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车了。
就是在这种情况下，斯蒂芬逊开始了研究火车。斯蒂芬逊想，煤矿上的
蒸汽机能把深井里的水抽上来，特列维蒂克和特勒维制造的机车能拉得动十
几吨重的东西，这力量是从哪里来的呢？他仔细观察，反复思考，终于悟出
了其中的奥妙。原来，火车拉得多，跑得快，全靠着“大力士”蒸汽机。
为了掌握蒸汽机的原理，斯蒂芬逊不怕吃苦，长途跋涉，步行1000多公
里，特意来到瓦特的故乡苏格兰，在那里整整工作、学习、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蒸汽机的特点。
从瓦特研究发明蒸汽机的过程中，斯蒂芬逊懂得了飞轮可以积蓄能量，
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，斯蒂芬逊明白了能量转变和能量守
恒定律。煤燃烧放出能量，水受热变成蒸汽得到能量。啊，原来是蒸汽的能
量推动活塞往返运动，带动车轮旋转，火车便向前运动了。所以，汽缸里的
蒸汽温度越高，能量就越大，火车就可以拉很多的货物，而且比马车跑得更
快。
斯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，把立式锅炉改成卧式，高度降低，行
走、转弯也就平稳、灵活多了。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，保证行车安全。
经过多年的研究和反复的试验，斯蒂芬逊在1814年，制造出了他的第一
台蒸汽机车“布鲁海尔”号。7月25日，斯蒂芬逊的机车进行了第一次试车，
吸引了不少人前往观看。这辆火车头运行在平滑的道轨上，载重30吨，牵引
着八节车厢，行驶时不会脱轨，但行驶的速度很慢。从坎林沃斯煤矿到港口，
距离不到15公里，要行驶近2个小时。由于没有装配弹簧，车开起来，震动
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得很厉害。观看试车的人们议论开了。有人讥笑斯蒂芬逊“你的车怎么还不
如马车呀！”有的人找到他说：“你那玩艺儿拉东西不中用，可声音比打雷
还响，把牛马都给吓跑啦！”人们说的倒也是实情。试车时，由于震动太大，
连路基都震塌了；放汽时声音尖得吓人，把沿线附近的牲口惊得乱跑乱叫，
引起农民恐慌。一些原来赞成试验蒸汽机车的官员，现在也起劲反对，断言
用蒸汽机车作交通工具是不可能的。
斯蒂芬逊并没有因为试车的不理想而气馁，他相信，有志者事竟成。他
以巨大的勇气和毅力，决心总结经验，对火车头继续进行研究和改进。
为了减轻火车行进时的震动，斯蒂芬逊在火车上装置了减震弹簧。
为了进一步提高锅炉的受热面和蒸汽量，加大机车的牵引力和延长锅炉
的使用时间，斯蒂芬逊在锅炉里面增设了20多根小烟管。让炉膛里冒出来的
高温烟汽，从小烟管排出去。
经过改进，斯蒂芬逊于1815—1816年，又重新制造了两台更为完善的蒸
汽机车，分别是“威灵顿”号和“我的上帝”号。机车的牵引力和行驶速度
都有显著的提高。第一台机车的许多地方都是根据特莱维茨克的机械制作
的。而第二台机车则完全是斯蒂芬逊独立发明的，通过装在外部的连接杆连
接车轮，减免了许多粗制的齿轮。
斯蒂芬逊和其他的工程师不一样。他在研究蒸汽机车时也不忽视研究主
机以外的辅助系统，他同时还研究如何使路轨增加强度。他研制的火车虽然
较一般的为轻，速度也较快，但仍然会压损路轨。1816年，斯蒂芬逊和威廉·洛
施一道研究轨道的阻力和载重之间的关系。这一研究为他后来改进轨道结构
