01
August
2024
素養教育
阿沙不嚕蝦問題 第四集

【Q05】汽車與火車,哪種交通工具先問世?
筆者小時候對鐵道玩具非常迷戀,已到貼緊櫥窗乾巴巴瞧望整個下午都不膩的地步,至於火柴盒小汽車,就僅是可有可無的喜歡罷了。即使已過不惑之年的歲數,仍嚮往鐵道旅行,而對名車認知卻處在「賓利是賓士,奧迪是五個圈圈!」的笨蛋級別上。
所以,真要對比汽車與火車,我肯定只想花時間在後者。
有一回,在課堂講及震爆現象對汽車引擎的影響時,被一位屁孩亂入問題給打斷:「ㄟ~柯不良!汽車與火車,哪種交通工具先問世呀?」(柯不良是筆者被學生所取的綽號,一屆傳一屆,後來便習慣了)
我反問那屁孩:「你覺得鐘與錶,哪個先出現?弓與弩,又是哪個先出現?」
那屁孩很聰明,立刻秒懂!
眾看倌們可如此想:『自古至今,科技發展絕非一蹴可及,從人力、獸力、自然力到機械動力,從水車、蒸汽機到電動機,從笨重到輕巧的工具,從簡單到精密的儀器,它是一系列漸進的歷程,亦是人類文明累積數千年的結果。既然如此,肯定是先有鐘(零件粗大)再有錶(零件細小);先有弓(結構簡單)再有弩(結構複雜)。』
那麼,遠在百多年前,精巧的四輪汽車與笨重的機關火車,
誰先問世,你該已推測出答案!
我們將時序倒轉回十九世紀,那是大英帝國最輝煌的時期,學術昌盛、人才匯聚、商業活動密集,再以瓦特成功改良蒸汽機為契機,掀起第一次工業革命,以機械動力取代人力,生產力與科技巨幅成長,國力大增,終成第一個工業化的強權國家;同時期,大英百科全書成為當代學術鉅著,格林威治天文臺成為經度與時區的起點,大英帝國擴張為人類歷史上疆域最廣的日不落國,對世界政經之影響力,遠非現今國力無雙的美國所能比擬!
(小勞勃道尼主演之福爾摩斯電影,其時代背景就是十九世紀的大英帝國)
(時至二十世紀中葉,大英帝國崩解,殖民地陸續獨立,聯合國內曾為其殖民地者,橫跨24時區,共計56國,這也是英語成為世界共通語言之主因。)
既然蒸汽機是人類最先使用的機械動力源,那麼,最早的機械車輛肯定與蒸汽機有關。我們不妨先了解,十九世紀的蒸汽機外觀怎樣?又如何產生動力?
蒸汽機是由具備閥門的蒸汽鍋爐、活塞滑杆、搖臂軸與曲臂所構成;蒸汽機的運作,需燃燒煤炭以加熱鍋爐,讓爐內之水沸騰為高壓蒸汽,從而推動活塞,使之牽引滑杆與搖臂軸往復運動,進而驅動與蒸汽機連結的機械器具;透過上述內容就當知道,蒸汽機是既笨重又耗燃料,很難縮小微形的動力機械。
回到本題,展開工業革命的英國,原先應用在紡織業與鋼鐵業的蒸汽機,不斷被改良成各種款式,搖身一變,蒸汽輪船問世了,蒸汽火車頭問世了,可是笨重又耗燃料的蒸汽機,若要裝在自帶燃料槽的四輪車上,無論是考量車程或車速,甚或輕巧性與安全性,終究無一實用而失去量產商模的價值。
一般人多認為,在鐵軌上行駛的車輛就是火車。其實,火車與鐵軌並非同時問世的,最早鋪設鐵軌這件事,是為了方便運送固定起訖點又具重量的物品(比如礦坑開採的礦砂或農耕場收割的大量作物),而在軌上跑動的車可能是人力推送的礦車或馬力拉動的台車。直至1804年,英國礦業工程師特里維西克(Richard Trevithick)將蒸汽機作為動力源,設計出一輛可於鐵軌上行駛的機關車,藉以拉引運送礦砂的礦車,火車才正式問世。
狹義來說,在鐵軌上由機關車頭拉動的車輛,稱為「火車」;三或四輪以上,透過引擎驅動之車輛,才叫做「汽車」。
在科考或學術資料上,汽車”斷斷續續出現”的最早紀錄是在比火車更早的十八世紀末,不過那些以蒸汽機為動力源的,多是徒具原型、過於笨重、鍋爐常爆炸、開得比人走路還慢、駛不到一公里的「有輪子的機動車」,並不符合現在我們對汽車的定義。
直至內燃機發明,德國工程師卡爾賓士(Karl Benz)將它作為車輛動力源,第一輛真正的汽車(三輪)才於1885年問世。隔年,卡爾賓士取得第一項汽車引擎的專利,世界第一輛民用汽車(四輪)正式販售。(是的!那傢伙就是賓士汽車的創辦始祖!)
賓士車款雖然問世,但價格極高,不是平民階層所能負擔,遂成為上流階層彰顯地位的象徵。美國工程師亨利福特(Henry Ford)將生產線(裝配線)概念實際應用在汽車製程上,使其得以大量生產,是汽車得以平價並普及的最大貢獻者。(是的!那傢伙就是福特汽車的創辦始祖!)
漫聊到這裡,希望看倌們的輕知識又增長了些。
喔!對了!若你有搭乘鐵道電聯車順著南迴花東線逐站遛達的閑情,沿途山海相傍的景色可是挺療癒的呦!

【外燃機】
・ 燃料於汽缸外
・ 加熱蒸氣為動力
・ 機身大
・ 例:蒸汽機

【內燃機】
・ 燃料於汽缸內
・ 燃氣本身為動力
・ 機身小
・ 例:車輛引擎
【火車編年史】
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1804年 火車問世(礦業用)。英國/威爾斯地區
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1807年 鐵路列車問世(礦業用)
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1825年 第一條公用鐵路建成(民間運輸)
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1826年 鐵路運輸引進美國
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1830年 第一條城際間鐵路建成。英國/利物浦-曼徹斯特
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1852年 火車時速突破70英里(112公里)
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1869年 鐵路線橫貫美國全境。東岸大西洋-西岸太平洋
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1876年 鐵路運輸引進中國。上海-吳淞(租界運輸用)
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1887年 鐵路運輸引進台灣。基隆-新竹
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1940年 蒸汽機關車漸進被汰換,柴油機關車成為主流
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1970年 先進國家落實鐵路電氣化,電力機關車成為主流
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2010年 先進國家建構高速鐵路,高鐵列車躍上檯面
出處:柯學詩多力Facebook