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17歲被嘲笑文盲,發奮和8歲小孩共讀書,然後他發明了蒸汽機車

200年前,人們是如何走親訪友的?

飛鴿傳書、快馬傳信。有時候書信送到就已經個把月了,更別說去拜訪千里之外的朋友。

但是,170年前,“旅行者號”的出現,徹底改變了人們的生活。

人們坐著轟隆隆的火車,不僅能維繫親情、緩解思念,更能飽覽世界各地的風景。

而這輛帶給人們翻天覆變化的世界第一列火車“旅行者號”由英國的司蒂芬遜發明。

他是天才發明家嗎?

師出名門?

不,他只是煤礦工人的兒子。

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這場了不得的逆襲,究竟是怎樣的?這還得從司蒂芬遜的童年說起。

放牛娃拆蒸汽機,最終卻得到工程師稱讚

喬治·司蒂芬遜一家共有八口人,全家的生活僅靠父親在煤礦做蒸汽機司爐工餬口,為了減輕父親的壓力,8歲的司蒂芬遜開始替別人放牛貼補家用。

他每天去煤礦給父親送飯,看到父親操作的蒸汽機,年幼的他總是好奇地圍著轉了又轉,每天都看得入神。

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司蒂芬遜14歲時跟著父親一起在煤礦上班,他興奮極了,因為終於能看到日思夜想的蒸汽機了。

他把機器擦得一塵不染,順便研究機器的構造和效能。

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陶醉於此的他趁著工人們下班後,把蒸汽機的部件都拆下來,一邊研究內部結構,一邊清理內部汙垢。

從下午到深夜,他既興奮又緊張,生怕重組後的機器不能正常運轉,一晚上都沒睡好覺。

第二天一早,他衝到煤礦,發動那臺自己重組後的蒸汽機,沒想到,機器不但沒有壞,還比平時運轉得更好了。

這給了他不小的動力,他開始嘗試模仿蒸汽機制作一臺小型的機器。

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回家後,司蒂芬遜嘗試畫了一張機器的草圖拿給礦裡的工程師評價,工程師對他十分欣賞:

“有志氣的孩子,你要是多讀點書、學習知識,以後一定能發明比蒸汽機更好的機器”。

實際上,17歲的司蒂芬遜一步都沒有踏進過學校的門。

如果不學習物理、數學方面的知識,僅僅靠觀察如何能造出一臺機器呢?

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從“孩子王”到“總工程師”

為了製造出自己的蒸汽機,司蒂芬遜開始了白天工作,晚上讀夜校的生活。

夜校的學生都是7、8歲的孩子,經常有人嘲笑他是“孩子王”,說他這麼大了還讀一年級特別丟人。

而司蒂芬遜全然不理會,反而說:

“讀書有什麼丟人的?沒文化才丟人”。

平時司蒂芬遜隨身帶著一本書,找到機會就拿出來讀,回到家就一個勁埋頭練習算術、認字,還找了不少數理化方面的書籍自學有關機械原理的知識。

經過幾年苦讀,1803年,22歲的司蒂芬遜被提升為機械修理工。

1810年,礦裡的蒸汽機出了故障,許多機械師束手無策,司蒂芬遜自告奮勇。

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這下引起了許多有資歷的機械師冷嘲熱諷:

“真是不知天高地厚,我們都沒辦法修好,你還要來逞能?”

司蒂芬遜全當沒聽見,挽起袖子,拆開所有部件進行檢查,又把所有零件修正、組裝。

當他重新發動時,蒸汽機果然正常運轉起來。

就這樣,29歲的司蒂芬遜正式成為了煤礦機械師,兩年後,他又被經理提拔為總工程師。

設計出自己的蒸汽機車“布魯海爾號”

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18世紀初興起了一股研究蒸汽機車的熱潮,而司蒂芬遜也在研究:

機車為什麼能夠拉著十幾噸的貨物跑呢?

