英国是现代铁路的发祥地。作者跟随着铁路发展的脚步，拜访了每一处纪念地，揭示了铁路起源、诞生、发展的奥秘。
斯肯索普城的康力斯钢铁公司开行的蒸汽火车漫游
斯蒂芬森铁路博物馆的蒸汽机车藏品
斯蒂芬森铁路博物馆的蒸汽机车藏品
世界上最早的铁路拱桥—考西拱桥，建于1725年，桥上铺有木质轨道，连接煤矿和港口
纽卡斯尔市泰恩河铁路大桥
斯蒂芬森铁路博物馆的内燃机车藏品
铁路枢纽唐克斯特站
早期的电力机车
1.1 站在铁路的发祥地
如果说，在国内，中国人外出旅行离不开火车，那么，在英国生活，会感觉到火车离人们的距离要更近。因为英国铁路不仅是长途旅行的工具，更是短途、甚至是市区交通的首选。作为一个有着深深的铁路背景的人，我自然对铁路的发祥地，对英国的铁路要探访一番。2006年，我刚到英国不久，便通过到约克和曼彻斯特的旅行，加深了我对英国铁路的了解。
约克离布拉德福大约一个小时的车程，在将近2000年的时间里，约克一直是北英格兰的首府，地位相当于今天的伦敦。1839年，约克有了第一个火车站，之后便逐渐发展成英国北部的交通枢纽。约克市中心地区是在古城的基础上发展起来的，道路是石头路，千百年来被马蹄踩踏得十分光滑；房子是石头房子，长满了历史的青苔。约克每年吸引着成千上万来自世界各地的游客，其中美国人占了很大比例，这里面有很浓重的历史情结。17世纪，为了逃避宗教迫害，一群英国的清教徒乘船逃往新大陆去寻找新生活，他们成为第一批移民美国的英国人，之后大批的英国人加入了移民潮。思念故乡的他们纷纷用英国故乡小镇的名字命名新大陆的一个个定居点，新约克（New York），即纽约，便是其中之一。
约克站—英国最有历史意义的火车站之一
约克铁路枢纽
那个初春的上午，我到达约克城，在古城墙的外面，我找到了著名的国家铁路博物馆。因为在19世纪约克是英国铁路系统的枢纽，保留下来很多古董，后成立了铁路博物馆，成为英国国家科学和工业博物馆的一部份。博物馆收藏了100多台机车和200多节火车车厢。另外成百上千与铁路发展史相关的物品也在馆内展出，其中包括了火车的发明者罗伯特·斯蒂芬森的一绺头发。博物馆的展出大厅是由约克火车站旁一个动力站改建而成的，几乎所有展出的火车机车全部在英国的铁路上行驶过或是由英国制造的。通过图片和多媒体展示，我了解了英国铁路的发明和发展。
约克古城门
约克古城墙，城墙外面即是国家铁路博物馆
早期的蒸汽机车
1688年，英国的资产阶级发动“光荣革命”，宣告了资本主义制度的诞生。新的生产关系解放了生产力。手工工场日益精密的技术分工，使各个生产过程简单化到能够用机器代替手工劳动，使手工工人的技术趋于专门化，这都为机器的发明和应用创造了良好的条件。工业革命拉开了序幕，机器的发明和应用，蒸汽机应运而生，随后利用蒸汽机的原理制造出在公路上跑的蒸汽车，也就是后来的汽车。几十年后，能在轨道上运行的蒸汽机车问世。
16世纪下半叶，在英国和德国的矿山和采石场铺有用木材做成的路轨，在轨道上行走的车是靠人力或畜力推动的。1767年，英国的金属大跌价，有家铁工厂的老板看到堆积如山的生铁，既卖不出去赚不了钱，又占用了很多地方，就令人浇铸成长长的铁条，铺在工厂的道路上，准备在铁价上涨的时候再卖出去。可是，人们发现车辆走在铺着铁条的路上，既省力，又平稳。这样，铁轨代替了木轨，先于火车诞生了。铁条上行车毕竟不是很方便的，于是，铁条得到了改进，做成凹槽形的铁轨。这种轨道可以防止车轮滑出，但容易在凹槽中积上石子、煤屑，铁轨很容易损坏。于是，人们把铁轨做成了上下一样宽，中间略窄的形状，这样垃圾不易堆积，铁轨也不容易损坏。可是这种轨道不是很稳，铁轨受到冲击容易翻倒而导致车辆出轨翻车。人们又把铁轨的下面加宽，造成像汉字的“工”字形，这种形状的轨道既稳定又可靠，一直沿用到今天。
那个时代铁路已诞生，可是行走在铁路上的车大部分是用马拉的。直到1814年，放牛娃出身的英国工程师斯蒂芬森总结了前人的经验教训，改造了在铁轨上行走的蒸汽机车，发明了真正有使用价值的火车。斯蒂芬森出生于1781年，父亲是煤矿上的蒸汽机司炉工。14岁那年，斯蒂芬森也来到煤矿，当上了一名见习司矿工。他很喜欢这个工作，别人下班了，他却认真地擦洗机器，清洁零部件。多次的拆拆装装，使他掌握了机器的结构。他渴望掌握更多的知识，辛勤工作一天后，就去夜校上课。他从没上过学，开始学习时困难重重，他聪明好学，勤奋钻研，很快掌握了机械、制图等方面的知识，不久便成了一名熟练的机械修理工。
1807年，斯蒂芬森总结前人失败的教训，开始研制蒸汽机车，他改进了产生蒸汽的锅炉，把立式锅炉改成卧式锅炉；在车轮的边上加了轮缘，以防止火车出轨；又在承重的两条路轨间加装了一条有齿的轨道。因为当时考虑蒸汽机车在轨道上行驶，虽可避免在一般道路上因自身太重而难以行走的缺点，可在轨道上也会产生车轮打滑的问题，所以，在机车上装上棘轮，让它在有齿的第三轨上滚动而带动机车向前行驶。1814年，斯蒂芬森研制的蒸汽机车问世了。他发明的这个铁家伙有5吨重，车头上有一个巨大的飞轮。这个飞轮可以利用惯性帮助机车运动，斯蒂芬森为他的发明取了个名字叫“布鲁克”。这个布鲁克可以带动总重约30吨的8个车厢。在以后的10年中，他经过不断的改进，终于造出了一辆新的更先进的蒸汽机车，他将它命名为“旅行号”。
1825年9月27日，在英国的斯托克顿附近挤满了4万余名观众，铜管乐队也整齐地站在铁轨边，人们翘首以待，望着那卧榻蜿蜒而去的铁路。铁路两旁也拥挤着前来观看的人群。忽然人们听到一声激昂的汽笛声，一台机车喷云吐雾地疾驶而来。机车后面拖着12节煤车，另外还有19节车厢，车厢里还乘着约550名旅客。斯蒂芬森亲自驾驶世界上第一列火车。火车驶近了，大地在微微颤动。观众惊呆了，简直不相信自己的眼睛，不相信眼前的这铁家伙竟有这么大的力气。火车缓缓地停稳，人群中爆发出一阵雷鸣般的欢呼声。铜管乐队奏出激昂的乐曲，七门礼炮同时发放，人们在庆祝世界上诞生了火车。这列火车以每小时24公里的速度，从达灵顿驶到了斯托克顿，铁路运输事业从这天开始。
约克市步行街上的苏格兰风笛演出
目前还在运营的蒸汽火车，用于马恩岛的旅游线路
到此时，火车的优越性已充分体现出来了，它速度快、平稳、舒适、安全可靠。随即在英国和美国掀起了一股修筑铁路、建造机车的热潮。仅1832年这一年，美国就修建了17条铁路。蒸汽机车也在这段时间前后有了很大的改进，从最初斯蒂芬森建造的两对轮子的机车，一直发展到5对，甚至6对轮子。而斯蒂芬森继续作为这个革命性运输工具的发明者和倡导者，解决了铁路建筑、桥梁设计、机车和车辆制造的许多问题。他还在国内和国外许多铁路工程中担任顾问。就这样，火车在世界各地很快发展起来了。直到今天，火车仍然是世界上重要的运输工具，在国民经济中发挥巨大的作用。
记得小时候，我一直有一个疑问，就是为什么汽车在公路上是靠右侧行驶的，而火车却总是靠左侧行驶。现在我才知道，火车之所以没有靠右侧行驶，是有两个原因的：一是历史原因，旧中国列强在中国瓜分路权，现在的四大干线都有英商参与投资或经营，英商就依英国铁路的标准来修建和组织运营，英国的行车制式为左侧行车制，轨距为4英尺8.5英寸（合1435毫米）的标准轨距，故它奠定了我国左侧行车制和1435毫米轨距；二是地理原因，地球近似球体，自西向东转，周期86400秒，赤道附近的线速度约为460米/秒，南北两极的轴心速度几乎为零。我国地处北半球，当两列火车相遇时，火车靠左行，西边轨道上的火车受的力向西，东边轨道上的火车受的力向东，由于它们受的力都向外侧，火车不会相撞。如果火车靠右行，西边轨道上的火车受的力向东，东边轨道上的火车受的力向西，火车受的力都向内侧，当两列火车相遇时，就有相撞的危险。所以，我国复线火车规定靠左行。
从约克回到布拉德福，出站时已经是晚上八点多了，想到明天要去曼彻斯特，便决定马上去买明天的火车票。因为时间太晚了，售票处已经关门，便在自动售票机上购买了去曼彻斯特的往返车票。当车票从售票机上吐出来后，我才发现犯了个错误：把时间搞错了，我操作时，忘记了设置时间，结果我买到的是今天的往返票！根据在国内购票的经验，我应该去退票或改签，可是售票处已经关门了，我只好抱着试试看的心理到站内找到车站的值班员。这个颇有绅士风度的值班员在听了我的叙述之后，马上用信封把我的票给封起来，在信封上写了一行说明，要我明天上午出发时，到售票处去换票。第二天一早，我到火车站售票处，把那个信封交给了售票员，她非常热情地给我换了当天的车票，既没有刁难，也没有收任何费用。于是我顺利地踏上了前往曼彻斯特的旅途。
约克大教堂，这是英格兰北部教区的主教堂，里面有著名的“英格兰之心”玻璃彩雕
约克城堡，是约克城早期的防御性堡垒
布拉德福火车站售票处，作者在这里更换了去曼彻斯特的车票
曼彻斯特是工业革命的开路先锋，如今它早已远离了那段“蒸汽和汗水”的岁月，狄更斯时代那种贫困的煎熬早已尘封于历史的记忆，现在，这里充满了电子气息，以电子、化工和印刷为中心，拥有重型机器、织布、炼油、玻璃、塑料和食品加工等七百多种行业，不仅是英格兰西北部地区政治和文化中心，也是商业和就业中心。我参观了人民历史博物馆，里面大量的由英国工会、英国工党和英国共产党提供的史料、档案，展示了英国工业革命以来工人运动的历史。在英国最大的唐人街，我终于品尝到了久违了的中国美食。当我乘火车离开曼彻斯特时，已经是华灯初上了。火车行进了半个小时，突然列车广播说，由于托德莫登和罗奇代尔两站间的铁路区间和火车站在维修，旅客要在本站下车，换乘由铁路公司提供的大巴。我们在托德莫登走下火车时，大巴已经在这个小站外等着了。坐在这个内部装修颇似火车车厢的大巴里面，穿行在乡间的公路上，窗外星光和灯光交融，不时传来教堂的钟声和农家的犬吠声，仿佛自己身处在某个英国电影的情节里。大巴在每个火车应该经停的火车站停下，让旅客上下车，最后到罗奇代尔站，我们重新登上火车，返回布拉德福。
皮卡迪利站，曼彻斯特市内五个主要火车站之一
曼彻斯特市的中国城
我回到学校，已经是深夜了。回忆这次曼彻斯特之行，我深深地体会到了英国铁路服务的便捷、周到。英国的市际铁路交通之发达在世界上首屈一指，除了在农村腹地以外的任何地方，只需不到几英里的路程便可以到达一座火车站。由于英国铁路发达、地域狭小，而人口稠密，因此人们会对从英国的一端到达另一端的速度如此之快感到诧异。英国铁路网络遍布全国，覆盖面广，城市间铁路、城际铁路和地铁组成的轨道交通网络，具有良好的衔接性和可达性，形成了四通八达、高效便利的运输布局。乘坐英国铁路，到处可以看到和听到Service（服务）这个词。在各个车站，都安置有自动售票机。自动售票机采用多媒体触摸屏，设有不同的功能选择，确认后，车票即可从售票机的出口打印出来，前后过程不超过5秒钟，如果是现金购票，自动售票机接受硬币和5镑、10镑面值纸币。为了方便旅客，在自动售票机旁还安设了零币兑换机。旅客也可以在Ticket Point（售票处）直接购票，铁路客运提供了形式多样的客票价格，购买往返车票有较多的优惠，比单程车票只多几十便士。而且，无论城际还是城市间运输，均提供了不同种类、不同时间的非高峰期票价，旅客可以选择适当的票种和出行时间，最大程度地节约费用。铁路客票价格基本上走向市场化，每年可以按照通货膨胀率减1个百分点的比率上下浮动。我刚到英国时，花20英镑办理了一个铁路学生卡，凭这个卡，购买所有火车票都可节省三分之一的费用。长途旅行时，我们更喜欢提前在网上购票，输入个人的信用卡号及相关信息，车票即可寄来。提前预定的天数越多，票价越便宜。
曼彻斯特市中心的音乐喷泉
曼彻斯特市中心的瓦特塑像，曼彻斯特的发展得益于瓦特发明的蒸汽机
曼彻斯特的有轨电车，这是市区主要的公共交通工具
每到达一个城市，我都喜欢参观和品味它们的火车站。火车站一般都在市中心，车站都是开放式的，通常情况下旅客不需检票，可以直接出入车站。列车上工作人员只有一名司机，一名检票员和一名巡警。有时列车上除了司机没有其他工作人员。车站引导系统非常完善，各种引导标志图文并茂，清晰醒目，旅客按照指示标识可以比较顺利地进出站，无需工作人员引导。车站设立了计算机控制的信息引导服务系统，及时发布旅客列车到发等各种图文声像信息，同时连接自动语音装置，向旅客广播列车接近到达、晚点和出发的时间。在每个车站，都可免费取到各个线路的列车时刻表。
英国铁路拥有近200年的运营史，有着成熟的营销理念，列车运营公司把拓展市场营销、扩大市场份额作为立足之本和发展之源，把客运产品的发展战略定位在列车种类和优质服务上，进一步丰富了客运产品的内涵。在客运产品的设计、包装、储存和营销上，以安全、快速、舒适和不断降低成本为标准，逐步缩短客运新产品投放市场的周期。同时在定价上机动灵活，细化了市场分类，提高了铁路的竞争力。
1.2 轨道之源
俯瞰考西河谷
为了寻找现代铁路的源头，新年伊始的一个周六，我驱车3个小时，寻访了世界上第一座铁路桥—考西拱桥（Causey Arch）。
我驾车沿着A1国道，在纽卡斯尔南郊驶出高速公路，在崎岖的山路上颠簸了20分钟，前面出现了一片平坦的场地，这就是考西拱桥的停车场了。停车场入口处写着“野餐营地”，已经停了一些来郊游的家庭的车辆。
从考西河谷仰视考西拱桥
考西河谷现在成为野餐的场所
步出停车场，顺着山间小道走下山坡，大概200米就到了考西河谷，考西河上架着一座座木制的小桥，两边是悬崖峭壁和参天的大树。欢笑声从河边传来，是一些家庭全家老小坐在那里吃着野餐。我顾不得欣赏周围的自然风光，疾步奔向我此行的目的地。
从考西拱桥的桥拱下可看到历史的痕迹
拐过一个山坳，地势更加险峻，沿着河流向上游望去，一座石头拱桥豁然展现在眼前。桥的两端扎在峭壁里，那被历史的尘埃熏黑了的桥拱，在几十米的高空，向人们展示着近300年的沧桑。桥下的指示牌阐述了该拱桥的建设背景。
在汉语里“铁路”这个词，从字面上理解有“钢铁铺就的道路”的意思；而英语单词“railway”，则译为“轨道交通”。可是在轨道交通4000年的发展历程中，并非一直使用“铁”作为轨道。
关于考西拱桥的结构及历史介绍
在古代，畜力车是人们的主要交通工具，货物都是由马车来运输。可是当需要运输重载货物的时候，马车的局限性就出现了：一是承重限制，一匹马只能拉一节车厢；二是速度限制，马匹奔跑的速度是有限的；三是受坡度影响大，上坡的时候，坡度越陡峭，能拉动的货物就越少，而在下坡的时候，马夫必须用原始的木制手闸来刹车，以免车厢滑动过快撞上马匹。
为了解决这些问题，古人想了种种办法。古希腊人和罗马人经过实践，发现在石板路上开凿凹槽，来引导马车的轮子前行，一匹马可以拉动多节串在一起的车厢，从而增加了货物的承载量。当时两个槽道之间的距离，是依据罗马战车的轮距确定的，这也演变为现代铁路轨距（两根轨道间的距离）标准。
历史上记录的第一个采用这种槽道的道路是约公元前600年古希腊的“滑道（Diolkos）”，它有8公里长，槽道之间的宽度大约1.5米（5英尺），用于港口之间的重物运输。后来人们把这种槽道建在斜坡上，装满矿石的货车靠重力在石道上滑下山坡，再用牲畜把空车厢拉回坡上。在古代，只有港口和矿山需要连续地把重载货物从一地运到另一地，经过对这种槽道的多年的使用、改进和尝试，人们把那种刻在石头上的凹形槽道改进为用木头制作的轨道。
从16世纪开始，随着欧洲采矿业的发展，大量的矿石需要被运往各地。矿主们发现，在矿山和港口、工厂之间铺设轨道，可更有效地运输货物。1604年，在英国诺丁汉附近的两个露天煤矿之间铺设了3公里长的木轨“铁路”，这是英国的第一个矿山铁路。与原有的马车公路运输相比，这种木轨“铁路”提高了运力和运输速度，极大地降低了运输成本，满足了源源不断的煤炭运输需要。在发现了轨道运输的好处后，各矿业公司纷纷铺设这种木轨“铁路”，在竞争中，甚至发生了冲突。
关于木质轨道和车厢的介绍
这时的“铁路”运输，是马拉着木制车厢、采用木制的车轮在木制的轨道上奔跑。当时最著名的是纽卡斯特尔附近的“坦菲尔德箱式铁路”。这条线路于1725年开通，其部分线路一直运营至今。考西拱桥即属于这条线路的一部分。当时在这个险峻的河谷地带建桥是一个巨大的工程，需要巨额的资金，仅仅靠一个煤矿矿主无力承担，所以矿主们成立了一个行会组织——格兰德同盟，大家合资凑足了这笔钱。
从侧面看考西拱桥
当地石匠拉尔夫·伍德承建了这个桥梁工程，他采用古罗马的拱桥建设方法，从1725年开始，花了整整一年时间才建成，耗费了12000英镑。这座拱桥跨度30米，高度24米，在当时是英国最大的单拱桥，这个记录保持了30年。
现存的矿山铁路和车厢
有两条木轨线路通过这座桥：一条把煤炭从矿山运往泰恩河上的码头，另一条从码头运回空车厢。该铁路开通后不久即承载了繁忙的运输量，每天有930匹马拉着车厢通过此桥，平均每20秒钟就通过一节马拉的车厢，前后车厢之间的平均间距只有45米。这种繁忙状况只延续了几年，在1733至1738年之间，附近的煤矿关闭了；在1740年坦菲尔德煤矿发生了火灾，导致该煤矿关闭。煤矿数量的锐减，导致运输量的下降，至1770年，这座桥就很少使用了。
经过200多年的风雨侵袭，这座桥已经濒临垮塌了：桥面上、桥拱的石缝里长满了树木，支撑桥拱的两边峭壁上的石头也坠落了。1981年，当地郡政府出资修复了这座桥，工程师们采用当年的建桥技术，用一种特殊的树脂填充石料，一些石头还由钢箍固定。
登上拱桥，桥面上凹凸不平的路面还残留着当年木轨的痕迹。桥的两边安装了防护栅栏，防止游人坠落。一个当年木制的马拉车厢的复制品，威风凛凛地立在拱桥的另一边。
当年木质车厢的复制品
这种木制车轮和木制轨道易磨损、易腐蚀、不能承载过重的货物。随着工业革命的高速发展和技术的进步，木轨、木轮被铁轨、铁轮所代替。1732年，铸铁车轮就已经出现。1767年铸铁轨道开始代替木制轨道，这种铁轨每段长0.9或1.2米，在随后的20年间英国所有轨道全采用了铁轨。
考西拱桥桥面，为了游人安全，两侧安装了栅栏
随着运输量的增长，人们发现铸铁轨道非常易碎，尤其是蒸汽机车出现后，火车头常常把铁轨压碎，导致交通事故。这个问题困扰人们多年，直到1820年，约翰·伯金肖发明了轧钢轨道，彻底解决了这个难题。
早在石板槽道时代，马车的车轮是嵌进凹陷的槽道的，从而保证了车辆沿着轨道行驶。在木制轨道出现后，为了使车厢沿着轨道行驶，人们最早仍模仿槽道时代的办法，在轨道的外侧设立凸缘，车轮行驶在两个凸缘之间。后来工程师们发现，把这个凸缘从轨道移到车轮上形成轮缘，是更有效的办法，这就基本上确立了现代铁路的轨道和车轮的外形。后来，为了重载货物运输的需要，用于固定轨道的枕木被改为石质和水泥制造的轨枕，用石渣来支撑并保持轨道的水平。
考西拱桥旁边的铁道遗址
俯瞰考西拱桥
站在考西拱桥上，考西河水从桥下潺潺地流过，河谷中的微风阵阵吹过，我仿佛听到了300年前木轨马车的轰鸣声，嗅到了轨道交通发展4000年的历史气息。我在拱桥上缓缓地、反复地、一步一步地走过，力图追寻那从槽道到钢轨的4000年历史的脚步。晚霞映红了拱桥和河谷，我恋恋不舍地告别考西河，下一站，我准备去拜访斯蒂芬森父子，去揭开蒸汽机车发展的奥秘。
1.3 访问斯蒂芬森
斯蒂芬森铁路博物馆
新年过后的一个周末，我到英格兰北部城市纽卡斯尔参观了斯蒂芬森铁路博物馆（Stephenson Railway Museum）。乔治·斯蒂芬森和他儿子罗伯特·斯蒂芬森的名字在世界上家喻户晓，但是这个博物馆却位于纽卡斯尔东北部的一个小镇上，我用卫星导航才找到这个地方。
我兴奋地停好车，奔到博物馆门前，可是门前的通告让我的心凉了半截，上面写着“本博物馆开放时间：每年三月至十一月。”而当时是年初的一月份，博物馆不开放。我只好沿着博物馆的房子绕行，力图发现些什么。这个博物馆是利用以前的铁路测试车间改造而成的，两条铁轨通向博物馆，轨道上还停放着两辆老式的车厢。
走到博物馆的侧面，一个门上写着：经理办公室，我便抱着侥幸的心理，敲开了办公室的门。开门的是一位和善的老先生，他叫罗宾·吉普森，是博物馆的主管，当他知道我来自遥远的中国时，便热情地请我到其办公室谈谈。我对他说，斯蒂芬森在中国很著名，有很多的粉丝，我们也想写文章向中国人民介绍斯蒂芬森和斯蒂芬森铁路博物馆。罗宾很受感动，便陪我进入展厅，如数家珍地给我介绍博物馆的展品。
由于圣诞节前，附近的中小学刚刚在这个博物馆举办过活动，展厅里、展品上还到处都是圣诞节的彩带、彩球、玩偶。维修工人们在焊接、维修着展品，他们都热情地向我打招呼。面对着丰富多彩的展品，罗宾仔细地给我讲述了机车的发展史和乔治·斯蒂芬森的生平。
300年来，随着工业革命的发展，越来越多的专用铁路被建造，用来运输矿山、港口、工厂之间的货物。而大量的日用品的需求和人们旅行的需要，也催生了公共铁路的发展。铁路的建设和发展逐步成为关系到国计民生的大问题，为此从1662年开始，英国国会审议通过了一项又一项的铁路规划建设议案。随着铁路建设的发展，线路变得更长，运输更频繁且繁重，但那时候的火车是由马拉着运行的，一匹马拉着3吨重的货车，以6公里的时速运行，这种运力是很有限的。蒸汽机发明后，人们便自然想把这种强大的机器用到铁路运输上，这个尝试的过程是艰难而漫长的。
