发明火车的矿工司蒂芬逊

    勤勉好学的孩子

    火车,大家一定都坐过或见过吧。一台巨大的机车(火车头)拖着一列长龙似的车厢,轰隆隆风驰电掣般地在铁路线上奔驰。一个火车头一般可以牵引十多节客车厢,运载几千名旅客和行李;或者牵引四五十节货车厢,满载千百吨货物。拖了这么沉重的负荷,火车照样日行千里,飞快地掠过平原,穿过峻岭。那么,这力大无比的火车头是怎么制造出来的?又是谁发明的呢?

    这还得从170多年前,世界第一列火车诞生和开始运行说起。

    那是1825年9月27日,天还没大亮,在英国斯托敦和达林顿附近居住的许多男女老少,就纷纷起床了。他们有的步行,有的骑马,有的坐车,络绎不绝地朝同一个地方赶去。

    他们去干什么呢?原来,那里要举行一次机车试车表演。一时,观众如潮,盛况空前,简直比过节还热闹。

    忽然,汽笛一声长鸣,只见一台喷云吐雾的机车头,拉着20节挤满乘客的车厢和六节煤车,轰隆隆地向达林顿方向驶去。参观试车表演的人群,立刻发出了热烈的欢呼声和惊叫声。铁道两旁人山人海,许多人跟着火车跑,另外一些人骑着马沿路在追赶。有人喜形于色,有人惊讶不已。在驶进达林顿的路上有一个斜坡,司机决定在这里试验火车的最高时速,他拉响汽笛,加快行驶,时速竟达24千米。

    人类第一列火车——“旅行者”号试运行圆满地成功了!从此,开创了陆上交通运输的新纪元。

    你知道吗?发明这世界上第一列火车的,是放牛娃出身的工程师——乔治·司蒂芬逊(George Stephenson, 178l—1848)。“旅行者”号试车时的司机也是由他担任的。

    乔治·司蒂芬逊生于英国北部产煤的纽卡斯尔。他的父亲是煤矿的一个蒸汽机司炉工,母亲是一个普通的家庭妇女。一家八口人,全靠父亲的一点工资生活,日子过得十分艰难,一家人常常挨饿,因此司蒂芬逊从小没有机会上学。为了分担父亲的困难,他8岁那年就去给人家放牛了。

    贫困的家庭生活,繁重的体力劳动,并没有磨灭司蒂芬逊强烈的求知欲望。每当去煤矿给父亲送饭的时候,他总是围着轰隆轰隆转动的机器,入神地看个够。他想,自己长大以后,要是也能像父亲那样当一个司炉工,操纵巨大的蒸汽机,那该多好。于是,他趁放牛的时候,用野地的泥巴来做蒸汽机模型,有锅炉、有汽缸、有飞轮,做得似模似样。

    司蒂芬逊14岁那年,跟随父亲到煤矿当了一名见习司炉工。望着炉膛里熊熊燃烧的火焰,听着飞快转动的机器轰隆声,他高兴极了。他一会儿往炉膛里添煤,一会儿给机器擦去油泥,总是不觉得苦和累,因为他终于和日夜思念的蒸汽机相伴了。他每天都把机器擦得干干净净,同时仔细地观察机器的转动情况,研究机器的结构和性能。

    一个星期六的下午,工人师傅都下班回家了,司蒂芬逊为了清除机器内部的污垢,把一台蒸汽机的部件全部拆了下来,他想趁此了解机器内部的结构。拆机器容易,但是装配起来却不容易。司蒂芬逊忙了大半天,才把机器重新装配好,这时候外面早已是满天星斗了。

    司蒂芬逊完全忘记了饥饿,在回家的路上,他心里咚咚地跳个不停,生怕重新安装的机器明天开动不了,要是耽误了生产,老板是一定不会饶恕他的。他越想越害怕,一晚上都没有睡好觉。

    第二天一清早,他第一个跑到煤矿,生火加煤,紧张地试着发动那台修过的机器。哪知这台机器一开动,竟然比平常运转得还好。这时,司蒂芬逊那颗悬在半空的心,像一块石头落了地,他开心极了。

    他初步弄清了蒸汽机的构造,又想模仿着自己做一台小机器。于是他根据拆装过的那台蒸汽机,试着画了一张机器的草图,送给矿上的一位总工程师看。总工程师看后,高兴地拍着他的肩膀说:“好啊,有志气的孩子,希望你多读书,多掌握科学知识,将来发明一台比蒸汽机更好的机器!”然而,这谈何容易。要真正弄懂蒸汽机的工作原理,单靠观察是远远不够的,还必须具备数学、力学和物理学等多方面的知识。而17岁的司蒂芬逊还是个文盲,从小没有进过学校门,怎么读高深的理论书籍呢?

