英國是現(xiàn)代鐵路的發(fā)祥地。作者跟隨著鐵路發(fā)展的腳步,拜訪了每一處紀(jì)念地,揭示了鐵路起源、誕生、發(fā)展的奧秘。
斯肯索普城的康力斯鋼鐵公司開行的蒸汽火車漫游
斯蒂芬森鐵路博物館的蒸汽機(jī)車藏品
斯蒂芬森鐵路博物館的蒸汽機(jī)車藏品
世界上最早的鐵路拱橋—考西拱橋,建于1725年,橋上鋪有木質(zhì)軌道,連接煤礦和港口
紐卡斯?fàn)柺刑┒骱予F路大橋
斯蒂芬森鐵路博物館的內(nèi)燃機(jī)車藏品
鐵路樞紐唐克斯特站
早期的電力機(jī)車
1.1 站在鐵路的發(fā)祥地
如果說,在國內(nèi),中國人外出旅行離不開火車,那么,在英國生活,會感覺到火車離人們的距離要更近。因?yàn)橛F路不僅是長途旅行的工具,更是短途、甚至是市區(qū)交通的首選。作為一個(gè)有著深深的鐵路背景的人,我自然對鐵路的發(fā)祥地,對英國的鐵路要探訪一番。2006年,我剛到英國不久,便通過到約克和曼徹斯特的旅行,加深了我對英國鐵路的了解。
約克離布拉德福大約一個(gè)小時(shí)的車程,在將近2000年的時(shí)間里,約克一直是北英格蘭的首府,地位相當(dāng)于今天的倫敦。1839年,約克有了第一個(gè)火車站,之后便逐漸發(fā)展成英國北部的交通樞紐。約克市中心地區(qū)是在古城的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,道路是石頭路,千百年來被馬蹄踩踏得十分光滑;房子是石頭房子,長滿了歷史的青苔。約克每年吸引著成千上萬來自世界各地的游客,其中美國人占了很大比例,這里面有很濃重的歷史情結(jié)。17世紀(jì),為了逃避宗教迫害,一群英國的清教徒乘船逃往新大陸去尋找新生活,他們成為第一批移民美國的英國人,之后大批的英國人加入了移民潮。思念故鄉(xiāng)的他們紛紛用英國故鄉(xiāng)小鎮(zhèn)的名字命名新大陸的一個(gè)個(gè)定居點(diǎn),新約克(New York),即紐約,便是其中之一。
約克站—英國最有歷史意義的火車站之一
約克鐵路樞紐
那個(gè)初春的上午,我到達(dá)約克城,在古城墻的外面,我找到了著名的國家鐵路博物館。因?yàn)樵?9世紀(jì)約克是英國鐵路系統(tǒng)的樞紐,保留下來很多古董,后成立了鐵路博物館,成為英國國家科學(xué)和工業(yè)博物館的一部份。博物館收藏了100多臺機(jī)車和200多節(jié)火車車廂。另外成百上千與鐵路發(fā)展史相關(guān)的物品也在館內(nèi)展出,其中包括了火車的發(fā)明者羅伯特·斯蒂芬森的一綹頭發(fā)。博物館的展出大廳是由約克火車站旁一個(gè)動(dòng)力站改建而成的,幾乎所有展出的火車機(jī)車全部在英國的鐵路上行駛過或是由英國制造的。通過圖片和多媒體展示,我了解了英國鐵路的發(fā)明和發(fā)展。
約克古城門
約克古城墻,城墻外面即是國家鐵路博物館
早期的蒸汽機(jī)車
1688年,英國的資產(chǎn)階級發(fā)動(dòng)“光榮革命”,宣告了資本主義制度的誕生。新的生產(chǎn)關(guān)系解放了生產(chǎn)力。手工工場日益精密的技術(shù)分工,使各個(gè)生產(chǎn)過程簡單化到能夠用機(jī)器代替手工勞動(dòng),使手工工人的技術(shù)趨于專門化,這都為機(jī)器的發(fā)明和應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。工業(yè)革命拉開了序幕,機(jī)器的發(fā)明和應(yīng)用,蒸汽機(jī)應(yīng)運(yùn)而生,隨后利用蒸汽機(jī)的原理制造出在公路上跑的蒸汽車,也就是后來的汽車。幾十年后,能在軌道上運(yùn)行的蒸汽機(jī)車問世。
16世紀(jì)下半葉,在英國和德國的礦山和采石場鋪有用木材做成的路軌,在軌道上行走的車是靠人力或畜力推動(dòng)的。1767年,英國的金屬大跌價(jià),有家鐵工廠的老板看到堆積如山的生鐵,既賣不出去賺不了錢,又占用了很多地方,就令人澆鑄成長長的鐵條,鋪在工廠的道路上,準(zhǔn)備在鐵價(jià)上漲的時(shí)候再賣出去??墒牵藗儼l(fā)現(xiàn)車輛走在鋪著鐵條的路上,既省力,又平穩(wěn)。這樣,鐵軌代替了木軌,先于火車誕生了。鐵條上行車畢竟不是很方便的,于是,鐵條得到了改進(jìn),做成凹槽形的鐵軌。這種軌道可以防止車輪滑出,但容易在凹槽中積上石子、煤屑,鐵軌很容易損壞。于是,人們把鐵軌做成了上下一樣寬,中間略窄的形狀,這樣垃圾不易堆積,鐵軌也不容易損壞。可是這種軌道不是很穩(wěn),鐵軌受到?jīng)_擊容易翻倒而導(dǎo)致車輛出軌翻車。人們又把鐵軌的下面加寬,造成像漢字的“工”字形,這種形狀的軌道既穩(wěn)定又可靠,一直沿用到今天。