在理论上作了必要的准备。斯蒂芬逊和洛施因这一研究而取得铸铁路轨的专
利而将坎林沃斯的运输轨道予以重建。
斯蒂芬逊在坎林沃斯制作的蒸汽机车以及他和洛施合作制造的铁轨立即
风行英国各地。在1814年到1825年这段时间里，斯蒂芬逊为各地煤矿制作
了55台煤矿用机械，其中有16部蒸汽机车。
斯蒂芬逊铺设的第一条全新的铁道是1819年在纽塞附近的黑顿矿区。全
长8英里，其中有1英里半在山区使用固定引擎，有3英里 （4。8公里）仍
利用两面自然重力辅助，其余部分全用蒸汽机车牵引。关于这段铁路，有两
位德国工程师曾作过详尽的报道。爱丁堡著名的建筑师罗伯·斯蒂逊在参观
了铁道后写道：“铁路工程上一些了不起的发明都由纽塞的斯蒂芬逊发展出
来了，尤其是他的蒸汽机车，更令人称道。”
当时，许多国家都还停留在以马车为交通工具的阶段，斯蒂芬逊已经开
始独占矿冶蒸汽机车的使用和生产。虽然，他的机车很粗陋，而且仍在试验
改进中，但来自各国和各地的参观者络绎不绝。
斯蒂芬逊制作的蒸汽机车一经在煤矿上使用，很快地就显示出了它的无
比优越性，使运输效率大幅度上升，改变了煤矿原来运输落后的面貌，从而
为增长煤炭生产创造了极大的有利条件。
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四、斯托克顿—达灵顿铁路的修建
1821年4月19日，英国议会通过了修建斯托克顿—达灵顿铁路的议案。
修建这条铁路的发起人爱德华·皮斯写信邀请斯蒂芬逊为这条铁路做一次测
量。斯蒂芬逊在回信中表示虽然目前工作繁忙。但愿意协助皮斯先生测量出
最佳路线，并协助修筑铁路。
斯蒂芬逊向皮斯先生推荐了他铺在黑顿矿区的平滑的金属轨道。斯蒂芬
逊知道如果想说服铁路公司采用他制造的蒸汽机车，而不再用马匹，他就必
须让铁路公司决定使用他的铁轨。
虽然皮斯私下里很向往蒸汽机车，但因为当时蒸汽机车在速度方面显示
不出优势，所以，铁路公司正式采用的标志上面画着一匹马，拖着四节车厢
行驶在路轨上，公司的格言是“牺牲小我，为社会服务”，说明这条铁路也
是使用兽力。
7月，斯蒂芬逊正式被委任担任该公司的工程师，负责测量和修筑这项
工程。
10月15日斯蒂芬逊开始了测量工作，26岁的年轻人约翰·迪克逊做他
的助手。刚刚从坎林沃斯煤矿经理尼古拉·伍德处见习回来的18岁的儿子罗
勃是斯蒂芬逊的另一位助手。他们在两周内就完成了野外的初步勘测工作。
在测量工作进行时，斯蒂芬逊仍然不忘使用蒸汽机车为动力，并为此进行了
设计。
斯蒂芬逊还为了能在这条铁路上使用机车为牵引动力，写信给伦敦的土
地经纪人，在国内推动铁路交通的先锋威廉·詹姆士先生，“我们十分期盼
这条铁路能行驶火车。”詹姆士提倡铁路运输，他原先构想在铁路上牵引的
动力仍然是马匹和固定式引擎，但很快就开始谈论起蒸汽机车来了，他公开
赞扬斯蒂芬逊的蒸汽机车。
修筑这条铁路使用什么样的轨道材料，是一个重要的问题。当时斯蒂芬
逊和洛施合作制造了铸铁轨道并获得专利，向他们订货者很多。1821年，漠
佩附近的百灵顿铁工厂工程师约翰·柏金绍发明了长15英尺（4。592米）的
锻铁钢轨也取得了专利。斯蒂芬逊前往参观后认为，锻铁钢轨确实优于他所
发明的铸铁轨道，因此，他建议公司购买柏金绍的轨道。公司的董事们都为
斯蒂芬逊高度的诚实和完整的人格表示感动。如果购买自己生产制造的轨
道，他会有一大笔收入，但是，斯蒂芬逊决心在这条铁路上使用蒸汽机车，
他知道自己将要从事的是一件大事，根据他的经验，使用延展性大的锻铁钢
轨是极其合适的。所以，他宁愿牺牲个人的经济收益，选用较好的锻铁钢轨。
这条铁路的修建，是铁路工程上的创举，斯蒂芬逊立下不少规则，数百
