铁路最早出现在英国的原因
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摘要:铁路的兴起及其带来的巨大社会变革成为英国工业化时期的重要时代特征。本文将探讨工业化时期(1830-1870)英国铁路兴起的原因。英国工业化时期铁路在英国的兴起，不仅在于相关产业的推动，在于交通领域的技术变革，也在于无数开拓者对铁路的无尽探索。19世纪，随着工业化的深入，铁路是一个时代的里程碑，以至于很多历史学家把英国的这个时期称为“铁路时代”。
关键词:英国铁路工业化的原因
英国是世界上第一个工业化国家，最先完成了从农业文明到工业文明的转变。工业革命在英国现代化进程中发挥了至关重要的作用，铁路的兴起在工业革命中有着特殊的地位，对英国的经济繁荣和整体现代化有着特殊的作用。对英国工业化时期铁路的研究，有助于加深对工业革命的理解。
1.相关产业的促进
19世纪初，英国开始了“铁路时代”。现代铁路最早出现在英国并非偶然，因为工业革命最早发生在英国，工业革命对英国铁路时代的到来起到了至关重要的推动作用。工业革命时期蒸汽机的发明和普及，为铁路的发展提供了动力准备；冶炼技术的不断提高和生铁产量的稳定增长为铁路的发展提供了必要的原料；随着蒸汽动力在煤矿采运中的应用，既有铁路雏形逐渐向现代标准轨道发展。蒸汽机、冶炼业和采矿业的相互作用成为英国铁路发展的三个重要因素。
18世纪下半叶至19世纪上半叶，技术革命带来的产业革命成为这个时代的主题。现代蒸汽动力的产生是第一次工业革命中最重要的创新。蒸汽机发明后，广泛应用于英国各行各业。应用到交通行业后，引起了交通行业的革命，推动了铁路时代的到来。由于蒸汽机是解决列车牵引的最重要因素，它的发明和使用对铁路发展具有重要意义。
在工业发展中，动力问题是一个突出的问题。工业革命开始后，水力日益成为主要动力，取代了以前的人力和畜力。然而，水资源这一自然因素是多变的，而且受地理位置的限制。随着工业革命的发展，这种局限性越来越大。这样，新的动力就成了工业革命发展的关键。
1782年，瓦特在前人研究的基础上制成了双作用蒸汽机，并在工厂生产中用于驱动鼓风机、轧钢机和蒸汽锤。蒸汽动力代替水力作为机械动力，从根本上克服了水力给工业生产带来的局限性。从此，工厂可以选址在原材料、燃料、劳动力资源、交通运输、市场条件都有利的地方，生产要素可以突破地域限制，最大程度地实现最优组合。到1783，已经有66台蒸汽机投入使用。[1] (P.122) 82台1785—1800生产的蒸汽机被棉纺厂使用。[2]从(P.134)到1831，格拉斯哥有41个蒸汽驱动的棉纺厂。[3](第292页)65438年至09年三四十年代，棉纺织业作为工业革命的先驱，率先实现了机械动力的汽蒸。
在棉纺织业的带动下，其他部门也开始了蒸汽动力的进程。蒸汽动力的广泛应用是人类生产技术的一大飞跃，是人类认识和利用自然的一大突破。它极大地推动了工业革命，保证了英国工业革命的深入发展，为交通运输的变革做好了准备。在英国，很快出现了将蒸汽机应用于火车的尝试，这是由一些铁路先驱进行的。因为后面会讲到，这里就不赘述了。
英国铁路的发展和最终胜利，不仅取决于蒸汽动力，还取决于冶金工业的发展。只有发展冶铁业，才能为制造铁轨、机车等铁路设备提供材料，使铁路发展成为可能。
工业革命前，冶铁是英国的重要工业之一。随着焦炭冶炼方法的改进和广泛应用，到18年底，英国进入了用焦炭炼铁的历史时期。英国的冶铁业是在煤矿和铁矿相结合的基础上迅速发展起来的。1806年生铁年产量达到26万吨。[4](p.116)据统计，产量从1788增长了10倍，达到1830。[5](p.124)到18年末，仅达比家族的铁矿石产量就相当于焦炭冶炼前英国生铁总产量的3/4。[6](第239页)可见，随着蒸汽鼓风设备的发展，焦炭冶铁法得到了完善，使英国冶铁业有了一次飞跃。