那個(gè)時(shí)代鐵路已誕生,可是行走在鐵路上的車大部分是用馬拉的。直到1814年,放牛娃出身的英國工程師斯蒂芬森總結(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),改造了在鐵軌上行走的蒸汽機(jī)車,發(fā)明了真正有使用價(jià)值的火車。斯蒂芬森出生于1781年,父親是煤礦上的蒸汽機(jī)司爐工。14歲那年,斯蒂芬森也來到煤礦,當(dāng)上了一名見習(xí)司礦工。他很喜歡這個(gè)工作,別人下班了,他卻認(rèn)真地擦洗機(jī)器,清潔零部件。多次的拆拆裝裝,使他掌握了機(jī)器的結(jié)構(gòu)。他渴望掌握更多的知識,辛勤工作一天后,就去夜校上課。他從沒上過學(xué),開始學(xué)習(xí)時(shí)困難重重,他聰明好學(xué),勤奮鉆研,很快掌握了機(jī)械、制圖等方面的知識,不久便成了一名熟練的機(jī)械修理工。
1807年,斯蒂芬森總結(jié)前人失敗的教訓(xùn),開始研制蒸汽機(jī)車,他改進(jìn)了產(chǎn)生蒸汽的鍋爐,把立式鍋爐改成臥式鍋爐;在車輪的邊上加了輪緣,以防止火車出軌;又在承重的兩條路軌間加裝了一條有齒的軌道。因?yàn)楫?dāng)時(shí)考慮蒸汽機(jī)車在軌道上行駛,雖可避免在一般道路上因自身太重而難以行走的缺點(diǎn),可在軌道上也會產(chǎn)生車輪打滑的問題,所以,在機(jī)車上裝上棘輪,讓它在有齒的第三軌上滾動(dòng)而帶動(dòng)機(jī)車向前行駛。1814年,斯蒂芬森研制的蒸汽機(jī)車問世了。他發(fā)明的這個(gè)鐵家伙有5噸重,車頭上有一個(gè)巨大的飛輪。這個(gè)飛輪可以利用慣性幫助機(jī)車運(yùn)動(dòng),斯蒂芬森為他的發(fā)明取了個(gè)名字叫“布魯克”。這個(gè)布魯克可以帶動(dòng)總重約30噸的8個(gè)車廂。在以后的10年中,他經(jīng)過不斷的改進(jìn),終于造出了一輛新的更先進(jìn)的蒸汽機(jī)車,他將它命名為“旅行號”。
1825年9月27日,在英國的斯托克頓附近擠滿了4萬余名觀眾,銅管樂隊(duì)也整齊地站在鐵軌邊,人們翹首以待,望著那臥榻蜿蜒而去的鐵路。鐵路兩旁也擁擠著前來觀看的人群。忽然人們聽到一聲激昂的汽笛聲,一臺機(jī)車噴云吐霧地疾駛而來。機(jī)車后面拖著12節(jié)煤車,另外還有19節(jié)車廂,車廂里還乘著約550名旅客。斯蒂芬森親自駕駛世界上第一列火車?;疖囻偨耍蟮卦谖⑽㈩潉?dòng)。觀眾驚呆了,簡直不相信自己的眼睛,不相信眼前的這鐵家伙竟有這么大的力氣?;疖嚲従彽赝7€(wěn),人群中爆發(fā)出一陣?yán)坐Q般的歡呼聲。銅管樂隊(duì)奏出激昂的樂曲,七門禮炮同時(shí)發(fā)放,人們在慶祝世界上誕生了火車。這列火車以每小時(shí)24公里的速度,從達(dá)靈頓駛到了斯托克頓,鐵路運(yùn)輸事業(yè)從這天開始。
約克市步行街上的蘇格蘭風(fēng)笛演出
目前還在運(yùn)營的蒸汽火車,用于馬恩島的旅游線路
到此時(shí),火車的優(yōu)越性已充分體現(xiàn)出來了,它速度快、平穩(wěn)、舒適、安全可靠。隨即在英國和美國掀起了一股修筑鐵路、建造機(jī)車的熱潮。僅1832年這一年,美國就修建了17條鐵路。蒸汽機(jī)車也在這段時(shí)間前后有了很大的改進(jìn),從最初斯蒂芬森建造的兩對輪子的機(jī)車,一直發(fā)展到5對,甚至6對輪子。而斯蒂芬森繼續(xù)作為這個(gè)革命性運(yùn)輸工具的發(fā)明者和倡導(dǎo)者,解決了鐵路建筑、橋梁設(shè)計(jì)、機(jī)車和車輛制造的許多問題。他還在國內(nèi)和國外許多鐵路工程中擔(dān)任顧問。就這樣,火車在世界各地很快發(fā)展起來了。直到今天,火車仍然是世界上重要的運(yùn)輸工具,在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮巨大的作用。
記得小時(shí)候,我一直有一個(gè)疑問,就是為什么汽車在公路上是靠右側(cè)行駛的,而火車卻總是靠左側(cè)行駛。現(xiàn)在我才知道,火車之所以沒有靠右側(cè)行駛,是有兩個(gè)原因的:一是歷史原因,舊中國列強(qiáng)在中國瓜分路權(quán),現(xiàn)在的四大干線都有英商參與投資或經(jīng)營,英商就依英國鐵路的標(biāo)準(zhǔn)來修建和組織運(yùn)營,英國的行車制式為左側(cè)行車制,軌距為4英尺8.5英寸(合1435毫米)的標(biāo)準(zhǔn)軌距,故它奠定了我國左側(cè)行車制和1435毫米軌距;二是地理原因,地球近似球體,自西向東轉(zhuǎn),周期86400秒,赤道附近的線速度約為460米/秒,南北兩極的軸心速度幾乎為零。我國地處北半球,當(dāng)兩列火車相遇時(shí),火車靠左行,西邊軌道上的火車受的力向西,東邊軌道上的火車受的力向東,由于它們受的力都向外側(cè),火車不會相撞。如果火車靠右行,西邊軌道上的火車受的力向東,東邊軌道上的火車受的力向西,火車受的力都向內(nèi)側(cè),當(dāng)兩列火車相遇時(shí),就有相撞的危險(xiǎn)。所以,我國復(fù)線火車規(guī)定靠左行。