    但是困难吓不倒有心人。司蒂芬逊决心一面工作,一面到夜校去学文化课。他白天要做工,还要抽空给人修理钟表,做木匠活,多赚点钱补贴家庭收入的不足。直到晚上,他才能夹着书本,到夜校去上课。那时候,他已是一个17岁的小伙子了,可是他不怕羞,每天都和七八岁的孩子一起,坐在教室里听老师讲课。

    由于他勤奋好学,刻苦用功,很快就掌握了许多科学知识。平时他总是把书本揣在口袋里,一有空就如饥似渴地阅读。功夫不负有心人,经过几个春秋的顽强拼搏,司蒂芬逊不仅学会了读书写字,弄懂了有关蒸汽机的专业技术知识,还初步掌握了矿里各种机器的性能。22岁那年,司蒂芬逊成了煤矿的一名机械修理工。

    晋升工程师以后

    1810年,矿上一台重要的蒸汽机出了故障,许多机械师忙得汗流浃背,谁都找不出原因。总工程师闻讯赶来,看到机械师们个个抓耳挠腮,束手无策。这时,司蒂芬逊自告奋勇地说:“让我来试一试。”那些自命不凡的机械师们瞧不起这个青年修理工,用不屑一顾的轻蔑眼光打量着他,讥笑他不知天高地厚。有一位老机械师说:“我们都没有办法,你还敢来逞能?”总工程师担心机器停产损失太大,他了解司蒂芬逊平时喜欢摆弄机器,便答应让他试着去修一修。

    司蒂芬逊挽起袖子,把机器的零部件全部拆开,对每一个零件都进行了检查和修正。然后,又仔细地把机器的零部件组装在一起,并从头到尾又检查了一遍。于是他下令开车,蒸汽机果然轰隆轰隆地运转起来了。煤矿经理听说这件事以后,非常高兴,正式聘请这个29岁的年轻人担任煤矿机械师,两年后,又提升他为总工程师。

    司蒂芬逊生活的年代里,瓦特发明蒸汽机后为大规模的机器生产提供了强大的动力。资本家生产出来的大批工业品,急需用先进的交通工具尽快地输送到各地去销售。

    18世纪初,矿车是在敷设木板或铁板的坡道上用手推或马拉的。1770年,发明了在坡道上敷设铁轨使矿车在轨道上行驶的方法。这种方法逐渐获得了推广。

    当时,还没有人发明有轨道的牵引矿车的蒸汽机车,尽管有人想用蒸汽机牵引煤车,但发明者考虑是在没有轨道的路上行驶的,认为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,无法前进。

    敢于打破这种顾虑并着手制造蒸汽机车的,是英国的发明家特莱维茨克(Richard Trerithick,1771—1848)。他设想,能拉重载快速行驶的蒸汽机车,必须使用小型、轻便而且能产生强大功率的蒸汽机。

    为此,必须制造高压蒸汽机。但是,那时的机械加工技术还很难制造出能够承受高压的锅炉、汽缸和蒸汽管道。因此,这个设想一时未能实现。

    特莱维茨克继续不懈地进行研究。不久,由于机床加工和铸造等技术的进步,工业界已能制造出相当实用的机械,他终于在1802年将近圣诞节的时候,制成了装有高压蒸汽机的蒸汽车。

    但是这台车不是在轨道上跑的蒸汽机车,而是在公路上跑的蒸汽汽车。特莱维茨克的这台蒸汽汽车可以坐五六个人,在伦敦的街道上自由地跑来跑去,引起了人们的惊奇。

    在成功的鼓舞下,特莱维茨克决心制造装有高压蒸汽机的机车。经过苦心研制,他终于在1803年制成了第一辆有轨蒸汽机车。这辆机车具有带烟筒的锅炉,汽缸的废气从烟筒中排出,加强了锅炉对新鲜空气的吸入。此外还作了其他方面的改进。

