中外科学家发明家丛书:斯蒂芬逊-第1节
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斯蒂芬逊
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乔治·斯蒂芬逊（1781—1848年），英国工程师。他一生未受过正规的
文化教育，但他刻苦自学，勤于钻研创新，发明和制造了世界上第一台蒸汽
机车，被尊为铁路之父，开创了人类交通史上的新纪元。
斯蒂芬逊以他一生的辉煌成就为我们树立了自学成功的典范。
一、自学、勤奋、上进
1781年6月9日，斯蒂芬逊出生于英格兰北部诺森伯兰（今纽卡斯尔）
的华勒姆村。父亲是煤矿工人，母亲是普通的家庭妇女，两个人都不识字，
在他们的结婚证书上，都是以划十字代替签名。全家八口人全靠父亲一人挣
钱养活，生活非常困苦。
斯蒂芬逊和他的父母一样，从未上过学。他是家中较大的男孩，得帮助
父母照料弟妹。为了分担家中的生活重担，8岁起他就去给人家放牛，10岁
时在煤矿上做些零活，14岁就跟随父亲到煤矿正式上工。
当时，煤矿里已经广泛使用瓦特改良的蒸汽机抽水。斯蒂芬逊来到矿上，
先是担任蒸汽机司炉的助手，擦拭机器，给机器加油，做烧火工。斯蒂芬逊
生性好钻研，他对蒸汽机能带动抽水机极感兴趣。别人修理机器时他在旁边
细心观察，了解机器的构造和性能。他还利用工余时间用泥巴制作蒸汽机、
锅炉、汽缸、飞轮，做得和真的差不多。
有一天，煤矿发生了事故，蒸汽机停止发火，全矿的工人都休息了一天，
机械师和机匠们都回家了，只剩斯蒂芬逊一个人在矿里看守蒸汽机。
斯蒂芬逊在巨大的机器周围东张西望，这里是推动轮，这里是回气管、
这里是最重要的活塞……他越看越有趣，猛然间想到：“我可以把它拆开来
研究研究，看看他内部的结构呀！”他走到煤矿主任面前说：“主任先生，
趁着这一天休息的机会，我想把机器清洗一次好吗？”这是一件有利于煤矿
的事情，主任当然应允了。斯蒂芬逊非常欢喜。立刻就动手拆起来。
他把蒸汽机全部拆卸开，一件一件的仔细弄明白，活塞是怎样的？汽筒
是怎样的？飞轮是怎样的？没多久，整座机器就变为一堆零件。斯蒂芬逊逐
一看明白了，知道了动力的原理，就想把机器装配成原来的样子。但拆散容
易装配难。等他把一大堆零件重新装配起来的时候，屋外早已是星斗满天了。
在回家的路上，斯蒂芬逊的怀里好象揣着一只小兔子，咚咚地蹦跳个不
停，他怕第二天机器开动不了，耽误了生产，主任不会饶恕他。他越想越害
怕、越紧张，一晚上都没睡好觉。
第二天天还没亮，斯蒂芬逊便急急忙忙地赶到了煤矿。等了好一会儿，
机械师来了。看到机械师生火发动机器，斯蒂芬逊一声不响很是恐慌。不久，
火力烧足，机械师打开汽闸，只见活塞活动起来，全部机器非常灵敏地转动
起来，斯蒂芬逊那颗悬在半空的心，才像一块石头似地落到了地上。
由于这次实践，斯蒂芬逊对蒸汽机的兴趣更浓了。他渴望自己也能制造
一台机器。他模仿着拆装过的那台蒸汽机，试着画了一张草图，送给煤矿上
年轻的工程师尼古拉斯·伍德看。伍德称赞斯蒂芬逊非常有志气，并要他“多
读书，多掌握科学知识，将来发明一台比蒸汽机更好的机器。”伍德告诉斯
蒂芬逊说：“一切知识，书本上都有记载。”伍德是对斯蒂芬逊一生成就具
有重大影响和作用的人物之一。
斯蒂芬逊领悟了伍德的意思，是要他从书本里求得最大的智慧。可是因
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为家境贫穷，他一直没有机会跨入学校的大门，至今还是个文盲。连字都不
认识，是读不懂高深的理论书籍的。为了填补科学知识的空白，斯蒂芬逊决
