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中华学生百科全书-第110部分
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发明轮船，两人志同道合，最后利文斯顿竟把女儿嫁给了富尔顿。
1802 年，富尔顿又来到伦敦学习绘画，但他仍把许多精力放在钻研科学
技术上。使他走运的是，他结识了蒸汽机的发明人瓦特。
1803 年，富尔顿回到巴黎，在塞纳河上又建成了一艘船。可就在他准备
试航的前一天，狂风将船打成两截，沉入了河底。富尔顿伤心极了，流下了
眼泪。
1807 年，富尔顿回到祖国美国，他又造起一艘名为“克莱蒙特”号的轮
船。人们把这个庞然大物看作是个怪物，把富尔顿看作是个疯子。富尔顿把
各种奚落嘲讽丢在脑后。1807 年的 8 月 17 日，“克莱蒙特”号正式下水试
航。如潮水般的人群目睹着这个怪物。它长达 40．5 米，两侧各有一个大水车
式的轮子，上面立着一个直冒黑烟和火星的大烟囱……。富尔顿一声令下，
船体徐徐离开船座向水中滑去，由富尔顿设计、瓦特亲手制造的发动机轰鸣
起来，两侧的轮子转动起来拍打着河水，“克莱蒙特”号的远航开始了。
富尔顿这次试航的成功，使人们深深认识轮船的威力。正式揭开了航运
史上轮船时代的的序幕。尽管在富尔顿之前制造轮船的人，算起来不下 10
人，但世界却公认轮船的发明人是富尔顿。
斯蒂芬森造火车
斯蒂芬森出生在英国的一个煤矿工人家庭。由于家境贫寒，8 岁时不得
不到矿上当童工，干些擦拭机器和保管零件等杂活。当他长到 14 岁时，开始
操纵纽可门式气压蒸汽机。天天与蒸汽机打交道，使他与蒸汽机交上了朋友，
他从小在矿上长大，与煤矿工人有着特殊的感情，并且对煤炭运输的艰辛产
生了很深的感触。于是，斯蒂芬森立志，一定要发明一种强有力的运输工具，
解除煤矿工人的劳苦。从此他开始了对火车的研究。
斯蒂芬森与当时英国的大多数技师一样，没有受过任何正规教育。I7 岁
时，他还认不得几个字，科学知识更少得可怜。他是个被人瞧不起的小杂工。
可是斯蒂芬森不顾别人怎样看待他，他对自己充满信心，决心从头开始。他
说：“既然基础等于零，那就一切从零开始。”从此，他就开始参加夜校学
习。
由于斯蒂芬森文化水平太低，17 岁的他每天要同七八岁的儿童坐在一起
上课。小同学都感到好奇，总是带着讥笑的眼光看着他。为了学习，他对这
些毫不在乎。白天干活，晚上学习，就这样凭着坚韧的毅力，他终于摘掉了
文盲的帽子，阅读了大量的科技书籍，掌握了制造火车的数理化专业知识。
“火车”一词是怎么来的呢？早在 1803 年，一个名叫特拉维西克的英国
矿山技师首先利用瓦特的蒸汽机造出了世界上第一台蒸汽机车。这是一台单
一汽缸蒸汽机，能牵引 5 辆车厢，它的时速为 5 至 6 公里。这台机车没有设
计驾驶室，机车行驶时，驾驶员跟在车旁边走边驾驶。因为当时使用煤炭或
木柴做燃料，所以人们都叫它“火车”，于是一直沿用至今。但是这台机车
有很多缺点，经常出事故。1812 年有人在铁轨上试行改进，但没有成功。到
了 1813 年又有人为解决铁轨打滑问题进行了改进，也没有成功。就在这时，
斯蒂芬森开始了对蒸汽机车的探索。
斯蒂芬森深知实践的重要。他不仅学习书本的知识，还十分注重实践。
他仔细观察了当时人们制成的各种火车，研究比较了它们的优缺点。他还专
程来到瓦特的故乡，深入研究瓦特蒸汽机构造原理。经过刻苦的钻研，他终
于掌握了蒸汽机的性能，总结出许多试制蒸汽机车的经验。1814 年，当斯蒂
芬森 33 岁时，终于造出了第一台蒸汽机车。这台机车有两个汽缸，能牵引
30 吨货物，时速 7 公里，可以爬坡。
斯蒂芬森的火车大大提高了前人试制的机车的效率，斯蒂芬森所创造出
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。由于翻车事故，造成人员伤亡。因此有人硬说不如马车安全，
蒸汽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。
斯蒂芬森又对火车进行了改进，其中最重要的是减少了噪音。