    这辆机车可以牵引5辆货车,载货重10吨和70名乘客,时速达8千米。这是世界上最早发明的铁道机车。由于行车时车头有时要冒出火来,所以有了“火车”这个名称。

    然而,遗憾的是,用铸铁制造的铁轨非常脆,试运行几次以后就损坏了,机车再也无法行驶。同时,这台机车也经常发生零件损坏和出轨等事故。

    这样,尽管特莱维茨克取得了一次巨大的成功,但蒸汽机车却未能得到应用而逐渐便被人们忘却了。

    当时一些研究人员和发明家,把特莱维茨克的蒸汽机车未能推广应用的原因归结为主要是车轮空转的障碍没有克服。

    1813年,一位名叫布兰顿的人,制成一辆奇形怪状的蒸汽机车,在机车的后面有两条像马脚一样的腿,目的是使车轮不致打滑。这种机车行驶起来像马跑一样咯嗒咯嗒地不停震动,终于引起锅炉爆炸而使机车报废。

    此外,在同一时期,马莱和布伦金索普发明了一种有齿轮的蒸汽机车,通过机车齿轮与轨道的齿相啮合而前进。这种齿轮式蒸汽机车,不像布兰顿的踢踏式蒸汽机车那样剧烈震动,能以每小时6千米的速度牵引20吨的煤车行驶。

    发明这些不同机车的动机,都是想在煤矿中使用蒸汽机车。然而要从很深的矿井沿着陡坡牵引沉重的煤车,车轮必然打滑。发明家的担心是有道理的。

    当时,海德雷和布莱克特二人也制成一辆机车,命名为“巴芬比利”号,既不用带齿铁轨,也不用马腿装置,机车的行驶靠轨道和车轮之间必要的摩擦力作用。

    从1812年到1813年,英国人制成了多种蒸汽机车,其中以海德雷和布莱克特发明的机车性能最好,在英国的煤矿中使用了四五十年之久。

    艰难曲折的历程

    在许多人研究蒸汽机车的热潮中,司蒂芬逊也在研究火车。他想,煤矿上蒸汽机能把深井里的水抽上来,特莱维茨克的机车能拉动十几吨重的货物,这巨大的力量是从哪里来的呢?他细心观察,反复思考,终于悟出了其中的奥妙。原来,火车要想拉得多,跑得快,全靠“大力士”蒸汽机。

    为了掌握蒸汽机的原理,司蒂芬逊经过长途跋涉,步行750多千米路程,来到瓦特的故乡苏格兰的格拉斯哥去做工,在那里整整工作和研究了一年。他不知疲倦地阅读了许多有关蒸汽机的书籍,研究了蒸汽机的发展演变历史,实地考察了各种类型的蒸汽机的特点。

    从瓦特研究改进蒸汽机的过程中,司蒂芬逊懂得了许多机械原理:飞轮可以积蓄能量,保持机器的匀速运转;通过曲柄连杆的传动,可以把活塞往返的直线运动,变成车轮旋转的圆周运动。更重要的是,他明白了能的转变和能量守恒定律。煤燃烧放出能量,水受热变成蒸汽得到能量。

    啊!是蒸汽的能量推动活塞往返运动,而带动车轮旋转,火车便向前运行了。所以,汽缸里的蒸汽温度越高,能量越大,火车就可以拉很多的货物,而且比马车跑得更快。

    司蒂芬逊在总结和掌握了前人制造蒸汽机车的经验教训以后,便开始研制新的蒸汽机车。他把当时的立式锅炉改成卧式锅炉,用扩大炉膛的办法,来增加锅炉的受热面积和蒸汽。而且把锅炉改成卧式后,高度降低了,行走、转弯也就平稳、灵活得多。此外,他还在车轮的圆边加上了轮缘,防止火车发生出轨事故,以保证行车安全。

    经过几年的研究和反复试验,32岁的司蒂芬逊在1813年造出了他的第一台蒸汽机车“布鲁海尔”号。

    新生事物一开始总难免有缺点。司蒂芬逊的这台机车牵引力虽然很大,能拉30多吨的货物,但是行驶速度很慢,而且开动起来震动得很厉害,不仅震松了车上的许多螺栓,连路轨也震坏了。另外,蒸汽机车放汽的声音尖叫得令人刺耳,吓跑了附近的牛群。一时间各种讥讽劈头盖脸而来:“这车怎么还不如马车啊?”“这玩意儿拉东西不中用,声音倒挺‘管用’,把牛羊都吓跑了。”