生铁冶炼的技术创新推动了熟铁生产和炼钢技术的改革。1784年，亨利·科特发明了“混合法”[7]和“轧制法”[8]，从此建立了英国自给自足的钢铁工业。随着家庭作坊法的推广和广泛应用，到20世纪20年代19，在斯塔福德郡、约克郡，尤其是南威尔士，已经建立了许多综合冶金企业。从煤炭、矿石的开采到铁条的切割、成品的生产，都是在同一个地方由同一个企业进行的。冶金工业一体化加快了生产进程，提高了生产效率，促进了冶金工业各方面的发展，为英国生产了足够的钢材，保证了英国铁路发展所需的大量钢材。
随着工业革命的不断发展，焦炭冶炼技术的普及以及工业革命时期人口的迅速膨胀，对煤炭的需求大大增加，使煤炭成为“英国工业技术变革的关键燃料”。[9](第36页)蒸汽动力的应用在煤矿工业的技术革新中占有突出的地位，这使英国的煤炭产量增长非常迅速。1700-1760年，英国煤炭产量从300万吨增加到500万吨，1760-1800年从500万吨增加到11840。[10](p.216)
英国煤炭工业的快速发展也成为铁路发展的另一个因素。因为英国的煤矿业是第一个使用铁路的行业。1700年前，泰恩河地区诺森伯兰郡和达勒姆郡的煤矿工人使用这些轨道将开采的煤矿拖到地面。[11](p.7)在苏格兰，1722年出现了一条横跨普雷斯顿的早期铁路。1745后，这条铁路线将特朗特矿坑的煤矿运到附近的码头。[12](p.9)可见，英国的煤矿业是铁路的发源地，英国的煤炭产量日益增加，因此需要加强矿山铁路的建设，使煤炭运输能够顺畅地分布到全国各地，促进了早期铁路向现代铁路的过渡。
综上所述，蒸汽机的发明、冶铁业的发展和采矿业的技术革新成为英国铁路发展最重要的三大因素，也推动了英国第一次进入铁路时代。
2.交通领域的技术变革
交通不仅是国民经济的先导部门，也是重要的基础部门。它处于生产和消费的中间，是生产过程在流通领域的延续，在整个国民经济中起着承上启下的作用。因此，社会经济的每一次重大飞跃，都不可避免地伴随着交通运输业的变革。英国铁路的兴起是交通领域技术创新的结果。
铁路运输业是通过运输轨道的现代化和运输动力的蒸汽化而建立起来的。“专业轨道”是铁路运输业发展的基础条件，它经历了一个漫长的发展过程。人类历史上最早的轨道是石轨，现代铁路的真正始祖是有轨电车轨道。大约在1630，木制电车轨道首先在纽卡斯尔附近的煤矿使用。到1738年，英国怀特黑文出现了加固铁皮的木梁轨道。从65438+60年代开始，铸铁轨道开始取代木制轨道。随着英国工业革命的深入发展，冶炼技术和锻造技术取得突破性发展，生产出熟铁并制成轨道，铁路轨道进入新的发展阶段。18年底，纽卡斯尔附近的煤矿开始使用熟铁轨道，19世纪初开始普及。铁路时代到来的时候(1825)，英国已经建成了300-400英里的原始铁路轨道。第230页)
用熟铁代替铸铁解决了钢轨耐用的问题，下一步的任务就是提高钢轨。原轨中，轨底留在钢轨上，防止车轮脱轨。1785年，英国人杰索普设计了使用中的凸轨。到了1789，轨底改成了轮子，成为后来钢轨制造的基本模式。
铁轨基本解决后，车轮标准化。根据国家规定，车轮大于6英寸，其接触面离开精确地平线不得超过1/2英寸，宽度小于6英寸，不得超过1/4英寸。车轮上的钉子不应伸出超过1/4英寸。[14](第54页)铺设轨道时，轨道必须与地面完全匹配。这就要求铁轨必须有平整的表面，这样才能使火车在铁轨上平稳运行。从某种意义上说，专业的轨道、专业的设计、专用是现代铁路的基本要素。
