥梁，在利物浦附近要开挖

2 公里的隧道。斯蒂芬逊不畏艰难，顽强拼搏。

他还顶住人为的非难。有人散布谣言，说什么火车和煤烟会毒害家禽牲畜，火车要爆炸而炸死乘客。更严重的是，那些依靠运货马车和客车而谋生的人们，担心铁路建成后将失去生活来源，而对斯蒂芬逊进行人身迫害。

斯蒂芬逊下定决心，不怕诽谤与恐吓，排除艰难和险阻，和工人们齐心协力，顽强奋斗，终于把这条铁路建成了。

这个时期，也有其他人试制机车，他们提出：“这条铁路用斯蒂芬逊的机车不一定合适，应该和其他机车进行比赛，从中选出最优秀的机车。”

“那就进行一次机车比赛来决定吧。”斯蒂芬逊欣然同意。

比赛的条件是，以时速 16 公里的速度，在利物浦附近的赖布尔 3.2 公里

的线路上往复行驶 20 次。

1829 年 10 月，比赛的日期到了。参加比赛的有 4 台机车，其中就有斯蒂芬逊最新研制的“火箭号”。

赖布尔人山人海，人们观看这场从来没有看过的机车比赛。首先是“新奇号”，在第三次往返中，机车管道破裂。第二台机车一开始就出了毛病而不能行驶。

第三台登场的是“火箭号”，以平均 45 公里的时速，跑了 20 个来回， 获得了普遍赞誉。

最后一台在第 10 次往返中出了故障，人们为之惋惜。斯蒂芬逊的“火箭号”机车大获全胜。

从此，人们不再怀疑蒸汽机车的性能了。在英国出现了铁路建筑的热潮。其他国家的铁路运输也迅速发展起来。

斯蒂芬逊原来只是个牧童，18 岁时还是个文盲，但是他勇于实践，敢于创新，甘于吃苦，乐于奉献，为蒸汽机车做出了杰出的贡献，被后人誉为“近代蒸汽机车之父”。

此后，斯蒂芬逊一直从事机车制造和铁路建设工作，直到 1848 年逝世。第一次工业革命是生产力发展的必然结果，极大地推动了社会的发展。第一次工业革命从其进程来看，可分为三个阶段，即以纺织机械为内容

的工作机革命，以蒸汽机为内容的动力机革命，以汽船和机车为内容的运输革命。这三个阶段依次可视为序曲、主调、尾声，构成了第一次工业革命的完整乐章。

第一次工业革命极大地推动了自然科学的发展。