年后直至今天，仍为铁路工程上遵循的规范，例如，铁轨宽度选定4英尺8
英寸半 （现在轨距为1。435米），至今英国及世界上大多数国家都采用此标
准。
斯蒂芬逊对于枕木的设计、选购及装置也十分重视。他亲自去伦敦察看
及购买橡木；到矿山选购石料；到南威尔士定购部分铁轨……凡是修筑铁路
用的建材的式样、价格、选购、订约等均由斯蒂芬逊作最后的抉择。以至于
忙得他顾不上给住在坎林沃斯乡间的妻子写信，终年忙碌奔波于修筑铁路
上，将全部时间都用于工作。
1822年5月30日，这条铁路的第一段铁轨在斯托克顿正式安装。举行
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了盛大的开工典礼，斯托克顿市市民举行庆祝游行，市内钟声鸣响及港内大
小船只汽笛齐鸣，礼炮声不绝于耳。300名手持铁锹、铁铲、斧头的铁路工
人开始了一项新的工程。
斯蒂芬逊和工作人员一起终日忙碌。在建筑铁路的同时，斯蒂芬逊还考
虑要如何筑篱保护铁路，防止儿童及牛羊等上路轨发生事故。
在建筑铁路的过程中，斯蒂芬逊还设计建造了根勒河上的铁路桥。全桥
长50英尺（15。24米），至今仍保存着。斯蒂芬逊是第一个设计铁路桥梁的
人。
在铁路修建的过程中，铁路公司根据斯蒂芬逊的要求允许使用蒸汽机
车，使斯托克顿—达灵顿铁路成为有史以来第一条公用客货运输的火车路。
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五、成立机车工厂
1823年5月30日，英国国会通过了火车法案。谁来制造蒸汽机车呢？
在当时没有一家专门的机车制造工厂。
6月，斯蒂芬逊父子和皮斯及迈克（制造锻铁钢轨的铁工厂主）决定共
同出资，合作开设一家机车制造工厂。这是世界上第一个机车制造工厂。
他们在纽塞的福街购买了土地，雇佣工人开始为斯托克顿及达灵顿公司
制造两部火车头。
斯蒂芬逊在这种机车的对轮上首次采用了联轴组装，使机车的性能比过
去大大提高了一步。
为了防止温度太高引起锅炉破裂，斯蒂芬逊从薄玻璃杯传热快、不会炸
裂中得到启示，没有采用增加锅炉壁厚度的办法，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，就可以避免加入冷水时，因温度剧烈变化引起锅炉
破裂。
为了流通空气，减少噪音，斯蒂芬逊把汽缸里的废汽，用小管通到烟筒
里去，利用小管里蒸汽向上冲力，使煤烟出得比原来更通畅，使炉膛中的空
气循环加快，煤也就烧得更欢了。
经过这一系列的改进，斯蒂芬逊终于造出了牵引力大，运行安全的机车
“旅行1号”，为火车的制造和发展奠定了坚实可靠的基础。
1825年，斯托克顿—达灵顿铁路如期圆满竣工。9月27日，期蒂芬逊制
造的“旅行1号”机车，在这条铁路上进行试车表演。
试车表演这天，晴空万里，早晨5点30分就有群众聚集在铁路旁边。许
多人都替斯蒂芬逊担忧，怕他今天的试车失败，或是行驶不了多少时间，车
身就要毁坏。
早晨8点，斯蒂芬逊亲自驾驶着“旅行1号”机车准时行驶在新建的铁
路线上。列车外形类似驿车，内部装有坐垫、地毯、方桌、座位。列车全长
约400英尺 （121。92米），火车头及煤、水车厢居前，继之有6节车厢：5
节盛煤，一节盛面粉，然后是公司人员试坐的车厢和6节满载来宾的车厢，
紧接着的是14节满载工人的车厢，最后则为6节煤车。全车共由38节车厢
组成，共载重90吨。
列车前面有数名骑士，他们高举旗帜，告诉人们“火车来了”，列车上
挂着四面大旗，其中一面旗子上写着：“愿斯托克顿—达灵顿铁路满足公众
需要，以回报倡导者的功劳”。