1711年托马斯·纽科门对蒸汽机在技术上进行了有效的改进，发明了他的第一台蒸汽机，用来从矿井里抽水。70年后，詹姆斯·瓦特和马修·诺尔顿为蒸汽机设计了曲柄，他们制造的蒸汽机能够用绳索把车厢从斜坡下拉到坡顶，是世界上第一次把蒸汽机用于铁路的人。
斯蒂芬森铁路博物馆珍藏的斯蒂芬森为基林沃思煤矿建造的蒸汽机车“比利号”，这是斯蒂芬森设计制造的第一批蒸汽机车之一
十年后，理查德·特里维西克终于制造出了能够在轨道上行驶的蒸汽机车，经过几年的试验，终于在1804年2月13日通过了测试。8天后，这台蒸汽机车在公众面前进行了表演，在一条矿山铁路线路上，该机车牵引着五节货车车厢，每节车厢里装载了2吨钢铁，还有70名观众跳上货车。该列车以8公里的时速运行了4个小时，成为世界上第一列旅客列车，而那70名观众有幸成为历史上第一批货车旅客。
当时蒸汽机车是一个新事物，人们都希望一睹这个喘着粗气的大机器是如何拉动火车的。特里维西克在伦敦建造了一个环形游乐铁路，好奇的市民可花1先令乘坐这列货车绕行一周，时速13公里。因为铸铁轨道很容易被压碎，特里维西克建造的机车不能太重，从而也就没有足够的力量来拉动更多的车厢，为此他在机车上设计了齿轮，通过齿轮咬合轨道上的轮齿来提高拉力。但是不久后随着轧钢轨道的出现，轨道可承受更重的机车，从而仅靠机车和轨道之间的摩擦力，即可提供足够的拉力，所以这个齿轮系统并没生存多长时间。
斯蒂芬森铁路博物馆的蒸汽机车藏品
斯蒂芬森铁路博物馆的蒸汽机车藏品
就在蒸汽机车的早期发展阶段，世界上第一条公众铁路—萨里铁路于1803年开通，它是一条双线铁路，马拉着车厢可在同一时间相向行驶。3年后，第一条公众旅客铁路在斯旺西开通，这是一条城市轨道公交线，有1.6公里长，采用马匹牵引。铁路对蒸汽动力的需求，一直激发着工程师们进行着勇敢的探索。这期间涌现了三位突出的蒸汽机车设计工程师：威廉·赫德利、提摩太·哈福克沃斯和威廉·查普曼。他们都为蒸汽机车的发展作出了很大贡献，尽管他们的名字至今仍鲜为人知。
乔治·斯蒂芬森出生地。当年房前的轨道现在已变为供居民散步的林荫道
乔治·斯蒂芬森1781年6月9日生于纽卡斯尔附近的维拉姆。这里是煤矿聚集区。他父亲是个煤矿工人，在蒸汽机房里烧锅炉，全家8口人的生活全靠父亲微薄的工资收入来维持。由于家庭贫困，童年的乔治被剥夺了上学的机会，直到18岁还不会写自己的名字。乔治和父母以及五个兄弟姐妹住在一间屋子里，就在离这间屋子前门一米多远的地方，有一条运煤用的轨道线路，每天一辆辆马拉的运煤车厢从他家门前经过，从小乔治就对铁路产生了浓厚的兴趣。他也常去父亲工作的地方玩，对着那台整天轰轰隆隆、永远不知疲倦的庞大机器一看就是几个小时，对机器上每一个部件都产生了深深的好奇。
乔治14岁的时候，跟随父亲到煤矿当了学徒工，工作是给蒸汽机添煤、加油和擦洗机器。他一有空就走近机器，仔细地观察它是怎样运转的，工作之余他常常偷偷地看机械师维修机器。他看的越多，头脑中的问号也就越多，有些问题问技师，技师也搞不清楚；他想看书又不认识字，没有文化的苦恼时刻折磨着乔治，于是他下决心要学习文化知识。那一年乔治已经18岁了，18岁的大小伙子报名到矿区里的一所小学校上学，孩子们都叫他“爸爸学生”。乔治白天做工，工作之余还得给人家补皮鞋、修钟表。每天晚上他就和七八岁的孩子们坐在一起上课。经过几年的刻苦学习，乔治终于能够看懂书上的文字了。后来，他又找来了不少数、理、化以及机械原理的著作，研究机械理论，探讨蒸汽机的奥秘。由于刻苦学习，他的文化知识和机械理论都有了很大进步，1803年，他被提升为煤矿的机械修理工。
斯蒂芬森铁路博物馆的蒸汽机车藏品
斯蒂芬森铁路博物馆的蒸汽机车藏品
斯蒂芬森铁路博物馆的内燃机车藏品
斯蒂芬森铁路博物馆的内燃机车藏品
斯蒂芬森铁路博物馆的内燃机车藏品
1806年乔治结婚了，有了一个儿子和一个女儿，但不久，他的生活就跌入了低谷。他的女儿刚刚出生就夭折了，次年，他的妻子也因肺炎而去世。随后，他的父亲被从蒸汽机里泄漏的热气烫瞎了眼睛。在25岁前后，乔治担负着照顾幼小儿子和伤残父亲的重任，以及父亲欠下的债务。当情况已经很糟的时候，乔治又被招募到了拿破仑战争的前线。从战场归来，他变得萎靡不振，甚至想过移居美国，但最终他还是留了下来，继续在矿井工作。
为了更全面地掌握蒸汽机的原理与结构，乔治不惜辞去工作，步行1500多里来到瓦特的故乡苏格兰。在那里经过一年多的刻苦钻研和实践，他不仅彻底搞清楚了蒸汽机的原理，而且掌握了煤矿里各种机器的性能和结构原理。1810年的一天，矿上一台机器突然出现了故障，许多机械师都束手无策。乔治毛遂自荐，熟练地找出了故障，把机器给修好了，从此乔治被矿上破格提拔为机械工程师。
从那年开始，他着手制造蒸汽机车。1813年他在附近煤矿观摩了用来从煤矿拉煤的“装有轮子的蒸汽锅炉”，这个笨重的装置由于在光滑的木轨上无法牵引，因此加装了一个棘轮，使其在轨道上滚行。1814年7月25日，乔治自己动手制作的第一台机车开始运行，取名“布鲁克”号。这台机车有两个汽缸、一个2.5米长的锅炉，有凸缘的车轮防止打滑，而铁轨是平缘的。它可以拉着8节矿车，载重30吨，以每小时6.4公里的速度前进。“布鲁克”号机车在乔治家门口的煤矿里的轨道上行驶时，司机是乔治的哥哥詹姆斯，给蒸汽机车的锅炉生火的是詹姆斯的妻子。第一次运行时，煤矿上居民看到蒸汽机车烟囱喷着火，轰隆隆地行驶起来时，都被震撼了。
斯蒂芬森铁路博物馆的藏品—斯蒂芬森发明的防爆矿灯
1815年乔治解决了一个亟待解决的问题——矿工使用的无罩油灯容易引起矿井瓦斯爆炸，为此他发明了安全矿灯，获得奖金1000镑，解决了他研制蒸汽机车机车遇到的经济困难。他继续研究提高机车功率的方法，发明了将废气从烟囱排出以使锅炉的燃烧室形成负压的抽风方法，提高燃烧效果，节约了燃料，使机车速度提高2～3倍，从而制成了可供实用的铁路机车。
斯蒂芬森铁路博物馆的内燃机车藏品
斯蒂芬森铁路博物馆的内燃机车藏品
在以后的10年中，乔治制造了12辆与“布鲁克”号相似的火车头。虽然在设计上没有突破前人的成就，但乔治还是自信地预言：“我深信一条可以使用我的蒸汽火车头的铁路，效果远较运河为佳。我敢打赌，我的蒸汽机车在一条长长的良好铁路上，每天可以运载着40～60吨货物行驶100公里路程。”乔治的火车大大提高了前人试制的机车的效率，乔治所创造出的这种新的陆路运输工具，开创了运输事业的新时代。但这种火车仍然有许多不足之处，常由于翻车事故造成人员伤亡。因此有人说火车不如马车安全，且蒸气机喷汽时产生强烈的噪音，惊吓牛马，所以一些人阻挡、反对使用火车。乔治对火车进行了改进，其中最重要的是减少了噪音。
斯蒂芬森铁路博物馆的电力机车藏品
乔治在机器方面的天分为他赢得了人们的极大尊重，1812年，乔治开始为格兰德同盟管理其名下所有煤矿使用的机器。格兰德同盟是英国众多煤矿矿主的联盟，由早期工业地区最富有的人们组成。他们都非常信任乔治的技术，并且，在他的自信的感召下，他们打算投资支持他实现自己的构想。于是，乔治立即着手研究如何用蒸汽机代替马来运输煤炭。
1823年，乔治作为总工程师，完成了从斯托克顿—达灵顿铁路（Stockton-Darlington Railway）的世界上第一条40公里长的商业性铁路工程。起初这条铁路不是为行驶火车而铺设的，而是为马车运输铺设的。经乔治的努力，终于促使委员会同意让蒸汽机车在这条铁路上行驶。1825年9月27日，当由乔治亲自驾驶着他自己制造的“旅行号”号机车，载了550名旅客，以时速24公里从达灵顿驶到斯托克顿时，现代铁路运输事业就从此诞生了。
在这期间，乔治建立了英国第一家机车厂。在这座工厂里，他和儿子罗伯特研制出一辆名叫“火箭号”的机车，它自重4.3吨，载重40吨。这辆“火箭号”列车时速达到30公里，给崛起的英国中部工业区的交通进行了一次革命。1829年铁路董事们悬赏500镑举行了一场蒸汽机车拉力大赛，比赛的标准是速度和载重。最终斯蒂芬森父子的“火箭号”赢得了比赛。
1830年9月15日，利物浦到曼彻斯特的铁路线正式开通。当时已经50岁的乔治为这条铁路设计了轨道，并且说服铁路的股东们使用蒸汽机车，而不用马或者固定的蒸汽机，从而用自己设计的蒸汽机车赢得了在一场声势浩大的国家论争中的胜利。这是第一条完全由蒸汽机车带动的公共铁路，也宣告了铁路爆炸时代的到来。
自1833年起，乔治又主持过连接利物浦—曼彻斯特至伯明翰的大枢纽铁路工程。1835至1840年，他负责一些重要线路的选线工作。1847至1848年他任机械工程学会第一任主席。此后，他主持过英国北部铁路网的大部分建设，促进了铁路建设和运输事业在英国、欧洲大陆和北美迅速发展。
乔治·斯蒂芬森早年在纽卡斯尔的故居
乔治的家庭生活很不顺利。乔治的第一任妻子芬妮去世后，他唯一的儿子——罗伯特由他和他的未婚妹妹埃莉诺抚养长大。在1820年，乔治娶了贝蒂，一个农民的女儿。原本乔治年轻时便想娶她为妻，无奈最后辜负了她。乔治和贝蒂无子女，她去世于1845年。乔治在1848年第三次结婚。而在他的婚礼六个月后，乔治患上胸膜炎，于1848年8月12日去世，享年67岁。他被安葬在切斯特菲尔德的圣三一教堂，与他的第二任妻子合葬。
威廉·斯蒂芬斯和艾德里安·斯蒂芬斯的名字较少为人所知，他们在1826年发明了蒸汽机车的至关重要的构件—汽笛。随着铁路的发展，迫切需要这种警示装置能提示人们远离铁路以躲避过往列车。马拉动力的火车和蒸汽机车并存了一些年，随着运输量的日益增长，人们逐步认识到，只有蒸汽机车能够提供强大的动力和足够的速度，蒸汽机车才逐步代替了马匹。
罗宾绘声绘色的讲解把我带入了蒸汽机车发展的历史长河中。几百年来，正是铁路工程师们坚持不懈、勇于探索的精神，使铁路从早年马拉的矿车，发展为现代的高速铁路。临别时，罗宾送给我一些关于斯蒂芬森的珍贵资料，我也答应他，等春暖花开的时候，我再来看望他，来访问乔治·斯蒂芬森的家。
1.4 第一列火车的始发点
斯托克顿—达灵顿铁路
斯托克顿—达灵顿铁路
斯托克顿—达灵顿铁路（Stockton-Darlington Railway）是乔治·斯蒂芬森建成的世界上第一条蒸汽机车牵引的公众铁路，怀着对斯蒂芬森的崇敬，我参观了这条铁路的始发站达灵顿，并通过斯托克顿—达灵顿铁路，领略了铁路发展早期在艰难中腾飞的历程。
达灵顿火车站
达灵顿位于英格兰东北部，是一座现代化的城市，其火车站却夹在两座并排着的铁路立交桥之间，这两座铁路立交桥相距只有十几米。我驱车穿过一个立交桥，向右急转弯，即钻入一个网架结构的大蓬，大蓬下是停车场和公交车站，走到尽头就是火车站的候车厅和售票处。我走进候车厅，在这个有着近200年历史的建筑里，我仔细阅读了斯托克顿—达灵顿铁路的介绍。
历史上，由于该地区煤矿众多，仅靠马车满足不了煤炭运输的需要。为此，从1767年起，先后有三人提出过建设运河的建议，但都没被采纳。后来，来自威尔士的工程师乔治·奥弗顿经过勘测，提出了一个详细的斯托克顿—达灵顿铁路的建设方案，该方案得到了乔治·斯蒂芬森的坚决支持。
在1818年11月13日举行的企业主参加的大会上，羊毛贸易商爱德华·皮斯坚决支持这个铁路建设方案，并捐资7000英镑。几经周折，英国议会终于在1821年4月19日通过了这个铁路建设议案。因为当时蒸汽机车技术还不成熟，该议案还采用传统的马拉车厢的方式。5月12日，股东大会成立了斯托克顿—达灵顿铁路建设委员会，爱德华·皮斯是成员之一。委员会决定该线路采用护轮轨，也就是外侧设护缘的轨道，而不是现在通行的平顶轨。委员会指定斯蒂芬森对线路进行重新勘测设计。
斯托克顿—达灵顿铁路
斯托克顿—达灵顿铁路蒸汽机车瞭望窗
斯蒂芬森和18岁的儿子罗伯特经过认真的勘测，提出了更可行的建设方案。他们建议线路采用展性铸铁轨道，但因为其价格昂贵，为了节省成本，委员会只同意部分线路用展性铸铁轨，其他线路的轨道仍采用普通铸铁材料。斯蒂芬森还强烈建议废弃马拉车厢的原计划，改用蒸汽机车牵引，委员会经过考察和辩论，最终同意了该建议，并追加了建设资金。
1822年1月22日，董事会选举斯蒂芬森为总工程师，年薪是660英镑。1822年5月23日，在斯托克顿举行了铺轨仪式。该线路采用4英尺8英寸（1.42米）的轨距，于1825年9月竣工，三年间花掉了6万英镑的短期贷款。该铁路有40公里长，大多采用展性铸铁轨道，还有6.4公里采用普通铸铁轨道。在达灵顿西面采用石头轨枕，东面用橡树枕木。斯蒂芬森曾力图全部用石头轨枕，但因采石场距离东部太远、运输费用昂贵而作罢。
乔治·斯蒂芬森早年的机车制造厂
1823年，斯蒂芬森和儿子在纽卡斯尔建立了机车制造厂，随后开始生产两辆蒸汽机车和固定蒸汽机。1825年9月16日，首台机车和固定蒸汽机出厂。他们宣布斯托克顿—达灵顿铁路将于1825年9月27日开通。
得知斯托克顿—达灵顿铁路要开通了，铁路沿线挤满了来看热闹的人，他们对蒸汽机车这个新鲜的东西充满了好奇。9月27日清晨7点至8点，斯蒂芬森先向大家展示蒸汽机的威力，这台蒸汽机被固定在坡顶，用绳索拉动12节装满了煤炭的车厢从坡下爬到坡顶。随后，挂上一节装面粉的车厢，由马拉着列车驶往谢尔登。
谢尔登火车站
谢尔登是个机车的始发场，斯蒂芬森计划从这里开始，机车牵引着列车先开往达灵顿，然后再从那里驶往斯托克顿。机车由斯蒂芬森和哥哥詹姆斯驾驶，机车后面挂着一节客车车厢，乘坐着董事会的成员，客车车厢后面是21节运煤的货车车厢。好奇的观众们纷纷跳上列车，使只允许乘坐300名乘客的火车车厢挤下了近500人，他们有的坐在空的运煤的货车车厢里，有的坐到装满煤炭的车厢的顶端，还有的甚至扒扶着车厢的扶手，身体悬挂在车厢之外。
斯托克顿—达灵顿铁路蒸汽机车司机
火车启动了，一人举着旗子骑着马在前面引导，列车缓缓地跟在后面。在下坡的时候，火车的速度加快，时速达到16至19公里，前面的骑手不得不策马快跑，以免被火车撞到。开了一会儿，斯蒂芬森得到报告，说后面坐着勘测员和工程师的车厢掉了一个轮子，斯蒂芬森只好停车，甩掉这节车厢后，列车继续前行。又行驶了35分钟后，机车出现了故障，只好再度停车。经过修理，机车继续前行，时速达到了24公里。当火车到达达灵顿时，1万多人的欢迎人群向他们致意。这次运行，花了2个小时跑了13.7公里，减去55分钟的两次停车时间，平均速度是每小时13公里。
在达灵顿，6个车厢的煤炭被卸下，并加挂了新的车厢。工人们稍事休息，乘客们纷纷下车，换上一批新乘客。下午12点30分，机车再次启动，牵引着31节车厢和550名乘客驶向斯托克顿。行驶中发生了一起不幸事件，一个悬挂在车厢外的乘客不幸从车上坠落，被后面的车厢轧碎了脚。当火车到达斯托克顿时，火车速度再次达到每小时24公里。这次火车从达灵顿到达斯托克顿，总共花了3小时7分钟。在观众的欢呼声中，举行了庆祝仪式，晚上一百多人到市政厅豪饮。
斯托克顿—达灵顿铁路从1825年开始运行，是世界首条蒸汽机车牵引的公众铁路。该铁路发展了煤炭运输，促进了新港口和城镇的发展。在此后的38年间，该铁路扩张到达勒姆、克利夫兰和威斯特摩兰。1863年该铁路被东北铁路公司接管，现在由北方铁路公司运营。
斯蒂芬森父子的蒸汽机车的成功，解决了铁路动力问题，从而刺激了公众铁路的发展。但是如同每个新生事物出现后面临的遭遇一样，铁路也面临着巨大的阻力。
早在19世纪初，随着公路的发展，带来了公共马车业黄金年代。公共交通服务雇佣了马夫、售票员，因而产生了新的行业，增加了新的就业职位。而公路建设者设立的收费站，通过向公共马车收费也赚足了钱。
后来公众铁路出现了，它一开始并没有旅客车厢，而是把马车和车主放在平板车上一起运输。因为它的运输线路远远超过了公共马车能达到的距离，且一列火车可运送很多辆马车，再加上速度远超过马车，所以火车一出现，即在竞争中脱颖而出，这严重威胁到公路运输。
最先反对铁路的，是公路所有者，铁路的出现导致公路运输量急剧减少，从而使他们的收费站无钱可收。而公路收费员和公共马车的马夫、售票员都激烈地反对所有的铁路项目，说铁路砸了他们的饭碗。农场主们也担心火车的浓烟和噪音会惊吓他们的牲畜，污染他们的土地。有的农场主尽管获得了土地赔偿，但坚持铁路必须建在其住房的视线之外。为此有的铁路被迫绕行，有的被迫钻入地下隧道，并在入口处加以豪华的装饰，以和地主的房子相配。其恶果是，有的城镇的市民因为拒绝铁路穿过，铁路被迫绕行，从而导致他们被排斥在主干铁路之外，从而影响了当地的发展。
各个时期的蒸汽机车
尽管阻力巨大，铁路线还是不断得以延长。尤其是铁路公司的股东们获得了巨大的红利，导致铁路股票的升值。投资者们把铁路作为更好的投资对象，从而导致了铁路投资建设的狂热。
乔治·斯蒂芬森在1826年设计建设了利物浦—曼彻斯特铁路，这是英国西部的主要干线，随后斯蒂芬森父子主持建设了一系列的铁路干线，用他们建造的蒸汽机车来牵引。这期间乔治·斯蒂芬森听从了特里维西克的建议，改造了机车的气缸，从而提高了蒸汽的功效，解决了火箭号的不稳定问题。
伦敦—伯明翰铁路是第一条长距离线路，于1839年竣工。由于那时候，旅客列车并没有餐车和厕所，所以旅客们只好忍受几个小时不能上厕所的窘况。为此该铁路在线路的中间设立了一个车站沃尔弗顿，火车在这里停靠更换机车，同时旅客有十分钟的时间下车上厕所。随后铁路公司在这里建立了铁路工厂，大量的工人搬到这里居住，从而使沃尔弗顿发展为第一个铁路城。
各个时期的蒸汽机车
各个时期的蒸汽机车
伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔设计建造的大西铁路，采用宽轨标准，于1841年竣工。该铁路在斯文顿也建立了铁路机车车辆工厂。与沃尔弗顿不同的是，斯文顿是个既有的城镇，铁路公司雇佣了当地超过90％的就业人员，建造了房屋、学校、教堂和医院，也发展为一个铁路城。
随着投资的狂热，铁路线路不断延长，在19世纪40年代中期，一个像样的铁路网建成了，其线路长度达9600公里，超过了现在英国铁路的一半。这期间涌现出了一批“铁路王”，他们投资建设了大量的铁路线路，巨额赢利成为百万富翁。乔治·哈得森就是代表人物之一，他控制了几千公里的铁路。
当时铁路各自为政，旅客换乘火车的时候要重新买票，造成很大不便。乔治·哈得森当选为铁路公司委员会主席后，于1842年1月2日主持建立了跨铁路公司的协调机构—铁路结算处，负责在不同的铁路公司之间分配收入。这时候火车的时速已经达到了80公里，旅客只要购买一张火车票，即可中转乘坐不同铁路公司的火车，到达英国的任何地方。这极大地方便了旅客出行，也使全英国真正构建了铁路运营网。铁路结算处作为一个中立机构，还成为讨论铁路事务的场所，确定了铁路技术、性能和安全标准。
斯托克顿—达灵顿铁路的内燃机车
斯托克顿—达灵顿铁路的内燃机车的内部
各个时期的蒸汽机车
各个时期的蒸汽机车
在这期间，铁路建设一直在盲目地膨胀着，终于，由于不切实际的投资，一些铁路公司破产了，继而引发了一场兼并潮。通过多年的购买和兼并，小公司消失了，产生了几家大的铁路公司。在第一次世界大战前，英国铁路线路达到了37000公里的顶峰。
走出火车站，我的心里久久不能平静。从乔治·斯蒂芬森驾驶着火车驶出达灵顿那一刻起，公众铁路在艰辛中诞生、坎坷中发展。近200年来，火车从当年的一个小站开出，如今已经遍及全球。当我们乘坐着快速、舒适的火车到各处旅行的时候，可曾知道乔治·斯蒂芬森、爱德华·皮斯、伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔、乔治·哈得森，正是这些名字，引领着铁路不断发展、腾飞。而达灵顿、沃尔弗顿、斯文顿这些地名，恰恰见证了铁路的成长、发达。
1.5 沃尔弗顿今昔
沃尔弗顿（Wolverton）是世界上第一个铁路城，是伴随着铁路而诞生、成长、发展起来的城镇。我一直想去感受一下那个铁路员工和家属占总人口90％的地方。可是在普通地图上，却找不到沃尔弗顿这个地名，经仔细查询，才知道它现在变成了伦敦的卫星城—米尔顿凯恩斯（Milton Keynes）的一部分，这是为什么呢？2014年年初我终于成行，驾车驶出M1高速公路不久，就到了米尔顿凯恩斯。
米尔顿凯恩斯博物馆门前的蒸汽机车的模型
带着疑问，我先访问了米尔顿凯恩斯博物馆。博物馆大门外的广场上，是一辆老式蒸汽机车的模型。博物馆由六个部分组成，陈列了几百年来这个区域的历史、文化、生活。在交通展馆，展出了铁路、公路、船运方面的交通工具。墙上还有一些关于沃尔弗顿车辆厂的绘画作品，惟妙惟肖地展示了当年的场景。当我仔细地端详这些作品时，旁边一位绅士热情地和我打招呼。攀谈起来，才知道他叫菲利普·韦布，是这幅画的作者，也是这个博物馆的项目处处长，他一直在收集、整理沃尔弗顿铁路机车车辆厂的资料。当我提出我的问题，菲利普便给我介绍了沃尔弗顿的历史和变迁。
