火车是由众多发明家共同努力火车和铁轨哪个最先被发明,不断改进,最终出现的伟大人类发明。威廉·默多克于1784年做出了第一台模型蒸汽机车。理查德·特里维希克于1801年做出了第一台能在公路上行驶的载人蒸汽机车。最终,乔治·斯蒂芬森于1814年造出了第一台真正意义上的火车——布鲁克号。
“暗夜里怒吼的魔鬼”——威廉·默多克与第一台原型蒸汽机车
▲威廉·默多克(William murdoch)
威廉·默多克是蒸汽机发明者瓦特的助手,他对当时的瓦特蒸汽机进行了多项机械改进和发明。1784年,威廉·默多克造出了第一台模型蒸汽机车。这是英国第一个有记录的人造机器完全在自己的力量驱动下移动。
▲默多克的模型蒸汽机车,史上最早的火车
默多克制作了多个模型,包括全尺寸模型。有一天晚上,默多克在开阔地试验他的机车,蒸汽机车锅炉里燃烧着火焰,呼啸着行驶在黑夜里,越跑越快,一转眼就把默多克给甩下了。正巧,一个牧师走在路上,眼看着不知道什么鬼东西喷着火焰,怒吼着向他冲来,吓得牧师以为自己撞见了“魔鬼”。
然而,可能是由于瓦特的反对,默多克没有继续自己的工作。默多克同样是一名优秀的大发明家,他在17世纪末发明了煤气灯,还发明了包括太阳和行星齿轮、D滑阀在内的多项技术创新,还在化学方面取得了许多发现。
“喷气恶魔”(Puffing Devil)——理查德·特里维希克与地上第一载人机车
▲理查德·特里维希克(Richard Trevithick)
理查德·特里维希克(Richard Trevithick)是采矿队长的儿子,他的校长评价他“不听话、顽固、被宠坏了,经常逃课还非常马虎”。长大后,特里维希克成为了矿山蒸汽技师,随着经验技术的增加,他很快意识到高压蒸汽的技术前景,而且并不是唯一一个意识到这一技术前景的人。特里维希克直接看到了默多克1784年的模型蒸汽机车,并开始设计制造机车。
1801年圣诞节,特里维希克的第一台全尺寸蒸汽机车成功上路,这台蒸汽机车被命名为“蒸汽恶魔”(Puffing Devil),并搭载了六名乘客,特里维希克的堂兄安德鲁驾驶,从坎伯恩到附近的贝肯村。这是蒸汽驱动运输的第一次成功示范。
可惜的是,进一步测试期间,“蒸汽恶魔”被开进了沟里,在机器依然工作的情况下,特里维希克和朋友们跑到附近吃了一顿烧鹅。结果机车发动机过热,引发大火,机器直接烧成一堆废铁。
1803年7月,特里维希克制造了第二台蒸汽机车,命名为“伦敦客车”(London Steam Carriage),这台蒸汽机车载上了7、8名乘客,以14公里的时速行驶。不幸的是,特里维希克的马虎又一次害了他,在晚上的行驶中,他和同事把机车撞到了房屋栏杆上。一时间,人们被吓得够呛。
▲“伦敦客车”(London Steam Carriage)现代复原模型
特里维希克再一次展现他的顽强,他又一次制造了一台蒸汽机车,这一次,机车行驶在铁轨上。铁轨的出现其实是早于机车的出现。在用马车拉矿石的过程中,人们发现,马在有轨道的路上所拉的重量,是普通路面的3倍。特里维希克的新机车载着五节车厢10吨铁矿石和70名乘客,成功抵达16公里铁轨的终点。这是真正意义上的火车。
然而,特里维希克的火车问题依然很大,机车过重,铁轨压坏了,路基塌了,特里维希克又一次遭遇了商业上的失败。
▲蒸汽马戏团
特里维希克之后只能把自己的火车变成一个“蒸汽马戏团”,以此来获得收入。门票——一先令。晚年的特里维希克在南美采矿,几度浮沉,境况凄凉。1833年4月,这位火车的发明先驱在贫病交加中去世,死的时候身无分文。
“踩着轮子的钢铁怪兽”——“铁路之父”斯蒂芬森与铁路时代的序幕
▲乔治·斯蒂芬森(George Stephenson)
乔治·斯蒂芬森(George Stephenson)出生贫寒,父亲是煤矿工人,一家有八个孩子,一家老小都不识字。斯蒂芬森14岁就到煤矿上成为了一名司炉工,工作就是给机器加机油。好奇的斯蒂芬森对蒸汽机运行原理非常感兴趣,一天竟然在下班后把机器完全拆开,然后又把机器装了回去。第二天,提心吊胆的斯蒂芬森发现,机器运转如常,还比平时转得还好。他经常拆装机器,就这样搞清了机器的结构原理。但直到18岁,他还是文盲。斯蒂芬森在18岁时主动进了夜校,从小学一年级开始发奋读书,每天都和七、八岁的孩子一起上课。勤奋的努力再加上一线工作的实践,斯蒂芬森成为了合格的机械修理工。
▲斯蒂芬森的早期蒸汽机车是金子一定会闪光的。二十八岁时,矿山一台机器故障,几个老资格机械师修了许久也找不到毛病。斯蒂芬森自告奋勇,他拆开所有部件,仔细查找原因,竟然成功修好了机器。斯蒂芬森被破格提拔成为工程师。
1812年,斯蒂芬森见到了特里维希克的蒸汽机车,他开始着手设计制造自己的蒸汽机车。为了研制蒸汽机车,斯蒂芬森步行1000公里,来到瓦特的故乡苏格兰,学习蒸汽机的第一手资料,整整工作研究了一年时间。斯蒂芬森对蒸汽机车进行多项改进工作,从1814年至1821年,在矿山累计制造了16台蒸汽机车,用作煤矿运输,这其中就包括他真正意义上的第一台火车——“布鲁克”号(Blücher)。1821年,斯托克顿到达林顿铁路准备开建,这是一条本打算由马匹牵引的铁路。斯蒂芬森努力说服了公司董事皮斯,并为此设计了世界上第一条专门采用机车的铁路线路。
1825年9月27日,世界上第一条铁路开通。机车被命名为“机车一号”(Locomotion No. 1),列车长122米,包括十二节车厢装满煤和面粉,二十节客车,坐满了450名乘客。火车以每小时39公里的时速,有力地行驶着。
四万名观众聚集在开通仪式上,惊奇的看着这个钢铁巨兽,随着一声激昂的汽笛声,“机车一号”冒着白烟,咆哮着开动了,就连地面都随着火车的前进而有节奏的颤动。人们不敢相信自己的眼睛,这个踩着轮子的钢铁怪兽竟然有如此巨大的力量,人群中爆发出雷鸣般的欢呼声。
而这条铁路所采用的铁轨轨距,就是4英尺8又1/2英寸,这就是全世界标准轨距1435毫米的由来。今天中国包括高铁、地铁在内的几乎全部铁轨都是这个轨距。
1829年10月,利物浦到曼彻斯特铁路竣工时,一场声势浩大的竞赛开始了,10辆机车参赛,但比赛当天只有5辆能够运行(其中一辆实际是马力机车)。比赛要求重量不能超过6吨,沿着赛道行驶97公里。斯蒂芬森的机车是“火箭号”是唯一完赛的机车,它平均时速19公里,最高达到48公里/小时,运输货物13吨。最终,获得了500英镑的奖金,相当于今天的40379英镑。
总结斯蒂芬森的成功彻底开创了一个时代——铁路时代的到来。在随后的几十年里,欧美各国掀起了建设铁路的高潮,铁路与蒸汽机车在各个国家里落地生根,开花结果。
1848年,英国铁路达到75条。
美国1828年开始修建第一条铁路,1869年铁路线横贯北美。
法国1830年开始筹建第一条铁路,1847年国内铁路干线已达1535公里。
德国1835年开始修建第一条铁路,1845年国内铁路干线长达2000公里。
到19世纪末,全世界铁路总长达到65万公里,是名副其实的交通运输大动脉。
这一切的由来,是那个时代无数的发明家锐意革新,勇敢探索,不在意他人的非议嘲笑,不理睬旁人的无知不解,一代又一代人,吸收借鉴前人的经验,踩在前人的肩膀上,才迎来了今天铁路的便捷与舒适。
18岁时还是文盲的斯蒂芬森,一生是怎样为发明火车做出如此巨大贡献的,读完了这篇,您觉得呢?