斯蒂芬逊操纵着机车，蒸汽引擎吸入大量气体，又放出部分蒸汽，呼呼
作响，很多观看者见而避闪，老人、妇女和儿童惊恐万分，都认为机车即将
爆炸。观察了一会儿，见没有什么动静，才又走近观看。在欢呼声中，列车
优雅起动前进。紧跟随这列火车之后，有4节由马匹牵引的车厢，上面也坐
满了工人。可使众人清楚地看到两者力量的优劣。
列车沿着崭新铁道飞快地奔驰，铁路两边有许多人跟着跑，有些人骑在
马上沿着铁路线旁跟随着火车。12000余人聚集在达灵顿车站迎接火车进
站，抵站后，6节煤车迅速脱离，然后向斯托克顿开去，平均时速每小时8
英里（12。8公里）。在进入斯托克顿前坡道上，斯蒂芬逊试验了机车的速度。
他放出警号清除道路，随后加快速度，达到时速15英里 （24公里）。在斯
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托克顿4万余人的欢呼声中，列车徐徐进站。
这就是世界上出现的第一条公用铁路，而奔驰在它上面的火车也就是当
时轰动了英国和欧美的“怪兽”。这次试车的成功，使铁路运输登上了历史
舞台。
斯托克顿—达灵顿铁路的通车使广大公众无比欢欣鼓舞，然而有些人却
惊恐万状，极力反对。当时，就有美国一家报社发表文章说：“本社已数次
撰文，坚决反对铁道计划。要知，火车的响声巨大。其结果，首先将使牛受
惊，不敢吃草，从而牛奶没有；鸡鸭受惊，从而蛋也没有。况且烟囱里毒气
上升，将杀绝飞鸟；火星四散，将致火灾；倘若汽锅爆炸，则乘客将惨遭断
手折骨之祸。”这些反对论调，一时间在国内外甚嚣尘上。然而它终究无法
阻挡新兴的铁路交通事业以飞快的速度向前发展。从此，在人类陆上交通运
输发展史上开创了一个新纪元。
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六、兴建利物浦—曼彻斯特铁路
9世纪的头20年，利物浦和曼彻斯特这两个城市的发展速度惊人。利物
浦的人口在1790年时为5。5万人，1821年增为11。9万；曼彻斯特则由5。7
万增至13。3万。利物浦《水星报》1824年7月报道：利物浦港入口货物统
计，在1800年为40万吨，1824年增至122。4万吨。该报记者称之为“世界
历史上空前未有的快速成长率”。当时最大的问题就是运输，如何把货物运
到港口和运出港口？这是随着两大城市的迅速发展而必须要解决的重要问
题。
在利物浦至曼彻斯特之间使用兽力车铁道的构想已历时多年。从 1797
年起就有人进行测量，但找不到投资合伙人。斯蒂芬逊指挥修建的斯托克顿
—达灵顿铁路及蒸汽机车的运行，使人们认识到“由于蒸汽火车的速度和低
廉，空间为之缩小”，“火车通过，土地增值”1821年在威廉·詹姆士和利
物浦和玉黍商人约瑟·桑德斯的倡导下，修建利物浦至曼彻斯特铁路的方案
也产生了。斯蒂芬逊又被聘请为这条铁路的修建进行勘测和设计。
1822年，斯蒂芬逊开始为修建铁路进行勘测，酬劳是每英里10镑。斯
蒂芬逊的儿子罗勃担任助手工作，在测量工作中遇到许多困难，其中工作条
件远比斯托克顿—达灵顿铁路艰苦，对铁路和蒸汽火车持疑虑态度的村民，
千方百计阻挠勘测工作的进行，向他们投掷石块，甚至要把他们扔到矿井里
去。为了保证勘测工作的顺利进行，詹姆士只得雇佣一名拳击选手来保卫工
作人员。
斯蒂芬逊住的是简陋的宿舍和农庄，早上3点半就起床，一天要工作14
个小时，吃的只是面包和水，有时连面包和水也保证不了。斯蒂芬逊全力克
服困难，于1824年完成了铁路的勘测工作，这一年，斯蒂芬逊被聘请担任总
工程师。
1825年2月，斯蒂芬逊提出了工程设计方案和工程预算，此项工程的建
筑费和列车制造费用为40万英镑。这个费用较詹姆士