    有一次,司蒂芬逊驾驶这个火车头在煤矿进行试车表演。在试车过程中,由于机车上的螺栓震松了造成翻车,把一名乘车的英国国会议员和某交通公司的董事长摔伤了,于是嘲笑、指责更甚了,一些原来赞成试验的官员也起劲地反对,他们甚至断言用蒸汽机车作交通工具是根本不可能的事。

    面对失败和一连串的责难,司蒂芬逊并没有灰心丧气,他以巨大的勇气和毅力,决心对火车头继续进行研究和改进。

    为了减轻火车行驶时的震动,司蒂芬逊在车体的下面装置了弹簧。

    为了进一步提高锅炉的受热性能和增加蒸汽量,以加大机车的牵引力和延长锅炉的使用寿命,他在锅炉里增设了二十多根小烟管,让炉膛里冒出来的高温烟气,从小烟管排出去。这样,既避免了蒸汽被挤出时发出的啸叫声,又增加了动力,使车轮的转速比以前快了两三倍。

    为了防止因温度太高引起锅炉爆裂的事故,他从薄玻璃杯传热快不易爆裂的现象得到启示,于是他不增加锅炉壁的厚度,而是在锅炉的烟道中添置了一些预热管,使废热气从管外经过。这样,加入锅炉的冷水先经过预热管预热,然后再进入锅炉,以避免加入冷水时,因温度剧烈变化而造成锅炉破裂。

    新的蒸汽机车制造出来了。在煤矿上试用的结果显示出了它巨大的优越性,从根本上改变了原来煤炭运输的落后面貌。

    1814年,司蒂芬逊又把“布鲁海尔”号改进为具有两个汽缸的蒸汽机车。它的时速达到7千米,可以在坡道上行驶,能载煤30吨。煤矿老板看到司蒂芬逊的研究成果有利可图,决定投入大笔资金支持他的研制工作。

    1815年,司蒂芬逊制造出的第二台机车,是根据特莱维茨克机车改制的。1816年,他又制造了第三台运煤机车,并发明了装在机车外部的连杆连接车轮的传动方式,从而增加了机车的牵引力。从此,司蒂芬逊成了蒸汽动力机械专家。

    从1814年到1825年,司蒂芬逊为各地矿山制造了55台采矿运输机械,其中16台是蒸汽机车。当时英国采矿业的发展迫切需要蒸汽机车,特别是要将煤炭从产地运到海港装上船,这样,机车的作用就越来越大。

    达林顿是英国的煤都,堆积如山的煤炭只能靠载重马车一车车拉到海港斯托敦。因此有人建议修筑火车铁路。经过协商,运煤公司决定聘请司蒂芬逊担任这项工程的总工程师,在英格兰北部斯托顿和达林顿之间修建一条铁路。

    他根据自己多年的实践经验和研究成果,设计了新型铁轨和路面,铁轨由原来的生铁改为熟铁,轨道宽度改为143.5厘米,在枕木底下铺上小石块。这一系列改革,使蒸汽机车的优良性能得以充分发挥。

    由于越来越多的矿山、工厂需要蒸汽运输机车,1823年司蒂芬逊与两位投资者合作建立了世界上第一家机车制造厂。不久,英国各地矿山和工厂越来越多地使用司蒂芬逊制造的蒸汽机车。但它们都是短距离的,而且速度比较慢。

    能不能让蒸汽机车以更快的速度长距离地运输客人和货物呢?司蒂芬逊认为在理论上应该是可行的。于是,他开始了这方面的努力。

    激动人心的试车和比赛

    1825年,司蒂芬逊制造了为运送旅客和运输煤炭而特别设计的“旅行者”号机车。经过多方游说,英国官方同意他在斯托敦与达林顿之间40千米的商业铁路上,作长距离的试车运行。

