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| 詹天佑(1861——1919） |
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詹天佑和京張鐵路同仁在該鐵路建成時(shí)合影（前排右三為詹天佑） | 提要：詹天佑是中國(guó)首位鐵路工程師，負(fù)責(zé)修建了“京張鐵路”等工程，被尊為“中國(guó)鐵路之父”、“中國(guó)工程之父”。詹天佑一生為我國(guó)的鐵路事業(yè)做出了巨大的開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)。1892年，在修建灤河橋時(shí)詹天佑大膽采用新方法建造橋基，成功解決了三個(gè)外國(guó)工程師無(wú)法完成的大難題；1902年秋，他擔(dān)任新易鐵路總工程師，排除困難，破除舊例，按時(shí)竣工；修建京張鐵路時(shí)，他將一些發(fā)明創(chuàng)造有機(jī)結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)鐵路建筑史上的一大奇跡。詹天佑的科學(xué)創(chuàng)新精神，給后人留下了許多啟迪，尤其對(duì)我們當(dāng)今的工程教育有著重要的示范作用。
留學(xué)美國(guó)專(zhuān)攻鐵路工程
詹天佑，字達(dá)朝，號(hào)眷誠(chéng)。1861年4月26日(清咸豐帝十一年)生于廣東省廣州府南海縣一個(gè)普通茶商家庭，他的祖籍在安徽婺源縣(今屬江西省)。少年時(shí)的詹天佑對(duì)機(jī)器十分感興趣，常和鄰里孩子一起，用泥土仿做各種機(jī)器模型。有時(shí)，他還偷偷地把家里的自鳴鐘拆開(kāi)，擺弄和琢磨里面的構(gòu)件，提出一些連大人也無(wú)法解答的問(wèn)題。1872年，年僅12歲的詹天佑到香港報(bào)考清政府籌辦的“幼童出洋預(yù)習(xí)班”。考取后，父親在一張寫(xiě)明“倘有疾病生死，各安天命”的出洋證明書(shū)上畫(huà)了押。從此，他辭別父母，懷著學(xué)習(xí)西方“技藝”的理想，來(lái)到美國(guó)就讀。
在美國(guó)，出洋預(yù)習(xí)班的同學(xué)們目睹了北美西歐科學(xué)技術(shù)的巨大成就，對(duì)機(jī)器、火車(chē)、輪船及電訊制造業(yè)的迅速發(fā)展贊嘆不已。有的同學(xué)由此對(duì)中國(guó)的前途產(chǎn)生悲觀情緒，詹天佑卻懷著堅(jiān)定的信念說(shuō)：“今后，中國(guó)也要有火車(chē)、輪船。”他懷著為祖國(guó)富強(qiáng)而發(fā)奮學(xué)習(xí)的信念，刻苦學(xué)習(xí)，于1877年以優(yōu)異的成績(jī)畢業(yè)于紐海文中學(xué)業(yè)。同年5月考入耶魯大學(xué)土木工程系，專(zhuān)攻鐵路工程，并刻苦學(xué)習(xí)，以突出成績(jī)?cè)诋厴I(yè)考試中名列第一。
回國(guó)后，詹天佑滿腔熱忱地準(zhǔn)備把所學(xué)本領(lǐng)貢獻(xiàn)給祖國(guó)的鐵路事業(yè)。但是，清政府的一些官員迷信外國(guó)，在修筑鐵路時(shí)一味依靠洋人，不顧詹天佑的專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)，把他派到福建水師學(xué)堂學(xué)駕駛海船。1888年，詹天佑幾經(jīng)周折，終于轉(zhuǎn)入中國(guó)鐵路公司擔(dān)任工程師。從此，他便獻(xiàn)身于中國(guó)的鐵路事業(yè)。在以后的30多年里，詹天佑幾乎沒(méi)有一天離開(kāi)過(guò)鐵路，當(dāng)時(shí)我國(guó)修建的每一條鐵路，差不多都和他發(fā)生過(guò)不同程度的聯(lián)系。此外，詹天佑針對(duì)中國(guó)早期鐵路建設(shè)中的混亂局面，主張建立全國(guó)鐵路統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，首定工程規(guī)范；重視建立鐵路行車(chē)營(yíng)運(yùn)的各種規(guī)章制度；重視西方科學(xué)知識(shí)與工程技術(shù)詞語(yǔ)中文翻譯的統(tǒng)一與規(guī)范等。其中，他所提倡的多項(xiàng)鐵路工程標(biāo)準(zhǔn)一直沿用至今。長(zhǎng)期的勞累，繁忙緊張的工作使詹天佑積勞成疾，于1919年病逝，終年僅58歲。
勇敢創(chuàng)新建成第一座鐵路橋
1890年，清政府決定興建一條關(guān)內(nèi)外鐵路(今天的京沈鐵路)，總工程師是英國(guó)人金達(dá)。1892年夏，當(dāng)鐵路修到灤河時(shí)，需要建造一座橫跨灤河的鐵路橋，這是清末修建鐵路以來(lái)的第一個(gè)高難度工程。
