1．“蒸汽时代”火车的诞生
蒸汽火车的外观和功用与如今的各种火车相差不远，但是它是世界上第一代的火车，是利用煤为动力，蒸汽机为核心的最初级最古老的火车。蒸汽火车通过用煤烧水，使水变成蒸汽，从而推动活塞，使火车运行。在人们的心目中，气势磅礴的蒸汽机车具有一种特殊的意味，因为它曾以无比的巨力开启过人类历史上一个崭新的时代。一般，蒸汽火车的速度为160千米/小时。
蒸汽机
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。
中国第一辆火车
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。
蒸汽机车
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。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，蒸汽车处处受到刁难和排挤。
蒸汽火车
后来，尽管人们对蒸汽机车进行了改进，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。
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蒸汽机
蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。瓦特并不是蒸汽机的发明者，在他之前，早就出现了蒸汽机，即纽科门蒸汽机，但它的耗煤量大、效率低。瓦特运用科学理论，逐渐发现了这种蒸汽机的毛病所在。从1765年到1790年，他进行了一系列发明，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出了现代意义上的蒸汽机。
2．离不开的“兄弟”——铁路和火车
大家也许对铁路和火车都很熟悉，因为它们从来都是离不开的。可是大家可能不知道，最开始出现的“蒸汽火车”，也就是我们上文所提到的“蒸汽机车”并不是在铁路上行走的。而铁路刚开始的出现，和火车也没有关系。那它们俩是何时成为一对离不开的“兄弟”的呢？
现在的铁路
在16世纪下半叶,在英国和德国的矿山和采石场铺有用木材做成的路轨。在轨道上行走的车是靠人力或畜力推动的。1767年,英国的金属大跌价,有家铁工厂的老板看到堆积如山的生铁,既卖不出去赚不了钱,又占用了很多地方,就令人浇铸成长长的铁条,铺在工厂的道路上,准备在铁价上涨的时候再卖出去。可是,人们发现车辆走在铺着铁条的路上,既省力,又平稳。这样,铁轨先于火车诞生了。
铁条上行车毕竟不是很方便的,于是,铁条得到了改进,做成凹槽形的铁轨。这种轨道可以防止车轮滑出,但容易在凹槽中积上石子、煤屑,铁轨很容易损坏。于是,人们把铁轨做成了上下一样宽,中间略窄的形状,这样垃圾不易积起,铁轨也不容易损坏。可是这种轨道不是很稳的,铁轨受到冲击容易翻倒而导致车辆出轨翻车。人们又把铁轨的下面加宽,造成像汉字的“工”字形,这种形状的轨道既稳定又可靠,一直沿用到今天。那个时代铁路已诞生,可是行走在铁路上的车大部分是用马拉的。
乔治·史蒂芬逊
后来随着蒸汽机车的发明，人们慢慢意识到蒸汽机车比马车跑的更快，载重能力也更强。开始有人提出把蒸汽机车放在铁路上行走的设想。世界上第一条铁路是英国在1825年修建的斯托克顿——达林顿铁路。1825年9月27日这一天，世界上第一条铁路正式通车营业，并举行盛况空前的表演。开业典礼在通往达林顿的煤矿运输线的息来敦站举行，检阅式由五列列车组成。第一列由蒸汽机车“旅行号”牵引，后挂煤水车，32辆货车和1辆客车。客车编挂在列车中间，专供铁路公司的官员乘坐。另有20辆代用客车，是在货车内加上座位供一般旅客乘用，其他车厢满载着煤和面粉，总重达90吨，乘座旅客达450人。其余四列车均由一匹马拖六辆货车。第一列机车由设计者乔治·史蒂芬逊亲自操纵。
乔治·史蒂芬逊制造的“火箭号”是其中一辆最早在商业成功使用的蒸汽机车
自从1825年英国修筑世界上第一条铁路后，铁路运输的优越性迅速地被人们所认识。英国在1825年的最后3个月，修建了160公里，到1860年延长到30300多公里，平均每年约修800多公里。从那时起，铁路在世界各国兴建起来。从19世纪末到20世纪20年代，这30年是世界筑路高潮时期，是铁路的黄金时代。而人们对火车的认识，就再也离不开铁路，直到今天，铁路运输依然是最重要、应用最广泛的交通运输方式之一。
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铁轨
铁路轨道，简称路轨、铁轨、轨道等。用于铁路上，，令火车无需转向便能行走。轨道通常由两条平行的钢轨组成。铁轨固定放在轨枕上，轨枕之下为路碴。以钢铁制成的路轨，可以比其它物料承受更大的重量。轨枕亦称枕木，或路枕，功用是把钢轨的重量分开散布，和保持路轨固定，维持路轨的轨距。
乔治·史蒂芬逊
英国发明家。1781年7月9日，乔治·史蒂芬逊(1781－1848)出生在英国诺森伯兰的一个煤矿工人的家庭里。1829年10月6日，那时候铁路机车还备受质疑，他和他的儿子R.斯蒂芬逊在竞选优秀铁路机车的比赛中，设计和制造的“火箭”号铁路机车，以时速58公里的优异成绩获胜，受到了全世界的注意。此后，他主持过英国北部铁路网的大部分建设，促进了铁路建设和运输事业在英国、欧洲大陆和北美迅速发展，被后世人尊称为“火车之父”。
3．探索中国火车的百年发展
说起中国火车的历史，距今也有一百多年了。中国有铁路最早在清朝末期。当时的清政府腐败、保守、专制，唯祖宗之规是从，不肯接受新生事物。他们把修建铁路、应用蒸汽机车视为“奇技淫巧”，认为修铁路会“失我险阻，害我田庐，妨碍我风水”，因而顽固地拒绝修建铁路。
1876年7月3日，由英、美合谋，由英国在华的代理人——怡和洋行——背着清政府诡称修建从吴淞到上海的一条“寻常马路”，擅自在中国的土地上修建的中国第一条营业性铁路上海吴淞铁路建成通车了。随后，清政府出银28.5万两，分3次交款赎回这条铁路并予以拆除。
1879年，洋务派首领李鸿章为了将唐山开平煤矿的煤炭运往天津，奏请修建唐山至北塘的铁路——唐胥铁路。清政府以铁路机车“烟伤禾稼，震动寝陵”为由，决定将铁路缩短，为避免机车震动寝陵，决定由骡马牵引车辆。然而用骡马牵引车辆根本不能发挥出铁路应有的效用。
唐胥铁路上骡马拖拉的车辆
中国第一辆火车是当时任唐胥铁路总工程师的英国人薄内的夫人仿照乔治·斯蒂文森制造的英国著名的蒸汽机车“火箭号”而造成的，并把它命名为“中国火箭号”。可是中国工人却在机车两侧各刻一条龙，于是就把它叫做“龙号”机车。1882年，又从英国购来两台小型的0—2—0式（只有两对动轮）机车（称0号），参加运行，被认为是中国进口的第一辆机车。
“龙号”蒸汽机车
中国铁道博物馆收藏的现存最古老的“0号”机车