心从头学起，那年他已经17岁了。
斯蒂芬逊开始在附近的一所夜校里读书，每周三个晚上上课。从此，他
节衣缩食，把每一分能省下来的钱都积蓄起来，用来选购必要的书籍和交纳
学费。白天他要到煤矿干活，随身带着书本，不放过可以利用的分分秒秒，
有空就学；晚上下班回家，吃过晚饭，就伏案灯前，又如饥似渴地攻读起来；
为了贴补家用，还得抓点空暇时间给人家刷补皮鞋、修理钟表，生活过得非
常紧张。在夜校里，斯蒂芬逊和七八岁的孩子们一起上课，他一点也不感到
害羞。他坚持刻苦学习，春夏秋冬，风雨无阻。随着时间的推移，斯蒂芬逊
的知识也逐渐增多。他阅读各种科学知识的书籍，探求蒸汽机的奥秘。这样，
他不仅熟悉了各种机器的使用情况，而且掌握了它们的理论知识。到 1800
年，19岁的斯蒂芬逊已经是矿上一名心灵手巧、艺高技深的机械师了。
1802年，21岁的斯蒂芬逊同芬妮·韩德逊小姐在纽朋教堂结婚。在结婚
证书上，斯蒂芬逊签上了自己的名子。虽然字体仍然有些歪歪扭扭，像儿童
的书法，但他毕竟掌握了文化知识，没有象他的父母那样用划十字代替。
斯蒂芬逊和芬妮生活得非常快乐，不久，他们有了一个儿子罗勃。当小
罗勃3岁时，芬妮生了重病，竟一病不起，最后终于不治而去。斯蒂芬逊只
好将儿子交给小他3岁的妹妹蕾莉照顾，自己独自北上到苏格兰蒙特罗斯矿
担任一台新型瓦特蒸汽机的操作工，但时间不长，斯蒂芬逊就回到了家乡。
1808年，英国正在同拿破仑作战，当局下令征抽民兵组织军队。斯蒂芬
逊被征入伍。在朋友们的帮助下，借了些钱捐给政府，才豁免了兵役。不久，
斯蒂芬逊恢复了在煤矿上的蒸汽机车制动工的职位。
斯蒂芬逊仍然对每一样机械的操作、修理，都有特别的兴趣和才干。附
近的矿主、厂主和一些工商界的名人组成的“巨联会”不久后都对他的才华
另眼相看。
煤矿上装有一台新型而且价格昂贵的纽可门泵压机器，但使用一年来常
出毛病。斯蒂芬逊闲暇时经常经过此地，对这台爱出毛病的机器有过一些了
解和观察。有一次，煤矿主人请了许多人来修理，可是没有一个人能找出它
的真正毛病。大家看着这台机器，束手无策。机器一停，煤矿就要变成一个
水潭了。
突然，总工程师说：“你们为什么不去叫斯蒂芬逊来修理呢？”
在场的人听了这句话，都非常惊奇。不一会，有人叫斯蒂芬逊来了。总
工程师问他道：“乔治快来，快来，机器出了毛病，你能修好吗？”
斯蒂芬逊不假思索地回答说：“我来试试看。”
其他的工程师、机械师看他不过是一个年轻的机匠，都露出看不起他的
神情，但因情况紧急，只好让他试一试。
斯蒂芬逊立刻走到机器旁边，他从容不迫地把机器仔细地拆开，调整好
出毛病的地方，再照原样装配好。然后，他很和气的对众位工程师们说：“现
在可以把蒸汽通入试试了，我相信没有毛病了。”
许多工程师还是露出不信任的冷笑，谁知把汽门一开，机器完全像平时
一样的转动起来。从此，工程师们再也不敢瞧不起他了。
煤矿的矿主为此颁给斯蒂芬逊十英镑奖金，并允以升职。
1812年，斯蒂芬逊31岁时，升任机械工程师，掌管全矿山的机器，年
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薪100英镑。此外，他还兼管“巨联会”所辖其他各矿山的机器设备。
斯蒂芬逊特别注重儿子罗勃的教育。他不愿意儿子的童年同自己一样，
他送儿子到最好的学校去读书受教育。同时，从儿子的受教育过程中，他也
可以跟着学习。斯蒂芬逊后来向儿子学习化学、物理等科学知识。罗勃反复
向父亲讲解，直到父亲掌握为止。罗勃终于没有辜负父亲的重望，后来成为
父亲的有力助手。
斯蒂芬逊在家里不断研究和发明制做一些机械：他和儿子罗勃合作制成
