机器登上历史舞台（下）

钢铁制成的蒸汽机，加上必备的煤和水，使机车非常重，不适合在普通的土路上行进，需要坚固结实的轨道。幸运的是，当时欧洲实际上已经为火车运输准备了必需的道路条件。

早在15世纪，欧洲的矿山已经开始采用在木制轨道上行驶的马拉列车。木制轨道可以通过垫在下面的枕木和碎石，把车轮的压力均匀地分散到路基上，不会使车轮陷下去。光滑的木轨能减小和车轮之间的摩擦力，使轮子转动得更加轻快，这种架起来的道路在雨天还不会变得泥泞不堪。1783年以后，马拉列车的木轨相继改成铸铁轨道。

1825年9月27日，第一条公共铁路在英国北部斯托克顿至达林顿之间开通，铸铁轨道改为不容易断裂的锻铁轨道，全长16公里。当时的火车有38节车厢，既运载旅客也装运货物，速度达到每小时23公里。机车采用特里维西克发明的高压蒸汽机，由煤矿机械师斯蒂芬生（1781～1848年）设计，并亲自担任司机。由于蒸汽机锅炉的烟囱很高，铁路上不能有桥梁，火车也不能穿过隧道。

第一条铁路成功营运，使人们看到它巨大的经济利益。4年之后，英国建成了利物浦到曼彻斯特之间的铁路。

当时已经有很多厂家利用高压蒸汽机设计制造机车，1829年10月6日，在利物浦附近的一段铁路上进行了一次机车竞赛，选拔最适合运行的机车。那天有5辆机车参与竞争，斯蒂芬生也在其中。他的机车采用燃烧效率很高的锅炉，用25条铁管注水，火焰直接加热铁管产生蒸气，铁管中产生的蒸气汇集进入汽缸，使活塞运动的速度非常快。竞赛中有1辆机车因为作弊，在驾驶室里藏着1匹马，马踏转轮为机车助力，被取消资格，另1辆因汽缸破裂中途抛锚；还有1辆锅炉爆炸。斯蒂芬生驾驶的火车以接近每小时50公里的时速拖动重14吨的货物率先到达终点，比另一位参赛者快了1倍。

1830年9月15日，利物浦至曼彻斯特的铁路正式开通，斯蒂芬生开着自己设计的机车牵引列车。这天，万人空巷，盛况空前，英国首相也坐在车厢里，戏剧性的事件层出不穷。火车行进中轧死了一名保守党议员，快到终点时又被暴徒砸毁了一节车厢。在此之前，爱尔兰的一位科普作家拉德纳尔（1793～1859年）曾经告诫人们不要乘坐火车，他写道：“乘高速铁路旅行是不可能的，因为乘客会因不能呼吸窒息而死。”

铁路发展的速度完全超出人们的预料。到1850年，英国参与修建铁路的工人已达到25万人，铺设铁轨长度达到1.1万公里。在比利时，几乎所有大城市都有铁路贯通。这时美国铺设的铁路总长度已超过其他所有国家的总和。美国通过修建铁路开发辽阔的西部，使大西洋沿岸的东部经济区和太平洋沿岸联结在一起。英国在已有的城市之间修建铁路；美国新建的铁路线上则出现了新兴的城市。

火车的发明，使人类能够以前所未有的速度和规模，改变自身和物质财富的空间位置，地域和距离不再成为制约人类活动的重要因素。人们交流交往迅速增加，社会生活节奏加快。从前欧洲人一生中活动的平均半径不到25公里，有了铁路当天可以到达500公里以外的地方。

历史上还没有一件发明，像火车这样广泛深刻地影响人类的活动方式，影响经济的发展。有人形象地把铁路比作“经济的大动脉”。

铁路尚未修建的时候，人们已经向往用蒸汽动力驱动船舶。

用蒸汽机开船遇到的问题，一点也不比用蒸汽机开车少，而且更加冒险。从18世纪初开始，直到1807年美国发明家富尔顿（1765～1815年）在美国纽约哈德孙河上开通第一条轮船客运航线，其间研制过蒸汽动力船的人不下10位，然而，他们大多以失败告终。

1786年，美国发明家菲奇（1743～1798年），制造出一艘用蒸汽机带动12只垂直桨划水的船，船的两侧有高高的架子，每边装着6只垂入水中的桨，蒸汽机活塞带动架子上的横梁往复运动，这些桨就像巨大的鸭蹼不知疲倦地划水。这条船长13.7米，船身细长，像印第安人的独木舟。当时，美国有5个州的立法会议员代表，观看过这艘船行进的演示，便同意给菲奇14年垄断经营蒸汽船的特权，于是商人开始给菲奇投资。菲奇制造了3艘可以载人装货的蒸汽驱动明轮船，船的两侧各有一只像水车一样翻动的轮子，固定在轮子端部的横板周而复始地划水推动船前行。

1790年夏天，菲奇在特拉瓦河上开辟航线，开始在费城到特雷顿之间客运。然而，乘客非常少，入不敷出，航行中蒸汽船又经常有故障，甚至停在航道上动弹不得。这时，船员们纷纷离开他，投资商撤回资金并向他追债，航运被迫终止。余下的船均在风暴中损坏，菲奇不得已而流落他乡，希望在巴黎重新开始蒸汽船的事业。不巧正赶上法国大革命爆发，人们没有心思制造蒸汽船。菲奇在巴黎衣食无着，只好给船主当水手并借此再渡大西洋回到美国。不久，他服安眠药自杀身亡。

1802年，一位英国发明家赛明顿制造了一艘蒸汽动力船，用它在运河上装运货物。当货运业主们知道这一消息后，惟恐蒸汽船抢走他们的马拉船生意，便制造舆论说，“蒸汽船的波浪会毁坏运河堤岸”。当局即取消了赛明顿的营运许可证。

1802年，美国发明家富尔顿（1765～1815年）客居法国巴黎时，曾觐见拿破仑，力陈蒸汽动力船的优点，建议法国建造蒸汽船打败英国海军。拿破仑冷冷地说：“在甲板上升一堆火，噗哧噗哧冒着烟去打仗，笑话！”断然拒绝了富尔顿的主张。

由于拿破仑的偏执，使得英吉利海峡未发生帆船和蒸汽船的决战。

然而，富尔顿仍在巴黎建造了一艘蒸汽船，这艘船长21米、宽2.7米，吃水1米，用桨轮划水。1803年8月9日，富尔顿使用借来的一台5.88千瓦（8马力）蒸汽机，驱动蒸汽船在塞纳河以步行的速度顺利航行。当夜，风雨大作，巨浪把船拦腰折为两段，蒸汽机沉入河底。

富尔顿早年是一位画家，通过举办画展积攒了造船的资金，并结识了瓦特。1803年，在瓦特的帮助下，富尔顿买到一批制作精良的蒸汽机零件，带回美国继续他的造船事业。两年后，他制造出一艘50米长、4.2米宽，吃水0.7米的明轮蒸汽船。这艘船于1807年8月17日在哈德孙河上试航，顺利航行32小时，航程240公里，航速已经超过顺风顺水的帆船，这标志着蒸汽动力船在这一天正式诞生。

有这样一个故事，说菲奇、赛明顿和富尔顿3个人在天国偷了一条蒸汽船。菲奇先上船，魔鬼喊道：“快还我钱！”菲奇无奈下了船。赛明顿又上船，魔鬼喊道：“波浪会毁坏堤坝！”赛明顿只好下船。第三个上船的是富尔顿，无论魔鬼怎样叫喊，富尔顿就是不下船，于是，他成了轮船的发明者。

自新石器时代晚期人类发明独木舟以来，船舶航行的方式一直没有很大变化。蒸汽动力船的出现，引发了世界范围的水上交通变革，从此人类可以在任何水域航行，可以不用人拉马拖，可以沿江河逆流而上，可以在海洋的无风带全速前进。蒸汽机巨大的推动力，促使人们用钢铁替代木材造船，增加抗御风浪的能力，使船舶排水量迅速加大（木船不能造得太大，否则自重产生的压力和张力会使船体断裂，铁船则没有这个问题），从此，巨型船舶开始出现。

1858年下水的英国轮船“大东方号”全部由钢铁制成，长207米，排水量达2万吨，能装载1.2万吨煤和4000名乘客；后来的大型豪华游轮，简直像漂浮在海上的城市。由此，被海洋分割的陆地开始通过轮船越来越紧密地联系在一起。铁制的蒸汽动力船装载着货物，人类的欲望和野心亦随之频繁地穿梭于大洋之上，深刻而持久地改变了地球各大洲之间的相互关系和世界格局。

蒸汽机的发明不可逆转地改变了人类文明进程，世界由传统的农业社会逐渐转变为工业社会，人类活动开始越来越紧密地依赖化石燃料。在宇宙演化进程中只能出现一次的煤，成为世人争夺的特殊财富，人们夜以继日地把它们挖出来，毫不犹豫地送进锅炉变成灰渣和二氧化碳。蒸汽机使人们获得从未有过的创造财富的能力，也使地球开始遭受从未有过的环境和生态破坏。

当蒸汽机掀起的浪潮席卷世界的时候，科学正在默默地为人类提示一个又一个未知领域的奥秘，并酝酿着新的变革。

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