火車的發明｜科學史上的今天：2/21

1804 年的今天，英國威爾斯的潘尼達倫（Penydarren）煉鋼廠一陣騷動。由發明家崔維西克（Richard Trevithick, 1771－1833）設計的蒸汽火車頭終於完工，放置到煉鋼廠專用的鐵軌上。這條長 16 公里的鐵路平常用來運送鐵礦砂與鋼材，只不過拉動一節一節車廂的一直都是馱馬，而不是蒸汽火車頭。今天才要首度嘗試。

崔維西克所設計的蒸汽機車示意圖。圖片來源：wikimedia@Science Museum

瓦特改良的蒸汽機問世已有二十幾年，但原本只能產生低壓蒸氣，無法負荷太過粗重的工作。1799年，正是崔維西克率先發明可實際運作的高壓蒸氣引擎，不過若要將它運用在火車頭上，引擎本身的重量得再減輕才行。經過多次的實驗失敗，甚至造成人員傷亡，崔維西克終於在1803年成功將高壓蒸氣引擎小型化，即使如此，完工後的火車頭仍重達5噸，究竟能否取代獸力，就看今朝了。

在員工與鎮民的圍觀注目下，拉著五節貨車、共裝載了 10 噸重生鐵的火車頭緩緩起步，最後以四小時又五分鐘走完全程。雖然平均時速只有四公里是慢了些，但還是成功完成史上首次的火車行駛。

然而事後發現輾壓過的許多段鐵軌竟都斷裂了。崔維西克又試行了幾次，結果還是一樣。火車實驗宣告失敗，惟失敗原因竟在鋼材，而非蒸氣引擎本身。崔維西克的火車夢想最後由他的同胞史蒂芬生（George Stephenson）於 1825 年完成，除了史蒂芬生本身對火車頭做出很大的改良，另一個重要的原因當然是煉鋼技術的突破，得以做出堅韌的鐵軌。人生有時候就是時不我予啊！

本文同時收錄於《科學史上的今天：歷史的瞬間，改變世界的起點》，由究竟出版社出版。