    9月27日一大早,司蒂芬逊和他的助手及司炉工来到斯托敦铁路机车起点站,他无限深情地望着这台油光铮亮、结构精良的“旅行者”号。火车头后面拉的是6节装面粉的车厢,接着是20节挤满600多名乘客的改装车厢,最后是6节载煤车厢(当时的车厢要比现在的小),总共32节客货车厢,载重90多吨,像一条长长的巨龙横卧在铁道线上。

    司蒂芬逊和助手对机车各个部位作了最后一次检查。一切正常,他示意锅炉工加煤。炉门打开,炽热的火光照映着他的面庞。此时,司蒂芬逊感到周身的血液在沸腾,胸膛里像擂鼓似的怦怦直跳,兴奋、喜悦、紧张相互交织在一起,激动的心情难以平静。

    这时,阳光升起,晴空万里。铁路两边人山人海,观众如潮,在欢庆的乐鼓声中,司蒂芬逊站在车头上,笑容满面地向欢呼的人群挥手致意。

    锅炉工敏捷快速地向炉膛内加煤,气压不断升高,汽管冲出高压蒸汽。上午9时,只见一个骑着马的指挥官从车尾跑向车头,挥动着信号旗,示意开车。

    司蒂芬逊拉了一下汽笛,机车轰鸣起来,大烟囱里冒出滚滚黑烟,机车两旁的连杆机构开始启动,随着有节奏的响声,车轮一齐开始在铁道上滚动起来。车上的旅客顿时叫喊起来:“动了,动了!”两旁观众欢声雷动,许多人跟着火车跑,一些人骑马沿着公路追赶着。为了安全起见,指挥官骑着马手拿着旗在火车的前头引路。渐渐地火车把两边一排排的观众抛在后头。司蒂芬逊激动万分,满面笑容地操纵着车头。火车越开越快,时速达24千米。

    经过1小时零5分的运行,“旅行者”号机车和它牵引的车厢安全到达终点站达林顿。司蒂芬逊和他的助手们走下机车,再次受到当地官员和观众的热烈欢迎。

    这次人类第一次铁路客货长距离试车完满地成功了!从此开创了陆上交通运输的新纪元。世界从这一天——1825年9月27日开始,真正有了铁路交通运输事业。

    在成功的荣誉面前,司蒂芬逊并没有自我陶醉而从此止步,他继续运用自己的技术和智慧,在铁路交通运输事业上开辟新的道路。

    看到司蒂芬逊首次坐火车长距离运行成功,英政府决定在利物浦和曼彻斯特两大城市之间修筑一条45千米长的铁路。司蒂芬逊被聘请为负责修筑这条铁路的总工程师。在当时的条件下,这是一项规模空前、难度很大的工程。司蒂芬逊接受了这一工作,他认为这是他一生中的一件大事,因为这条铁路建成后,将成为工业城市和港口联结的交通要道,对英国工业的发展将起到无法估量的作用。

    然而,兴建这条铁路,将意味着沿线依靠马车运货和载客谋生的人们会失去工作。因此,那些人激烈反对,甚至有人扬言要伤害司蒂芬逊。

    司蒂芬逊一边和这些不通情达理的人们作斗争,一边进行这一伟大事业。建设工程相当浩大。最艰巨的是要架设63座桥梁,并在利物浦的地下挖2千米长的隧道。他和工人们一起,克服了重重困难,在艰苦环境下顽强地拼搏,终于在1828年建成了这条铁路。

    这时有人提出:“这条铁路用司蒂芬逊的机车不完全合适,不妨进行一次火车比赛,从中选出最优秀的机车来运输岂不更好。”

    司蒂芬逊接受挑战,赞成这种意见。

    “那么,就开一次机车比赛会来决定吧。”