铁路发展最重要的问题是动力，车辆的动力替代往往被形容为交通发展的一场革命。“机械牵引力”是一个与速度有关的因素。18世纪英国工业革命中出现的蒸汽机，给19世纪蓬勃发展的铁路带来了新的动力。蒸汽机车动力从本质上取代了物理牵引，带来了运行速度的跨越式发展，严重打击了马车和河运的力量。蒸汽机车产生的机械牵引带来的速度，意味着火车可以在19世纪普及并迅速发展。
蒸汽机是一种往复式动力机，它将蒸汽能转化为机械功。随着工业革命的深入，蒸汽机也被搬到了交通运输业。1784年，威廉·默克多在康沃尔制作了一个机车模型。1801年，威廉的弟弟特里维西克提出了可移动蒸汽机的概念，并制成了第一辆可以在普通道路上行驶的蒸汽动力汽车。1804年，特里维西克发明了世界上第一辆在轨道上行驶的蒸汽机车。这种自重5吨的机车首次在南威尔士刀子乐队·蒂德威尔和阿巴泰之间的轨道上进行试验，时速8公里，从而开辟了世界铁路史上蒸汽机车发展的道路。
继特里维西克之后，1814年，英国工程师乔治·斯蒂芬森设计制造了世界上第一台实用的蒸汽机车，命名为“半靴”。它的自重为6.5吨，可以拖动30吨货物，移动车轮直径为4英尺，轨距为4英尺8英寸(1423毫米)。斯蒂芬森驾驶它在威尔士的一个煤矿里以每小时5英里的速度拖拉10吨货物。1825年，全长37英里的斯托克顿-达灵顿铁路建成通车。斯蒂芬森的火车头成功拉动了一列80吨的火车，平均时速为12英里。[16](p.31)这条铁路是第一条使用蒸汽机车牵引客货列车的公用铁路。但是，这种列车在某些地区仍然需要马力牵引。
1830年，全长35英里的利物浦至曼彻斯特铁路线建成通车。斯蒂芬森驾驶着具有现代蒸汽机车基本特征的“火箭”。机车牵引一节30人的车厢，平均时速30公里，牵引对象18吨。【17】(p . 17)他开创了铁路运输的新纪元，因为这是第一条由蒸汽机车牵引并正式从事客运的铁路。
运输动力的蒸汽化和运输轨道的铁路化是现代铁路发展的基本要素，也是最重要的要素。没有工业化时期的技术铺垫，就没有后来全盛时期的铁路工业。
第三，铁路先驱的不断探索
英国铁路的出现除了工业革命的推动和运输技术的变革之外，还有非常重要的“人”的因素，这就是铁路建设的先驱。这是一个了不起的群体，是英国铁路发展史上的一个关键群体。正是这个群体在铁路、机车等一系列环节的发明和创新，推动了英国铁路业的兴起和发展。
19世纪最突破性的发明是蒸汽机，从此人类社会进入了蒸汽时代。蒸汽机的发明是铁路发展的一个关键环节，解决了机车的牵引问题，但蒸汽机应用于交通运输业却花了很长时间。理查德·特里维希克是世界上第一个将蒸汽动力应用于机车的人，从而发明了蒸汽机车，在世界铁路史上开辟了蒸汽机车的光辉道路。
继理查德·特里维希克之后，威廉·詹姆士和汤姆森·格雷戈高瞻远瞩，将蒸汽机车与国家运输业紧密结合，他们是第一批考虑在1830之前建设铁路网的人。
乔治·斯蒂芬森是当时蒸汽机车改进者之一。他取得了巨大的成功，把铁路带入了现实生活。在铁路发展史上，斯蒂芬森是当时改进英国蒸汽机车最成功的工程师。而且，他还是铁路建设的奠基人，揭开了英国铁路建设的序幕。斯蒂芬森和他的儿子一起主持了英国第一条真正的铁路干线利物浦-曼彻斯特线的建设，成为英国社会乃至世界铁路界的显赫人物。在修建铁路的过程中，斯蒂芬森还规定了铁轨的间距，铁轨的间距为4英尺8英寸半[18](第77页)。在建设过程中，他还提出了铁路行业的管理理念:即铁路建设、电力、商业潜力和内部管理为一体。
斯蒂芬森在主持利物浦至曼彻斯特铁路线的建设时，还投身于其他铁路建设项目。1829年，斯蒂芬森主持修建了莱斯特-斯旺宁顿铁路线。后来，他主持了英格兰北部铁路网的大部分建设。斯蒂芬森作为这一革命性交通工具的主要导演，解决了铁路建设、桥梁设计、机车车辆制造等诸多问题，促进了英国铁路的快速发展，也促进了欧洲大陆和北美铁路的快速发展。因为他一生主持了多条铁路的建设，也被称为“铁路之父”。