1823 年，斯蒂芬森作为总工程师，完成了从斯托克顿到达林顿的世界上
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。经斯蒂芬森的努力，终于促使英国政府同意让
火车在这条铁路上行驶。
1825 年 9 月 27 日，当由斯蒂芬森亲自驾驶他自己制造的“运动”号机
车，载了 450 名旅客，以时速 24 公里从达林顿驶到斯托克顿时，铁路运输事
业就从此诞生了。
从此，火车终于被世人承认。斯蒂芬森被世界公认为火车的发明人。
直到 1828 年，马力运输才被机车运输取代。这一年在莱茵希尔进行的一
次机车比赛，参加比赛的有三人，斯蒂芬森驾驶着他的“火箭号”机车以每
小时 58 公里的速度行驶了 100 公里，战胜了对手“桑士巴里号”和“新奇号”，
取得了优胜。
本茨发明汽车
也许我们都听说过或见到过“本茨”牌小轿车。“本茨”牌小轿车就是
以汽车的发明者卡尔·本茨的名字命名的。
1885 年，卡尔·本茨造出了世界上第一辆装有四冲程汽油发动机的轻型
三轮车，这要算是世界上最古老的汽车了。这辆汽车的试制成功，奠定了今
天汽车工业的基础。
卡尔·本茨 1848 年生在德国，他的父亲在铁路上工作。年轻时，他曾在
工业学校学习数学和机械。后来他又在工厂的工作中积累了许多实际操作的
经验。1871 年，本茨在曼德投资建立了工厂，并开始了对内燃机的研究。他
是怎样开始对内燃机产生兴趣的呢？
原来，当时已经发明自行车。不过，那时的自行车和我们现在的自行车
不同。那时的自行车的脚蹬是装在非常大的前轮上的，蹬起来非常费力。
本茨想：如果能把发动机装在自行车上，行动起来，就会既快又省力了。
那个时候，欧洲已有一些国家利用蒸汽机来驱动船舶和火车。但由于蒸
汽机非常笨重而且是燃料在汽缸外燃烧的外燃机，所以，无法装在自行车和
其他的轻型车辆上。
经过详细调查，本茨发现发动机中了除了蒸汽机之外，还有燃汽机。燃
汽机是一种将汽缸中的易燃气体点火引爆，然后利用气体爆炸膨胀所产生的
力量来推动汽缸中的活塞的内燃机。当活塞的运动通过连杆带动汽车的传动
轴时，传动轴就会驱动车轮旋转起来。当时所用的易燃气体是煤气。
1878 年，本茨制成了使用煤气的燃气机。紧接着，他又开始研究把发动
机装在小型四轮和三轮车上。
由于燃气机需要制造装气体的装置，这个装置很大，所以无法装在轻装
的车辆上。为了解决这个问题，本茨绞尽了脑汁。
一天，本茨听到了这样一件事，有人用汽油清除衣服上的污垢时，使得
屋子里充满了汽油，当火苗接触到这些弥漫在屋子里的汽油时汽油发生了爆
炸。本茨想，汽油既然有这么大的威力，可不可以将汽油用来代替煤气呢？
这样，就不再需要装气体的装置，发动机的体积和重量就会得到很好的改善。
在这之前，一位法国人曾制造过汽油发动机，但发现它的力量不大。本
茨通过研究发现，蒸发后的汽油直接用在发动机中，是效率不佳的主要原因。
本茨不断改变混杂在汽油中的空气比例，分析爆炸的强度。他发现，当压缩
混合气体使其密度增加时，爆炸力就会随之增强。由此本茨成功地制造出了
体积小、力量大的汽油发动机。
但是这种内燃机因为只有一个汽缸，所以把它装在汽车上，汽车行驶起
来很不平稳。
英国科学家克拉克发明了一项改进措施，就是在一台内燃机中装上两个
汽缸，当一个汽缸处在回复阶段时，让另一个汽缸爆燃做功，两个汽缸交替
做功，使输出的动力均匀起来。本茨采用了这种方法，制成了四冲程的内燃
机。
1885 年，本茨首次成功地将内燃机与车轮结合在一起。他把他制造的汽
油发动机装在了三轮车上。
到 1885 年的秋天，本茨所制造的汽车已能以每小时 12 公里的速度稳定
地行驶了。由于它用汽油内燃机作动力，所以被人们叫做汽车。这就是世界
上第一辆汽车。
交通运输的起源
原始人的生存需要
在大约一百万年前，地球上出现了我们现在称之为原始人的动物，他们
就是我们的祖先。在大自然面前，他们显得那样渺小；与周围的猛兽相比，
也显得那样柔弱和不堪一击。弱肉强食是大自然永恒的法则。要想生存下去，
他们必须适应气候的变化，必须具有较强的繁殖后代的能力，必须有足够快
的速度去抢夺树上的果实，逃脱洪水猛兽的追袭；他们还必须有足够的力量
把捕获的猎物运送到安全的地方享用和喂养下一代。