    于是,司蒂芬逊在自己的机车工厂里,制造了一台“火箭”号新机车参加比赛。

    其他制造机车的名家也纷纷制造出新机车前来参赛,其中包括手摇车头带动的列车和马拉的铁道马车。

    首先,进行了预选赛,结果选出了性能最好的4台蒸汽机车。这4台机车是:“新奇”号、“圣斯佩特”号、“帕希巴兰斯”号和司蒂芬逊的“火箭”号。

    1829年10月的一天,在利物浦举行了隆重的火车比赛。通过报纸的宣传,有一万多名观众观看了这场罕见而热闹的机车比赛。

    比赛那天,在利物浦附近的比赛场热闹非凡,4台披红挂绿的机车整装待发。

    比赛条件规定,机车要以时速16千米,在3.2千米的线路上往复行驶20次,这时锅炉的压力不得超过3.5千克/平方厘米。

    比赛开始,4台机车轮流行驶。首先由“新奇”号开始,在第三次往返中,因机车的管道破裂而失败。

    然后是“帕希巴兰斯”号,车一启动就出了毛病而不能行驶。

    接着是司蒂芬逊和他儿子驾驶的“火箭”号,在平均每小时45千米的速度下整整跑了20个来回,机车运行一直很顺利。

    最后是“圣斯佩特”号,在不到10次的往返途中,汽缸破裂,退出了比赛。

    这样,司蒂芬逊的“火箭”号在比赛中大获全胜,荣获冠军。

    从此,火车得到了人们的称赞和重视,它正式登上了交通运输的历史舞台。

    陆上交通运输的新纪元

    蒸汽机车问世初期,虽然为铁路交通运输立下了汗马功劳,但作为长途交通运输工具,其性能、造价以及运营费用等方面,都存在不少问题。所以,当时有人主张使用马车牵引,而对蒸汽机车充满偏见和疑虑。甚至还有人在报上发表文章反对火车。现在再来读读这些蠢话,你会觉得颇有意思的。

    一位著名的医生说:“乘火车通过隧道,最有害于健康。对体质较强的人,起码也会引起感冒和神经衰弱等病症;如果身体衰弱的人,则更危险。”

    还有人竭力呼吁停止建造铁道的计划,理由是:“要知道,火车的声音很响,这会使牛受惊,不敢吃草,牛奶就没有了;鸡鸭受惊,就不下蛋了。而且烟筒里毒气上升,将杀绝飞鸟;火星四溅,将酿成大火;倘若锅炉爆炸,后果更不堪设想,至少乘客将遭断手折骨之惨!”

    当然,这些言论现在看来挺滑稽的。但是,和所有的新生事物一样,铁路交通运输在它的早期是很不成熟和完善的。由于当时的技术水平所限,火车尚不能保证正点运行,以至于常使旅客担心,是否能完全到达几十千米以外的终点站。

    尤其使我们今天觉得不可思议的是,由于当时火车上没有制动装置,遇到紧急情况不能刹车,火车到站不能停在该停的位置上。司机只能将锅炉熄火,使火车按惯性顺势滑行,然后,车上响起哨声。于是车上的男性乘客们便匆匆跳下仍在徐徐移动的列车,齐心合力将火车拉住停下。不难想象,当时的景象是何等热闹和混乱,也很不安全。

    后来,发明了一种装在机车轮子上的手动式机械制动闸(车厢下的轮子没有装闸)。当遇到紧急情况需要刹车时,司机必须用手扳动闸把,闸瓦慢慢压到轮子上,动作既慢,效果叉差,经常发生事故。后来,虽然在每节车厢上都安装了制动闸,但还是要靠人力制动:当司机发现意外需要刹车时,就鸣笛示意,在车厢里的制动人员闻声立即扳动闸把,使整列车实现制动。然而,这种制动效果也不怎么理想。

    这种状况,一直持续到1869年,到美国的乔治·韦斯汀豪斯发明了直通制动机才有所改变。这一年,韦斯汀豪斯把一台用蒸汽驱动的气泵安装在机车上,再把空气压缩到一个圆筒里贮存起来。每节车厢的轮子旁都装上了气缸,闸瓦固定在气缸的活塞上,并用许多长筒子把压缩空气罐与缸体连通起来。这样,只要司机需要拉闸,压缩空气推动活塞就能使每节车厢上的闸瓦紧紧压在车轮上,很快便将整列火车刹住。

    3年后,韦斯汀豪斯又发明了自动制动机,并制造成功世界上第一个三通阀,从而为今天各种车辆的安全刹车奠定了基础。

    1829年10月,当司蒂芬逊在利物浦获得世界上第一次机车比赛的胜利以后不久,美国人也受其影响,搞了一次马车与火车的比赛。

    1830年8月28日,美国的巴尔的摩港人欢马叫,万头攒动。这里正在举行世界上第一次马车与火车的赛跑。

    为什么要进行这场我们今天看来简直是风马牛不相及的比赛呢?原来,当地有个叫彼得·库柏的大地主,制造了一台名叫“大拇指汤姆”号的机车,决心要与当地的公共马车大老板斯托克登的一匹非常出色的“灰马”比个高低。

