鐵路的到來
當(dāng)特爾福德在梅奈海峽上建造的大吊橋于1826年完工時，一種新的運輸技術(shù)也已經(jīng)問世了——蒸汽驅(qū)動的鐵路運輸。鐵加工技術(shù)的進步是促成鐵路運輸?shù)年P(guān)鍵，這樣人們就可以建造堅固的鐵軌了。第一座鐵路蒸汽火車頭是由理查德·特里維西克（Richard Trevithick）于1802年在什羅普郡的科爾布魯代爾鐵廠制造的。兩年后，特里維西克在南威爾士的佩尼達倫（Penydarren）首次展示了一個能運作的蒸汽火車頭，令眾人信服。但這些火車頭對于當(dāng)時的軌道來說太重了，所以鐵軌經(jīng)常發(fā)生斷裂。
1812年左右，英格蘭北部的一些煤礦鐵路開始使用火車，在此之前，這些地方都是由馬匹牽引馬車。這些火車在鑄鐵軌道上運行得很好，但真正實現(xiàn)長途鐵路運輸?shù)囊粋€重大進展是在1820年或1821年，當(dāng)時諾森伯蘭（Northumberland）的貝德林頓（Bedlington）鐵廠的一家軋鋼機生產(chǎn)出了長度為4.6米的堅固鍛鐵軌道。這些鐵軌被鋪設(shè)在1825年開通的斯托克頓（Stockton）和達林頓（Darlington）鐵路上。與大多數(shù)早期的鐵路一樣，這條鐵路是為煤礦服務(wù)的，但它也運送乘客。雖然馬匹被用來在部分線路上牽引列車，但火車頭的地位空前突出。許多游客前來參觀這條線路，包括一位來自美國賓夕法尼亞州的游客、兩位已經(jīng)在普魯士倡導(dǎo)建設(shè)鐵路的德國人，以及一位法國工程師馬克·塞甘（Marc Seguin)。
塞甘是那個時代的典型工程師，他的發(fā)明和投資，反映了各個國家和工業(yè)部門之間密切交織的技術(shù)對話。在為（和他家里有關(guān)系的）紡織業(yè)和造紙業(yè)開發(fā)各種新的機器和設(shè)備，建造了兩座用鋼絲繩代替鐵鏈的先驅(qū)性吊橋之后，塞甘已經(jīng)聲名鵲起。于是，在后革命時期的法國，他的興趣轉(zhuǎn)向了蒸汽動力在運輸業(yè)、工業(yè)和商業(yè)上的潛力。1825年，當(dāng)他與喬治和羅伯特·斯蒂芬森就蒸汽火車設(shè)計進行通信，同時安排訪問達林頓時，塞甘剛剛為一種火管鍋爐（tubular boiler）申請了專利，該鍋爐用于為羅訥河（the Rhone，法國的主要河流）上的汽船提供動力，在他訪問英國時，他已經(jīng)將該鍋爐進行改裝以適用于火車。回到法國后，塞甘以斯托克頓和達林頓鐵道線路顯著的工業(yè)和經(jīng)濟潛力作為論據(jù)，說服法國政府投資鐵路。
1826年，塞甘和他兄弟們經(jīng)營的公司獲得了在圣艾蒂安（Saint-Etienne）和里昂（Lyon）之間修建客貨兩用鐵路的特許權(quán)。這條長達57千米的新鐵路是之前馬力軌道的延伸，部分由火車頭驅(qū)動車身，但仍有部分由馬匹提供動力，將在那之前與世隔絕的、山區(qū)中的圣艾蒂安的豐富煤層，與羅訥河畔的里昂的紡織業(yè)及其他工業(yè)連成一脈。這促進了圣艾蒂安采礦業(yè)的發(fā)展，使該市漸漸成為國家鋼鐵和軍備生產(chǎn)中心；通過提供方便易得的廉價煤炭，鐵路也促進了里昂的工業(yè)轉(zhuǎn)向蒸汽驅(qū)動模式。
