Locomotive

十九世紀初頭、大英帝国の急成長する産業は、石炭や鉄鉱石といった膨大な量の原材料を輸送するという手ごわい課題に直面していました。馬車は、たとえ粗末な軌道上であっても、速度が遅く、非効率的で、肉体的に過酷であり、産業の成長を制限し、輸送コストを上昇させていました。「『これらの貨車の途方もない重さが、我々の鉱山を破滅させている！』と、鉱山主であるデイヴィス氏は額の汗を拭いながら叫びました。『我々には疲れない力、山のような量の資材を牽引できる力が必要だ。』先見の明のある技術者、リチャード・トレヴィシックは、すでにまさにそのような解決策を構想し始めていました。」

ニューコメンが先駆となり、ワットが改良した伝統的な蒸気機関は、巨大で低圧の機械であり、固定された場所に縛り付けられていました。その途方もない大きさと水への渇望は、あらゆる形態の移動輸送には全く不向きでした。「ワットのエンジンは、坑道から水を汲み上げるのに素晴らしい」と、巨大な固定式ビームエンジンを観察しながら、技師トムソンは述べました。「しかし、その力を車輪に乗せるだと？ボイラーだけでどんな道も押しつぶしてしまうだろう！」彼の同僚である技師ミラーは付け加えました。「その通りです。真に馬車を革命するには、高圧蒸気、つまりコンパクトでありながら途方もなく強力なものが必要です。」

リチャード・トレビシックが千八百四年にペニダレン製鉄所の機関車として開発した画期的な機関車は、蒸気機関が十トンの鉄と七十人の人間を実際に牽引できることを実証しました。しかし、この成功は決定的な弱点を露呈しました。重い機械が脆い鋳鉄製のレールを繰り返し破損させたのです。「機関車は動く、トレビシックさん、本当に動く！」製鉄所のオーナーであるホムフライ氏は、興奮と落胆が入り混じった様子でその光景を観察しながら叫びました。「しかし、この線路は…重さに耐えられない！」ブラックウッド博士は額の煤を拭いながら、厳かに頷きました。「確かに、進歩の道はめったに平坦ではありません。哲学者セネカがかつて書いたように、『すべての新しい始まりは、他の始まりの終わりから来る』。トレビシックさん、私たちは古いレール設計の終わりを見つけましたが、同時に解決すべき多くの新しい問題の始まりも見つけたようです。」

トレヴィシックの初期の実験の後、技術者たちは根本的な問題に取り組んでいました。滑らかな鉄の車輪が、特に坂道で、絶えず滑ることなく重い荷物を引くのに十分なグリップを、滑らかな鉄のレール上でどのようにして得られるのか、という問題です。「トーマス、この滑らかな鉄の車輪が滑らかな鉄のレールの上にあるのを見てくれ」とジョージ・スティーブンソンは考え込み、ノートにスケッチしながら言いました。「多くの人は歯車、ラック・アンド・ピニオンが必要だと言うが、それでは重量が増し、複雑になる。滑らかな車輪が、特に坂道でグリップを得るもっと簡単な方法はないものか？トレヴィシック氏が苦しんだこの『粘着問題』を克服しなければならない」。彼の主任整備士であるトーマスは身を乗り出しました。「一般的な考えでは、摩擦だけでは不十分だとされています、スティーブンソン様。あらゆる力が滑りに失われる可能性があります」。

滑らかな車輪は常に滑るという当時の通説を退け、ジョージ・スチーブンソンは一連の実践的な実験に着手しました。彼の初期の機関車、例えば千八百十四年の「ブリュッヒャー」号などは、依然として牽引力を確保するために歯車とラックシステムを使用していました。「ラック・アンド・ピニオンは確実性を提供しますが」とスチーブンソンは、鉱山管理者の一団に青写真を示しながら説明しました。「私の観察によれば、十分な重量をかけ、精密な工学を用いることで、滑らかな車輪でも十分な粘着力を得ることができます。それは質量を効果的に配分することにかかっています。」鉱山管理者のアインズワース氏は顎を撫でながら言いました。「スチーブンソンさん、本当ですか？歯車付きの軌道を敷設する費用はかなりのものです。」

機関車の心臓部はボイラーであり、そこで水が高温に加熱され、加圧された蒸気が生成されます。この蒸気はシリンダーに送られ、ピストンを直線運動で前後に押し動かします。「『諸君、ご覧あれ』」と、スティーブンソンはボイラーの断面模型を指して示しました。「『火室が水を加熱し、途方もない圧力の蒸気を生み出す。この圧力が、正しく導かれると、我々の機関の駆動力となるのだ。』」若い見習いのアーサーが、顔を近づけてのぞき込みました。「『では、蒸気がその棒を押すのですか、先生？』」スティーブンソンはうなずきました。「『その通りだ、アーサー。加熱された水の制御された膨張が、力を生み出すのだ。』」

ピストンの直線的な推力を回転運動に変換して車輪を回す必要があります。これは、機関車の主動輪に連結された頑丈な連結棒によって実現され、機関車が線路に沿って移動できるようになります。「『巧妙な点はここにあるのです』」と、スティーブンソンは稼働する模型で実演しながら述べました。「『ピストンの強力な往復運動が、この連結棒によってクランクシャフトに伝達され、それが駆動輪を回転させるのです。さらに、複数の車輪を連結することで、最大の牽引力と分散された力を確保し、これは重い荷物にとって非常に重要です。』」エンジニアのトンプソンは、これに納得し、「『まさに優雅な解決策だ。生の力を絶え間ない前進運動に変換している。』」と述べました。

機関車にとって決定的な瞬間は、新しいリバプール・アンド・マンチェスター鉄道のために最も効率的で信頼性の高い機関車を見つけるためのコンペティションである、千八百二十九年のレインヒル・トライアルで訪れました。ジョージ・スティーブンソンの「ロケット」が勝利を収め、機関車の実現可能性を根本的に証明しました。「『信じられない！見てみろ、あの走り！』と、ロケットが轟音を立てて通り過ぎるのを見て、線路脇の観客であるミスター・コールドウェルが叫びました。『スティーブンソンは、我々が以前話していた「粘着問題」を本当に克服した！彼の設計は、十分な重量と制御された動力があれば、滑らかな車輪が驚くべきグリップ力を発揮し、速度と効率の両方をもたらすことを証明している！』彼の隣に立っていたエンジニアのトンプソンは、力強く頷きました。『ロケットは単なる機械ではない。それは新しい交通時代の先駆けなのだ！』」

レインヒルでの「ロケット号」の成功と、それに続くリバプール・アンド・マンチェスター鉄道の開通は、「鉄道狂時代」として知られる前例のない投資の時代に火をつけました。イギリス全土で、新しい路線が猛烈なペースで提案され、建設され、景観を一変させました。「『これらの「鉄の馬」への需要は飽くなきものだ！』と、実業家であるホーソーン氏は、新しい鉄道地図を熟読しながら叫びました。『石炭を工場へ、完成品を港へ、より速く運ぶことができる…経済的な機会は無限だ！』彼の同僚であるオールブライト夫人も同意しました。『物資だけではありません。人々は、これまで想像もしなかったほど遠くへ、速く移動し、町と都市を、夢でしかありえなかった方法で結びつけているのです。』」

機関車は、イギリスだけでなく世界中で、人類社会を不可逆的に変えました。それは距離を縮め、商業を加速させ、産業文明のまさにその構造を形作り、物の動き方、人々の移動方法、経済の繁栄の仕方を永遠に変えました。その遺産は、現代の交通機関のあらゆる側面に響き渡っています。「遠く離れた大陸を結びつけることから、産業の原動力を動かすことまで、機関車の影響は計り知れない」と、年老いたジョージ・スティーブンソンは、忙しい鉄道操車場を見渡しながら振り返った。「それは私たちに世界を再構築する手段を与え、孤立した共同体を結びつけ、これまで想像もできなかったアイデアや商品の世界的な交換を促進したのだ。」彼の言葉は、鉄道時代の絶え間ない動きと共鳴しました。