    比赛开始了,由于火车启动慢,因此马车领先了400米。当机车正常运行,并以24千米/小时的速度通过转弯处,眼看“灰马”的主人就要认输时,突然,机车鼓风机的皮带从轮子上脱落下来,结果“灰马”从后面追了上来,赢得了这场比赛的胜利。

    尽管如此,人们通过比赛还是看到了机车牵引的内在潜力和发展方向,所以真正的胜利者还是库柏。

    自1830年以后不到10年的时间里,世界各国相继修建了铁路,开通了火车,并对蒸汽机不断地进行改进,以更新的产品、更高的速度招徕更多的客货运量。各国、各公司之间竞争很激烈,展开了一场铁路交通运输“大战”,从而使陆路交通运输进入了一个新的纪元。

    大英帝国利用本国发明机车的有利条件,大力发展铁路交通运输事业。铁路像雨后春笋般地敷没起来。伦敦至伯明翰、纽卡斯尔、爱丁堡、布里斯托尔等地的铁路相继建成通车。

    到1932年,英国就已经拥有24条商用铁路了,其中最兴旺的每年可运送35万名旅客和7万吨货物。

    在新铁路线上运送客货的火车头,大多数是司蒂芬逊和他的儿子创办的公司制造的。这些机车主要属于“火箭”型和后来发展起来的“行星”型。这两种机车的构造比较合理,其内部装有高压锅炉,锅炉内装着排列有序的汽管结构网,所产生的高压蒸汽通往一对卧式汽缸,由汽缸中的活塞带动连杆,进而驱动机车的主动轮转动。这种结构成为后来蒸汽机车的楷模。

    当时,在英国最受人们欢迎的铁路是利物浦—曼彻斯特铁路。该线每年的客货运量相当可观,仅1831年一年,这条铁路的总收入就高达50万英镑之多。

    1829年,“火箭”号机车在英国创造出时速85千米的世界纪录。6年后,一辆夏普和罗伯尔机车又把时速提高到100千米。到1890年,法国的克兰屯机车以每小时144千米的速度创造了新的纪录。3年后,一台美国“999”号机车又以160千米/小时的新纪录独占鳌头。

    1835年以后,司蒂芬逊和他的儿子多次接受了架设铁路桥的工作。当时桥的大梁已使用熟铁来取代铸铁。在架设连接伦敦和维尔兹的布里塔尼亚铁桥时,为了寻求最佳的方案,司蒂芬逊和他的儿子一起搞实验,研究横梁对保持桥梁刚性的作用的问题。

    在实验中,司蒂芬逊对桥结构梁的设计理论有了很大突破。

    司蒂芬逊的晚年,是在一个风光秀丽的塔普拉敦山庄度过的,在那里他热心地从事自己所喜欢的农业和畜牧业。

    1848年8月12日,终生致力于发展铁路交通运输事业的司蒂芬逊与世长辞,终年67岁。

    司蒂芬逊逝世以后不久,由他亲手制造的世界上第一台铁路机车“旅行者”号,在服役20多年以后光荣地退役了。这台机车被陈列在世界第一条铁路的起点站达林顿车站的站台上,到那里参观的人络绎不绝。在那里,人们不仅可以看到世界上第一列火车的机车和车厢,还可以目睹世界上第一条铁路的面貌:铁轨很单薄,被固定在方块石头上,铁轨下没有铺枕木,更没有今天用碎石铺成的路基。

    如今,铁路已经遍布全世界,新的铁路正在快速地修建,无数的火车,不分日夜奔驰在城市、乡镇和国家之间。近几十年来,铁路交通运输又有了惊人的发展,继蒸汽机车以后,出现了内燃机车、电气机车;在一些发达国家里还出现了磁悬浮气垫火车,最高时速可达500千米。

    今天,蒸汽机车已经完成了它的历史使命,陆续进了博物馆。但人们将永远怀念它和它的发明者——放牛娃出身的司蒂芬逊。他那不畏艰辛、百折不回、勤奋学习、勇于创新的精神,将永远铭记在世界人民的心中!