但是，与其他动物相比，人类在速度方面显然处于劣势，在力量上则显
得微不足道和缺乏持久性。
制造工具，从而弥补了先天的不足之处，生存了下来，并成为地球的主
宰。在这个过程中，我们的祖先都做过些什么样的努力呢？轮的出现就是其
中之一。
轮的起步
只要稍微留意观察一下便会发现：今天所有的车辆都是用轮子在滚动而
不是滑动。而且只要有可能，人们总是在需要搬动的物体下面安装上可以滚
动的类似于轮子的东西：从飞机的起落架到旅行皮箱和办公室里的凳子的腿
上都装有轮子。因为大家都知道：这样做可以使搬动变得轻松快捷。
物理学告诉我们：相对运动的物体间的摩擦力是压力与摩擦系数的乘
积。压力通常与重量成正比，而要搬动的重物的重量是一定的，要想省力，
只有减少摩擦系数。而滚动摩擦系数比滑动摩擦系数小几个数量级。比如：
一个 100 千克的物体放在粗糙水平面上用水平的力拉要用 40 千克的力，但同
样的重物，如果在下面放上适当的轮子，在同样的路面上拉，或许只要 5～8
千克的力就够了。这样不仅省力，拉起来也快多了。通常轮子越圆、越硬，
地面越硬、越平，拉起来就越省力、越快。
我们现在无法准确知道是什么人在什么时候发明了轮，但我们知道：必
须用轮的车是生活在美索不达米亚平原底格里斯河流域和幼发拉底河流域之
间的苏美尔人发明了。也就是说最晚在这个时候已经发明了轮。
我们完全可以设想一个轮的出现过程：也许很早以前，在围捕野兽的过
程中，已经有人注意到了石块沿着斜坡的滚动。后来在搬运重物的过程中，
某个聪明人想到了在重物下垫上圆形的树木代替石块，然后又发展成在两块
厚的圆木板中间穿上轴，轴与重物相连，这样轮和原始的车都有了。在此基
础上，为了减轻重量，在不影响强度的前提下，将圆木板部分凿通，这就与
现代的轮相近了。在公元前两千年前后，中东就有了一种作战用的轻快的马
拉车，其车轮又有了很大的改进。它是用木条弯成圆形并用木条做成辐条而
做成的漂亮的辐式车轮，这样就更接近现代的车轮了。
在我国古代，传说几千年前，我们的祖先黄帝为了打败蚩尤发明了指南
车，其车轮所起的作用已不是简单的将滑动摩擦变为滚动摩擦了。其构造的
精巧和复杂也不是一般的车所能比的了。
有了轮，同时有了原始的粗糙的车。无论这车是用于运送重物还是用于
战争；也无论它是用牛和马来拉还是用人来拉，重要的是：人类用自己的智
慧使得以前根本搬不走的东西运送起来变得轻松容易多了。在此基础上，人
类继续努力，便有了以后车的发展。
舟的出现
在江河湖海上随处可见万吨巨轮的今天，木筏、独木舟几乎绝迹，很多
人只是在电视、电影里见过。其实，在亚马逊流域的森林里，在南太平洋的
一些岛国的沼泽地带，人们并没有抛弃独木舟和木筏，因为在河道纵横、大
船又到不了的地方，独木舟和木筏以其独特之处为人们往来、捕鱼带来极大
的方便。
正如我们不知道轮和车是谁发明的一样，我们也无法知道木筏和独木舟
是谁发明的，以及在什么时候受什么启发而发明的。但是，我们可以从合理
的设想中看看人类的祖先是怎样努力的。
几乎可以肯定的是：人类的祖先很早注意到了树木能在水中浮起，也许
还看到了小动物趴在树上随水漂流。也许是在某次洪水泛滥的时候有人抓住
水中的树木捡了一条命。由此聪明的人们想到用藤子将数根树木捆在一起，
顺水漂流去寻找食物或搬运重物。这就有了原始的木筏。
顺理成章的设想似乎是：先注意到树木浮在水面上，进而发明了木筏，
后来人们想到将树木的中间掏空，人呆在原始的“舱”里，为了减少水的阻
力，又将两头削尖，这就成了今天看到的独木舟。人们可以用它作为河汊纵
横的沼泽地带的交通工具。
不管是怎样产生的，木筏和独木舟在今天这个科学技术高度发达的时
代，仍然在某些地方继续发挥作用，足见其影响深远。
有一点是众所周知的：如果木筏和独木舟没有动力来驱动，那么，除了
随波逐流，它们就无法动弹了。这当然不行。最早可能是用树棍来划或者撑，
这树棍就是桨的前身。后来也许是因为人们发现停放在水上的木筏或独木舟
能被风吹动，也许是因为注意到风吹动树叶在空中飘动，因而想到用树棍撑
起兽皮，让风吹动兽皮从�
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