喬治·史蒂芬遜（George Stephenson）是一位英國工程師和發(fā)明家，被譽為“鐵路機車之父”。
1781年6月9日，喬治·史蒂芬遜出生于英國諾森伯蘭地區(qū)（現(xiàn)在的紐卡斯?fàn)枺┑娜A勒姆村的一個煤礦工人家庭。由于家境貧困，他直到17歲時才開始進夜校讀書。史蒂芬遜在前人創(chuàng)造的機車模型的基礎(chǔ)上，通過多次試驗，于1814年制造出了世界上第一臺能夠使用的蒸汽機車。這臺機車能牽引30噸，并解決了火車經(jīng)常脫軌的問題。經(jīng)過11年的研究，1825年英國建成第一條鐵路，同年九月“旅行者號”機車拖著三十多節(jié)小車廂正式試車，車廂載有450名乘客和90噸貨物，“旅行者號”火車以每小時24千米的速度跑完了40千米的路程。史蒂芬遜的發(fā)明對鐵路運輸產(chǎn)生了深遠影響，開啟了鐵路運輸?shù)男录o(jì)元。
成長經(jīng)歷
1781年7月9日，喬治·史蒂芬遜出生在英國諾森伯蘭的一個煤礦工人的家庭里。由于家境貧困，他8歲時就開始幫人放牛。14歲那年，父親把他帶到自己的礦上去做工，他當(dāng)上了一名蒸汽機司爐的助手。一天的勞累，常常使他腰酸腿病，因而在他的心靈里，早就埋下了革新機械為工友們造福的愿望。不管工作多么疲勞，業(yè)余時間他從不肯休息，總是守在機器旁邊，認(rèn)真觀察，仔細琢磨。可是他一天書也沒念過，連機器上的標(biāo)記符號和說明也看不懂。為了彌補自己在文化科學(xué)知識上的欠缺，史蒂芬遜在17歲時開始進夜校讀書。由于他學(xué)習(xí)刻苦，沒過多久就能自學(xué)各種科技書籍了。
有一天，礦上的一臺機器突然壞了，幾位機械師修了很長時間也找不到原因。這時史蒂芬遜來了，他繞著機器轉(zhuǎn)了幾圈，自告奮勇地說：“讓我來試試看。”他把所有的部件都拆了下來，一件一件的進行認(rèn)真檢查，修理好出毛病的地方，很快照原樣組裝上，機器果然修好了，在場的人們發(fā)出一片贊許聲。因此，史蒂芬遜被破例提拔為礦上第一個工匠出身的工程師。
史蒂芬遜當(dāng)了工程師后，并沒有停留在已取得的成績上，他決心把瓦特改良后的蒸汽機用于交通運輸。他在前人創(chuàng)造的機車模型的基礎(chǔ)上，通過多次試驗，終于在1814年制造出了一臺能夠使用的蒸汽機車。這臺機車能牽引30噸，還解決了火車經(jīng)常脫軌的問題。但是這臺機車的缺點很多，不僅走得慢，震動厲害，噪聲大，而且煙筒里冒出了很高的火苗。史蒂芬遜繼續(xù)進行試驗、改進。又經(jīng)過11年的艱苦研究，世界上第一臺客貨運蒸汽機車“旅行號”終于誕生了。l825年9月27日清晨，試車表演在世界上第一條鐵路——英國的達林敦鐵路上舉行。史蒂芬遜親自駕駛“旅行號”。機車牽引著12節(jié)裝著煤、面粉的車廂和20節(jié)滿載乘客的車廂從伊庫拉因開出，安全到達達林敦車站。當(dāng)時車上的乘客有450人，列車載重共90噸，機車最高時速達到20至24公里。“旅行號”的試車成功開辟了陸上運輸?shù)男录o(jì)元。1829年，史蒂芬遜研制成功了“火箭號”機車，并親自駕駛參加賽車。結(jié)果，“火箭號”以最高時速58千米，沒有發(fā)生任何故障而獲得優(yōu)勝。從此，火車就正式被使用于交通運輸事業(yè)。
發(fā)明創(chuàng)造