的一个日晷（guǐ）装置在住宅大门上方，时至今日仍屹立该处。他制作一个
发条操作的稻草人，在他的花园里飞来飞去，吓走各种野鸟，当然也惊吓了
他的邻居。他发明了一种能栓住花园门的装置，除了他自己能通过外，其余
人不能通过。他设计过一盏能在水底使用的灯，他曾在夜间用它在池塘中抓
鱼。……
斯蒂芬逊在当地成为一位家喻户晓的人物：有高超技能的工程师，充满
着发明的天才，心地坚定但却也十分顽固，有着奇怪的幻想和理论，但却是
一个热心和乐观的实干家。
1820年，斯蒂芬逊举行了第二次婚礼，新娘是伊莉莎白·海德玛。斯蒂
芬逊这次在结婚证书上的签字不再是歪歪扭扭了，他的签字矫健有力。
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二、安全灯之争
工业革命促进了英国工业的迅速发展，工业的发展使得对煤炭的需求急
剧增加。但是，当时煤矿内的爆炸事故也层出不穷，矿工死伤很多。一心追
求利润的矿主们深怕受到舆论的谴责，竭力掩盖爆炸事故的真相，阻止这类
消息的传播。但是，事实是掩盖不住的。英国北部各矿陆续地发生了较大的
爆炸事故，这引起了各界人士极大的关注。英国慈善团体组织的“防止煤矿
事故协会”邀请化学家汉弗莱·戴维对煤矿内常发生爆炸的原因及防止发生
爆炸的方法进行研究。戴维经过研究、实验，发明煤矿安全灯。灯上装有“约
束火焰的网筛”和“防风筛”，前者可任煤气、空气和光等通过而将这类混
合气的温度降低，因而火焰不能越出网筛；后者是防止风力过大，以保安全。
1815年11月，戴维在伦敦皇家学会上发表论文，论及矿内易燃气和照
明改良方法以防止爆炸。
1816年，戴维研制的安全灯正式问世，矿工试用后，功效良好。
就在戴维在伦敦紧张地研究安全灯的时候，斯蒂芬逊在家中也进行了另
外型式安全灯的实验。
斯蒂芬逊工作的坎林沃斯煤矿数十年来常因明火照明引起矿井起火爆
炸，他目睹每一次悲惨的事件，决心为防止爆炸而改进明火照明灯。1815年
12月，斯蒂芬逊在纽塞文哲会上做了演讲，公布了他研究的安全灯。
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反向气流的话，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入的，
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。
在文哲会上，斯蒂芬逊的好友伍德担任讲解员，斯蒂芬逊站在一旁，当
他发现伍德的讲解有细微的错误时，便立刻作详尽而准确的解释。他从矿井
收集了许多氢气，用火点燃他的灯，证明这灯是安全的。
后来，戴维的安全灯拿到纽塞来展览时，许多人都认为这灯和斯蒂芬逊
制作的灯一模一样。
戴维的安全灯受到国家的宣扬，得到最高的赞誉。他获得了2000英镑的
酬劳，而斯蒂芬逊只获得了100英镑的奖慰金。熟悉斯蒂芬逊的人为他大鸣
不平，他们认为斯蒂芬逊发明制作安全灯在戴维之前，这样对待斯蒂芬逊不
公正，于是就出现了关于安全灯的争论。
尽管斯蒂芬逊在纽塞文哲会上公开宣布安全灯的日期在戴维之后，但人
们都能证明，早在戴维发明安全灯之前，斯蒂芬逊已制作出他的安全灯了。
1816年到1817年，当地报界对这一争执进行了多方报道。
戴维认为斯蒂芬逊剽窃了他的发明，斯蒂芬逊不是懦弱的人，但他始终
保持沉着、冷漠的态度。斯蒂芬逊请朋友们在1817年3月13日给《哲学杂
志》写了一封措词慎重的信，信中说：
“上一期贵刊似乎认为我对安全灯管及孔径的构想是得自戴维爵士之研
究……显然你们没有看到我对外公开发表的陈述，不然，不致怀疑我的正
直……事实上，该安全灯的�
