科技之子火车和铁路

　　马车和石轨
　　车轮和路面越坚硬，车轮运动起来越省力。所以，古代人们用坚硬的石头铺路。要考察轨道的历史，恐怕只有到欧洲去找。
　　也许是受古罗马和希腊人用坚硬的石块铺城市街道的启示吧，人们发现：不需要在车辆经过的路面全都铺上石头，只需要在车轮经过的地方铺上就行了，于是有了轨道的雏形。这种铺设方式特别适合野地里临时铺设道路。
　　其实最早的轨道不是凸出的，而是凹下去的。生活在农村的人可能注意到：雨后车辆沿着车辙行走轻松多了。古希腊人因此在石铺的街面上凿出槽来，甚至凿出错车道来。在这上面行驶的马车按现在的叫法恐怕应该叫有轨马车了。
　　与现代的钢轨相近的首先是石轨。后来开始改变为用硬木架在横木（相当于现在的枕木）上做成的轨道。并将马车的车轮挖成凹形，正好嵌在木轨上，以免越轨。这是一个了不起的进步。不仅车在木轮上行驶轻快多了，而且由于车轮的特殊加工也使得车辆运行起来安全多了。
　　也许正因为如此，这种马车和轨道便被广泛应用了。特别在矿山用得最多了。我们知道：即使是现在开矿，也得用在钢轨上行驶的矿车将煤或其他矿石从地下坑道里拉到地面上来。在没有蒸汽机作动力的时代，人们就用马拉着马车在轨道上运矿。
　　早期运矿的石轨是在16世纪从德国引入英国的，这还多亏了英国女王伊丽莎白的谋求富强的新政策。到1660年，英国纽卡司安坦矿山才首先开始将石轨改为木轨。以后，英国人发明了蒸汽机这样一种全新的动力，很自然地想到了用它来代替马。所以在随后开始的工业革命中，英国人首先发明实用的机车并将它投入商业运营，这一点也不奇怪。
　　史蒂芬逊与火车
　　人类的聪明才智和不懈的努力使得人类得以不断地发明创造新东西来弥补旧东西的缺陷。17世纪，人们用木轨代替石轨，为弥补木轨容易磨损的缺陷，人们又发明了铁轨。铁轨的发明，得益于一个偶然的机会。1767年，英法殖民战争结束后，由于军需锐减，使得铁价猛跌。一家生铁公司的老板想把铁贮存起来等价格上涨以后再卖。他的聪明的女婿想了个办法，把铁铸成条状铺在工厂的路面上。后来大家发现车辆在这上面行驶格外地省力，于是便萌发了造铁轨的念头。
　　如果没有铁轨以及后来出现的钢轨，那么沉重的蒸汽机车在什么东西上行驶就是个问题了。因为木轨恐怕承受不了它那笨重的身躯。
　　我们知道，自瓦特于1765年发明了改进的蒸汽机后，英国首先开始了工业革命。蒸汽机被广泛地用于各种场合。但是，蒸汽机与“轨道上的马车”结合则是19世纪初的事。在为此做出努力的众多的先驱当中，特别值得一提的是英国人特里维西克和史蒂芬逊。
　　现在人们都知道：史蒂芬逊是蒸汽机车之父，而很少提到特里维西克。但事实上，在史蒂芬逊之前，特里维西克就制造了蒸汽机车，虽然还没有达到实用的水平，但他的工作对于别的从事这方面的工作的人不无启发。而且还对蒸汽机做了重大改进。
　　最早的蒸汽机车，往往机身过大，推力太小，要爬陡坡时往往要几台机车推动。因为这些机车所用的蒸汽机是利用蒸汽冷凝后产生的真空来推动活塞的。特里维西克将它改为交替在活塞两边注入高压蒸汽来推动活塞，从而使得推力大为增加。尽管如此，特里维西克总是不走运。他在1801年制造的第一辆蒸汽机车在带着朋友去兜风时，中途停靠在一家饭店附近。在他吃饭时，锅炉的水烧干后引起的大火将饭店和机车烧了个精光。在1804年，他取得了小小的成功；他的机车载着10吨铁矿和70个人成功地以8千米的时速运行了。但是这个速度太慢。在1808年，他又在伦敦的博览会上开着机车在圆形轨道上做了载客表演。但仍未获得成功。后来有了史蒂芬逊的辉煌的成功，他就更默默无闻了，直到20多年后他死于极度的贫困。
　　如果说特里维西克是失败的英雄的话，那么史蒂芬逊就是成功的骄子。虽然他的道路并不平坦。
　　史蒂芬逊从小没上过学，14岁即随父亲在煤矿做工。但他勤奋自学，甚至不惜步行1000多里到瓦特的故乡去工作，以便弄清蒸汽机的构造和原理。他潜心研究多年，其间有成功的喜悦，也有失败的痛苦。终于在1814年设计制造了能实用的蒸汽机车。机车的车轮采用了杰索普发明的和轨道搭配的内侧带轮缘的铁轮。但这辆车并不是很成功；车速太慢，噪声很大，加上烟囱冒火。所以乘客往往“全副武装”；将头和脸蒙上，以免烧伤。史蒂芬逊也因此遭到一些人的嘲笑。但他顶住了压力，继续执着于研制他的机车。终于写下了蒸汽机车时代辉煌的第一页。
　　1825年9月27日，当乔治史蒂芬逊驾驶着他的“动力”号驶离达林顿车站时，车站的观众心情无法平静。他们期望这次全长19千米的行程一帆风顺，但谁也无法预料这载着600名乘客和大批货物的机车第一次行驶会发生什么意外。3小时后，当“动力”号顺利到达目的地斯克顿时，整个城市沸腾了。人群的欢呼声、礼炮声、乐队的演奏以及教堂的钟声响成一片。标志着一个新的时代开始的全新的交通工具就这样诞生了。从此以后，陆地运输转入以铁路运输为主的时代。史蒂芬逊并没有停止前进。他和他的儿子罗伯特研制的“火箭”号在4年后的从利物浦到曼彻斯的悬赏比赛中，以其高速度、强牵引力和稳定的性能一举夺魁。史蒂芬逊和他研制的机车也载入了史册。