原來是靠蒸汽機的力量。

為了更加了解蒸汽機的原理,司蒂芬遜步行了750km,來到蘇格蘭工作了一年,期間他四處尋找蒸汽機的書籍和資料閱讀,還實地考察了各種蒸汽機。

司蒂芬遜明白了能量的轉變和守恆定律:

煤燃燒後釋放能量、水受熱後變為蒸汽能量,蒸汽能量推動活塞運動,車輪便會轉動,火車就能運行了。

只要蒸汽溫度越高,產生能量就越大,火車的動力也就越大。

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司蒂芬遜立刻著手研究蒸汽機車,

他把立式鍋爐改變成臥式,降低高度,不但更加安全平穩而且還能擴大爐膛來增加受熱面和蒸汽。

經過幾年的反覆試驗,在1813年,32歲的史蒂芬遜製造了他人生中第一臺蒸汽機車“布魯海爾號”。

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不過很快,司蒂芬遜就發現這臺車雖然能拉30多噸貨物,但是行駛速度非常慢,並且開動時震動非常劇烈,連軌道也會被震壞。

人們諷刺道:“這車還不如馬車呢,一點不中用。”

面對失敗,司蒂芬遜沒有洩氣,他繼續研究改進。

他在火車下面裝了彈簧來減輕震動;

在鍋爐裡增設了二十多根小煙管,讓爐膛裡冒出來的高溫煙氣,從小煙管排出去,增加了動力,使車輪的轉速比以前快了兩三倍。

不僅如此,他還從玻璃杯裝熱水中得到啟發,在鍋爐的煙道中添置了預熱管,使廢熱氣從管外經過。

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這樣,加入鍋爐的冷水先經過預熱管預熱,避免了因溫度劇烈變化而造成鍋爐破裂,提高了安全係數。

新的蒸汽機車問世後得到了一致好評,時速達到7km/h運載30噸貨物,煤礦老闆也投入了大量資金支援司蒂芬遜繼續研究。

1823年,司蒂芬遜與兩位投資者合作建立了世界上第一家機車製造廠。從1814年到1825年,司蒂芬遜共製造了55臺採礦運輸機械。

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此時,英國的煤都達林頓堆積如山的煤炭只能靠馬車拉到海港斯托敦,人們紛紛建議修築火車鐵路改善現狀。

於是運煤公司決定聘請司蒂芬遜擔任這項工程的總工程師,在英格蘭的北部斯托頓與達林頓之間修建一條鐵路。

司蒂芬遜根據自己多年的研究,設計了鐵軌和路面,軌道寬143。5cm,並且在枕木下鋪滿小石塊。

為了這段長距離的運輸,司蒂芬遜還特別設定了“旅行者號”機車,總共32節車廂,載重90噸。

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1825年9月27日,經過1小時5分鐘的行駛,“旅行者號”機車安全到達重點達林頓站,這是人類第一次鐵路長距離運輸,開創了交通運輸的新紀元。

後來英國政府又聘請司蒂芬遜為總工程師,負責修建利物浦與曼徹斯特之間的鐵路。

司蒂芬遜和工人們一起在艱苦的環境下架設了63座橋樑,挖了2km的隧道,終於在1828年完成了這條鐵路。

從此,火車得到了人們的重視,成為了交通運輸的重要工具。

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大師已逝,精神永存

1848年8月12日,用一生為人類發展鐵路運輸事業的司蒂芬遜離世,享年67歲。

他去世後不久,“旅行者號”也光榮退役。

如今這臺機車被陳列在世界上第一條鐵路的起點達林頓車站,每天都有源源不斷的人們去那裡參觀。

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今天,已經有了高鐵、磁懸浮,司蒂芬遜的蒸汽機車已經淡出了鐵路運輸的舞臺,但是他的精神在——

我是放牛娃,但我相信夢想;

為了夢想,我不曾放棄人很一次努力的機會。

這是我成功的秘訣!