從約克回到布拉德福,出站時(shí)已經(jīng)是晚上八點(diǎn)多了,想到明天要去曼徹斯特,便決定馬上去買明天的火車票。因?yàn)闀r(shí)間太晚了,售票處已經(jīng)關(guān)門,便在自動(dòng)售票機(jī)上購買了去曼徹斯特的往返車票。當(dāng)車票從售票機(jī)上吐出來后,我才發(fā)現(xiàn)犯了個(gè)錯(cuò)誤:把時(shí)間搞錯(cuò)了,我操作時(shí),忘記了設(shè)置時(shí)間,結(jié)果我買到的是今天的往返票!根據(jù)在國內(nèi)購票的經(jīng)驗(yàn),我應(yīng)該去退票或改簽,可是售票處已經(jīng)關(guān)門了,我只好抱著試試看的心理到站內(nèi)找到車站的值班員。這個(gè)頗有紳士風(fēng)度的值班員在聽了我的敘述之后,馬上用信封把我的票給封起來,在信封上寫了一行說明,要我明天上午出發(fā)時(shí),到售票處去換票。第二天一早,我到火車站售票處,把那個(gè)信封交給了售票員,她非常熱情地給我換了當(dāng)天的車票,既沒有刁難,也沒有收任何費(fèi)用。于是我順利地踏上了前往曼徹斯特的旅途。
約克大教堂,這是英格蘭北部教區(qū)的主教堂,里面有著名的“英格蘭之心”玻璃彩雕
約克城堡,是約克城早期的防御性堡壘
布拉德?;疖囌臼燮碧?,作者在這里更換了去曼徹斯特的車票
曼徹斯特是工業(yè)革命的開路先鋒,如今它早已遠(yuǎn)離了那段“蒸汽和汗水”的歲月,狄更斯時(shí)代那種貧困的煎熬早已塵封于歷史的記憶,現(xiàn)在,這里充滿了電子氣息,以電子、化工和印刷為中心,擁有重型機(jī)器、織布、煉油、玻璃、塑料和食品加工等七百多種行業(yè),不僅是英格蘭西北部地區(qū)政治和文化中心,也是商業(yè)和就業(yè)中心。我參觀了人民歷史博物館,里面大量的由英國工會、英國工黨和英國共產(chǎn)黨提供的史料、檔案,展示了英國工業(yè)革命以來工人運(yùn)動(dòng)的歷史。在英國最大的唐人街,我終于品嘗到了久違了的中國美食。當(dāng)我乘火車離開曼徹斯特時(shí),已經(jīng)是華燈初上了。火車行進(jìn)了半個(gè)小時(shí),突然列車廣播說,由于托德莫登和羅奇代爾兩站間的鐵路區(qū)間和火車站在維修,旅客要在本站下車,換乘由鐵路公司提供的大巴。我們在托德莫登走下火車時(shí),大巴已經(jīng)在這個(gè)小站外等著了。坐在這個(gè)內(nèi)部裝修頗似火車車廂的大巴里面,穿行在鄉(xiāng)間的公路上,窗外星光和燈光交融,不時(shí)傳來教堂的鐘聲和農(nóng)家的犬吠聲,仿佛自己身處在某個(gè)英國電影的情節(jié)里。大巴在每個(gè)火車應(yīng)該經(jīng)停的火車站停下,讓旅客上下車,最后到羅奇代爾站,我們重新登上火車,返回布拉德福。
皮卡迪利站,曼徹斯特市內(nèi)五個(gè)主要火車站之一
曼徹斯特市的中國城
我回到學(xué)校,已經(jīng)是深夜了。回憶這次曼徹斯特之行,我深深地體會到了英國鐵路服務(wù)的便捷、周到。英國的市際鐵路交通之發(fā)達(dá)在世界上首屈一指,除了在農(nóng)村腹地以外的任何地方,只需不到幾英里的路程便可以到達(dá)一座火車站。由于英國鐵路發(fā)達(dá)、地域狹小,而人口稠密,因此人們會對從英國的一端到達(dá)另一端的速度如此之快感到詫異。英國鐵路網(wǎng)絡(luò)遍布全國,覆蓋面廣,城市間鐵路、城際鐵路和地鐵組成的軌道交通網(wǎng)絡(luò),具有良好的銜接性和可達(dá)性,形成了四通八達(dá)、高效便利的運(yùn)輸布局。乘坐英國鐵路,到處可以看到和聽到Service(服務(wù))這個(gè)詞。在各個(gè)車站,都安置有自動(dòng)售票機(jī)。自動(dòng)售票機(jī)采用多媒體觸摸屏,設(shè)有不同的功能選擇,確認(rèn)后,車票即可從售票機(jī)的出口打印出來,前后過程不超過5秒鐘,如果是現(xiàn)金購票,自動(dòng)售票機(jī)接受硬幣和5鎊、10鎊面值紙幣。為了方便旅客,在自動(dòng)售票機(jī)旁還安設(shè)了零幣兌換機(jī)。旅客也可以在Ticket Point(售票處)直接購票,鐵路客運(yùn)提供了形式多樣的客票價(jià)格,購買往返車票有較多的優(yōu)惠,比單程車票只多幾十便士。而且,無論城際還是城市間運(yùn)輸,均提供了不同種類、不同時(shí)間的非高峰期票價(jià),旅客可以選擇適當(dāng)?shù)钠狈N和出行時(shí)間,最大程度地節(jié)約費(fèi)用。鐵路客票價(jià)格基本上走向市場化,每年可以按照通貨膨脹率減1個(gè)百分點(diǎn)的比率上下浮動(dòng)。我剛到英國時(shí),花20英鎊辦理了一個(gè)鐵路學(xué)生卡,憑這個(gè)卡,購買所有火車票都可節(jié)省三分之一的費(fèi)用。長途旅行時(shí),我們更喜歡提前在網(wǎng)上購票,輸入個(gè)人的信用卡號及相關(guān)信息,車票即可寄來。提前預(yù)定的天數(shù)越多,票價(jià)越便宜。
曼徹斯特市中心的音樂噴泉
曼徹斯特市中心的瓦特塑像,曼徹斯特的發(fā)展得益于瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)
曼徹斯特的有軌電車,這是市區(qū)主要的公共交通工具
每到達(dá)一個(gè)城市,我都喜歡參觀和品味它們的火車站?;疖囌疽话愣荚谑兄行?,車站都是開放式的,通常情況下旅客不需檢票,可以直接出入車站。列車上工作人員只有一名司機(jī),一名檢票員和一名巡警。有時(shí)列車上除了司機(jī)沒有其他工作人員。車站引導(dǎo)系統(tǒng)非常完善,各種引導(dǎo)標(biāo)志圖文并茂,清晰醒目,旅客按照指示標(biāo)識可以比較順利地進(jìn)出站,無需工作人員引導(dǎo)。車站設(shè)立了計(jì)算機(jī)控制的信息引導(dǎo)服務(wù)系統(tǒng),及時(shí)發(fā)布旅客列車到發(fā)等各種圖文聲像信息,同時(shí)連接自動(dòng)語音裝置,向旅客廣播列車接近到達(dá)、晚點(diǎn)和出發(fā)的時(shí)間。在每個(gè)車站,都可免費(fèi)取到各個(gè)線路的列車時(shí)刻表。
英國鐵路擁有近200年的運(yùn)營史,有著成熟的營銷理念,列車運(yùn)營公司把拓展市場營銷、擴(kuò)大市場份額作為立足之本和發(fā)展之源,把客運(yùn)產(chǎn)品的發(fā)展戰(zhàn)略定位在列車種類和優(yōu)質(zhì)服務(wù)上,進(jìn)一步豐富了客運(yùn)產(chǎn)品的內(nèi)涵。在客運(yùn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、包裝、儲存和營銷上,以安全、快速、舒適和不斷降低成本為標(biāo)準(zhǔn),逐步縮短客運(yùn)新產(chǎn)品投放市場的周期。同時(shí)在定價(jià)上機(jī)動(dòng)靈活,細(xì)化了市場分類,提高了鐵路的競爭力。
1.2 軌道之源
俯瞰考西河谷
為了尋找現(xiàn)代鐵路的源頭,新年伊始的一個(gè)周六,我驅(qū)車3個(gè)小時(shí),尋訪了世界上第一座鐵路橋—考西拱橋(Causey Arch)。
我駕車沿著A1國道,在紐卡斯?fàn)柲辖捡偝龈咚俟?,在崎嶇的山路上顛簸?0分鐘,前面出現(xiàn)了一片平坦的場地,這就是考西拱橋的停車場了。停車場入口處寫著“野餐營地”,已經(jīng)停了一些來郊游的家庭的車輛。
從考西河谷仰視考西拱橋
考西河谷現(xiàn)在成為野餐的場所
步出停車場,順著山間小道走下山坡,大概200米就到了考西河谷,考西河上架著一座座木制的小橋,兩邊是懸崖峭壁和參天的大樹。歡笑聲從河邊傳來,是一些家庭全家老小坐在那里吃著野餐。我顧不得欣賞周圍的自然風(fēng)光,疾步奔向我此行的目的地。
從考西拱橋的橋拱下可看到歷史的痕跡
拐過一個(gè)山坳,地勢更加險(xiǎn)峻,沿著河流向上游望去,一座石頭拱橋豁然展現(xiàn)在眼前。橋的兩端扎在峭壁里,那被歷史的塵埃熏黑了的橋拱,在幾十米的高空,向人們展示著近300年的滄桑。橋下的指示牌闡述了該拱橋的建設(shè)背景。
在漢語里“鐵路”這個(gè)詞,從字面上理解有“鋼鐵鋪就的道路”的意思;而英語單詞“railway”,則譯為“軌道交通”??墒窃谲壍澜煌?000年的發(fā)展歷程中,并非一直使用“鐵”作為軌道。
關(guān)于考西拱橋的結(jié)構(gòu)及歷史介紹
在古代,畜力車是人們的主要交通工具,貨物都是由馬車來運(yùn)輸??墒钱?dāng)需要運(yùn)輸重載貨物的時(shí)候,馬車的局限性就出現(xiàn)了:一是承重限制,一匹馬只能拉一節(jié)車廂;二是速度限制,馬匹奔跑的速度是有限的;三是受坡度影響大,上坡的時(shí)候,坡度越陡峭,能拉動(dòng)的貨物就越少,而在下坡的時(shí)候,馬夫必須用原始的木制手閘來剎車,以免車廂滑動(dòng)過快撞上馬匹。