這兩個城市之間的地形崎嶇不平，工程十分復(fù)雜，因此這條線路完成后也被譽為技術(shù)上的勝利。但是，鐵路建設(shè)面臨的最重要的障礙是社會問題：不愿意放棄土地的農(nóng)民們堅決反對。要購買這90多塊土地必須經(jīng)過談判，當(dāng)一個憤怒的小農(nóng)場主決定用獵槍解決問題時，塞甘險些喪命。與此同時，里昂郊外的日沃爾（Givors）公社的居民提出了激烈的抗議，以至于鐵路的路線不得不移到羅訥河的另一邊。塞甘不得不在建設(shè)鐵路、橋梁和隧道中做出妥協(xié)，這提醒我們，技術(shù)對話不僅涉及變革的支持者，也涉及反對者，不僅涉及新技術(shù)的使用者，也涉及拒絕者，他們共同塑造了最終的技術(shù)成果，而這些成果在后來者眼中可能是技術(shù)挑戰(zhàn)下的簡單卻合理的回應(yīng)。
鐵路運輸?shù)睦砟铒w快流傳，斯托克頓和達林頓鐵路線的原型也使許多其他地方蠢蠢欲動。很多地方緩慢而不可靠的運輸阻礙了貿(mào)易發(fā)展，這些地方正計劃著修建鐵路。歐洲各地也建成了幾條鐵路，而在美國，巴爾的摩和俄亥俄州的線路在1827年至1830年期間建成。這條鐵路是在美國充分了解了斯托克頓和達林頓鐵路的情況下鋪設(shè)的，具有與英國同類型的鐵軌和相同的軌距。同時，在1828年和1830年之間，斯蒂芬森兄弟還建造了一系列火車頭，包括他們著名的“火箭”（Rocket）（這個名字一度成了熱門話題，因為其同名武器在西方仍然十分新穎），他們最終拋下了特里維西克式的火車原理，轉(zhuǎn)而為新一代帶有管式鍋爐和臥式汽缸的發(fā)動機打下基礎(chǔ)。
美國第一個重要的火車設(shè)計師是約翰·B.杰維斯（JohnB.Jervis），他為自己在奧爾巴尼（Albany）和斯克內(nèi)克塔迪（Schenectady）之間建造的線路進口了一臺斯蒂芬森火車頭。像當(dāng)時所有的英國火車頭一樣，它只有四個輪子，杰維斯發(fā)現(xiàn)它在急轉(zhuǎn)彎處要么直接失去了動力，要么就問題頻發(fā)，而急轉(zhuǎn)彎恰是這條線路的一個特點。經(jīng)過反復(fù)討論，杰維斯設(shè)計了一種新的火車頭，后部設(shè)有一對驅(qū)動輪，發(fā)動機前面設(shè)有一個四輪轉(zhuǎn)向架承擔(dān)重量。這個車頭是在當(dāng)?shù)刂圃斓?，確定它能順利運行后，杰維斯在1833年改造了斯蒂芬森火車頭，并在前面加上一個四輪轉(zhuǎn)向架。斯蒂芬森車頭的性能得到了極大的改善，轉(zhuǎn)向架也很快成為美國火車頭的標(biāo)準(zhǔn)配置。因此，美國的蒸汽火車并不是簡單地從英國遷移而來的技術(shù)；就如本書所寫的其他許多例子一樣，這更像是一場對話，過程中引進而來的技術(shù)得到了許多創(chuàng)新性的回應(yīng)。
在鐵路作為一種運輸系統(tǒng)的發(fā)展中，另一項起著關(guān)鍵作用的發(fā)明是電報。它不僅會發(fā)出列車接近的信號（從而促進安全），而且對鐵路的有效管理也很重要。而電報能有效運作，關(guān)鍵在于可靠、經(jīng)濟的電池。在英國，這種電池是由倫敦國王學(xué)院（King's College London）的詹姆斯·丹尼爾（James Daniell）研究開發(fā)的，他的同事惠斯通（Wheatstone）教授幫助威廉·庫克（William Cooke）開發(fā)了第一臺英國電報機。重要的是，這項發(fā)明的首次演示是在1837年尤斯頓（Euston）站和卡姆登（Camden）之間的倫敦一伯明翰鐵路上進行的，然后是在大西部鐵路（Great Western Railway）上展演。
