瓦特发明蒸汽机的故事众所周知，我们知道，蒸汽机利用的是蒸汽的能量，将其转化为机械功（就是往复式运动）。18世纪的工业革命因其而起，十九世纪最早出现的机车也是以蒸汽推动的，蒸汽机车的称霸机车界的现象一直持续到二次世界大战的结束。

蒸汽机车是利用蒸汽机，把燃料（一般是煤）的化学能转化为热能，在把热能转化为机械能，从而使得机车运行的一种火车机车。它主要是由锅炉、蒸汽机、车架走行部和煤水车四部分组成。

作为陆地主要的交通工具之一的铁路最早起源于英国。铁路初创时期，蒸汽机是作为唯一的牵引动力的。蒸汽机车的发展历史很漫长，期间不乏天才的设想，而乔治·史蒂芬孙——铁路之父，蒸汽机车的鼻祖开创了铁路纪元。

估计不少人会猜测，这么复杂的机器，肯定是位才华横溢的科学家发明的，然而，事实并非如此，因为家庭贫困，斯蒂芬孙从小被剥夺了上学的权力，8岁便开始替人放牛，赚钱补贴家用。后来还因为补习文化知识，以18岁的年龄跟一群七八岁的孩子读小学，而被人讥笑为“爸爸学生”。

那么，史蒂芬孙是怎么克服困难，制作出蒸汽机车的呢？

1781年，斯蒂芬孙生于英国北部产煤区诺森伯兰附近的华勒姆村，爸爸是个煤矿工人，在蒸汽机房里烧锅炉，微薄的工资养活全家八口，从这点也能看出这个贫困的家庭是负担不起他的学费的。

从小，斯蒂芬孙对机器就有浓厚的兴趣，每次给父亲送饭的时候，它都会盯着锅炉看上半天，机器轰轰轰运转的声音让他挪不开步子。每天给父亲送饭成了他最开心的事情。放羊的时候，他也常常望着远处煤矿的抽水机发呆，看着机器杆一上一下地运动，水就神奇地被抽上来了。回到家中，自己玩耍的时候，他还常常把泥巴捏成蒸汽机的模样，汽筒、活塞、还有轮子，活灵活现，跟真的差不多。

14岁的时候，斯蒂芬孙跟着父亲来到了煤矿当烧锅炉的学徒，可以天天和蒸汽机打交道：添煤、加油、擦拭机器零件，斯蒂芬孙开心极了。后来，得知自己一直观望着的抽水机也是以蒸汽机为动力的，从此更加痴迷蒸汽机。有时间就走近机器，一遍遍地看它是怎么运转的，机械师们拆卸机器的时候，他也在一旁留意着，下班回家，他还学着小时候的样子，用泥土做蒸汽机的模型，思索设计原理，为什么是这个形状，怎么运转，每个部位都有什么用途，可不可以被替代，等等。

看得多想的多了，虽然没读过书，但是聪明的史蒂芬孙对蒸汽机也多了不少了解，然而，问题也是越积攒越多，尤其是理论知识。但是羞涩的他不好意思跑去问机械师，他们可能多少有点看不起他，没什么耐心解释原理。

他也想成为像机械师那般熟悉蒸汽机的人，怎么才能成功呢？史蒂芬孙发现，机械师们都常常看书，他心里嘀咕：知识、学问都应该是从书本中来的吧？有一次，趁着机械师不在，他偷偷地把书拿了出来，翻了翻，却因为目不识丁如同读天书。

没有文化对史蒂芬孙来说，不是可怕，是痛苦。他下定决心要好好学习文化知识，这时候，他已经18岁了，他在矿区的一所学校报了名，白天在煤矿当学徒，工作之余还要刷补皮鞋、修理钟表，协助爸爸一起养家糊口，到了晚上，就去上夜校。

史蒂芬孙的时间被安排得满满的，虽说充实，但也辛苦，还要接受其他人的冷嘲热讽：18岁的大小伙子，还读一年级，真是不知道害臊！史蒂芬孙全都不放在心上，只是默默地算术、识字，经过几年的努力，终于能断文识字了。然而，有了进步后，他并没有停止脚步，又找来不少科学书籍，学习数理化。有了基础之后，再翻看有关机械原理的著作简单了不少。学习让史蒂芬孙技术方面有了长进，1803年，他被提升为煤矿的机械修理工。

为了探究清楚蒸汽机的原理，史蒂芬孙还不辞辛苦地跑到1500多里外瓦特的故乡苏格兰打工，一年多的学习不仅让他更熟悉蒸汽机，还让它掌握了煤矿里各种机器的性能，收获颇丰。

很多时候，机器出了故障，矿上的机械师们找不到毛病出在哪里，都会找史蒂芬孙前来解决，他每次也能不负众望地找出故障，修理妥当。很快，他又被提升为机械工程师。

之后，史蒂芬孙就开始研究其火车，之前的这些奠基派上了用场，史蒂芬孙成功研制出了蒸汽机车：

1814年，第一辆蒸汽机车“布拉策号”试运行成功。

1825年9月27日，史蒂芬孙亲自驾驶他和别人一起设计制造的“旅行者号”蒸汽机车在新铺设的铁路上试车，并获得成功。

不过，史蒂芬逊也是站在前人的肩膀才发明出蒸汽机车的。如若没有瓦特发明的设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机，不会有蒸汽机车的出现；更值得他感谢的是英国的特里维西克，早在1801年，他就提出了可移动的蒸汽机的概念，并设计出蒸汽动力车，于次年获得了专利，这辆蒸汽车被称为“喷气的家伙”，烧煤是它的动力，可以承载6-8个人。1803年，这种利用轨道的可移动蒸汽机首先在煤矿区出现，这就是机车的原型。

前人的经验和教训让斯蒂芬森有了方向，机车不断地被改进，终于，1829年创造了时速高达46公里/时的“火箭”号蒸汽机车，机车拖着一节承载着30位乘客的车厢。

蒸汽机在交通运输业中的应用，宣告了“火车时代”的到来，人类的活动范围被迅速地扩大了。按着工作性质，蒸汽机车可以分为客运机车、货运机车、调车机车三种。后来，蒸汽机车就被内燃机车和汽轮机车等取代，到了二十世纪六十年代末，世界上使用蒸汽机车的国家就所剩无几了。

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