為了解決這些問題,古人想了種種辦法。古希臘人和羅馬人經(jīng)過實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)在石板路上開鑿凹槽,來引導(dǎo)馬車的輪子前行,一匹馬可以拉動(dòng)多節(jié)串在一起的車廂,從而增加了貨物的承載量。當(dāng)時(shí)兩個(gè)槽道之間的距離,是依據(jù)羅馬戰(zhàn)車的輪距確定的,這也演變?yōu)楝F(xiàn)代鐵路軌距(兩根軌道間的距離)標(biāo)準(zhǔn)。
歷史上記錄的第一個(gè)采用這種槽道的道路是約公元前600年古希臘的“滑道(Diolkos)”,它有8公里長,槽道之間的寬度大約1.5米(5英尺),用于港口之間的重物運(yùn)輸。后來人們把這種槽道建在斜坡上,裝滿礦石的貨車靠重力在石道上滑下山坡,再用牲畜把空車廂拉回坡上。在古代,只有港口和礦山需要連續(xù)地把重載貨物從一地運(yùn)到另一地,經(jīng)過對這種槽道的多年的使用、改進(jìn)和嘗試,人們把那種刻在石頭上的凹形槽道改進(jìn)為用木頭制作的軌道。
從16世紀(jì)開始,隨著歐洲采礦業(yè)的發(fā)展,大量的礦石需要被運(yùn)往各地。礦主們發(fā)現(xiàn),在礦山和港口、工廠之間鋪設(shè)軌道,可更有效地運(yùn)輸貨物。1604年,在英國諾丁漢附近的兩個(gè)露天煤礦之間鋪設(shè)了3公里長的木軌“鐵路”,這是英國的第一個(gè)礦山鐵路。與原有的馬車公路運(yùn)輸相比,這種木軌“鐵路”提高了運(yùn)力和運(yùn)輸速度,極大地降低了運(yùn)輸成本,滿足了源源不斷的煤炭運(yùn)輸需要。在發(fā)現(xiàn)了軌道運(yùn)輸?shù)暮锰幒?,各礦業(yè)公司紛紛鋪設(shè)這種木軌“鐵路”,在競爭中,甚至發(fā)生了沖突。
關(guān)于木質(zhì)軌道和車廂的介紹
這時(shí)的“鐵路”運(yùn)輸,是馬拉著木制車廂、采用木制的車輪在木制的軌道上奔跑。當(dāng)時(shí)最著名的是紐卡斯特爾附近的“坦菲爾德箱式鐵路”。這條線路于1725年開通,其部分線路一直運(yùn)營至今??嘉鞴皹蚣磳儆谶@條線路的一部分。當(dāng)時(shí)在這個(gè)險(xiǎn)峻的河谷地帶建橋是一個(gè)巨大的工程,需要巨額的資金,僅僅靠一個(gè)煤礦礦主無力承擔(dān),所以礦主們成立了一個(gè)行會組織——格蘭德同盟,大家合資湊足了這筆錢。
從側(cè)面看考西拱橋
當(dāng)?shù)厥忱瓲柗颉の榈鲁薪诉@個(gè)橋梁工程,他采用古羅馬的拱橋建設(shè)方法,從1725年開始,花了整整一年時(shí)間才建成,耗費(fèi)了12000英鎊。這座拱橋跨度30米,高度24米,在當(dāng)時(shí)是英國最大的單拱橋,這個(gè)記錄保持了30年。
現(xiàn)存的礦山鐵路和車廂
有兩條木軌線路通過這座橋:一條把煤炭從礦山運(yùn)往泰恩河上的碼頭,另一條從碼頭運(yùn)回空車廂。該鐵路開通后不久即承載了繁忙的運(yùn)輸量,每天有930匹馬拉著車廂通過此橋,平均每20秒鐘就通過一節(jié)馬拉的車廂,前后車廂之間的平均間距只有45米。這種繁忙狀況只延續(xù)了幾年,在1733至1738年之間,附近的煤礦關(guān)閉了;在1740年坦菲爾德煤礦發(fā)生了火災(zāi),導(dǎo)致該煤礦關(guān)閉。煤礦數(shù)量的銳減,導(dǎo)致運(yùn)輸量的下降,至1770年,這座橋就很少使用了。
經(jīng)過200多年的風(fēng)雨侵襲,這座橋已經(jīng)瀕臨垮塌了:橋面上、橋拱的石縫里長滿了樹木,支撐橋拱的兩邊峭壁上的石頭也墜落了。1981年,當(dāng)?shù)乜ふ鲑Y修復(fù)了這座橋,工程師們采用當(dāng)年的建橋技術(shù),用一種特殊的樹脂填充石料,一些石頭還由鋼箍固定。
登上拱橋,橋面上凹凸不平的路面還殘留著當(dāng)年木軌的痕跡。橋的兩邊安裝了防護(hù)柵欄,防止游人墜落。一個(gè)當(dāng)年木制的馬拉車廂的復(fù)制品,威風(fēng)凜凜地立在拱橋的另一邊。
當(dāng)年木質(zhì)車廂的復(fù)制品
這種木制車輪和木制軌道易磨損、易腐蝕、不能承載過重的貨物。隨著工業(yè)革命的高速發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,木軌、木輪被鐵軌、鐵輪所代替。1732年,鑄鐵車輪就已經(jīng)出現(xiàn)。1767年鑄鐵軌道開始代替木制軌道,這種鐵軌每段長0.9或1.2米,在隨后的20年間英國所有軌道全采用了鐵軌。
考西拱橋橋面,為了游人安全,兩側(cè)安裝了柵欄