在這種類型的電報中，人們可以通過觀察一個或多個移動的指針來接收信號，這些針可以指向左邊或右邊，表示不同的字母。在英國使用這種設(shè)備之前，塞繆爾·莫爾斯（Samuel Morse）就已經(jīng)在美國試驗了一種不同形式的電報機。他的成功也取決于高效電池的開發(fā)，在這方面他得到了來自紐約的教授倫納德·蓋爾（Leonard Gale)的幫助。更重要的是，一位名叫阿爾弗雷德·韋爾（Alfred Vail）的機械師提供了幫助。韋爾－莫爾斯電報機最初具有一個關(guān)鍵性優(yōu)勢，即接收儀器能將他們發(fā)明莫爾斯電碼的點和破折號標(biāo)記在一張移動的紙條上。但是，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)操作員破譯儀器發(fā)出的聲音可以比閱讀紙上的信息還要快時，韋爾－莫爾斯電報表現(xiàn)出了其更大的優(yōu)勢。音響器（sounder）作為接收器時，操作員根據(jù)信號每分鐘可記錄40到50個字。隨著時間的推移，這個系統(tǒng)幾乎全球流通；莫爾斯在I840年為他的設(shè)備申請了專利，到I850年，電報網(wǎng)絡(luò)已在迅速擴大。
1856年，第一條鐵路跨過密西西比河后，關(guān)于鐵路在開辟美國西部和促進農(nóng)業(yè)發(fā)展方面的作用已無須贅述，但草原上別具一格的先驅(qū)鐵軌旁，設(shè)有一排電報桿。鐵路公司是電報的主要用戶，交通和通信方式齊頭并進，一起發(fā)展。
19世紀(jì)60年代在美國大草原上修建的鐵路通常伴隨著電報線（繪圖：黑茲爾·科特雷爾）
鐵路與工業(yè)化
雖然蒸汽鐵路是在19世紀(jì)的前30年里在英國發(fā)展起來的，但1830年后它在美國的擴張速度更快。到1840年，美國已建成約4600千米的線路，而英國有2400千米，歐洲的大陸上有1500千米。美國的這種高速建設(shè)的速度是通過廉價建設(shè)實現(xiàn)的，與英國相比，美國鐵路的彎道更急，坡度也更陡。
隨著鐵路建設(shè)速度的加快，制造鐵軌和火車需要空前數(shù)量的鐵。在許多方面，正是鋼鐵工業(yè)的技術(shù)成功使英國能夠建設(shè)鐵路。燃燒焦炭的高爐為更大的生產(chǎn)量提供了必要的支持。在耐用的鍛鐵軌道普遍流行之前，人們必須設(shè)計出將生鐵轉(zhuǎn)化為鍛鐵，將白熱的長鐵條軋成鐵軌的新方法。
在19世紀(jì)的煉鐵廠中軋制鍛鐵塊和鐵條。如果要大量生產(chǎn)鐵軌，同時使其具有足夠的強度以承受火車的 重量，那么發(fā)展軋機以生產(chǎn)鍛鐵軌是至關(guān)重要的。 [摘自奈特《實用機械學(xué)詞典》（Knight, The Practical Dictionary of Mechanics），鐵橋谷博物館提供］
鑒于這些創(chuàng)新都是在英國完成的，因此，想要修建鐵路的其他國家最初難免要從英國制造商那里進口鐵軌，甚至火車頭。同時，這些國家也在推動當(dāng)?shù)劁撹F工業(yè)迅速發(fā)展，以便制造自己的鐵軌。在歐洲，首先是比利時，然后是德國和法國，紛紛走上了這條道路。
美國的情況有所不同，美國的工業(yè)基礎(chǔ)最初比法國和英國薄弱，但對鐵路的需求和涉及的距離更大。這樣一來，美國很快就占據(jù)了英國出口鐵軌份額中很高的比例，而英國鋼鐵工業(yè)的繁榮與美國的鐵路建設(shè)也由此緊密相連。實際上，通過以優(yōu)惠條件提供鐵軌，一些英國鐵匠成為美國鐵路線的重要投資者。值得注意的是，在19世紀(jì)50年代，英國開通了約5000千米的鐵路，但美國修建的鐵路長度達到了驚人的3萬千米。
其他行業(yè)有制造機器經(jīng)驗的人都可以制造火車頭，特別是棉紡業(yè)，而且這些車間有許多通用的工具。因此，在19世紀(jì)30年代，在馬薩諸塞州洛厄爾（Lowell）的紡織廠附近的機器車間，以及賓夕法尼亞州的費城，火車頭制造都得到了大力發(fā)展，在那里，鮑德溫火車廠（Baldwin Locomotive Works）由一個以前制造紡織印刷機器的企業(yè)發(fā)展而來。該企業(yè)以及其他美國發(fā)動機制造商的成功，使1836年后的美國幾乎沒再進口任何火車頭，到1839年，美國450臺火車頭中的大部分是在國內(nèi)制造的。
想要無限生產(chǎn)鐵軌卻意味著更大的困難；它更多地取決于大宗鐵的生產(chǎn)，而這又與1830年美國剛剛開始的鋼鐵工業(yè)的變革息息相關(guān)。雖然生產(chǎn)生鐵的高爐和將生鐵轉(zhuǎn)化為鍛鐵的反射爐（reverberatory furnace）與英國的可堪伯仲，但還是需要進行一些重新設(shè)計，才能燃燒賓夕法尼亞州豐富的無煙煤。他們的進展很快：在19世紀(jì)40年代，80%的鐵軌還需從英國進口，但在1856年，美國國內(nèi)的鐵軌產(chǎn)量就超過了進口量。
通過這些發(fā)展進程，鐵路建設(shè)不僅刺激了美國鐵廠和生產(chǎn)車間的發(fā)展，還為歐洲的許多國家?guī)砹送瑯拥挠绊?。因此，鐵路和支撐其運營的工業(yè)有時會被描述為19世紀(jì)中期整體發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。然而，在歐洲大陸，由比利時、德國和法國北部組成的工業(yè)核心區(qū)，與南歐和東歐組成的外圍地區(qū)之間存在著重大區(qū)別。在核心區(qū)，有確鑿證據(jù)顯示，許多工業(yè)的增長是由鐵路的發(fā)展帶來的。在外圍地區(qū)（西班牙可以作為一個例子），鐵路有時則無利可圖，甚至是當(dāng)?shù)氐呢摀?dān)。有歷史學(xué)家指出，“鐵路夢”及其投射的快速現(xiàn)代化的前景在西班牙是如此具有說服力，以至于有一段時間，幾乎所有可用的投資都進入了鐵路，而“真正的制造公司”卻被忽視了。因此，盡管到了19世紀(jì)60年代，西班牙已建立起了一個龐大的鐵路網(wǎng)絡(luò)，但它并沒有真正為西班牙的發(fā)展和經(jīng)濟做出什么貢獻。那些鐵路公司主要是由法國持股控制的，而如采礦業(yè)等工業(yè)公司則由英國公司把控著命脈，那些最重要的鐵路線路都是通往港口的，這樣就方便西班牙的礦石被運往英國加工并服務(wù)于英國的發(fā)展。盡管西班牙視其鐵路為發(fā)展的象征，但實際上，每年鐵路運營帶來的利潤大部分都流到了法國和英國持股人的手中。