蒸汽机车诞生的初期，机车一次只能跑80公里，就必须被换下来进行整备。所以如果铁路线路的长度多于80公里，就必须要在中间设一个火车站，用来更换机车。180公里长的伦敦—伯明翰铁路建成后，便于1838年在中间点建立了一个车站，由于其附近没任何村镇，四周都是荒野，这个车站便被命名为沃尔弗顿，是“猎狼镇”的意思。
沃尔弗顿火车站
乔治·斯蒂芬森在取得利物浦—曼彻斯特铁路建设的巨大成功后，对沃尔弗顿进行了扩建。一开始厂房只是用来做机车的整备和维修，从1845年起，开始生产三个型号的蒸汽机车，在30多年间共生产了180辆机车。1877年，机车生产被移到克鲁铁路机车厂，这里便成为客车车辆生产厂。1873年，生产了第一辆卧铺车厢；1880年生产了第一辆一等软席车厢；1881年生产了第一辆餐车，奠定了它作为英国最大的车辆生产厂的地位。二战后，由于受公路交通发展的影响，铁路运输量急剧下降，在1977年，该工厂建造了24辆邮政车和21辆柴油动车单元。随后，工厂的列车编组场地被改作铁路的物资补给站。
沃尔弗顿铁路工厂于1838年开通后，它从最初的200名员工，发展到1900年的超过5000人。该城吸引了来自英国各地和世界各国的工人。铁路公司在工厂旁以棋盘式的布局建立了街道和职工住房，还为员工们建立了教堂、学校和医疗机构。沃尔弗顿作为客车车辆厂，为铁路旅客运输的发展做出了巨大的贡献，也见证了铁路的高速发展。
铁路最早是用来运输货物的，但由于其高速度、长距离的优势，却促进了旅客运输的快速增长。所以最初的旅客列车还摆脱不了货运列车的影子，旅客们坐在由货车车厢改造的敞篷车厢里，忍受着风吹日晒和火车头冒出的浓烟的侵袭。后来英国运输委员会要求各铁路公司，在每条线路上每天至少要提供一次拥有顶棚和窗户的车厢。
在19世纪50年代，受公共马车的启发，客车车厢被建造为三个等级的车厢。车厢之间没有通道、不能通行，所以旅客就被限制在自己的车厢里，没有厕所、餐饮、光线和供暖。十年后，所有的车厢都安装了厕所和燃气照明。1873年北不列颠铁路公司开通了第一列卧铺列车，往返于伦敦、格拉斯哥和爱丁堡之间。后来从美国进口了普尔曼豪华车厢，使旅客列车车厢提高了一个档次。
老式的客车车厢
老式的蒸汽机车
老式的蒸汽机车
老式的蒸汽机车
早期的火车没有有效的制动系统，没有旅客警铃。火车常常因为不能及时刹车导致事故频仍。1848年，詹姆斯·麦康奈尔发明了刹车链，这条刹车链从机车起贯通整个列车，拉动时激活刹车装置。随着木质臂板式信号机的发明和使用，标志着铁路信号系统的飞跃性发展。臂板式信号机用于向司机传递通行信息：臂板横向位，表示司机必须停车；臂板纵向位，表示列车可通行。在夜间采用灯光信号，红色表示危险，白色表示慢行，绿色表示通行。后来电报通信被普及到所有铁路公司。
老式的蒸汽机车
随着旅客的大量增加、重型和快速列车的远距离行驶，机车制造业得到了大发展。流线型的发展把蒸汽机车送到了顶峰，流线型有两个概念，从外观上讲，机车外形被建造得更符合空气动力学的原理，减少了空气阻力；从内部讲，从锅炉到气缸的管道也做得更圆滑，从而降低了蒸汽通过管道的空气阻力，极大地改进了性能，降低了成本。
截至1880年，英国主要城市之间并行着多家铁路公司的运行线路，各铁路公司之间掀起了一场速度比赛。竞争的结果，使火车运行速度提高到每小时120公里。铁路的扩张极大地降低了运输成本，为英国工业的发展提供了动力。铁路把各种保鲜货物诸如牛奶、水果、蔬菜、肉类、鱼类从农业基地运输到市场。为此铁路公司制造了千吨级的运输车辆，用于运输各种日用品。
铁路网的建成，引发了社会的变化。人们可以乘坐火车遍游全国，这在以前的马车时代是不可想象的。1851年伦敦举办博览会，在短短的一个月内，有100万人坐火车从全国各地到伦敦来参观展览，这充分显示了铁路的运输能力及在人们生活中的重要性。铁路还促进了旅游公司的发展，这些旅游公司常常包下整列火车，运送游客到各旅游胜地参观度假。所以从那时起，到海滩和乡村胜地度假在英国成为常事。
在铁路产生之前，英国各地的时间并不一致，从北海到大西洋沿岸，各地的时间差竟然有30分钟。随着铁路的发展，为了长距离的列车时刻表的运行，要求各火车站必须使用统一的时间。因此自1842年开始，铁路公司要求所有火车站每天都要进行时间核对，这也促进了官方的格林尼治时间的推广。
铁路还产生了一种新型上班方式的人群：通勤族，他们把家搬到环境优美的郊区，每天坐火车去城里上班。在诸如伦敦、伯明翰、利兹、爱丁堡等大城市的商业中心，出现了很多这样的通勤者。
铁路的修建还促进了城市化的发展，那些有火车站的乡村的经济得到发展，成为重要的城市。这期间涌现出了沃尔弗顿、斯文顿、唐克斯特、伊斯特利、克鲁等多个铁路城，它们或是铁路工厂所在地，或是铁路枢纽站。
铁路还增加了大量的国际旅行业务，旅客们乘坐火车到港口，然后转乘轮船可到欧洲各国。铁路还从港口运送进口的各种原材料，从而使制造业从中受益。铁路促进了诸如普利茅斯和菲什加德等港口的成长，促进了大西洋船运公司的发展。
铁路运煤车厢
货物运输是铁路发展的主导力量，早年公路不发达的时候，铁路是唯一的长距离货物运输的手段。由于铁路网的延展，几乎每一个城镇都有货场，货物通过区间货车送到编组场，然后在编组场分类，发往其目的地。煤炭运输在当时占有很大分量，在煤矿和工厂、钢铁厂之间建设了很多铁路，保证了工业用煤，从而促进了工业革命的发展。除了货物运输，铁路还承担着不同的运输任务，比方说，有一次一个农场主包了一列火车，把农场所有牲畜、仓库、机械从英格兰北部的北约克郡搬到南部的苏塞克斯郡。还有的马戏团拥有自己的专列，装载了全部的家什和动物，从帐篷到大象无所不有。
铁路油罐车厢
铁路还是邮件运输的重要工具，从1838年起，邮政车即开始使用。一开始，邮政车还只是承担着在各火车站收集和分发信件的任务，后来干脆把邮件分拣员也请上了车。这样在列车开行中信件即被分拣好，从而加快了邮件送达时间，这在当时称为“旅行邮局”。
在第一次和第二次世界大战期间，英国政府接管了铁路运营，为了弥补战争带来的损失，政府向铁路公司和股东支付一定的费用。一战期间，政府成立了一个委员会，成员包括13家铁路公司总经理，来统一协调军民两用事务。军队和军火的运输主要靠铁路运输，从而减少了民用旅客列车数量、降低了速度，导致成百上千的车站被关闭。铁路公司制造了军用和医用列车，用急救列车救治和运送伤员，同时装甲列车在沿海巡逻。和其他铁路工厂一样，沃尔弗顿车辆厂用其装备和机器，生产出了各种军用器材，不仅包括军用车厢，还有飞机机身和机翼、枪支、弹药和坦克。二战期间，为了避免轰炸，铁路部门采取了各种防护措施。沃尔弗顿车辆厂被围墙分割为两部分，所有建筑涂上保护色；夜晚机车被覆盖起来，以避免锅炉燃烧的火光被敌机发现；火车站的建筑都去掉了窗户的玻璃以防止空袭的破坏。二战刚开始空袭的时候，伦敦的79个地铁站成为75000多人的庇护所；在后来的大空袭期间，这个人数得以翻番。
两次世界大战期间，由于男性都参军上战场，从而造成了长期的劳动力缺乏，这时候女性勇敢地承担起了以前男人做的工作，包括做火车司机、扳道工和线路巡视工。在二战的头40个月，女性承担了16万次特殊列车的运营，以60万个车厢运载了1.4亿的货物运输。在1939年，铁路部门在四天内以1450趟列车疏散了50万儿童。至1942年，铁路每月运行5000次运输士兵和装备的列车。从1944年盟军诺曼底登陆到1945年胜利日，数以万计的列车把200多万士兵送到南安普敦港口。
二战后，为了降低大城市的人口数量、解决工业凋零的现象，英国政府开始了新城开发运动，前后三次在一些大城市周边建设了从数万人至二三十万人不等的城市，其中米尔顿凯恩斯是第三批城市中的代表，是英国32个新城中比较有代表性的一个。
1967年1月23日，米尔顿凯恩斯被英国政府规划为英格兰白金汉郡的新城市，总规划面积为88平方公里。米尔顿凯恩斯新城选址就在沃尔弗顿的南边，由于规划统一，新城的道路、建筑、公园给人面目一新的感觉。
菲利普笔下的沃尔弗顿铁路图书馆
菲利普笔下的沃尔弗顿车辆厂生产的蒸汽机车
临别博物馆时，菲利普说，他爷爷当年就是沃尔弗顿铁路工厂的工人，所以他从小就对工厂的历史产生了兴趣。但是工厂关闭后，现在已经变得面目全非了，为了重现历史，他在用手中的笔去复原历史的原貌。目前他已经绘制了十几幅绘画作品了，他计划再花几年时间，重现工厂当年所有的风貌。
菲利普笔下的沃尔弗顿旧厂房
告别了菲利普，我顾不上欣赏新城的美景，便驱车去城市北部的沃尔弗顿老城区，去寻找铁路工厂的旧址。据菲利普讲，工厂的大部分现在已变为TESCO超市，所以我准备先去那家大超市。开车拐上一条弯道，便是一片大型停车场，对面就是厂房建筑。厂房的暗红色的砖墙，泛出近200年的历史尘迹，只有一条延伸到停车场的长廊，才展示出这里已是一家现代化的大型超市了。
走进超市，高高的屋顶、宽敞的大厅，说明这里曾经是一个大型的车间，琳琅满目的商品和古朴的建筑对比明显、相映成趣。我正准备走出超市的时候，突然电闪雷鸣、大雨倾盆，为了避雨，我沿着指示牌，走进了室内停车场。原来这个停车场也是由旧厂房改建的，上下两层，新式的钢梁支撑着老式的屋顶，使这幢旧房子处处散发着新机。
沃尔弗顿北郊的乌斯河铁路大桥
斯蒂芬森桥—这种由铸铁大梁构成的桥梁现在仅存这一座
雨停了，我走出停车场，便是“格兰德同盟”运河上的步行桥，走过小桥，跨上几十米高的钢制台阶，便上到了沃尔弗顿老火车站。该车站建在一座老式的公路、铁路立交桥下面，现代化的电子屏显示着火车的时刻，和老站台、站舍相对照，倒也没有唐突感。火车站北面是壮丽的乌斯河大桥，该桥建于1838年，现在还承载着电气化铁路的运行。
走下火车站，沿着运河向前走，便是历史遗迹斯蒂芬森桥。这座桥是斯蒂芬森主持建设的，由铸铁大梁构成，这种材料的桥梁在英国仅存这一座了，其他同时代的桥梁都在维多利亚时代被拆除了。现在这座桥已经废弃不用，桥梁上到处都留着年轻人的涂鸦作品。
“格兰德同盟”运河东岸是延绵几百米的铁路旧厂房，河西岸则是成片的现代化的公寓
一眼望去，运河东岸是延绵几百米的铁路旧厂房，河西岸则是成片的现代化的公寓。我沿着运河向前走，同时感受着新旧两个时代，也体会着沃尔弗顿的今昔。
1.6 大西铁路城
斯文顿火车站