隨著運(yùn)輸量的增長,人們發(fā)現(xiàn)鑄鐵軌道非常易碎,尤其是蒸汽機(jī)車出現(xiàn)后,火車頭常常把鐵軌壓碎,導(dǎo)致交通事故。這個(gè)問題困擾人們多年,直到1820年,約翰·伯金肖發(fā)明了軋鋼軌道,徹底解決了這個(gè)難題。
早在石板槽道時(shí)代,馬車的車輪是嵌進(jìn)凹陷的槽道的,從而保證了車輛沿著軌道行駛。在木制軌道出現(xiàn)后,為了使車廂沿著軌道行駛,人們最早仍模仿槽道時(shí)代的辦法,在軌道的外側(cè)設(shè)立凸緣,車輪行駛在兩個(gè)凸緣之間。后來工程師們發(fā)現(xiàn),把這個(gè)凸緣從軌道移到車輪上形成輪緣,是更有效的辦法,這就基本上確立了現(xiàn)代鐵路的軌道和車輪的外形。后來,為了重載貨物運(yùn)輸?shù)男枰糜诠潭ㄜ壍赖恼砟颈桓臑槭|(zhì)和水泥制造的軌枕,用石渣來支撐并保持軌道的水平。
考西拱橋旁邊的鐵道遺址
俯瞰考西拱橋
站在考西拱橋上,考西河水從橋下潺潺地流過,河谷中的微風(fēng)陣陣吹過,我仿佛聽到了300年前木軌馬車的轟鳴聲,嗅到了軌道交通發(fā)展4000年的歷史氣息。我在拱橋上緩緩地、反復(fù)地、一步一步地走過,力圖追尋那從槽道到鋼軌的4000年歷史的腳步。晚霞映紅了拱橋和河谷,我戀戀不舍地告別考西河,下一站,我準(zhǔn)備去拜訪斯蒂芬森父子,去揭開蒸汽機(jī)車發(fā)展的奧秘。
1.3 訪問斯蒂芬森
斯蒂芬森鐵路博物館
新年過后的一個(gè)周末,我到英格蘭北部城市紐卡斯?fàn)枀⒂^了斯蒂芬森鐵路博物館(Stephenson Railway Museum)。喬治·斯蒂芬森和他兒子羅伯特·斯蒂芬森的名字在世界上家喻戶曉,但是這個(gè)博物館卻位于紐卡斯?fàn)枛|北部的一個(gè)小鎮(zhèn)上,我用衛(wèi)星導(dǎo)航才找到這個(gè)地方。
我興奮地停好車,奔到博物館門前,可是門前的通告讓我的心涼了半截,上面寫著“本博物館開放時(shí)間:每年三月至十一月?!倍?dāng)時(shí)是年初的一月份,博物館不開放。我只好沿著博物館的房子繞行,力圖發(fā)現(xiàn)些什么。這個(gè)博物館是利用以前的鐵路測試車間改造而成的,兩條鐵軌通向博物館,軌道上還停放著兩輛老式的車廂。
走到博物館的側(cè)面,一個(gè)門上寫著:經(jīng)理辦公室,我便抱著僥幸的心理,敲開了辦公室的門。開門的是一位和善的老先生,他叫羅賓·吉普森,是博物館的主管,當(dāng)他知道我來自遙遠(yuǎn)的中國時(shí),便熱情地請我到其辦公室談?wù)?。我對他說,斯蒂芬森在中國很著名,有很多的粉絲,我們也想寫文章向中國人民介紹斯蒂芬森和斯蒂芬森鐵路博物館。羅賓很受感動(dòng),便陪我進(jìn)入展廳,如數(shù)家珍地給我介紹博物館的展品。
由于圣誕節(jié)前,附近的中小學(xué)剛剛在這個(gè)博物館舉辦過活動(dòng),展廳里、展品上還到處都是圣誕節(jié)的彩帶、彩球、玩偶。維修工人們在焊接、維修著展品,他們都熱情地向我打招呼。面對著豐富多彩的展品,羅賓仔細(xì)地給我講述了機(jī)車的發(fā)展史和喬治·斯蒂芬森的生平。
300年來,隨著工業(yè)革命的發(fā)展,越來越多的專用鐵路被建造,用來運(yùn)輸?shù)V山、港口、工廠之間的貨物。而大量的日用品的需求和人們旅行的需要,也催生了公共鐵路的發(fā)展。鐵路的建設(shè)和發(fā)展逐步成為關(guān)系到國計(jì)民生的大問題,為此從1662年開始,英國國會審議通過了一項(xiàng)又一項(xiàng)的鐵路規(guī)劃建設(shè)議案。隨著鐵路建設(shè)的發(fā)展,線路變得更長,運(yùn)輸更頻繁且繁重,但那時(shí)候的火車是由馬拉著運(yùn)行的,一匹馬拉著3噸重的貨車,以6公里的時(shí)速運(yùn)行,這種運(yùn)力是很有限的。蒸汽機(jī)發(fā)明后,人們便自然想把這種強(qiáng)大的機(jī)器用到鐵路運(yùn)輸上,這個(gè)嘗試的過程是艱難而漫長的。
1711年托馬斯·紐科門對蒸汽機(jī)在技術(shù)上進(jìn)行了有效的改進(jìn),發(fā)明了他的第一臺蒸汽機(jī),用來從礦井里抽水。70年后,詹姆斯·瓦特和馬修·諾爾頓為蒸汽機(jī)設(shè)計(jì)了曲柄,他們制造的蒸汽機(jī)能夠用繩索把車廂從斜坡下拉到坡頂,是世界上第一次把蒸汽機(jī)用于鐵路的人。
斯蒂芬森鐵路博物館珍藏的斯蒂芬森為基林沃思煤礦建造的蒸汽機(jī)車“比利號”,這是斯蒂芬森設(shè)計(jì)制造的第一批蒸汽機(jī)車之一
十年后,理查德·特里維西克終于制造出了能夠在軌道上行駛的蒸汽機(jī)車,經(jīng)過幾年的試驗(yàn),終于在1804年2月13日通過了測試。8天后,這臺蒸汽機(jī)車在公眾面前進(jìn)行了表演,在一條礦山鐵路線路上,該機(jī)車牽引著五節(jié)貨車車廂,每節(jié)車廂里裝載了2噸鋼鐵,還有70名觀眾跳上貨車。該列車以8公里的時(shí)速運(yùn)行了4個(gè)小時(shí),成為世界上第一列旅客列車,而那70名觀眾有幸成為歷史上第一批貨車旅客。