斯蒂芬森1781年7月9日生于紐卡斯?fàn)柛浇木S拉姆，1848年8月12日在切斯特菲爾德去世。
斯蒂芬森早年做過煤礦的火夫、泵機手和鐘表修理工。
1804～1806年在煤礦任過蒸汽機司機，1811年改進過一臺紐科門蒸汽機。
次年，被任命為奇林沃茲煤礦的總機械師。為了制造可供實用的蒸汽機車，他發(fā)奮入夜校學(xué)習(xí)文化和技術(shù)。1814年制成他的第一臺“皮靴”號蒸汽機車，以6.4公里/小時的速度牽引裝載30噸煤的八節(jié)車廂試行，但結(jié)果不理想。
后來他發(fā)明將廢氣從煙囪排出以使鍋爐的燃燒室形成負壓的抽風(fēng)方法，提高燃燒效果，節(jié)約了燃料，使機車速度提高2～3倍，從而制成可供實用的鐵路機車。
1815年他發(fā)明安全礦燈，獲得獎金1000鎊，解決了他研制鐵路機車遇到的經(jīng)濟困難。
1823年，他與別人合作在紐卡斯?fàn)柍闪㈣F路機車制造公司。他們制造的鐵路機車所牽引的列車，于1825年9月27日試車，載客450人，速度24公里/小時，取得良好成績。
1826年，斯蒂芬森為利物浦至曼徹斯特鐵路線制造鐵路機車。1829年10月6日，在競選優(yōu)秀鐵路機車的比賽中，他和他的兒子R.斯蒂芬森設(shè)計和制造的“火箭”號鐵路機車，以時速58公里的優(yōu)異成績獲勝，受到了全世界的注意。
此后，他主持過英國北部鐵路網(wǎng)的大部分建設(shè)，促進了鐵路建設(shè)和運輸事業(yè)在英國、歐洲大陸和北美迅速發(fā)展。
斯蒂芬森于1847年倡建英國機械工程師學(xué)會，并在1847至1848年擔(dān)任該學(xué)會第一任主席。他的兒子R.斯蒂芬森是英國的鐵路和橋梁建筑師。他在1830年設(shè)計的“行星”號鐵路機車，被譽為“現(xiàn)代蒸汽機車的真正原型”。
后世介紹
喬治·斯蒂芬森（GeorgeStephenson）一生的事跡看起來就像是維多利亞時代學(xué)校的老師們?yōu)榱斯膭罡F孩子而編造出來的故事一樣，而實際上這也正是它后來的用途。喬治和父母以及五個兄弟姐妹住在一間屋子里，就在離這間屋子前門兩碼的地方，有一條運煤用的鐵軌，喬治人生中的第一份責(zé)任就是使弟弟妹妹們免受運煤馬車的折磨。斯蒂芬森的父親是當(dāng)?shù)孛旱V上的一名“消防員”，他的工作是把煤鏟進紐科門蒸汽機，就是這臺蒸汽機，迷倒了斯蒂芬森。斯蒂芬森十四歲時，成為父親的消防員助理，他在機械方面具有非凡的技能，因此十七歲那年，他就能夠自己操縱一臺蒸汽機了。
根據(jù)一位傳記家的敘述，當(dāng)時的斯蒂芬森是想學(xué)習(xí)瓦特新蒸汽機的，但他不得不先去一所夜校學(xué)認(rèn)字。他20歲時，得到了礦井上薪水最高的一份工作，負責(zé)卷繞裝置。在12小時工作之外，斯蒂芬森還制作鐘表和鞋子來換取額外收入。他結(jié)婚了，并且有了一個兒子和一個女兒，但不久，他的生活就跌入了低谷。他的女兒剛剛出生就夭折了，次年，他的妻子也因肺炎而去世。隨后，他的父親被從蒸汽機里泄漏的熱氣燙瞎了眼睛。在25歲前后，斯蒂芬森擔(dān)負著照顧幼小兒子和傷殘父親的重任，以及父親欠下的債務(wù)。當(dāng)情況已經(jīng)很糟的時候，斯蒂芬森又被招募到了拿破侖戰(zhàn)爭的前線，他原本正緊衣縮食地供應(yīng)一個替他在民兵團服役的人，1806年也不得不放棄了。從戰(zhàn)場歸來，他變得萎靡不振，甚至想過移居美國，但最終他還是留了下來，繼續(xù)在礦井工作。