大西铁路公司（Great Western Railway）成立于1833年，建设、运营了伦敦以西、英格兰西部、威尔士大部地区的铁路网。1841年，大西铁路在斯文顿（Swindon）建立了机车工厂，从而把这个小村镇发展成为一个著名的铁路城市。
斯文顿火车站的站台
大西铁路医院
初春的一个周六，我慕名去斯文顿参观。我一口气开了四个小时的车，正在想着是否应该停车休息的时候，突然在前方出现了一片现代化的建筑群，驶近观看，路标上赫然写着“大西铁路医院”，斯文顿终于到了！我沿着铁路医院绕行了一周，门诊、急救中心、病房、妇幼中心的大楼明亮、壮观，不由得为铁路医院的高档次而赞叹。
威尔茨·伯克斯运河
继续向市内走，楼房越来越密集，道路越来越繁忙。我把汽车停在威尔茨·伯克斯运河边的停车场，沿着运河步行向市中心走去。尽管两边是喧嚣的道路和建筑，但在两排参天大树的保护下，运河是如此的安静，河水轻轻地流淌着，野鸭、大雁在水上嬉戏。偶然遇到几个在河边散步的行人，大家都友好地打着招呼。
沿着小道走了约20分钟，前面是一片绿地公园，门前的一对铁路车轮显示了公园的主题：这里是铁路小区。这个位于市中心的公园，依旧是那样恬静，松鼠们在树上树下忙碌着。跨过公园，迎面是一条条平行的马路、一幢幢连排的住宅。一位老太太热情的向我问好，说欢迎到铁路小区来参观。这些住宅都是二层楼，连起来有二三百米长。穿行在这统一规划、统一建设的小区里，能亲身体会到铁路工人的严整与秩序。
铁路公园
铁路小区
走出小区，钻过铁路立交桥，就到了铁路机车厂的原址，现在厂房大多被改建为博物馆、购物中心。在路边，我看到两位老人在那里晒太阳，他们都穿着铁路工人的制服，帽子上、胸前挂着各种奖章。我走上前去和他们寒暄，说我从中国来，他们热情地和我攀谈起来。那位坐在电动轮椅上的老先生叫迈克，今年91岁；坐在连椅上的叫约翰，86岁。他们以前都是蒸汽机车的司机，为大西铁路干了一辈子。我便坐在连椅上，和他们聊了很久。他们你一言我一语地向我讲述了铁路工人的故事。
斯文顿铁路机车厂的原址，现在被改造为博物馆
斯文顿铁路机车厂的原址
铁路网的运行离不开铁路职工的巨大贡献。在蒸汽机车时代，火车司机是最被人们所崇拜和敬畏的。要成为一名火车司机很不容易，他们要从徒工做起，首先要在机车整修车间工作。机车整修车间里黑暗、呛人、肮脏，轨道之间有一人高的整修坑，工人钻到机车下面进行整修，检查走行架，加润滑油。他们要从机车的火膛中铲出煤灰、清洁机车，进而学习锅炉的点火、加煤。当掌握一定技能后，他们才能晋升为司炉，登上机车工作。做司炉多年后，经过评估和严格的考试，才能做司机。
蒸汽机车司机
蒸汽机车整备车间的工人
机车整备场建有巨大的储煤塔，用于存放机车用煤，煤炭被吊车提升至23米高，用斜槽向煤水车输煤。机车用水被储存在大型的水鹤和水塔中，由工人牵拉着输水管向煤水车输水。在铁路沿线还设有水槽，机车不用停车，靠机车下面的水铲即可加水。这项工作需要高超的技能，尤其在夜间，操作水铲准确地找到水槽的位置，是机车乘务人员最基本的要求。
司机和司炉要保证煤炭的充分燃烧，以产生更多的热量，减少浓烟排放。他们要与车站站台上的值班员密切联系，当值班员确认旅客已经安全地上下车后，即给列车的运转车长发信号。只有运转车长吹口哨、摇动手中的绿旗后，司机才能启动列车。
早期的铁路，不同的线路采用不同的信号系统，这样当机车跨线路运行时，就会产生信号混乱，从而导致事故。后来从1841年起，各铁路公司统一采用“区间信号”系统，该系统把列车限制在不同的区间里，避免了追尾事故。臂板式信号机由信号员操纵，这也是一项重体力工作，他们要扳动800米长的控制线，控制臂板的开合。
谈到铁路工人的贡献，迈克和约翰都是一脸的自豪。当谈及大西铁路和斯文顿，他们更是打开了话匣子。
斯文顿铁路机车厂制造的蒸汽机车
斯文顿铁路机车厂制造的蒸汽机车
1848年前，斯文顿是个进行以货易货贸易的小镇，交易市场在现在的老镇（Old Town）。工业革命开始后，1810年开通的威尔茨·伯克斯运河，1819年开通的北威尔茨运河，给该镇带来了商业贸易。1841至1842年，大西铁路开通后，总工程师伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔（Isam-bard Kingdom Brunel）在这里建成了铁路机车工厂，用以修理和维护机车，随后开始生产蒸汽机车。
随着工人的大量增加，大西铁路公司为员工建起了工人村。还建成了健康中心，包括医院门诊、药房、洗衣房、浴室、土耳其浴室、游泳池等。1871年起，大西铁路公司从员工的工资中扣除一小部分，成立了健康基金，员工和家属都可享受免费医疗。1855年5月1日，大西铁路公司建立了机械学校，培养了大批的高技术工人。大西铁路公司还建成了英国第一个可借书的图书馆，并常在剧场举办各种讲座，其内容丰富，从急救到木琴应有尽有。到20世纪前叶，铁路工厂有14500多名员工。1960年，最后一辆蒸汽机车“夜间之星号”出厂，失去了订单，该工厂便开始裁员。在20世纪70年代，铁路工厂大部分关闭，到1986年全部关闭。
大西铁路货物运输列车
说到大西铁路和斯文顿，就不能不谈及伊桑巴德·金德姆·布鲁内尔这个名字。布鲁内尔于1806年4月9日出生于朴茨茅斯。他的父亲马克是一名法国工程师，在革命期间逃到法国。布鲁内尔在法国接受教育，当他回到英国后，先到他父亲那里工作。他人生当中第一个很有成就的建筑就是布鲁内尔大学。在1843年，他与父亲修筑了泰晤士河的隧道。1831年，布鲁内尔的设计赢得了横跨埃文河的克利夫顿吊桥这个项目，并于同年开始建造，到1864年完成了这项奇迹。1830年，24岁的布鲁内尔便成为英国皇家科学院成员。经过了100多年的时间，布鲁内尔设计的众多建筑物至今仍然正常使用。
从1833年直到1859年去世，布鲁内尔一直是大西铁路公司的总工程师。在那段时间里，他设计并主持建设了连接伦敦至布里斯托尔、埃克塞特、普利茅斯、康沃尔郡、南威尔士的铁路。这些设计都是布鲁内尔非常擅长的工作，其成就包括汉威尔—奇彭纳姆高架铁路、梅登黑德大桥和箱式隧道。而在斯文顿线的格洛斯特和南威尔士工作期间，他发明了管状的桥梁，这种设计进一步提高了普利茅斯附近索尔塔桥梁的稳定性。
布鲁内尔在很多技术方面有着天才的成就，但也出现了一些错误，比方说他主张大西铁路采用2米的宽轨距。但他心爱的宽轨距最终被斯蒂芬森的窄轨所打败，1846年英国政府轨距委员会最终决定在英国采用1.435米轨距。所以大西铁路公司只好把线路改造为准轨铁路，直到布鲁内尔去世33年后的1892年才完成这种改造。
布鲁内尔还试验了一种“空气铁路”，构建了一种密封的管道，火车在管道中运行。由泵站抽出管道中火车前方的空气，火车靠后面的气压推动，向真空方向行驶。然而这个试验系统失败了，因为管道不可能完全密封，而且皮革密封圈总是老化或被老鼠吃掉。
除了桥梁、隧道和铁路，布鲁内尔还设计了一些著名的船舶。在1837年，修建起了第一个横跨大西洋的轮船，于1843年完工，这是世界上第一个铁壳船，用蒸汽机带动螺旋桨驱动。在1859年他还建造了历史上最大的船，该船到目前仍然在使用当中。
在布鲁内尔生活的时代，如同他设计的宽轨铁路一样，人们还不断尝试各种铁路系统，有些尽管不符合现代的铁路标准，但它们都有其存在的意义。
在铁路建设初期，英国议会有一个规定：伦敦的火车不准穿过市区。所以各铁路公司只好沿着伦敦建了一圈的火车站，这些站都是始发站。这就带来了一个问题，比方说，旅客从英国北部过来，经由伦敦去南部，他就要坐火车到伦敦的国王十字火车站下车，然后到滑铁卢火车站换乘火车。这就导致旅客不得不穿行伦敦市区，从而给城市地面交通带来很大压力。货运马车、公共马车、轻便马车使马路拥挤不堪，每天30万旅客乘坐不同的交通工具从各个火车终点站穿越城市，常常导致交通延误。
人们想了各种办法来解决这个问题，最终于1860年决定采用开挖、覆盖法在房子和街道下面开挖一条地下线路。第一条地铁“都市线”于1863年1月在伦敦东部开通，由冷凝式蒸汽机车牵引，当年就运输了1000万人次的旅客——尽管车厢没有窗户，原因是在隧道中没什么风景可看。由于快速的发展，至1870年这条地铁线得到延伸，每年承载1.8亿人次的旅客。地铁中的蒸汽机车一直使用到1900年，那年电力机车开始试验性运行，进而引进了多种电力机车。从那以后的100多年间，伦敦地铁建成了纵横交错的交通网。
窄轨列车
现代准轨系统采用1.435米的轨距，但轨距小于准轨轨距的窄轨铁路也曾风行过一段时间。与准轨或宽轨铁路相比，窄轨铁路有其优点，它们可有更小的弯曲半径，沿着更接近地面的等高线运行。它们需要更小的隧道、桥梁、路肩，从而降低了建设成本和维护费用。在山区，窄轨线路成为铁路建设的首选，并出现了多种不同的轨距。在英国，窄轨轨距一般低于90厘米，主要的窄轨轨距演变为60厘米，还有少数采用1米的轨距。最早的窄轨线路于1832年建于威尔士，采用59.7厘米轨距，先是采用畜力和重力牵引，后改为蒸汽机车。世界上第一条内燃机车牵引的窄轨线路于1919年在伦敦北部建成，用于承载运沙列车。
与窄轨线路运营的同时，单轨铁路也进行了有益的尝试。1896年，在伦敦南面的布莱顿，开通了海床单轨铁路。83厘米宽的轨道位于最高潮汐水位的4.6米以下，被牢牢地固定在白垩海床上。机车由架空线提供电力，由有资质的海运船长驾驶，以退潮时13公里、涨潮时6公里的时速运行，承载着150名旅客，并配备有救生艇和安全带。
还有一种独特的城市轨道交通线路，其轨道被置入公路路面，由流线型蒸汽机车牵引，机车的轮子和其他走行部位都被围护起来，以防止伤害到公路上的其他车辆和行人。这条轨道交通系统用于运送铁路机车工厂的工人上下班，这也是现代城市有轨电车的鼻祖。
在军工厂和其他易燃易爆的场所，人们开行了无焰蒸汽机车，该机车没有锅炉，只有高压储气罐，通过其中储存的高压蒸汽推动引擎运行。这种机车没有火花、粉灰和高温，从而防止了由此引发的爆炸。
迈克和约翰滔滔不绝地讲着，我对他们渊博的知识深为赞叹。尤其是迈克，由于年级大了，有些口齿不清，但我从他那兴奋的眼神、丰富的手势中，能读懂他描述的一切。我问他们一个争论了150年的问题：同样设计、建造、运行了世界级的铁路，为铁路的发展做出过巨大贡献，布鲁内尔和斯蒂芬森谁更伟大？迈克和约翰争论起来，迈克说布鲁内尔最伟大，而约翰则支持斯蒂芬森，他们各摆出了两者的巨大功绩。
火车上的老列车员
