为什么说铁路的发展史是一部以不断提高运输速度为主要目标的发展史
中国铁路发展史如下：
1、艰难起步
1876 年，为了改善上海至附近吴淞港码头之间的运输条件，上海英商怡和洋行修建了中国第一条铁路，但这条16公里长的路线在当时引起了巨大争议。极度保守的晚清政府抵制意愿强烈，尤其害怕铁路会使数目庞大的苦力人群失去工作。
一位官员对于失业引发暴乱的风险表示了担心：成千上万拉车拖船之人将失去生计，若非在沟壑中饥饿而亡，必将在山间落草为寇。另一位官员则表示，“如此挥霍燃煤，则煤田竭也。”
除了这些对铁路行业的悲观预期，当时的中国对外国人以及外资公司的敌对情绪也相当严重，鸦片战争刚结束不久，帝国主义的军事威胁还历历在目。
在这样的大背景下，吴淞铁路的前景黯淡，其建设过程自始至终没有得到政府的官方批，。通车仅一年后，两江总督沈葆桢即勒令关停铁路，并将相关设备运往台湾，中国的第一条铁路就这样荒废在台湾的海港岸边。
为了解决开平煤矿的煤炭运输问题，清政府决定在唐山至胥各庄之间修建一段由骡马拉行的铁路。英国人金达受聘负责项目建设和“中国火箭”号（中国首列火车）的调试工作。
1881年，全长10公里的标准轨距铁路建成通车，然而，铁路革命的序幕并未就此拉开，政府仍不愿意支持这项已风行全球的革命性交通方式，19世纪80年代，新线路的修建几近停滞。
1884-1885年，中国在中法战争中的惨败使政府意识到工业现代化的重要性，而铁路又是发展进程中的关键催化剂。
于是，唐胥铁路又往北京方向延伸了32 公里。然而，由于清朝政府的愚昧迷信，皇宫中的一场突发大火被认为是神灵不满的迹象，铁路计划重新遭到无限期搁置。
2、洋务运动时期新建的铁路
1894年中日甲午战争时期，中国铁路总量仅为500公里，而同期的美国轨道长度已达28万公里，战场的失利终于激发了中国的铁路兴建热潮，北京成为铁道网络的中心所在地，而偏远地区也开发了许多运煤线路。
1911 年爆发的辛亥革命推翻了清政府的统治，建立了民主共和国，彼时中国境内已建成铁路9,500公里，较之以往有了质的飞跃，但对于一个人口大国来说，这个数字依然处于较低水平，比同样贫瘠的印度少了将近一半。
之后，在日本侵华战争和一系列内战的影响下，铁路的扩张速度减缓，许多线路在冲突中遭到损毁。“二战”末期，这个泱泱大国可使用轨道总长仍停留在区区2.25万公里。
3、新时代的发展：青藏铁路
1949年，共产党领导下的新中国成立，在毛泽东的指示下，铁路建设投资力度加大，现有线路得到修缮，新建线路甚至延伸至地形复杂的山区地带。
中国的铁路发展并没有因为1976年毛泽东的逝世而停下脚步，覆盖全国绝大部分地区的铁路网络在20世纪末期终告建成。
1951年，中国人民解放军和平解放西藏，从新中国成立开始，人民政府即提出要把铁路修到西藏省会城市拉萨。
然而，技术困难和资金缺乏阻碍了项目的进一步开展。有俄罗斯阿穆尔铁路的惨痛案例在前，许多国际知名专家都认为在范围如此之广的冻土层上铺设轨道几无可能。
1984年，青藏铁路前身——全长800 公里的西宁至格尔木铁路建成通车，但后续将其延伸至拉萨的计划却整整讨论了10年之久。
1999年，为了缩小与东部发达地区的经济差距，江总书记提出西部开发运动，青藏铁路成为实施方案中的关键环节，然而有关路线的选择仍尚存争议。
创立于20世纪60年代的小城格尔木是进藏路线中距离最短的一条，但其途经的数百英里冻土地带将给铁路建设带来无法估量的技术难关；如果借道云南，则路程和建设成本都将翻倍。
怀着克服困难的决心，格尔木路线被确认为最终方案。2001年，全长1,143公里的格尔木至拉萨路段举行了开工典礼。
虽然新世纪的铁路建设具备了前所未有的技术优势，但青藏铁路的施工难度仍超越了以往绝大多数铁路项目，建设初期，超过10万名铁路工人汇聚到西藏，开始了一场大规模的筑路运动。
铁路修建进程中，部分路段的表层土壤由于受热融化导致稳定性缺失，工程师们通过攻关，采取了以桥代路等措施解决了这一严峻挑战。
为了达到冷却轨道和地表温度的目的，路段沿线还安装了名为“热棒”的高效热导装置。该工程由两端开始向前推进，轨道的铺设工作持续了4年，而信号和其他设备的调试又花了1年时间。
2006年7月，短短5年之后，青藏铁路全线盛大开幕。铁路的开通打破了多项世界纪录。
5、中国高铁网络
除了少量旧线改造工程以外，绝大部分高铁网络将由新建线路组成，每条新线的行车速度节节攀升。
在政府颁布的“中长期铁路网规划”中，中国将建设四横四纵的国家级高速铁路网络，与现有轨道一起，组成1.2万公里的客运专线。
2003年，位于东北辽西走廊的第一条快速客运专线“秦沈铁路”宣告通车，全线设计时速达到200 公里，后在2007年提高至250 公里。
其他线路紧随其后，于2008年北京奥运会之前纷纷开通，其中特别值得一提的是连接北京和天津两大城市的“京津城际铁路”，其实际运行时速高达350公里。
2010年10月，第15条高速铁路“沪杭高铁”全线完工，其后一年，设计时速为380公里的“京沪高铁”也开通运营。至此，中国已拥有高铁专用轨道8,000多公里，超过任何其他国家保有量的两倍之多。
2011年7月，从宁波开往温州的甬温线上发生动车追尾事故，一路高歌猛进的铁路扩张遭遇严重挫折，项目进程一度放缓。
受到事故的影响，乘客数量逐步减少，路网规划进度被迫延迟甚至险遭搁置，高速列车的时速也被大幅调低。
不过，自2012年开始，铁路建设重新恢复，搭乘高铁出行的人数又开始攀升，2013 年以来，中国每天运营高速列车1,580列次，服务旅客130万人，而这一骄人的纪录还将继续被改写。
在政府部门的规划中，2020年，中国将投资3,000亿美元，建成高铁网络25,750公里，以数倍于其他国家的优势稳居世界高铁里程数的榜首。
成绩斐然的高速铁路和不断扩张中的城市地铁，以及创纪录的青藏铁路一起，牢牢确立了中国在21世纪铁路史上无可争议的先锋地位。
扩展资料：
中国铁路从无到有，见证了中国经济的飞速发展。“十一五”是铁路技术创新实现重大跨越、大步迈入高铁时代的五年。
“青藏铁路工程”荣获国家科技进步特等奖，“大秦铁路重载运输成套技术及应用”、“时速250公里动车组高速转向架及应用”等荣获国家科技进步一等奖。
坚持原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新相结合，中国铁路走出了一条具有中国特色的自主创新之路。
1、依靠自主创新，中国高速铁路后来居上。
2010年12月3日，在京沪高铁先导段，国产新一代高速动车组跑出486.1公里的时速，再次刷新世界铁路运营试验最高速。
据介绍，在掌握时速200至250公里动车组核心技术的基础上，我国成功搭建了时速350公里的动车组技术平台，研制成功时速380公里新一代高速列车，形成了具有自主知识产权的成套高铁技术体系。
2、依靠自主创新，中国高原铁路世界一流。
过去，没有人相信，铁路能飞驰于世界屋脊。中国建设者依靠自主创新与顽强拼搏，成功解决了多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱三大世界性工程难题。
2006年7月开通的青藏铁路，穿越世界上最大的“生命禁区”，翻越海拔5000多米的唐古拉山口，是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。
这条“天路”运营六年来，安全无事故，共运送旅客5000多万人次、货物2亿多吨，不仅营造了“上面火车跑，下面羊吃草”的和谐美景，还为青藏两省区经济发展保持10％以上的年均增速提供了有力保障。
3、依靠自主创新，中国重载铁路屡破纪录。
2010年12月26日，我国能源大动脉——大秦铁路再次打破世界铁路重载纪录，年运量突破4亿吨。
这相当于用新建一条铁路1/3的投资，新建了三条煤炭大动脉，不仅节约了2.4万亩土地，还满足了全国1/3人口一年的生活用电需求。
参考资料：人民网-中国铁路 阔步发展（跨越·十年）
3'北京交通大学经济管理学院教授、博士生导师 谭克虎 编者按 随着京津城际铁路、武广高速铁路、郑西高速铁路、沪宁城际高速铁路等相继开通运营，中国高铁正在引领世界高铁发展。中国高速铁路引起了国内外众多学者的深入思考。中国为什么必须建设高速铁路？短短几年中国为什么能够建成世界瞩目的高铁？高铁时代到底给中国带来了什么？我们特刊登交通运输领域专家学者的有关文章，以飨读者。 加快发展高速铁路的呼声，中国学术界早已有之。随着时代的发展，这种呼声越来越强烈。
1992年，在中国交通运输协会和中国铁道学会召开的高速铁路发展研讨会上，专家们就指出，中国高速铁路要尽快起步。“中国比哪个国家都更需要高速铁路。对高速铁路，国民有需求，经济发展有需求，市场有需求，铁路的深层发展有需求。”
1999年，北京交通大学教授申金生指出，高速铁路作为适应现代文明和社会进步的高科技产品，是以高速度、大容量、低污染、安全可靠著称的先进的交通工具。它的采用将大大降低交通运输的社会成本，从而产生很大的社会经济效益。
进入本世纪，随着环境问题的日益严峻，专家们认为，交通运输各行业中，从单位运量的能源消耗、对环境资源的占用、对环境质量的保护、对自然环境的适应以及运营安全等方面来综合分析，铁路的优势最为明显。因此欧洲各发达国家在经历了一段曲折的道路之后，重新审视和调整其运输政策，把重点逐步移回铁路，其策略中重要的一环是规划和发展高速铁路。专家们纷纷指出，发展我国高速铁路势在必行。
高速铁路之所以受到广泛青睐，在于其本身具有显著优点：缩短了旅客旅行时间，产生了巨大的社会效益；对沿线地区经济发展起到了推进和均衡作用；促进了沿线城市经济发展和国土开发；沿线企业数量增加使国税和地税相应增加；节约能源和减少环境污染。
本文从运输发展理论、我国国情特点和世界铁路发展史等不同角度，对我国发展高速铁路的必然性加以阐述。 一、从运输发展理论上分析，我国加快高速铁路建设是必然要求 运输发展理论认为，运输化是工业化的重要特征之一，也是伴随工业化而发生的一种经济过程。在运输化过程中，人与货物空间位移的规模由于近代和现代运输工具的使用而急剧扩大，交通运输成为经济进入现代增长所依赖的最主要的基础产业、基础结构和环境条件。经济发展的运输化过程有一定的阶段性。在工业革命发生之前，从原始游牧经济、传统农业社会到工场手工业阶段，各国经济一直处于“前运输化”状态；与大工业对应的是运输化时期，而运输化本身的特征又在“初步运输化”和“完善运输化”这两个分阶段中得到充分发展；随着发达国家逐步向后工业经济转变，运输化的重要性在相对地位上开始让位于信息化，从而呈现出一种“后运输化”的趋势。中国的运输化仍旧处于需要扩大运输能力的初级阶段。
运输发展理论还认为，交通运输是国民经济活动的重要组成部分，它在给经济带来巨大利益的同时，也对生态环境造成了日益严重的威胁。唯一的出路是实现可持续运输。可持续运输政策所要取得的效果应该包括：保证有合适和安全的运输服务满足社会需求；提高运输系统的效率，降低对各种资源的耗用；减少运输活动对环境的各种污染；保证高速铁路这种环境友好型运输方式获得优先发展，鼓励利用公共交通和环境损害小的运输方式；推动区域之间的平衡发展，促进全社会的福利。 二、从国情实际出发，我国加快发展高速铁路也是必然选择 一是我国正处于经济社会持续快速发展的重要时期，铁路“瓶颈”制约矛盾非常突出。
党的十六大以来，铁路运输生产力快速发展，改革不断深化，运输效率和效益显著提高。但铁路运输能力紧张问题仍然很突出，严重不适应经济社会发展的需要，铁路网规模的扩张严重滞后于国民经济发展的速度。1978年至2007年，我国GDP由 3645亿元增加到24.95万亿元，增长了67.5倍，年均实际增长9.8%。1978年至2007年，我国工业一直保持快速增长，主要工业产品产量迅速增加，煤炭增长了3.1倍，粗钢增长了14.4倍，石油增长了79.1％，发电量增长了11.8倍，水泥增长了19.9倍，化肥增长了5.7倍。改革开放30年来，铁路虽然也取得了长足进步，但与国民经济持续快速增长相比，发展是滞后的。1978年到2007年，全国铁路营业里程从5.17万公里增长到7.8万公里，增长50.9%，年均仅增长1.4%。
二是我国正处于工业化加快形成的重要时期，铁路运输远远不能适应工业化发展的迫切要求。运输发展理论表明，铁路先行是工业化发展的重要基础，在运输化初级阶段，对铁路运输的需求更大。在运输化初级阶段生产产品所需要的原材料数量大，对铁路的依赖性强。据有关测算，生产1吨棉纱能够引起2.5吨至3吨相关运量，生产1吨水泥引起4吨至5吨的相关运量，生产1吨钢引起7吨至8吨的相关运量，生产1吨铜要引起50吨至100吨相关运量，铁路运输是降低这些产品运输成本的最优选择。据铁路统计资料显示，1999年全国煤炭产量10.45亿吨，铁路煤炭运量6.5亿吨，产运系数0.62，2007年产运系数下降到0.60；1999年钢铁产运系数0.42，2007年产运系数下降到0.21。正因为发展滞后，铁路运输能力严重不适应社会需求。许多煤炭、矿石等初级产品通过公路运输，大量消耗石油这一高级能源，不仅增加了社会运输成本，还加重了环境污染。
三是我国正处在统筹城乡和区域发展的关键时期，铁路网布局难以适应城乡和区域发展的迫切要求。
铁路作为国家重要基础设施、国民经济大动脉和大众化交通工具，在统筹城乡和区域发展中肩负重大责任。统筹城乡发展，是实现全面建设小康社会目标的难点之一。改革开放30年来，尽管我国广大农村发生了巨大变化，但与城镇相比差距仍然很大，农业的基础仍然薄弱，农村发展仍然滞后，农民增收仍然困难，城乡居民收入差距持续扩大。支持农村发展是铁路义不容辞的责任。铁路的发展，可以直接促进城镇化率的提高。据预测，到2020年，我国城镇化率将由2007年的44.9％提高到60％以上。城镇化率的提高，离不开铁路这一基础设施的支持。统筹区域发展，是全面建设小康社会的战略任务。党的十六大以来，我国初步形成了东中西优势互补、共同加快发展的可喜局面，但区域发展不平衡的问题仍然比较突出。
我国区域发展的不平衡，一个重要原因是铁路基础设施发展不平衡。西部12省区市占我国国土面积的71.5%，集中了我国50%以上的煤炭储量和81%以上的天然气储量，但进出西部的铁路能力十分紧张。没有铁路大通道的保障，实施西部大开发是难以想象的。只有在各区域之间构建起运力强大、方便快捷的铁路通道，实现人流、物流、资金流、信息流的快速流动，才能更好地把欠发达地区的资源优势转化为经济优势。
四是我国正处在可持续发展的关键阶段，铁路发展远不适应综合交通运输体系建设的迫切要求。党的十七大提出了落实科学发展观，构建资源节约型、环境友好型社会的基本国策，提出加快建设综合交通运输体系。交通运输是用地、能源消耗和污染大户，需要各种交通运输方式发挥各自优势、协调发展。铁路具有占地少、能耗低、污染小的比较优势，加快铁路发展，对于我国建立资源节约型和环境友好型的发展模式具有特殊意义。由于铁路发展滞后于其他运输方式，节约资源、有利环保的优势难以得到充分发挥。1978年至2007年，公路里程增长了3倍，民用航空航线里程增长了14.7倍，管道输油（气）里程增长了5.6倍，而同期铁路营业里程仅增长0.5倍，铁路发展明显滞后。显而易见，加快发展铁路，对于优化我国交通运输体系结构，以较小的资源和环境代价，支撑全社会的运输需求，具有非常重要的意义。 三、世界铁路历史发展证明，高速铁路是经济社会发展的必然趋势 自1825年英国修建了世界第一条铁路以来，由于运输速度和运输能量上的优点，铁路在很长的历史时期内成为各国的交通运输骨干。从20世纪50年代开始，公路和航空运输迅速发展，使铁路在速度上居于劣势，长途客运受航空运输排挤，短途客运被汽车运输取代，铁路进入“夕阳产业”的被动局面。然而进入20世纪70年代以后，由于能源危机、环境恶化、交通安全等问题的困扰，人们重新认识到铁路的价值。特别是高速铁路以其速度快、运能大、能耗低、污染轻等一系列的技术优势，适应了现代社会经济发展的新需求。
1964年10月，日本在东海道新干线东京至大阪高速铁路以210公里/小时运行，法国在1981年修建第一条高速铁路(TGV东南线)，高速铁路显示出旺盛的生命力。由于它具有明显的经济效益和社会效益，所以欧洲、北美洲和亚洲等许多国家和地区纷纷兴建、改建或规划修建高速铁路。据国际铁路联盟（UIC）的最新统计，截止到2010年5月，全世界运营中的高速铁路营业里程总长达13414公里，这些线路分布在14个国家和地区。可以说，发展高速铁路已是当今世界铁路发展的共同趋势。
据统计，目前我国投入运营的高速铁路已达到6800多公里。我国已成为世界上高速铁路系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。高速铁路的发展在面向21世纪的中国可持续发展战略中，将产生深远的意义和影响。
火车的发明
火车和所有其他发明一样，都是为了满足社会需要而问世的。
18世纪初，随着社会生产力的发展，人们急需一种比马车装得多、跑得快的新型车辆。在这种情况下，英国人瓦特发明了蒸汽机。这种机器比马的力气可大多了，它一问世就引起了人们的注意。
有些人就想将“大力士”蒸汽机装在车上，代替人力或者畜力来使车辆前进。说来有趣，这种大胆设想首先在军事上得到实现。当时，欧洲各国的军队为了满足作战需要，纷纷采用口径和射程越来越大的大炮。由于炮的重量不断增加，用人推马拉的办法很难保证大炮能及时跟随部队作战。法国一位名叫居尼奥的炮兵军官，针对这一问题就研制成用蒸汽机推动的“蒸汽汽车”来牵拉，从而开辟了以机器为动力的现代车辆蓬勃发展的道路，也为火车的诞生打下了基础。
这种将蒸汽机装在车子上的机械车是怎样推动车辆行驶的呢？我们从它的外形上可以看到，蒸汽机有一个大锅炉，装在车架的前端。在锅炉下面烧着煤火，用来将锅炉里面的水加热成蒸汽。由锅炉上的一根管子将蒸汽引入车子前轮上方的汽缸里，蒸汽的力气很大，便推着汽缸里的活塞向前移动，而活塞通过连杆和曲轴与前轮连在一起，于是随着曲轴的转动，车轮就跟着转起来，从而使车子前进了。
此后不久，这种冒着黑烟、喘着粗气的车子先后在英国和德国出现了，如英国1804年制成的蒸汽机车。不过，它的模样和先前不大一样了：有的将锅炉移到车子的中间，并罩上罩子，两头还装上几排座位；有的把锅炉移到车后部，而在前面坐人的地方装了一个车厢，等等。蒸汽车有点近代车的气派了。
与大多数新事物出现所受的遭遇一样，在当时马车占主要地位的欧洲各国，蒸汽车处处受到非难和排挤。
就说英国吧，那时各城市的邮政厅都使用大量的马车来运送邮件。为了维护自身的利益，邮政厅便和大大小小的马车主联合起来共同对付新出世的蒸汽车，并要求政府对蒸汽车加以种种限制。后来，英国政府也站在马车主一边来反对蒸汽车，并规定了许多条条框框。例如，对蒸汽车下了这样的命令：蒸汽车在行驶时，必须有手持小红旗的人在车前55米处跑步前进，以招呼行人避让；在有马的地方，不许蒸汽车的锅炉放气；不许蒸汽车在街上鸣汽笛；蒸汽车在农村路上行驶，车的时速不得超过6千米，在城市不得超过3千米……这简直比老牛车还慢呢！现在看起来确实令人发笑。
后来，尽管人们对蒸汽车进行了改进，但是由于它有着先天不足的弱点，例如车上装的那又大又重的蒸汽机，既要经常停下来添煤加水，操作很不方便，又大量排出浓烟和蒸汽，而且还占了车上很大地方，装运不了多少货物，所以人们逐渐对它失望起来。
就在人们为蒸汽车的前途担心的时候，有人就想到了16世纪中期在矿山上用木头做轨道，以人力和畜力拉动的车子，提出也给蒸汽车铺上轨道 （木头轨道显然不行，需要用铁轨），让它拖带几节车厢在铁轨上行驶的设想。这可是个好主意，不仅使车厢里可装很多的货物和人员，而且可发挥蒸汽机力气大的特长，使车子跑得快。
1825年9月27日，从英国斯多克顿到达林顿的世界上第一条铁路正式通车了。由蒸汽汽车改制成的蒸汽机车 （我们平常所说的火车头）开始大显身手了，蒸汽机从此派上了大用场。这同时也宣告了世界上第一列火车正式问世。
那天上午，由斯蒂芬逊制造并驾驶的“运动号”蒸汽机车拖带着33节车厢，从斯多克顿出发了。车厢里装载煤和乘客，而看热闹的人站满了铁道的两旁。人们有的步行，有的骑马，追追跑跑，簇拥着这长蛇般的庞大怪物在缓缓行驶。
1828年，期蒂芬逊和他的儿子共同制造了“火箭号”蒸汽机车，并参加了一次比赛。当时有3台机车参加比赛，其中一台在比赛开始不久，锅炉接缝的地方便破裂了；另一台走了40多千米因汽缸破损而停驶；只有“火箭号”机车以每小时22千米的平均速度，牵引着10多吨的货物，跑完了112.6千米的路程，顺利地到达终点，获得了冠军。此后，火车便受到人们的重视，在世界各国相继发展起来。
火车刚出世不久，跑得比较慢，本来就对火车冷眼相待的一些马车主，更加傲气起来，经常要跟火车比个高低，以显示他的马车跑得快。然而，马车有时的确会扬扬得意地跑在火车的前头，这就进一步促使人们对火车进行不断改进。
早期的蒸汽机车，外形各种各样：有的像个压路机，有的与四轮马车相似 （如英国“一号蒸汽机车”），有的和原始的汽车类同……这些机车的运载能力都还不大，跑得比马车快不了多少。由于它们都是用煤炭或木材做燃料，行驶时锅炉里的火焰熊熊，烟气冲天，所以人们习惯上把它称做“火车”。它虽然“吃”的是“粗粮”——煤，但力气很大，而且煤的成本又较低，来源丰富，因而蒸汽机一直延用了很长时间。
作为工业生产发展产物的蒸汽机车，自然就要受到一些工业发达国家的重视。它们纷纷修铁路，造火车，很快便使蒸汽机车风靡全世界。到19世纪中叶，这股筑路造车风掀起了热潮，英、美、日、德等国除了自己制造蒸汽机车外，感到修筑铁路有利可图，便向世界各地宣传推销，承揽修路造车工程，从而使火车得到日益广泛的应用。
火车与铁路
火车和铁路在今天是一对分不开的“兄弟”。
火车头，即蒸汽机车是英国发明家斯蒂芬逊于1825年发明的。有了火车头，才有火车。可是你知道吗，说起铁路的发明，比火车还要早半个多世纪哩！
早在16世纪中叶，英国的钢铁工业兴起，到处都搞采矿。可是，当时矿山的运输还很落后。铁矿石全靠马拉、人背，劳动效率很低。有个公司的老板，为了多运铁矿石，想了一个法子：从山上向坡下平放两股圆木，让中间的距离相同，一根接一根地摆到山下。当装满矿石的斗车，顺着两股圆木下滑的时候，山上的人大声喊叫着：“注意，车下来啦。”山下的人也大声回答道：“车到啦，好！”
这就是初期的木头轨道。
木头轨道制作简单，由上向下运送重物也很省力，一时受到欢迎。不过，如果在平地上使用木头轨道效果不大，省力不多。而且，这种木头轨道不耐用，磨损大。
到了1767年，有人试着拿生铁来做轨道，以取代木头轨道。人们便称呼为铁路了。铁轨比木头轨道的体积小许多，它直接放在地面上，斗车的轮子也是铁制的，推起来当当直响，运煤、送货也省劲。但是，斗车内装的东西不能过重。有一回，一辆车子装货多了，把铁轨压到了地面里，结果车翻货出，差点压伤了人。
怎么办？看来，必须解决地面的承受力问题，同时还要考虑铁轨的长度问题。就是在解决这些问题的过程中，逐渐产生了后来的铁路。
火车很重，有人说如果把这个重量分散到枕木上，再由枕木分散到“道床”上，道床所受的力再均匀地分散到路基上，这个力量就变得小了许多。经过这样的传递过程，接触面积逐渐增大，单位面积的压力就相应降低，路基就不会被压坏了。
这个设计的思路是很科学的，可以说，今天的铁路仍然是根据这个道理建成的。可是具体地说，道床应该用什么材料？造成什么样子？枕木多大最好？一系列问题需要解决。19世纪初，英国铁路公司征求新的轨道设计方案，并设置数万英磅重奖。一时间，英国、法国、比利时的应征者，蜂拥而来。图纸、模型堆积似小山。经过专家们评选，形成最优方案；把铁轨钉在枕本上，枕木铺在用小石子堆成的道床上。这样一来，道床上的小石子可以调整铁轨顶面的高低不平，防止枕木移动，利于排水，保护路基。
1830年，这一年有两项重要的发明：斯蒂芬逊新设计成功的蒸汽机车和火车行走的铁路——首次结合成功了。事实说明：从英国伦敦到爱丁堡的旅行时间，由原来的10～12天，缩短到只需要2天多（50小时）。人类可以创造比马跑得更快的旅行速度！
火车头牵引的车厢越多，载重越大。原来制作的生铁轨承受力量不足。有人轧制熟铁轨来代替。这种新铁轨比较旧的好，它不发脆，在重压下不致断裂。因此，铁轨的制作又有新的改进，虽然形状未改，可强度大为提高。
火车行驶的路很长，铁轨不可能无限长。一般是12～25米。最早的铁轨是一根紧接一根，没有一点空隙。谁知夏天酷热，铁轨受热膨胀，把笔直的铁路“顶”得弯成个凸肚子，火车怎么行驶？冬天寒冷，铁轨又收缩，发生断裂了。这样的事故教育了铁路建筑者，他们想：如果在铁轨的接头之间留点“缝隙”，还怕它热胀冷缩吗！
旧的矛盾解决了，又出现新的矛盾：铁轨的缝隙接头越多，火车运行中的震动越多，发出的噪声也越大。而且铁轨的裂损有60%是产生在接头处。人们开动脑子设法改进缝隙，于是无缝钢轨诞生了。
铁路，不知道花去了多少人的心血，集中了多少人的智慧，总结了多少次经验和教训，才成为今天这个样子，千万不要小看它。
地下长龙
现在，世界上很多国家都有了地下铁路 （人们简称地铁）。我国也在北京、上海、天津等城市建设了地铁，还有一些城市正准备承建。这说明，建造地铁是城市现代交通发展的趋向之一。
地铁列车不仅缓和了城市交通日益拥挤的情况，而且乘坐舒适，载客量大，运行准时，不受其他车辆干扰，可以高速行驶等，因而受到了广大乘客的青睐。虽然乘坐地铁的人很多，但是真正知道地铁是怎样问世的却不多。
地铁的发祥地是英国。
1830年以后，铁路在欧洲和美国得到了迅速的发展。那时使用的机车是烧煤炭的蒸汽机车。这种机车行驶时，浓烟滚滚，灰渣飞舞，污染了城市环境。另一方面，由于大城市里各种交通工具相互混杂，道路拥挤，火车也无法高速行驶。
解决这一难题的办法有两种，一是建高架铁路；二是建设地铁。但是，建设高架铁路投资大，而且还要占据地面相当大的空间。因此，人们还是对建造地铁感兴趣。
英国在世界上首先建设了地铁。那是在 1860年正式开工建造地下铁路的。但是，英国最早的地铁实际上应属于1822年建成的1.8千米地下隧道。
1822年，英国人斯蒂芬逊决定在利物浦和曼彻斯特之间敷设铁路，供“火箭号”机车行驶。但是，铁路沿线居民和害怕被火车抢走生意的马车主强烈反对修建这条铁路。因此，铁路不得不改变线路，绕远在沼泽地上通过。尤其是在利物浦市，反对修建铁路的人更多。由于不能在市内修建，不得不开挖1.8千米的地下隧道供火车行驶。
这一段供火车通过的地下隧道，虽然算不上真正的地铁，但是在地铁的发展史上还是占有一定位置的。正是由于这件事，才使发明地铁的英国人认识到，火车在地下行驶完全是行得通的，它为火车开辟了新的通路。
那时，英国也为地铁施工创造了条件。当时有个叫布鲁纳的英国人，在伦敦的泰晤士河下面开挖了隧道，采用的是一种“盾构法”施工的，即通过在地下深处安装圆管不断掘进的办法。这条隧道是1825年竣工的。1860年伦敦地下铁路开工时，人们也准备用盾构法修建地下铁路。
1863年，英国的地铁工程首先完成了从伦敦的福灵斯顿站到毕晓普站的6千米区段。那时，还没有发明电力机车，所以地铁也用的是烧煤的蒸汽机车。
这种蒸汽机车在行驶时，搞得地铁隧道里烟雾弥漫，不仅熏黑了车站和车厢，乘客们也满身烟尘。尽管如此，伦敦市民还是愿意乘地铁。他们认为，地铁方便，速度快。因此，伦敦的地铁利用率很高，并促使地铁线路不断扩展。到1883年，伦敦已建成了32千米的环形线地铁。
到了1890年，德国和美国先后制成了性能优良的电力机车。随后，电力机车很快用于地铁。法国巴黎由于也为城市交通问题所困扰，便立即投入修建使用电力机车的地铁。当时，为了迎接1900年万国博览会在巴黎举办，便加速施工。结果，在博览会举办时，巴黎地铁如期通车。这是世界上最早使用电力机车的地铁。与巴黎几乎同时，德国也在柏林开挖地铁，并于 1900年竣工。
美国在制成电力机车后，于1898年开始在波士顿修建地铁，并于1904年通车，从而代替了喧闹的高架铁道和不合时宜的铁道马车。
纽约和巴黎在地铁施工中，由于地下都是坚硬的岩石的地质构造，所以不能使用英国的盾构施工法，而采用先在岩石上开小洞，再进行扩大的施工办法。而德国柏林却是松软的砂土地质构造，因此先开挖路面，再采用沉箱法施工。
到了20世纪初期，世界上已有19个城市开通了地下铁路。此后，有许多国家都在筹建地铁。例如，前苏联的地铁建设虽然起步较晚，但有利之处是，可吸收各国经验，研究各种不同的地铁施工技术，采用适合自己的方法进行施工。于1932年开工修建的莫斯科地铁，在第二次世界大战期间，为了当防空洞使用，仍在继续施工，完成了6千米。如今的莫斯科地铁，是世界上最豪华地铁之一。
世界上最早建成地铁的英国伦敦，现已有地铁400多千米，居世界首位。其次是纽约，有380多千米。第三是巴黎，有近200千米。
铁路机车
铁路运输是19世纪20年代发展起来的，它的前驱是英国17世纪的木轨和18世纪的铁轨上的手推和马拉车辆运输。1802年英国人特里维西克制成3.5个大气压的“高压蒸汽机”及第一台实验性蒸汽机车，在默瑟尔和加尔第夫之间的铁路上行驶了14.5公里。1815年他又制成了7个大气压和热效率超过7%的蒸汽机车，功率在100马力之上，为后来斯蒂芬逊完成火车的发明奠定了基础。
1814年拿破仑侵英战争爆发，马车不能适应战时运煤的需要，斯蒂芬逊研制成从烟囱排蒸汽以使锅炉鼓风燃烧的机车。载 30吨煤每小时行驶6.4公里。到1825年9月，他终于制成可供使用的蒸汽机车，每小时可行驶24公里，载重90吨，从而完成了火车的发明。
1826年至1830年9月，斯蒂芬逊和他的儿子一起制成第一台载客运输火车“火箭式”，在竞赛中获胜，从此开始了蒸汽机车铁路运输的时代。1872年英国开始普及有座位的车厢，正式出现运客火车。
铁路运输的发展将轨距的标准提到日程上来，至今国际通行的标准轨距就是19世纪30年代英国人布鲁内尔提出来的，英国直到1892年才予以统一。1870年世界铁路总长为21万公里，到1900年已达79万公里。
20世纪初，由于用三级膨胀式蒸汽机和带过热器的机车，燃料消耗率进一步降低。机车和列车的结构有了较大改进。1936年至1938年间，英国的格莱斯雷先后设计出非流线形的“太平洋”号和流线形的“大西洋”号机车，时速分别达到182.5公里和203.5公里。1938年法国制成时速为202公里的高速蒸汽机车。
由于蒸汽机车燃料消耗率高，体大笨重，污染严重，以后逐渐被柴油机车和电力机车所取代。1926年至1929年间，德国制成直接用齿轮传动的和压缩空气传动的柴油机车。1932年在德国的柏林至汉堡和英国的东北铁路上分别出现时速为125和101.5公里的柴油机车。但由于柴油成本高和机车速度尚低于蒸汽机车，在欧洲未能推广。美国则因柴油比较便宜，并在 1935年出现了标准化的组合式柴油机，大大促进了柴油机车的发展，1945年已有4000台。
60年代初各发达国家开始成批生产4000～6000马力的柴油机车。到70年代前期，柴油机车功率已成系列，数量满足要求，很多国家停止使用蒸汽机车。1981年，英国制成时速高达270公里的高速柴油机车。
继柴油机车之后，电力机车又逐步发展起来。1879年柏林博览会展出第一台可供实用的电力机车，并在德国使用。电动机的转速可随负载在一定范围内变化，运行安全，设备简单，无污染，操纵和制动方便，而且还可以从发电站接受强大的电源，在短时间内产生必需的起动功率，便于高速行驶。
1955年，法国制成高速电力机车，时速达332公里，1981年又增加到380公里。电力机车的最大困难是架空线路和变电设备成本过高问题，美国用单相交流电进行远距离输电，其成本比直流线路低三分之二，因而被广泛采用，迎来电力机车大发展的新时期。
“长辫子”火车
1879年出世的世界第一台电力机车，是利用两条铁轨之间的第三条轨将电力引进机车里的。这种供电方式适合于电压和功率都比较低的情况。
随着电力机车的发展，要使它跑得快，运载量大，就得提高电力机车供电系统的电压和功率，因而需要使用高压输电线和变电装置。在这种情况下，就不能再使用设在地面上的第三条轨供电的方式了，因为这既不安全，又给使用带来不便。
1881年，德国试验成功一种适合以高压输电线供电的电力机车新的供电系统，叫做“架空接触导线”供电系统，也就是将电力机车的供电线路由地面转向空中。实际上，这种供电系统和现在城市中的有轨电车相似，在车顶上装着一条“长辫子”。它与以前使用蓄电池的电动机车的主要不同在于，它自身不带电源，由电厂供电，所以机车的结构比较简单，但需要一套供电设备。
这种装有“长辫子”的火车，依靠装在车顶上的受电弓子把电力从架在空中的电线上引到机车里。高压输电线送来的电是高达110千伏的三相交流电，必须经过牵引变电所变成25千伏的单相交流电，方能供机车使用。因此，在电力机车行驶的铁道沿线上，每隔50公里左右设一个牵引变电所。变电所的电又被送到邻近的沿线接触网上，通过机车上的受电弓将交流电引到机车的整流器上，把交流电变成直流电，使直流电动机旋转，再经过一套传动装置，带动车轮转动，机车就会跑动起来。
电力机车虽然问世较早，但直到20世纪60年代才开始受到人们的重视，被大量普遍地使用起来，已成为铁路机车家族中的佼佼者。
人们将电力机车称为神通广大的“火车头”，就是因为它比蒸汽机车有着以下独特的优点：
一是它的马力大，拉得多、跑得快、爬坡的劲头足。例如，我国在 50年代末期修筑的第一条电气化铁路——宝 （鸡）成（都）铁路，就充分发挥了电力机车的优越性。从宝鸡到成都，第一道关口就是要翻越气势雄伟的秦岭。过去用3台蒸汽机车拉一列950吨货车上秦岭时，像老牛拉车每小时才行走18公里。蒸汽机车下坡时是靠闸瓦制动的，而闸瓦因摩擦就会变热，如果不及时冷却就难以将机车制动住。为了保证行车的安全，蒸汽机车的下坡速度比爬还慢，有时甚至走走停停，以便使受热的闸瓦有足够的时间冷却。后来用3台电力机车取代同样数量的蒸汽机车，就能拉着2400吨的货物，以时速50公里快速上坡，比蒸汽机车在运货量和速度上都提高了近两倍。电力机车下坡时，采用电阻制动，使列车能以每小时40公里的速度下坡，既快速又安全。
二是电力机车用的是“干净”的电能，它不冒黑烟、扬灰渣，因而不会污染环境。即便是通过几公里长的隧道，旅客也不必担心浓烟和废气熏人，也不会被讨厌的煤灰渣迷住眼睛或弄脏衣服。机车驾驶人员也能在宽敞明亮的司机室进行操作。
三是电力机车操作简便，出车前的准备时间短，不像蒸汽机车那样，既要装煤，又要加水，也不像内燃机车需要加油。无论是在缺水的沙漠地带，或是在冰天雪地的寒冷地区，只要有电力供应，电力机车就能牵引列车昼夜行驶。
四是电力机车使用的是电能，既可由煤炭、石油来发电，也可由水力、核能、天然气、地热、太阳能等发电，能量来源比蒸汽机车和内燃机车丰富，而且效率高。蒸汽机车的热效率只有 7%；内燃机车的热效率较高，也仅为28%；而采用火力发电的电力机车，其效率可达30%，若以水力发电时，热效率高达60%～70%。
本世纪50年代，由于石油得到大量开采，价格低廉，所以世界各国郡在研制和使用内燃机车，而把电子机车放在次要地位。但是，在石油生产国提高石油价格，发生了世界性的石油危机之后，人们又把注意力转向了电力机车，从而促进了电力机车的迅速发展。
当时欧洲各国的电力机车的发展较快，如瑞士、荷兰等国研制的电力机车和供城市交通使用的有轨电车。日本制成了一种交直流两用电力机车，使用更为方便。
我国对电力机车使用很重视，除了建成宝成路电气化线路外，又修建了多条电气化线路，大大提高了机车的运载量。与此同时，我国还研制成了“韶山”型电力机车，也投入使用。
