科学故事斯蒂芬逊

Posted 2022-01-02

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    乔治?斯蒂芬逊
    一七八一年六月八日，斯蒂芬逊（George Stephenson，1781～1848）生于英国维拉蒙特?塔茵，是一个贫苦矿工的儿子。和当时英国的大多数技师一样，他也没有受过任何学校教育。为了帮助家里维持生活，八岁时不得不到矿上劳动。十四岁时，开始操纵纽可门式气压蒸汽机，对蒸汽机才有所了解。这就是他后来制作蒸汽机车的起因。
    而且，斯蒂芬逊认为，将来自己无论作什么工作，都需要知识。所以，十八岁时，他开始上夜校，才学习读书、写字和打算盘。
    一八零三年，他生了一个儿子，取名叫罗伯特。此时，他已是基林格沃斯矿山的主任技师。随着英国工业的迅速发展，矿山的采掘显得份外重要了。斯蒂芬逊为矿山引进了各种机械，并改进了矿山用机械。在这其中，他为搬运矿石用的矿车铺设了轨道，使搬运简单化，这是一件具有划时代意义的事件。
    一八O五年左右，斯蒂芬逊作为“机械博士”就十分有名了。
    一八一二年，他三十岁时被任命为基林格沃斯矿山的机械技师长。而且，他免费得到了住宅和供应煤，年收入达100多英镑。
    另外，他根据自己的经验，体会到没有学问就不能干好工作，所以，就考虑让自己的儿子罗伯特受到良好的教育。罗伯特在纽卡斯尔的布鲁斯学校受到了初等教育，一八二零年进入了爱丁堡大学。
    父子两人共同学习，一起去听重要的讲课和报告。罗伯特又和父亲一起劳动了几年，最后终于成为了一个著名的技师，这里面也有其父斯蒂芬逊的一份功劳。
    一八O四年，英国的理查德?特莱维茨克（ RichardTrevithick，1771～1848）最早制造了铁道用机车。这种机车装载10吨铁和70个人，以时速4公里的速度行驶。然而，很多人都不相信这种机车。他们认为，如果装上了货物的话，行驶在铁轨上的铁制的车轮就要空转。
    但是，威廉?海德里和乔治?斯蒂芬逊却例外，他们不这样考虑。他想起了一八六年左右在矿山取代了马力而使用蒸汽动力的情景。
    在这个时代，很多人都在考虑这个相同的问题。例如，法国的居纽（Nicolas Joseph Cugnot，1725～1804）、英国的穆阿以及马德克、美国的埃旺斯等人，都在研究这个问题。通过自己的聪明才智和技术上的理解能力，斯蒂芬逊最成功地解决了这个问题，成了当时的权威人士。
    一八一三年，为了在附近的煤矿上使用，他制作了第一台移动机械??“布鲁海尔”。第二年的七月二十五日，这台运煤车开始运行，并取得了成功。它以6．5公里的时速在1：450的坡道上行驶，可以运煤 30吨。
    一八一五年，他又制作了第二台搬运车，这台车的运煤量比上一台车更多了。然而，这种车的很多地方都是根据特莱维茨克的机械制作的。
    进而，一八一六年，他制作了第三台机械，这台搬运车才是斯蒂芬逊独自发明的。通过装在外部的连接杆连接车轮。
    在一八一四年到一八二五年这段时间里，斯蒂芬逊为各地的煤矿制作了55台煤矿用机械。其中，有16台机车。
    一八二一年，决定铺设斯托敦和达林顿之间的铁路，斯蒂芬逊是这项工程的总工程师。
    一八二三年，他和两个共同出资者建立了世界上第一个机车制造工厂。
    一八二五年，斯蒂芬逊制作了为运送旅客和运输煤炭而特别设计的机车，开设了铁道。同年九月二十七日，他制作的“旅行1号”由38台车辆组成，在斯托敦?一达林顿之间行驶了33公里的行程，载旅客600多人。为了安全，一个人骑着马手里拿着红旗跑在火车的前头。就是从这个时候起才真正地开始了铁路运输事业。
    一八二九年，计划敷设利物浦?一曼彻斯特之间的铁路。当时，机车还没有得到普及。因此，在使用马车还是机车这个问题上，还有所争论。
    政府方面要求，禁止使用这种机车，因为高压蒸汽对人的生命有所威胁。
    支持者们出500英镑的奖金，悬赏最好的机车。
    到了一八二八年，才停止使用马力，决定使用机车。还决定在莱茵希尔进行试车比赛，参加比赛者有三人，其中，斯蒂芬逊驾驶的是“火箭号”。
    这台“火箭号”装有法国发明家马尔科?泽克安设计的水管式锅炉，运载13吨货物，以24公里多的时速行驶了100公里，超过了“桑士巴里号”和“新奇号”，而取得了优胜。
    据《利物浦光明报》报道，有一万多名观众观看了这次比赛。另据报纸报道称：“这次实验取得了一个重要成果，它将改变国内整个交通结构。”
    这样，大英帝国就发展了本国的铁路运输事业。到斯蒂芬逊去世以前，他一直从事铁路建设、机车制造工作。由于斯蒂芬逊的科学技术成就和杰出的贡献，他被后人称为近代蒸汽机车的奠基人。
    一八三零年以后，在英国铁路宛如雨后春笋一样被敷设起来了。一八三八年，伦敦?一伯明翰铁路通车。接着，伦敦??纽卡斯尔、伦敦??爱丁堡、伦敦??布里斯托尔铁路也相继通车。
    如果使用普通的灯进行煤矿照明的话，是十分不适宜的。随着矿山事业的迅速发展，斯蒂芬逊又开始考虑解决这个照明问题。
    一九一六年，戴维（Sir Humpry Davy， 1778～1829）发明了可以带到矿井内的安全灯，当时是十分有名的。因为矿井内充满了可燃性气体，如果是明火的话，就有爆炸的危险。所以，他又进一步进行了改进。
    就在戴维在伦敦紧张地研究安全灯的时候，斯蒂芬逊和科兰尼在泰桑德也进行了另外型式安全灯的实验。斯蒂芬逊认为，“燃烧后的空气一吹到火焰，火就会熄灭，如果能以比燃烧气体移动速度还要快的速度产生向相反方向流动的气流的话，就可以防止火焰的移动。”
    斯蒂芬逊制作的安全灯，空气是从装油容器侧壁上的圆型小孔流人的，接着经小孔又将空气引进两块板之间，最后通过一连串的小孔引向火焰。他要比戴维还早就研究出了这种安全灯。
    到了十九世纪中叶，铁路得到了普及，各处都架起桥梁。
    桥的大梁取代铸铁开始使用熟铁了。
    斯蒂芬逊的儿子罗伯特多次接受了架桥的工作。而且，在架设连接伦敦和维尔兹的布里塔尼亚铁桥时，为了求出最佳的桥形，斯蒂芬逊也和儿子一起搞实验，最后搞清了横梁对保持梁的刚性将起很大的作用这个问题。
    在这些实验中，斯蒂芬逊使板结构梁的设计理论有了较大的突破。
    在晚年的最后三年时间里，斯蒂芬逊是在其大领地塔普敦山庄渡过的，在这里他热心地从事自己所喜欢的农业和畜牧业。
    另外，他的力气很大，非常喜欢和人比赛力气。
    一八四八年八月十二日，他在纽卡斯尔附近的契斯塔菲尔德去世，终年六十七岁。

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