布鲁内尔设计和建设了伦敦至布里斯托尔铁路，该铁路线路被设计得尽可能地水平和直线化，现在正计划申请世界遗产。斯蒂芬森设计和建设了伦敦至伯明翰铁路，却拥有令人痛苦的弯道、隧道、巨大的土石方开挖和险峻的斜坡。有一个流行的故事说，布鲁内尔设计的著名的箱式隧道是如此的直，以致在每年的4月9号日出时，阳光可穿过整个隧道，而这天正是布鲁内尔的生日。
布鲁内尔建造了蒸汽轮船、巨型桥梁和高架桥；斯蒂芬森建造了火箭号机车，为世界提供了第一台实用的蒸汽机车。布鲁内尔犯了几个昂贵的错误，他说服大西铁路的董事们，说他的“宽轨”可提供更快的速度，令旅客坐着更舒服，并说他的“空气铁路”可让铁路公司不用再购买斯蒂芬森的火车头，斯蒂芬森设计了他的所有的铁路和机车，并使它们相互协调使用，他建立了他的“窄轨”轨距，这个轨距在1846年被接受为国家标准轨距。
迈克和约翰还在争论着，都想使我支持各自的论点，而我不便为他们做仲裁，也没有资格去评价布鲁内尔和斯蒂芬森。从19世纪起，这个争论已经延续了150年，大概还要继续争论下去。
当我告别两位老人，驱车回返的时候，已经天近黄昏，12层高的斯文顿火车站大楼反射着晚霞的金光。这一天，我体验到了大西铁路城的风貌，感受到了布鲁内尔的天才贡献，了解了更多关于大西铁路、关于铁路发展史的点点滴滴。
1.7 滚滚向前
唐克斯特市（Doncaster）是英国的一个重要的铁路枢纽站，它位于纵贯南北的伦敦—爱丁堡铁路和横跨东西的利物浦—格林姆斯比铁路的交汇点。我每次坐火车外出，常常在这里转车，但每次都是来去匆匆，从来没走出过唐克斯特火车站。
由于工作关系，我和唐克斯特铁路调度中心的维克托·特雷弗先生经常联系。有一次在电话中我偶然提及我对二战后英国铁路的发展、唐克斯特铁路枢纽的变迁很感兴趣，维克托马上就说，他可以给我一些背景材料，并邀请我去唐克斯特参观。
一天早晨，我把汽车停在巴纳比站的停车场，准备从这里乘火车前往唐克斯特。巴纳比是个交汇站，从林肯来的支线铁路在这里接轨。尽管从这里上下车的旅客很多，但火车站既没有售票处，也没有候车室，只是在站台上有能遮风雨的候车亭。向站台一端望去，竟然是一排老式的臂板式信号机，而这种信号机在中国早就不用了。登上列车后，我打开维克托通过电子邮件发给我的资料，仔细地阅读唐克斯特的历史。
巴纳比站的臂板式信号机
唐克斯特火车站
工业革命带来了铁路的发展，把唐克斯特这个历史小镇发展成了一个重要的工业城市。这里是个交通枢纽，把煤炭运到这里十分方便，且附近还有金属冶炼厂，有利于铁路工厂的原材料的提供。所以1853年，大北铁路公司在唐克斯特建立了铁路工厂，在1867年前一直承担着蒸汽机车的修理和维护工作。1866年，帕特里·克斯特灵被任命为工厂的机车总监，主持建造了875级蒸汽机车。
从那时起，唐克斯特工厂也开始建造客车车厢。1873年英国第一辆卧铺车厢、1879年英国第一辆餐车车厢、1882年第一辆走廊式车厢从这里出厂。至1891年，该工厂每年建造99辆机车、181辆客车车厢、1493辆货车车厢。
老式的蒸汽机车
在这些机车中，包括世界著名的“飞翔的苏格兰人号”，它牵引着从伦敦至爱丁堡的直达列车，中途无停靠地行驶，速度达到每小时160公里。“绿头鸭号”机车于1938年7月3日创造了最高运行时速201公里的记录，成为当时世界最快的蒸汽机车，这个蒸汽机车时速的世界纪录至今仍未被打破。
唐克斯特铁路工厂制造的蒸汽机车
二战中，唐克斯特工厂和其他铁路工厂配合生产军火，其车厢建造车间于1940年在德军空袭中被炸毁。1957年，该工厂停止建造蒸汽机车，至此已经建造了超过2000辆蒸汽机车。1962年，停止建造车厢，厂房成为内燃机车的修理车间。随后，开始建造内燃机车和25千伏的电力机车。2003年7月，唐克斯特工厂庆祝了其150周年生日，后来，机车修理车间被拆掉用来开发房地产。
经过半个小时的旅程，当我从唐克斯特走下火车时，维克托热情地在站台上迎接我，把我迎到他的办公室。维克托和我年龄相仿，同样在铁路部门工作了20多年，相同的经历，使我们有了共同语言。维克托一边陪我参观调度中心，一边向我介绍战后英国铁路的发展过程。
唐克斯特火车站站台上的列车时刻表
唐克斯特火车站开往斯卡伯勒的快车
唐克斯特火车站开往利兹的区间慢车
二战结束后，铁路和整个国家一样，被战争破坏得满目疮痍，大量的陈旧的机车、车厢、线路和车站勉强维持着交通运营。有着工会背景的工党政府上台后，基于其“人民拥有国家资源”的理念，关系到国计民生的部门纷纷被国有化。自然，铁路也是国有化的重要部分。1948年1月1日，大英铁路公司（BR）成立了，它直接隶属于英国运输委员会，接管了全英国的铁路网，负责铁路的运营管理。公司成立后，更新改造了铁路的设施，制定了标准化的工作规程。并制定了机车现代化的计划，除了两条干线铁路进行直流供电的电气化改造外，其他线路都采用现代化的蒸汽机车。
内燃机车
内燃机车
而1951年保守党政府上台后，推翻了前任的机车现代化计划，主张淘汰蒸汽机车，整个铁路网都使用内燃机车和电力机车。为了安全起见，先对内燃机车进行安全性测试，所以一开始内燃机车只是用于调车业务，柴油动力的有轨电车负责市内公交运营。经过几年的安全性试验，内燃机车终于被投入铁路干线运营。同时，新的电气化铁路改造开始使用交流供电，并把直流电的电气化铁路的电压从660伏提升为750伏。最后一辆蒸汽机车建于斯文顿机车工厂，这是一辆重型货运机车，被命名为“N0.92220夜间之星号”，然后蒸汽机车开始退出了历史舞台。
“你以为电力机车的出现比内燃机车晚吗？”维克托摇摇头说。实际上，电力机车的发明远比内燃机车要早。第一台电力机车于1837年由苏格兰人罗伯特·戴维森发明，而内燃机车直到1892年才获得专利。这台电力机车起先只是个模型，后来1842年戴维森建造了由锌电池驱动的机车，在爱丁堡至格拉斯哥的线路上测试，最高时速达到6.4公里。1883年英国开通了世界上首条电气化铁路—布莱顿的福克斯电力铁路。电力机车很快在地铁线路中大显身手，代替了地铁中原有的蒸汽机车。
早期的电力机车
经过多年的实践，人们发现，电力机车的热效率高、运行和维护费用低、污染少、拉力大、速度高、不受石油价格的影响、适于各种地形，所以逐步把一些线路改造为电气化铁路。
按馈电方式分，电气化铁路有两种系统：第三轨和架空线系统。所谓第三轨，就是电流流经与铁路轨道并行的一条轨道，机车通过装在转向架上的“鞋”和第三轨接触来取电。这个系统尽管稳固耐用，但不能适应高速铁路的发展，所以只被用于城市地铁和有轨电车。架空线路系统采用架在铁路上方的馈线，通过机车顶部的集电弓来取电，它适用于高速铁路。
按电流种类分，电气化铁路又分为直流和交流供电系统。第三轨系统一般采用直流电，而架空线系统则既可用直流电，也可用交流电。直流电的电压，第三轨系统一般采用600～750伏的电压，而架空线则采用1500～3000伏的高压。交流电系统，一般采用15千伏16.7赫兹或25千伏50赫兹的交流电，采用高压的好处是减少电流强度，从而可减少由于电线的电阻造成的能量损失。交流电和直流电系统各有优劣：高压交流电系统，线路和设施建设费用低，但机车很复杂且造价昂贵；而直流电系统的线路和设施建设费用高昂，但其机车比较简单、便宜。
经过唐克斯特站的铁路货运列车
英国第一台干线交流电力机车，于20世纪60年代早期开始使用，用来牵引西海岸线路的电气化列车，当时的时速达到160公里。铁路网的更新改造花了大量的资金，而由于公路的竞争，铁路的赢利逐年下降，从而导致了大英铁路公司多年的坏账和赤字。最终在保守党手中，铁路被私有化成若干个铁路公司。私有化后，私营铁路公司的股东们只想着赢利，而不愿意花钱对线路和设施进行维护和改造，从而导致了交通事故频仍。后来工党上台后，国家把铁路线路和设施重新收归国有，成立了国家网路公司，从而扭转了铁路安全的危险局面。
参观完调度中心，我和维克托坐在餐厅里吃饭。我们边吃边谈，维克托非常佩服中国的高速铁路的飞速发展，也在期待着英国规划中的伦敦至伯明翰高速铁路的建成。维克托给我介绍了英国的无人驾驶铁路。
1967年当伦敦地铁维多利亚线开通的时候，引进了无人驾驶技术。一开始，列车根据线路上传来的移频信号自动运行，唯一需要人工操作的是控制车门的开合。但地铁运行后，旅客看到列车竟然没有司机驾驶，担心不安全而不敢乘坐，所以后来只好改为由司机人工驾驶。1984年伯明翰机场的磁悬浮采用无人驾驶、全自动的方式运行，而旅客能无条件地乘坐，使人们的观念得到彻底改变。伦敦的多克兰轻轨系统，由伊丽莎白二世女王于1987年剪彩开通，成为英国第一条真正的无人驾驶线路。今天它每年运载7000万旅客以34公里的时速运行，停靠40个车站，这表明旅客并不在乎是否有司机在驾驶。
关于铁路的未来，我和维克托花了很长时间进行讨论。铁路200多年的发展史在世界历史的长卷中就犹如一眨眼的功夫，但是不断革新的工业历史并没能改变它的存在。在150年的自我扩展和加强中，铁路也有过低谷并在好些国家受到了生存的威胁，但是现在它正以崭新的面貌和优势迎接着挑战。
今天铁路正在与公路和航空展开着新的竞争，从而在全球掀起了新的铁路黄金年代。随着原油价格的不断升高和来源逐步枯竭，未来电气化铁路是最安全的选择。现在很多国家选择建设铁路，有三个主要原因：
其一，在世界诸多特大城市，由于公路交通的拥堵和汽车产生的环境污染，公共交通系统成为唯一的解决方案；
唐克斯特编组场的铁路货运列车
其二，高速铁路在1600公里的距离内将会取代航空运输，相反也许它会终结卧铺服务。长隧道和桥梁把铁路延伸到高山和大河，这对于维多利亚时代的铁路先驱们来说只是梦想。英国未来“高速2”铁路的潜在速度，将会使从伦敦到爱丁堡之间的旅行缩短为2个小时，这在蒸汽机时代是不可想象的；
其三，重载和快速货运铁路的发展。跨西伯利亚铁路被升级换代后，使跨亚洲的货运周期大大加快。新线路例如计划中的跨巴拿马铁路将会连接太平洋和大西洋，将会把货运从船运转到铁路运输。
关于未来铁路的形态，一直有一个争论持续至今。传统的轮轨高速铁路的最高时速是400公里。但其他形式的推进力，例如“磁悬浮”可使运行速度增加至更高。磁悬浮铁路并不是个新事物，它不使用传统的钢轨，而是由磁铁引导，使列车以极小的间隙悬浮在引导轨的上方，由磁力推动列车运行。由于车辆和轨道之间不接触，没有车轮和轨道之间的摩擦，这就是为什么它的最高时速可达580公里。