电力机车除了在铁路和城市地面交通（即有轨电车）使用外，还多用于城市中地铁，如意大利米兰市地铁、我国北京地铁用的电力机车等。现在的北京地铁电力机车上的“长辫子”已经不见了。这是怎么回事呢？原来，它是将“长辫子”从车顶上移到铁轨旁边的路基上。这样，架设和检修都很方便，但路轨附近有触电的危险，所以严禁乘客跳下站台，以保证人身安全。
目前，有的国家已制成了具有万匹马力的电力机车，使火车的速度超过了每小时200公里。还有的在研制14000马力的大功率电力机车，将会使火车的速度得到进一步提高。看来，电力机车将有着美好的发展前景。
内燃机车
据报载，从1992年6月1日起，北京铁路分局结束了使用蒸汽机车牵引客车的历史，改用内燃机车，以提高列车的速度和正点率。
为什么要将蒸汽机车送到“历史陈列馆”而启用内燃机车呢？这是因为内燃机车在许多方面比蒸汽机车优越。优胜劣汰，完全符合事物发展规律。下面就让我们寻踪追迹，看看它们的发展过程和内燃机不凡的本领。
人们在使用蒸汽机车的过程中发现，这种机车的一个致命弱点是它的锅炉既大又重，严重影响了它的发展前途。在锅炉里，用煤将水加热成蒸汽，再通入汽缸里，从而推动机车前进。有人设想，如果将这种笨重的锅炉去掉，使燃料直接在汽缸内燃烧，用所产生的气体来推动车轮旋转，就可以克服蒸汽机车的主要缺点。于是，一些科学家便开始进行研究试验。
1866年，德国人奥托首先制成了一种燃烧煤气的新型发动机。这种发动机和蒸汽机在汽缸外面的锅炉里燃烧燃料不同，它是在汽缸内点燃煤气的，然后利用气体的压力推动活塞，从而使曲轴旋转。因此，就给它起了个形象的名字，叫做“内燃机”。内燃机的出现，为火车的进一步发展带来了生机。
后来到了1894年，德国就制造出世界上第一台内燃机车。这种没有大锅炉的新机车，既不烧煤，也不烧煤气，而是用柴油作燃料。它所用的柴油机是德国人鲁道夫·狄塞尔发明的。从此，内燃机车就成了火车家族中的一位重要成员，并得到了广泛的应用。
内燃机车虽然出世较晚，但它后来居上，比火车家族中的大哥哥蒸汽机车的本领高强，受到人们的重视。它的突出优点是：
1.速度快。内燃机车起动迅速，加速又快。通常，蒸汽机车的最大时速为110公里，而内燃机车的最大时速可达180公里，使铁路通过能力提高25%以上。
2.马力大。蒸汽机车的功率一般为3000马力左右，而内燃机车可以达到4000～5000马力，因而运载量就多。
3.能较好地利用燃料的热能。蒸汽机车的热效率一般仅为7%左右，而内燃机车可达到28%左右，提高了3倍，从而节省了大量的燃料。
4.适合缺水地区使用。蒸汽机车是个用水“大王”，一列火车平均每行驶10公里，就得消耗水3～4吨。通过干旱的缺水地区，火车就需要自带用水。据统计，在缺水地区运行一列火车，如果有10节车厢，其中有3节车厢是用来装水的。而内燃机车用来冷却的水仅需要几百公斤，供循环使用，内燃机车上一次水，可连续行驶1000公里，因而它被人们誉为“铁骆驼”。
5.司机驾驶操作方便。内燃机的司机不需要像蒸汽机车那样加煤加水，而且驾驶室内明亮宽敞，司机操作时视野开阔，既方便又安全。
有的人可能认为内燃机车和汽车都是使用的内燃机，两者的结构原理应是相同的。其实，它们是不完全一样的。汽车是利用内燃机产生的动力直接推动车轮转动，而内燃机车则是先通过内燃机带动发电机产生电能，再用电能使电动机旋转，从而驱动机车前进。所以，通常也将内燃机车称做“电传动内燃机车”。
内燃机车出世后，以其明显的优势很快就压倒了蒸汽机车。特别是第二次世界大战结束后，由于内燃机车所用的燃料——石油价格较低，能大量供应，因而有力地促进了内燃机车的发展。一些国家如美国、日本、法国、加拿大等国都用继制成了内燃机车，并且在10年左右的时间内实现了铁路机车内燃化，使内燃机车得到了较广泛的使用。
我国于1958年研制成了第一台内燃机车。到1969年，已制造出4000马力的大功率内燃机车，如“东风型”、“东方红型”和“北京型”内燃机车等。现在，我国在许多铁路线上已有各种类型的内燃机车牵引着长长的列车在驰骋着，一些主要干线的直达客车基本上实现了内燃机车牵引。
内燃机车除了通常使用的电传动内燃机车外，还有液力传动内燃机车和适用于寒冷缺水地区的燃气轮机车。
液力传动内燃机车是将内燃机产生的动力，通过液力变速箱、万向轴、车轴齿轮箱等设备，使车轮转动，从而带动车辆前进。早期的液力传动内燃机车，采用类似于蒸汽机车的连杆驱动。
燃气轮机车是现代化内燃机车的一种。这种机车的内燃机与喷气式飞机的原理相同。它比一般内燃机车的马力大，振动小，结构简单，行驶安全可靠，而且容易制造。世界上第一台燃气轮机车是1941年在瑞士制成的。由于它特别适用于高寒、缺水地区使用，近年来发展很快。法国已研制成并投人使用第二代和第三代燃气轮机车，其中第二代燃气轮机车的最高时速就已达到260公里。目前，燃气轮机车已成为引人注目的现代化机车的一个得力的方面军。
高速火车
从世界上第一台火车问世到现在，已经有100多年的历史了。随着火车
“年龄”的增大，它也日益现代化了。目前，世界各国虽然主要使用的还是电力机车和内燃机车（包括燃气轮机车）（也有一些国家还在使用蒸汽机车?
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