斯蒂芬森的儿子罗伯逊继承了父亲的事业，一生致力于提高蒸汽机车的运行速度，成为下一代铁路机车的领导者。罗伯特是中国著名的工程师。他对铁路建设的地形地貌和各种情况下可能出现的问题有全面清晰的认识，对穿越地峡的隧道建设也有独到的见解。当时英国很多铁路建设项目都是以他的设计为主。罗伯特最好的设计是用一座桥和一座高架铁路的管状桥穿过河流峡谷，高架铁路连接安格斯和威尔士。他一生中修建的最耗能的铁路线是伦敦-伯明翰铁路线，切斯特-霍利黑德铁路线是他修建的最重要的铁路线。当时罗伯特为铁路付出的努力，让他成为那个时代工程设计师中最有魅力的人物。在他的领导下，他的学生和助手们尽力使《蒸汽时代》具有铁路的特色。
在铁路建设过程中，伊桑巴德·金顿·布鲁内尔是当时最有独创性的工程师。在铁路建设过程中，他经常对一些实际问题提出合适的解决方案，并被实践所接受。在铁路发展史上，布鲁内尔最大的贡献是设计了平行且等间距的水平轨枕。用这种轨枕代替十字轨枕，使轨道更加稳定，这是铁路轨道发展中最关键的环节。
最后还想提几个在铁路发展中也有一定地位的人物。在修建利物浦至曼彻斯特铁路线时，约瑟夫·洛克是罗伯特·斯蒂芬森的得力助手，这显示了他独特的工作能力。他在后来修建大约翰逊铁路时被任命为工程师，这条铁路连接利物浦-曼彻斯特路线，并连接伯明翰到南方。在洛克的主持下，这条铁路首次实现了不超过项目原预算成本的纪录。此外，骆家辉还主持了伦敦-夏普顿铁路线以及后来欧洲大陆一些铁路线的建设。
查尔斯·威格斯是一个很少被提及的人。滑铁卢战役后，威格斯转向国内工程，并参与了利物浦-曼彻斯特铁路线的建设。甚至在乔治·斯蒂芬森之前，他就已经开始了他的工程设计。他主持了从莱斯特到德比和诺丁汉米德兰的铁路线的建设。在英国铁路发展史上，他最大的贡献是在谢菲尔德修建了一条三英里长的隧道，体现了他对隧道建设的独特观点和想法。
这些人物都是直接促成了铁路机车、轨道、隧道建设等一系列铁路的开拓者。托马斯·布莱斯不是专业工程师，而是当时铁路建设的承包商。布莱斯注意到了铁路建设这一新兴行业，并成为这一事业的著名领导者。他在英国和海外承担了许多铁路建设项目，为铁路事业的发展做出了相当大的贡献。在65438+19世纪40年代到50年代期间，他的员工几乎可以在英国的任何地方看到。随着19世纪的到来，英国铁路的崛起在这些勇于创新的天才们的关注和努力下飞速发展。这些铁路先驱是推动19世纪英国铁路时代到来的人为力量。
综合以上三个部分，我们可以清楚地看到，19世纪英国铁路业的兴起，主要得益于工业革命中相关行业的推动、交通领域的技术革新以及铁路先驱的不断探索。当我们用历史思维观察问题时，会发现铁路的兴起与英国的经济发展，尤其是工业革命的蓬勃发展有着密切的关系。在人类历史上，一种新的、更完善的交通方式的出现不可能是无缘无故的，但它能在经济和社会中找到最深的根源。在工业革命的大背景下，在经济快速发展和技术不断突破的推动下，铁路这种更完善的交通方式的出现只是时间问题。其中蒸汽机、冶铁业、煤炭业的发明和发展都是铁路出现的重要因素。可以说，没有工业革命中经济技术因素的发展，现代铁路将成为无根之树。同时，铁路也绝对不是完全被动的历史产物，从一开始就对经济和工业革命产生了巨大的反作用。特别是钢铁、煤炭、制造业的推动，使得工业革命发展得更快更好。铁路和工业革命的作用是双向互动、互为因果的。
在工业革命飞速发展的当下，在经济越来越高的新时代，这条铁律再一次向人类社会展示了冷酷。铁路运输方式的巨大优越性就是这一规律的结果和体现。正是这种深层的社会需求和现实表象的结合，导致了英国铁路建设的高潮。