世界首条商用磁悬浮系统于1984年在伯明翰机场和伯明翰国际火车站之间开始使用。它是全自动的、无人驾驶的，全长550米，在混凝土路基单元上以1.25厘米的间隙悬浮，但于1995年被关闭。日本和德国一直在开发磁悬浮系统，中国上海的磁悬浮线路采用德国技术，把旅客从地铁站运送到浦东国际机场，最高时速达430公里。但是磁悬浮的造价远远高于传统的高速铁路，所以中国和世界各地在建的高速铁路，都没采用磁悬浮技术。
最后，我和维克托讨论了我们的老本行，铁路信号系统的未来发展。无论哪些铁路系统被使用，新的信号系统将使轨道上行驶的列车更密集。在今后30年内，传统的线路侧的信号机将会消失，取而代之的是全机车信号系统，系统的设置取决于列车的运行速度、轨道的最高允许时速、最近的列车间距。司机监视设备的运行，以指示信号来驾驶；如果司机没注意到信号，机车将会自动转为计算机控制运行，直到状态恢复正常。维克托现在正在使用的“欧洲铁路运输管理系统”肯定会被应用到所有铁路线。
当维克托把我送到出站口的时候，已经是下午三点多了。走出火车站，是一座铁路、公交换乘大楼，旅客们可在下层乘坐公交车，也可到上层去吃饭、逛商场。走出大楼，便是市中心的步行街，大街整洁、有时代感；一家中国饭店坐落在这条街上，门前的大红灯笼展示着中国的文化。随后，我参观了大北铁路公司建造的“工厂教堂”——圣詹姆斯教堂，和建于12世纪的科尼斯伯勒城堡。
建于十二世纪的科尼斯伯勒城堡
唐克斯特市中心步行街
“工厂教堂”—圣詹姆斯教堂
今天的唐克斯特之行，使我收获很大，不仅领略了唐克斯特的历史和现况，更了解了英国铁路的现代史，看到了铁路发展滚滚向前的未来。
1.8 跨河入海的旋律
纳尔斯伯勒的铁路高架桥
纽卡斯尔市泰恩河铁路大桥
记得读本科的时候，“铁道概论”课程的老师说，所谓铁路建设，就是“逢山开路，遇水搭桥”，在英国铁路史上，有很多著名的桥梁和隧道。在1840～1870年之间建设的东海岸干线，从英国南部的伦敦通往英国北部苏格兰的阿伯丁，全长632公里。由于地理环境复杂，河流、海湾多，沿线修建了多座标志性的桥梁，如位于贝里克郡的跨越英格兰和苏格兰边界的皇家边界大桥、纽卡斯尔的泰恩河大桥、爱丁堡的福斯大桥等等。一个夏天，我陪父母到苏格兰度假，慕名参观了福斯铁路大桥。
从爱丁堡火车站至达尔梅尼车站的列车
从爱丁堡火车站至达尔梅尼车站的电气化铁路
从爱丁堡火车站至达尔梅尼车站的火车内部
我们从爱丁堡火车站坐火车半个小时到达了达尔梅尼车站，一下火车，清凉的海风迎面吹来，耳边响起阵阵海涛声。我们经过一个优美的村庄，跨过一片幽静的树林，眼前豁然开朗，我被扑面而来的景色震撼住了：两座气势恢弘的大桥横跨在波涛汹涌的海湾上，像两道美丽的彩虹，这就是福斯铁路大桥（Forth Rail Bridge）和福斯公路大桥（Forth Road Bridge）。
福斯铁路大桥
福斯铁路大桥引桥夜景
造型独特、宏伟壮观的福斯铁路大桥是英国维多利亚时代最伟大的工程之一，也是世界公认的铁路桥梁史上的里程碑之一，该大桥建于1890年，历时7年之久；临近的公路大桥是一座优美的悬吊桥，建于1964年。在大桥博物馆，我们先仔细参观了大桥的历史。
福斯河（River Forth）在苏格兰盖尔语当地中是“黑河”的意思，是英国苏格兰地区的主要河流之一。它发源于斯特灵郡的山区，向东约三十公里流经斯特灵市区，继续向东至法夫郡金卡丁镇（Kincardine）后，形成福斯湾（Firth of Forth），最后注入北海。福斯湾南岸是苏格兰首府爱丁堡，福斯河流域也是苏格兰重要的人口聚居区。
在1878年，托马斯·鲍奇建成了当时世界上最长的大桥，横跨邓迪的泰河海湾。鲍奇使用了一种新的设计方法，采用了铸铁和熟铁，建成后，这座大桥被认为是一个工程奇迹。但是，1879年12月28日的夜里，在一场暴风雪中，大桥不幸倒塌了，当时它建成还不到两年，当时正好有一列承载着75人的列车经过，列车上所有的人都遇难了，这在当时是一场巨大的工程灾难。
苏格兰邓迪市的泰河铁路大桥—欧洲最长的铁路大桥
这时候鲍奇正在设计福斯铁路大桥，所以大家纷纷对他的设计能力提出质疑，福斯铁路大桥工程只好匆匆下马。托马斯·鲍奇去世后，福斯铁路桥的设计工作由约翰·福乐和本杰明·贝克共同负责。他们对原来的设计进行了修改，没有采用托马斯·鲍奇的悬索桥方案，而是用一种“纺锤型”或称“橄榄型”的钢式结构取而代之，这就是现在人们所看到的福斯铁路大桥。
福斯铁路大桥是一座由众多钢管弦杆构件组成的双伸臂梁铁路桥，全长1620米。1882年大桥开始建造，桥梁施工历时七年，中间更换了设计工程师，修改了设计方案。七年中，施工动用了四千多名工人，高空施工中牺牲了98人，并造成了数百名人员伤残。为了纪念这些为英国桥梁事业做出贡献的工人，在桥址处修建了纪念馆。1890年3月4日大桥建成，威尔斯七世国王将一枚金铆钉钉在桥上，宣告大桥竣工通车。21世纪初，英国的养护部门对桥梁结构进行了检测，主要承重结构仍然完好，只是对部分杆件和接头处进行了维修加固，这是名副其实的百年大桥。英国政府于2011年5月向联合国教科文组织提名福斯大桥为苏格兰的世界遗产。
列车行进在大桥上
我们正在仔细看着图片介绍，博物馆的工作人员艾德里安知道我们是从中国来的，便主动地给我们介绍了很多关于这座大桥的故事。他说，福斯铁路大桥的结构是从中国的木伸臂梁（鹊巢桥）演变而来的。有趣的是，桥造成后7年，中国清朝官员李鸿章出访英国，在参观这座桥后，也想在中国的渤海湾建造一座。后来詹天佑在当粤汉铁路督办时，提出的武汉长江大桥的方案就参照了福斯铁路大桥的方案。
铁路大桥
艾德里安介绍说，福斯铁路大桥桥梁的大部份结构是钢，由一条平衡悬臂桥和两条悬跨组成，据说共用了八百多万支铆钉，悬臂梁属于桁架钢梁，是由厚钢管连接而成的。修建整座桥用去了约400吨钢铁。该桥主跨达521.2米，总长1620米，支承处桁高达110米。桥上的铁路高出水位47.8米，因风力过大，桥梁桁架做成向内倾斜，塔顶宽约10米，塔底宽36.6米，全桥共计3个桥塔，6个伸臂，各长206米，悬跨长107米。
铁路大桥
铁路大桥
艾德里安还说，福斯铁路大桥有六大技术特点。其一，用“纺锤型”桁架延伸桥梁悬臂，达到了增大跨度的能力；三个“纺锤型”桁架就像三个挑水农夫一样并列一排，用三个扁担延长跨度、平衡重量。其二，“纺锤型”桁架属于“二力杆”，设计者将拉杆与压杆区别对待。考虑受力的需要，每个拉杆均有四个小钢管组成空心的构件；而每个压杆则由一大直径钢管组成。这种针对受力特点采取区别对待的设计很新颖。其三，拉压杆交叉点自由相交。为了杆件受力清晰简单，拉压杆件在中途交叉处采用了自由相交而不是刚性联结，这样更符合结构力学中的二力杆受力特性，也大大地简化了手工计算的复杂程度，因为当时没有电子计算，也不可能用到大型空间有限元法来计算分析与仿真。其四，设置了维修通道。即使21世纪的很多桥梁设计人员也容易忽视桥梁维修检修通道。但是，福斯铁路桥在19世纪就考虑了钢筋混凝土维修通道及步梯，这样便于桥梁在营运工程中做周期性的检修维护。这一点对于钢结构桥梁更是至关重要，因为钢铁锈蚀的防护会经常用到这些通道。其五，抗风能力强。由于整个桥梁才用了桁架结构通透率很大，阻风面很小；再加上“纺锤型”的桥型结构稳定性好。因此桥梁的抗风能力大大增加，安全而稳定。其六，海水锈蚀及防锈。海水中的盐分、氯离子会加快钢材的锈蚀，桥梁运行一百多年，能完好无损的保持到21世纪，其防锈技术是不言而喻的。
艾德里安的解说总是被我的疑问所打断，因为一些技术术语我确实听不太懂。我说，一百多年前大桥的设计能达到这样高的技术水准，确实令人惊叹。在博物馆最后的一个展馆，还介绍了英国铁路发展史上其他桥梁和隧道。其中关于英吉利海峡的建设历史，引起了我的浓厚兴趣。
英国是一个岛国，孤悬欧洲大陆之外，通过英吉利海峡和法国隔海相望。几百年来，通过陆路从英国到达欧洲大陆一直是人们的梦想，一代又一代的人提出了各种设想，也进行了有益的尝试。
在英吉利海峡下面修建连接英国和法国的隧道，这个想法最早由法国人尼古拉斯·德斯玛瑞特在1751年提出。1802年工程师阿尔伯特·马修草拟了一份计划给拿破仑，建议采用上下两层隧道，上层通行马车，下层则是排水用。当然，这个计划是不切实际的。1842年由布鲁内尔设计的泰晤士河水下隧道贯通后，尽管长隧道中存在着通风问题和蒸汽机车的排烟问题，但给人们解决英吉利海峡隧道问题提供了希望。
1875年英国议会通过了一项法案，授权海峡隧道有限公司进行英吉利海峡隧道的开掘试验。经过5年的准备，从1880年开始，从英格兰海岸的多佛开始试验性挖掘，但爆破和人工挖掘的方式，使挖掘的速度非常缓慢。直到空气压缩式的开凿机发明，才使隧道的掘进速度大为加快。三年后，这条试验隧道已经有2.4公里长、位于海床下30.5米深。但由于当时的欧洲局势紧张，英国政府担心一旦隧道贯通，会成为敌人从欧洲大陆入侵英国的通道，所以紧急叫停，连同后来发生的第一次、第二次世界大战，英吉利海峡隧道的计划被搁置了近70年。
20世纪50年代后，该计划被重新唤醒，英国和法国政府开始商讨修建海峡隧道的可行性。直到1971年，两国政府签订了隧道建设协议，采用三个并行隧道的方案，也就是两个铁路隧道加一个服务隧道。1973年英国首相希思和法国总统彭皮杜共同启动了这个方案，但在两年后的能源危机中被迫终止。
铁路大桥和隧道
铁路隧道
十几年后，英国的撒切尔首相和法国的密特朗总统宣布重新启动隧道计划，1987年7月29日签署了坎特伯雷协定，同日英国和法国开始各自的挖掘工程。1990年12月1日两国的挖掘队伍成功地在服务隧道中会师，隧道贯通点距英格兰23公里，距法国16公里。两条主隧道分别于次年5月和6月贯通。1993年12月50公里长的隧道工程竣工，在海床下46米深处，建设方和欧洲隧道公司办理了交接手续。1994年5月，英国伊丽莎白女王和法国密特朗总统剪彩开通，次月国际货运列车从隧道中穿过，6个月后连接伦敦、巴黎、布鲁塞尔的国际旅客列车开始运行。
从博物馆出来，我们再次端详这座大桥，一列火车从桥上穿过，与大桥这个庞然大物相比，列车是那样的渺小。夜色渐渐降临，笼罩在晚霞中的两座大桥更加美丽迷人。由于铁路的跨河入海的志向，使铁路建设者们，以工程师的智慧和工人的勤劳，造就了一个个工程奇迹，谱下了跨河入海的旋律。在这种雄壮的旋律的伴随下，有着四千年历史的铁路，正在坚定地走向未来。
晚霞中的福斯公路大桥（左）和福斯铁路大桥（右）
