蒸汽火车是什么原理（蒸汽火车诞生之初有多么吓人）

蒸汽机无疑是瓦特对世界最伟大的发明之一，瓦特的伟大不是因为他发明了蒸汽机，蒸汽机原型在公元1世纪就出现了，瓦特是第一个把科学原理运用到实践当中的科学家。

无论是牛顿、还是伽利略，他们都是基于理论的研究，对早期的应用科学并没有什么大的影响，对应用科学贡献最大的还是那些工匠们，而瓦特是第一个把科学应用到实践当中的科学家。

瓦特通过改进蒸汽机，解决了一系列的问题，比如早期的蒸汽机是为了特定目的设计的，从而很难从一个厂矿拆卸下来用于其他地方。瓦特在发明蒸汽机的时候考虑了其通用性，他的目的是要把蒸汽机应用到各领域。

这也是科学思维的重要特征，科学实践的通用性，不仅限于解决特定问题。在瓦特发明出能够应用到各工厂的蒸汽机之后，很快蒸汽机便被应用到动力机车上。

1825年，英国的一位叫乔治·斯蒂芬森技师，发明了蒸汽火车，并且实现了从英国的斯托克顿和达灵顿之间的火车交通。和瓦特蒸汽机不同，史蒂芬逊将蒸汽机进行一定改装。

蒸汽火车上的蒸汽机主要由4个部分组成，分别是锅炉、汽机、行走部分还有烧煤的水车。其中锅炉是用来把水加热的地方，为了加大受热面积，像我们今天的暖气管道一样，当时做了很多很多的钢管，以提高加热的效率。

可是在烧锅炉的时候，和我们忘了关煤气一样，最容易出的问题就是把锅炉烧干，烧红的钢管如果遇到冷水，会迅速变形，严重的会爆膛，所以我们在很多老照片里经常可以看到，这些钢管像八爪鱼一样，四散分开。

除了忘了加水导致爆膛外，蒸汽活塞如果堵塞也会产生爆膛。当蒸汽活塞由于连杆断裂，或者活塞间隙过大，上下串行的过程中，产生位移变形而卡死。有些也有可能活塞缸壁变形，导致活塞位移不畅堵死爆膛。

当然导致爆膛的原因有很多，由于当时没有发展出减压阀等技术，导致第一台火车非常粗糙。不但容易产生爆炸，甚至行驶速度不如马车。

一直到5年后，史蒂芬逊才在他小儿子的帮助下，修通了利物浦到曼彻斯特的铁路，这也是人类第一次用火车将两座城市连接起来。在铁路的修建过程中，在大学里有扎实理论功底的小史蒂芬逊不但帮助修建了铁路，而且还改进了第一台蒸汽火车。

当然铁轨是借鉴了矿区的铁轨，最早在铁轨上跑的并不是火车，而是马车。所以在《让子弹飞》中，开场马拉火车，并不是什么魔幻，是当初真实存在的。我们现在火车车轨的宽度，就是根据两匹马屁股的宽度决定的。

当火车开始用来载客的时候，车厢完全是参考马车的车厢，就像我们坐摩天轮的座舱一样，是从外面封死的，一旦车门关上，就形成了一个封闭的空间。只有到站的时候，才有服务员帮你打开车门，所以用户体验是非常糟糕的。

除此之外，蒸汽火车巨大的噪音，还有烧煤的时候，喷出来的硫化物，都会影响你的体验。曾经有段时间，英国把蒸汽火车改造成了大铁箱子，因为玻璃容易碎，所以没有安装任何窗户，可想而知，感受有多差。

所以早期的火车都是普通百姓乘坐的，贵族们依然坐着马车。当年伦敦由于烧了大量的煤，导致空气中粉尘非常大，我现在知道那是雾霾，那时候还当作工业化的象征。而且城市当中还发生了传染病，导致很多人开始远离城市。

因此这种又吵，又冒着黑烟的蒸汽火车，逐渐成为人们进入城市的代步工具。当时在伦敦，每天有20多万人进出。而且早期的蒸汽火车由于太吵了，因此不让进入市区，几千辆的马车，形成的马粪堆积如山，整个伦敦就如同一座马粪堆。

后来人们让蒸汽火车通过地下进入伦敦城，于是就有了地铁，城市地铁的开通，极大缓解了城市出行的压力，后来伦敦把工厂迁出伦敦，整个城市的环境才得以改善。