他在機器方面的天分為他贏得了人們的極大尊重，1812年，斯蒂芬森開始為大聯(lián)盟管理其名下的所有煤礦都使用的機器。大聯(lián)盟是英國許多煤礦的聯(lián)盟，由早期工業(yè)地區(qū)最富有的人們組成。他們都非常信任斯蒂芬森的技術(shù)，并且，在他的自信的感召下，他們打算投資支持他實現(xiàn)自己的構(gòu)想。于是，斯蒂芬森立即著手研究如何用蒸汽機代替馬來運輸煤。
在一些英國民間傳說中，喬治·斯蒂芬森是火車機車的發(fā)明者，其實并不是這樣的。康沃爾郡（Cornishman）人特里維西克（RichardTrevithick）第一個開始使用高壓蒸汽，而不是像瓦特那樣用低壓蒸汽來運轉(zhuǎn)固定的機器。但是，由于條件不成熟，特拉維斯克沒能成功地發(fā)明出鐵路。但是斯蒂芬森做到了。他為大聯(lián)盟建造了第一條鐵路，用的是帶有凸緣的輪子和鐵制的軌道，這些裝備在如今的鐵路上仍然使用著。
煤在運輸方面的困難，曾經(jīng)是它作為燃料的一大缺陷，但是1806年，通過火車機車，煤就可以自己運輸自己了；同樣，通過蒸汽機，煤也可以為出產(chǎn)它的煤礦抽水。從中我們可以總結(jié)出相同的模式：煤制造了一些難題，然后又推動了解決辦法的產(chǎn)生，而由此帶來的革命性的結(jié)果則遠遠超出了煤炭工業(yè)的范圍。
1825年，斯蒂芬森在歷史上留下了濃墨重彩的一筆：他開通了從當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)達林頓到河岸城鎮(zhèn)斯托克頓長達26英里的鐵路。開通那天，數(shù)千人前來觀看，只見34輛四輪馬車浩浩蕩蕩地排列著，上面不僅裝著煤，還載有600位乘客。火車機車放在軌道上平坦的地方。車隊開始移動了，但速度很慢，以致于一直跟在一個騎馬慢走的引導(dǎo)者后面。在軌道修得比較陡峭的地方，那些車廂不得不借助繩子和固定的蒸汽機向上爬行。
然而，1830年，鐵路開始在公共景觀里遍地開花，因為從利物浦到曼徹斯特的鐵路開通了，這是第一條完全由火車機車帶動的公共鐵路，也宣告了鐵路爆炸時代的到來。當(dāng)時已經(jīng)五十歲的斯蒂芬森為這條鐵路設(shè)計了軌道，并且說服鐵路的股東們使用火車機車，而不用馬或者固定的蒸汽機，從而用自己設(shè)計的火車機車贏得了在一場聲勢浩大的國家論爭中的勝利。在這條鐵路正式開通之前，斯蒂芬森挑選了幾個幸運的人乘坐這趟列車，其中包括著名的年輕女演員范妮·肯布爾（FannyKemble），她因當(dāng)時新近在《羅密歐與朱麗葉》（RomeoandJuliet）中的出色表演而名噪一時。
許多與肯布爾同時代的人都認(rèn)為火車機車非常恐怖，“像痛苦不堪、五內(nèi)俱焚的怪物”。今天的我們很難想像，當(dāng)時這些發(fā)動機在速度和驅(qū)動力方面表現(xiàn)出了何等的飛躍，又引起了人們何等的敬畏，甚至恐懼。許多年后，一位鄉(xiāng)村牧師講起了他帶著他的神職人員去觀看火車的情景，那是他們第一次看到火車從身邊隆隆駛過。機車先是咆哮，而后噴涌出“濃重的含有硫的煙柱”，那位神職人員一下子“跌倒在岸邊，就像被霹靂擊中了一樣！當(dāng)他重新站起來之后，他的腦子里仍然一片混沌，舌頭也不聽使喚，他就那么駭然地站著，臉上寫滿了無比的驚愕”。五分鐘之后，當(dāng)這位神職人員可以說話的時候，他問：“知識的邊際到底在哪里？”
而對于肯布爾來說，乘火車只是一次興奮的經(jīng)歷。斯蒂芬森把機車的速度提高到了每小時35英里，用肯布爾的話說，“比鳥兒飛得還快（因為鳥兒要躲避來自暗處的襲擊）”。她是能夠率先感受人類從未有過的速度的幸運兒之一，并且很難得地記下了當(dāng)時的感覺：“我站起來時，帽子飛了出去，‘在我面前暢飲著空氣’。風(fēng)是如此強勁，也許是因為我們在逆風(fēng)飛駛吧，我完全睜不開眼睛……我閉上眼睛，心中充滿了喜悅，以及無以言表的奇妙；在這種奇妙之中，我有一種完全安全的感覺，并沒有一絲恐懼。”她也宣布自己“無可救藥地愛上了”喬治·斯蒂芬森。如果這是一部好萊塢電影，也許他們從此就會攜手踏上幸福之路；但事實是，肯布爾遷居到了美國，與一個奴隸主開始了并不幸福的婚姻生活。
從利物浦到曼徹斯特的鐵路的正式開通儀式，原本是想開得生動一些、令人難忘的，事實上也確實如此，但當(dāng)時的場面還是超出了組織者的事先計劃。1830年9月那個雨天，40萬人守候在鐵路旁邊。當(dāng)時的英國首相，也就是15年前在滑鐵盧之役中打敗了拿破侖·波拿巴的威靈頓公爵（thedukeofWellington），是那天的貴賓。盡管他并不喜歡鐵路這個概念，而且認(rèn)為在這上面搞不出什么名堂，但他還是出席了這場慶祝活動。
在與公爵一同乘坐這列火車的社會名流中，還有一位來自利物浦的國會議員，威廉·哈斯基遜（WilliamHuskisson），他是鐵路的熱忱擁護者。公爵和哈斯基遜都是保守黨人士，但二人卻因國會的改革政策而失和。保守黨的成員們都希望這次開通儀式能使公爵和哈斯基遜重歸于好，并且挽救公爵已陷于困境的政府。七列火車載著將近700名被邀請者，踏上了從利物浦到曼徹斯特的行程。
途中，公爵的火車因為水的問題而暫停下來，同時，哈斯基遜和其他一些貴賓走出火車來散步。站在火車上的公爵向哈斯基遜點頭致意，并伸出了手，站在平行軌道上的哈斯基遜緊緊握住了公爵的手。但是，這一重要的政治和解還沒有來得及進一步發(fā)展，就有另一列火車沿著旁邊平行的軌道上飛馳而來。散步的人群開始尖叫，眾多大使、伯爵和貴族慌亂地四散而逃。哈斯基遜不及他們敏捷，而且被這種忙亂的場面弄得暈頭轉(zhuǎn)向，他愣住了。據(jù)一位向范妮·肯布爾講述這件事的目擊者說，哈斯基遜當(dāng)時“完全嚇傻了，無助地左右張望，那要命的龐然大物以迅雷不及掩耳之勢向他沖過來，只是一瞬間，就把他踩在了腳下”，碾碎了他的腿。
擔(dān)任公爵所乘列車駕駛員的喬治·斯蒂芬森，立刻開始行動。他迅速騰出原來載著銅管軍樂團的馬車，把哈斯基遜抬上來，然后急速送到附近的小鎮(zhèn)搶救。本來，這位熱心的火車支持者，可以樂滋滋地親身感受陸上速度的最新記錄——每小時36英里，并與之一同載入史冊，而且這火車是由“鐵路之父”親自駕駛的；但不幸的是，當(dāng)天夜里晚些時候，哈斯基遜成為第一個在火車事故中喪生的人。
榮譽
喬治·斯蒂芬森作為第一次工業(yè)革命的著名工程師之一，他發(fā)明了蒸汽機車，因此被譽為“火車之父”。1814年他研制出第一臺蒸汽機車“半統(tǒng)靴”號，1825年，他研制出客貨運蒸汽機車“旅行號”并試行成功，1829年，斯蒂芬森造出了“火箭號”，1830年主持設(shè)計了從利物浦到曼徹斯特的鐵路。他設(shè)計的一種安全礦燈獲得1000英鎊的獎勵。
英國在大英鐵路博物館樹立了一尊喬治·史蒂芬遜的雕塑。2002年，經(jīng)過英國國內(nèi)的票選，喬治·史蒂芬遜被英國廣播公司提名為第65位“最偉大的100名英國人”。
蒸汽機車歷史
HADLEY'SENGINE,WYLAMRAILWAY,1815
這臺機車除了用更強的牽引力和把重量分散到協(xié)同工作的8個輪子上之外，實際上與“Puffing昂Billy”是一樣的。他有兩項革新：1、回流鍋爐增加了受熱面積，使燃燒效能提高；
2、使用了小直徑（12英寸）煙囪來增加氣流。Hadley把Trevethick提出的這兩個方案真正用到了實際中。
1814年，JorgeStephenson，這個英格蘭的Killingworth的煤礦的工程師也在為運輸?shù)膯栴}努力著，他在這一年推出了他的第一臺機車“Blucher”。這臺機車和它的前輩相差很多，然而GorgeStephenson在1815年制造的這臺機車，顯示了他的過人創(chuàng)意，這些創(chuàng)意為他帶來了財富和成功。
這臺機車的汽缸垂直放在鍋爐的里邊，活塞連接桿直接和4個輪子相連；還有一對連接桿在底部將同側(cè)的輪子連接。之后機車的同側(cè)車輪改用鏈條連接，最后改成了外邊的連接桿。
STEPHENSON'SENGINE"LOCOMOTION"OR"NO.1,"1825
“Locomotion”是GeorgeStephenson制造的“NO.1”中的第一臺機車。這臺機車在泰恩河畔的NewCastle他自己的公司里制造完成，在1824年交付使用，并在1825年9月27日Stockton和Darlington鐵路開通時投入使用。
基本參數(shù)：氣缸直徑9"，活塞運動距離24"，輪子直徑48"，總加熱面積60平方英尺，機車重6噸，10cwf.（這個單位很老，暫時沒查到，只查到cwt是英擔(dān)），水箱容積240加侖。他最大的改進是使用了連接同側(cè)驅(qū)動輪的橫桿，這是和現(xiàn)代的機車相同的地方。它還有一個煤水補給車。
在鐵路開通那天，這臺機車牽引著38節(jié)車廂，載著450為乘客和約90噸的貨物行駛，最高時速12英里，平均4到6英里。
似乎和現(xiàn)代機車越來越像了，這臺機車是TimothyHackworth從“PuffingBilly”改裝得到，并與1827年10月投入使用。使用了回流管和自由量加熱表面。垂直的汽缸和燃爐分別在機車兩端。
私人生活
在1806年，斯蒂芬森的第一任妻子-芬妮死亡。他唯一的兒子--羅伯特由喬治和他的未婚妹妹埃莉諾撫養(yǎng)長大。在1820年，喬治娶了ElizabethHindmarsh，一個農(nóng)民的女兒。原本喬治年輕時便想娶她為妻，無奈最后辜負了她。George和ElizabethHindmarsh（貝蒂）無子女，她去世于1845年。喬治在1848年第三次結(jié)婚。而在他的婚禮六個月后，喬治患上胸膜炎，于1848年8月12日凌晨死亡，享年67歲。他被安葬在切斯特菲爾德的圣三一教堂，與他的第二任妻子一并合葬。
參考資料 >
英國創(chuàng)新 | 英國礦工小伙創(chuàng)造世界首輛載客蒸汽火車.網(wǎng)易.2024-04-16
紀(jì)念冊.news.sciencenet.cn.2024-01-28