這時，與歐洲核心地區(qū)相比更邊緣的地方也開始修建鐵路，特別是阿根廷。那里的第一條鐵路于1857年開通，設(shè)備從英國進口。它的第一個火車頭原本是為一條印度鐵路建造的，但印度不需要，于是火車頭被送到了阿根廷。這意味著阿根廷的軌道必須按照與印度相同的寬度鋪設(shè)，即1.67米。這段插曲似乎很典型地說明了，外圍國家總是承受著隨機又武斷的技術(shù)決定。
然而，在利用鐵路促進國家發(fā)展方面，阿根廷比其他國家更成功。政府有意尋求外國資本來建設(shè)新的線路，但它也采取了措施，以確保選擇的路線符合當(dāng)?shù)氐囊?，而不僅僅是為外國人創(chuàng)造利潤。如果一條線路需要通過人口稀少的地區(qū)，而且預(yù)計交通量不大，政府會保證投資者有7%的資本回報。這樣一來，具有良好農(nóng)業(yè)潛力的空曠地區(qū)就有可能享有鐵路服務(wù)了。與美國一樣，鐵路成為阿根廷某些地區(qū)的一種開發(fā)定居手段，同時使牧場主和谷物種植者能夠進入市場和港口。
1880年后，阿根廷鐵路建設(shè)蓬勃發(fā)展，線路鋪建非常迅速，1882年至1892年間共鋪設(shè)了約8500千米的鐵路。農(nóng)業(yè)發(fā)展也形勢喜人，阿根廷成為向歐洲出口糧食的重要國家，一些最早的有冷藏功能的船在1876—1877年試行，運來了阿根廷的肉類貨物。此時，阿根廷的食品出口業(yè)在商業(yè)上是成功的，技術(shù)上是先進的，并獲得了大量利潤。但是，這些錢并沒有被投資于進一步的工業(yè)發(fā)展，大部分錢都回到了外國投資者手中。富裕起來的阿根廷地主們也把大部分現(xiàn)金花在了國外。另一個問題是，食品出口業(yè)的利潤如此巨大，以至于它吸引了過多本就有限的投資資金。就這樣，阿根廷的經(jīng)濟并沒有實現(xiàn)多樣化。鋼鐵廠和工程行業(yè)的發(fā)展并沒有取得進展，而這些行業(yè)卻恰恰是鐵路刺激地方工業(yè)化發(fā)展的媒介。
許多其他國家也有與阿根廷類似的情況，如墨西哥，在1876年至1910年期間修建了2萬千米的鐵路，使農(nóng)業(yè)和礦產(chǎn)出口增加，而真正的工業(yè)發(fā)展卻很少。關(guān)鍵問題是，當(dāng)?shù)貙﹁F路的投資到底能否被其他行業(yè)的投資所平衡。如果不能，那么這些地方的鐵路在技術(shù)上仍然需要依賴核心國家，資源也不斷地從外圍流回核心國家。當(dāng)我們考量亞洲的鐵路發(fā)展時，我們會發(fā)現(xiàn)，俄國和日本確實對支持性產(chǎn)業(yè)進行了大量投資。在中國，早在1900年之前就有一家能夠制造鋼軌的鋼鐵廠，一個新的煤礦也在河北省得到開采，但除此之外幾乎沒有其他任何發(fā)展。印度當(dāng)?shù)赜泻芎玫墓こ掏顿Y潛力，也有一家新的鋼鐵廠，但其在發(fā)展的道路上卻依然面臨著層層障礙。
（本文摘編自《世界文明中的技術(shù)》，[英]阿諾德·佩西、[英]白馥蘭著，中信出版集團2023年1月出版。）
鄂公網(wǎng)安備 42010302001612號 