當(dāng)時(shí)蒸汽機(jī)車是一個(gè)新事物,人們都希望一睹這個(gè)喘著粗氣的大機(jī)器是如何拉動(dòng)火車的。特里維西克在倫敦建造了一個(gè)環(huán)形游樂鐵路,好奇的市民可花1先令乘坐這列貨車?yán)@行一周,時(shí)速13公里。因?yàn)殍T鐵軌道很容易被壓碎,特里維西克建造的機(jī)車不能太重,從而也就沒有足夠的力量來拉動(dòng)更多的車廂,為此他在機(jī)車上設(shè)計(jì)了齒輪,通過齒輪咬合軌道上的輪齒來提高拉力。但是不久后隨著軋鋼軌道的出現(xiàn),軌道可承受更重的機(jī)車,從而僅靠機(jī)車和軌道之間的摩擦力,即可提供足夠的拉力,所以這個(gè)齒輪系統(tǒng)并沒生存多長時(shí)間。
斯蒂芬森鐵路博物館的蒸汽機(jī)車藏品
斯蒂芬森鐵路博物館的蒸汽機(jī)車藏品
就在蒸汽機(jī)車的早期發(fā)展階段,世界上第一條公眾鐵路—薩里鐵路于1803年開通,它是一條雙線鐵路,馬拉著車廂可在同一時(shí)間相向行駛。3年后,第一條公眾旅客鐵路在斯旺西開通,這是一條城市軌道公交線,有1.6公里長,采用馬匹牽引。鐵路對蒸汽動(dòng)力的需求,一直激發(fā)著工程師們進(jìn)行著勇敢的探索。這期間涌現(xiàn)了三位突出的蒸汽機(jī)車設(shè)計(jì)工程師:威廉·赫德利、提摩太·哈??宋炙购屯げ槠章?。他們都為蒸汽機(jī)車的發(fā)展作出了很大貢獻(xiàn),盡管他們的名字至今仍鮮為人知。
喬治·斯蒂芬森出生地。當(dāng)年房前的軌道現(xiàn)在已變?yōu)楣┚用裆⒉降牧质a道
喬治·斯蒂芬森1781年6月9日生于紐卡斯?fàn)柛浇木S拉姆。這里是煤礦聚集區(qū)。他父親是個(gè)煤礦工人,在蒸汽機(jī)房里燒鍋爐,全家8口人的生活全靠父親微薄的工資收入來維持。由于家庭貧困,童年的喬治被剝奪了上學(xué)的機(jī)會,直到18歲還不會寫自己的名字。喬治和父母以及五個(gè)兄弟姐妹住在一間屋子里,就在離這間屋子前門一米多遠(yuǎn)的地方,有一條運(yùn)煤用的軌道線路,每天一輛輛馬拉的運(yùn)煤車廂從他家門前經(jīng)過,從小喬治就對鐵路產(chǎn)生了濃厚的興趣。他也常去父親工作的地方玩,對著那臺整天轟轟隆隆、永遠(yuǎn)不知疲倦的龐大機(jī)器一看就是幾個(gè)小時(shí),對機(jī)器上每一個(gè)部件都產(chǎn)生了深深的好奇。
喬治14歲的時(shí)候,跟隨父親到煤礦當(dāng)了學(xué)徒工,工作是給蒸汽機(jī)添煤、加油和擦洗機(jī)器。他一有空就走近機(jī)器,仔細(xì)地觀察它是怎樣運(yùn)轉(zhuǎn)的,工作之余他常常偷偷地看機(jī)械師維修機(jī)器。他看的越多,頭腦中的問號也就越多,有些問題問技師,技師也搞不清楚;他想看書又不認(rèn)識字,沒有文化的苦惱時(shí)刻折磨著喬治,于是他下決心要學(xué)習(xí)文化知識。那一年喬治已經(jīng)18歲了,18歲的大小伙子報(bào)名到礦區(qū)里的一所小學(xué)校上學(xué),孩子們都叫他“爸爸學(xué)生”。喬治白天做工,工作之余還得給人家補(bǔ)皮鞋、修鐘表。每天晚上他就和七八歲的孩子們坐在一起上課。經(jīng)過幾年的刻苦學(xué)習(xí),喬治終于能夠看懂書上的文字了。后來,他又找來了不少數(shù)、理、化以及機(jī)械原理的著作,研究機(jī)械理論,探討蒸汽機(jī)的奧秘。由于刻苦學(xué)習(xí),他的文化知識和機(jī)械理論都有了很大進(jìn)步,1803年,他被提升為煤礦的機(jī)械修理工。
斯蒂芬森鐵路博物館的蒸汽機(jī)車藏品
斯蒂芬森鐵路博物館的蒸汽機(jī)車藏品
斯蒂芬森鐵路博物館的內(nèi)燃機(jī)車藏品
斯蒂芬森鐵路博物館的內(nèi)燃機(jī)車藏品
斯蒂芬森鐵路博物館的內(nèi)燃機(jī)車藏品
1806年喬治結(jié)婚了,有了一個(gè)兒子和一個(gè)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(jī)里泄漏的熱氣燙瞎了眼睛。在25歲前后,喬治擔(dān)負(fù)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(shí)候,喬治又被招募到了拿破侖戰(zhàn)爭的前線。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。
為了更全面地掌握蒸汽機(jī)的原理與結(jié)構(gòu),喬治不惜辭去工作,步行1500多里來到瓦特的故鄉(xiāng)蘇格蘭。在那里經(jīng)過一年多的刻苦鉆研和實(shí)踐,他不僅徹底搞清楚了蒸汽機(jī)的原理,而且掌握了煤礦里各種機(jī)器的性能和結(jié)構(gòu)原理。1810年的一天,礦上一臺機(jī)器突然出現(xiàn)了故障,許多機(jī)械師都束手無策。喬治毛遂自薦,熟練地找出了故障,把機(jī)器給修好了,從此喬治被礦上破格提拔為機(jī)械工程師。
從那年開始,他著手制造蒸汽機(jī)車。1813年他在附近煤礦觀摩了用來從煤礦拉煤的“裝有輪子的蒸汽鍋爐”,這個(gè)笨重的裝置由于在光滑的木軌上無法牽引,因此加裝了一個(gè)棘輪,使其在軌道上滾行。1814年7月25日,喬治自己動(dòng)手制作的第一臺機(jī)車開始運(yùn)行,取名“布魯克”號。這臺機(jī)車有兩個(gè)汽缸、一個(gè)2.5米長的鍋爐,有凸緣的車輪防止打滑,而鐵軌是平緣的。它可以拉著8節(jié)礦車,載重30噸,以每小時(shí)6.4公里的速度前進(jìn)?!安剪斂恕碧枡C(jī)車在喬治家門口的煤礦里的軌道上行駛時(shí),司機(jī)是喬治的哥哥詹姆斯,給蒸汽機(jī)車的鍋爐生火的是詹姆斯的妻子。第一次運(yùn)行時(shí),煤礦上居民看到蒸汽機(jī)車煙囪噴著火,轟隆隆地行駛起來時(shí),都被震撼了。
斯蒂芬森鐵路博物館的藏品—斯蒂芬森發(fā)明的防爆礦燈
1815年喬治解決了一個(gè)亟待解決的問題——礦工使用的無罩油燈容易引起礦井瓦斯爆炸,為此他發(fā)明了安全礦燈,獲得獎(jiǎng)金1000鎊,解決了他研制蒸汽機(jī)車機(jī)車遇到的經(jīng)濟(jì)困難。他繼續(xù)研究提高機(jī)車功率的方法,發(fā)明了將廢氣從煙囪排出以使鍋爐的燃燒室形成負(fù)壓的抽風(fēng)方法,提高燃燒效果,節(jié)約了燃料,使機(jī)車速度提高2~3倍,從而制成了可供實(shí)用的鐵路機(jī)車。
斯蒂芬森鐵路博物館的內(nèi)燃機(jī)車藏品
斯蒂芬森鐵路博物館的內(nèi)燃機(jī)車藏品
在以后的10年中,喬治制造了12輛與“布魯克”號相似的火車頭。雖然在設(shè)計(jì)上沒有突破前人的成就,但喬治還是自信地預(yù)言:“我深信一條可以使用我的蒸汽火車頭的鐵路,效果遠(yuǎn)較運(yùn)河為佳。我敢打賭,我的蒸汽機(jī)車在一條長長的良好鐵路上,每天可以運(yùn)載著40~60噸貨物行駛100公里路程?!眴讨蔚幕疖嚧蟠筇岣吡饲叭嗽囍频臋C(jī)車的效率,喬治所創(chuàng)造出的這種新的陸路運(yùn)輸工具,開創(chuàng)了運(yùn)輸事業(yè)的新時(shí)代。但這種火車仍然有許多不足之處,常由于翻車事故造成人員傷亡。因此有人說火車不如馬車安全,且蒸氣機(jī)噴汽時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音,驚嚇牛馬,所以一些人阻擋、反對使用火車。喬治對火車進(jìn)行了改進(jìn),其中最重要的是減少了噪音。
斯蒂芬森鐵路博物館的電力機(jī)車藏品
喬治在機(jī)器方面的天分為他贏得了人們的極大尊重,1812年,喬治開始為格蘭德同盟管理其名下所有煤礦使用的機(jī)器。格蘭德同盟是英國眾多煤礦礦主的聯(lián)盟,由早期工業(yè)地區(qū)最富有的人們組成。他們都非常信任喬治的技術(shù),并且,在他的自信的感召下,他們打算投資支持他實(shí)現(xiàn)自己的構(gòu)想。于是,喬治立即著手研究如何用蒸汽機(jī)代替馬來運(yùn)輸煤炭。
1823年,喬治作為總工程師,完成了從斯托克頓—達(dá)靈頓鐵路(Stockton-Darlington Railway)的世界上第一條40公里長的商業(yè)性鐵路工程。起初這條鐵路不是為行駛火車而鋪設(shè)的,而是為馬車運(yùn)輸鋪設(shè)的。經(jīng)喬治的努力,終于促使委員會同意讓蒸汽機(jī)車在這條鐵路上行駛。1825年9月27日,當(dāng)由喬治親自駕駛著他自己制造的“旅行號”號機(jī)車,載了550名旅客,以時(shí)速24公里從達(dá)靈頓駛到斯托克頓時(shí),現(xiàn)代鐵路運(yùn)輸事業(yè)就從此誕生了。
在這期間,喬治建立了英國第一家機(jī)車廠。在這座工廠里,他和兒子羅伯特研制出一輛名叫“火箭號”的機(jī)車,它自重4.3噸,載重40噸。這輛“火箭號”列車時(shí)速達(dá)到30公里,給崛起的英國中部工業(yè)區(qū)的交通進(jìn)行了一次革命。1829年鐵路董事們懸賞500鎊舉行了一場蒸汽機(jī)車?yán)Υ筚?,比賽的?biāo)準(zhǔn)是速度和載重。最終斯蒂芬森父子的“火箭號”贏得了比賽。