金達(dá)首先把修筑鐵橋的任務(wù)包給號(hào)稱(chēng)世界第一流的英國(guó)工程師柯克斯。柯克斯沒(méi)有進(jìn)行認(rèn)真勘查便草率選擇工程地點(diǎn)，由于灤河水流湍急，橋基所在的河床流沙層很厚，打樁總是不能成功，橋墩更是屢筑屢塌。柯克斯無(wú)奈，將工程轉(zhuǎn)包給要價(jià)較低的日本工程師，但他連橋樁都沒(méi)打好，就被激流沖得無(wú)影無(wú)蹤了。交工日期漸漸臨近，金達(dá)又請(qǐng)來(lái)一個(gè)德國(guó)工程師。這個(gè)工程師僅憑主觀猜想，武斷地采用空氣打樁法，結(jié)果也沒(méi)成功，不得不“望河興嘆”。在走投無(wú)路的情況下，他們只得同意詹天佑來(lái)試試。
時(shí)年32歲的詹天佑勇敢地接受了歷史向他提出的第一次挑戰(zhàn)。詹天佑仔細(xì)察看了英、日、德三國(guó)工程師的施工現(xiàn)場(chǎng)，認(rèn)真分析總結(jié)了三個(gè)外國(guó)工程師失敗的原因，然后實(shí)地調(diào)查測(cè)量。他走入茅屋，向老船工詢問(wèn)灤河水流的變化情況；走進(jìn)工棚，向有經(jīng)驗(yàn)的老工人請(qǐng)教施工問(wèn)題；深入工地，親自勘測(cè)灤河多處的水深、流速、河床地質(zhì)……掌握了豐富的第一手資料，經(jīng)過(guò)縝密地比較，他重新選擇了橋址。橋梁建造中最關(guān)鍵也最困難的是橋墩的建造。他勇于創(chuàng)新，大膽采用了“氣壓沉箱法”來(lái)建造橋基。“氣壓沉箱”就是在底節(jié)裝一個(gè)有蓋無(wú)底的密閉工作室的沉井。再并用中國(guó)傳統(tǒng)的造橋方法，由潛水員潛入水底，配合機(jī)器操作，用沉箱雙腳嵌入巖石，利用氣壓排除密閉工作室內(nèi)的河水，讓工人在密室作業(yè)，一座橋墩終于傲然挺立于激流之中。經(jīng)過(guò)詹天佑和工人們?cè)谀嗨锏拿罎L打，橋基問(wèn)題終于順利解決了。
巧的是當(dāng)晚降了一場(chǎng)滂沱大雨。從灤河上游涌來(lái)的滾滾浪濤，猛烈地向橋墩發(fā)起一次次的沖擊，橋墩卻宛如中流砥柱，紋絲不動(dòng)。中國(guó)人終于依靠自己的工程師，成功地設(shè)計(jì)并建成了第一座鐵路大鐵橋。一個(gè)中國(guó)工程師居然解決了三個(gè)外國(guó)工程師無(wú)法完成的大難題，詹天佑淵博的學(xué)識(shí)、過(guò)人的膽識(shí)、實(shí)事求是的工作作風(fēng)和勇于創(chuàng)新的精神，令外國(guó)工程師大為嘆服，也讓中國(guó)人揚(yáng)眉吐氣。
1894年，詹天佑被選入英國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)，開(kāi)始在國(guó)際上享有盛譽(yù)，他是中國(guó)工程師當(dāng)選該學(xué)會(huì)的第一人。
灤河大橋長(zhǎng)305米，是由中國(guó)工程師設(shè)計(jì)建造的第一座近代化橋梁，目前仍挺立在灤河之上，已經(jīng)被作為文物保護(hù)了起來(lái)。
打破常規(guī)修建新易路
1901年清政府簽訂了《辛丑條約》，1902年慈禧太后結(jié)束逃亡返回北京，途中第一次坐火車(chē)，火車(chē)給她留下良好的印象。她提出，兩年后要坐火車(chē)到清西陵祭陵，這樣就有了為去西陵祭祀而專(zhuān)門(mén)修建的新易路(新城縣高碑店至易縣梁各莊)。1902年秋，直隸總督袁世凱任命詹天佑為新易鐵路總工程師，責(zé)令他在6個(gè)月內(nèi)完工，以免延誤慈禧太后第二年清明祭陵。
盡管此路價(jià)值不大，卻是中國(guó)人自修鐵路之始，因此詹天佑仍是非常重視。詹天佑當(dāng)時(shí)面臨著許多困難：一是季節(jié)不合適，整個(gè)施工期都在冬天，正是北方天寒地凍之時(shí)；二是建筑材料短缺，而且運(yùn)輸十分困難；三是時(shí)間太短，工期緊迫。但是，他沒(méi)有被困難所嚇倒，而是一切從實(shí)際出發(fā)解決問(wèn)題。接受這項(xiàng)工程后，詹天佑就開(kāi)始進(jìn)行周密的設(shè)計(jì)策劃，他考慮到新易鐵路不是干線，不會(huì)運(yùn)行載重列車(chē)，而且只短期使用數(shù)次，因而他采用了權(quán)宜措施。首先破除了在外國(guó)鐵路建筑中路基修成之后必須風(fēng)干一年才能鋪軌釘?shù)赖某Ｒ?guī)，而是對(duì)路基加倍下力氣夯實(shí)，邊修路基邊鋪鐵軌，大大加快了筑路進(jìn)度，縮短了工期。其次先暫時(shí)疏鋪軌木，因?yàn)殇佨壊牧线\(yùn)輸困難，但是又不能停工待料。再次岔道就借用關(guān)內(nèi)外鐵路的舊鐵軌。最后采用木結(jié)構(gòu)的便橋，因?yàn)檠芈犯鳂蛄旱目缍炔凰闾螅蜁簳r(shí)不造鐵橋。
這些措施不僅為完成這項(xiàng)工程贏得了時(shí)間，而且為國(guó)家節(jié)省了很多財(cái)力和物力。修建此路期間，詹天佑每天工作都在15小時(shí)以上，親自帶領(lǐng)全體工程人員日夜施工，終于在1903年2月，僅用了4個(gè)月的時(shí)間就使這條單線準(zhǔn)軌鐵路竣工了。
雖然這只是一條短短的沒(méi)有什么經(jīng)濟(jì)價(jià)值的臨時(shí)鐵路，但它給了詹天佑一個(gè)施展才華的機(jī)會(huì)，也使詹天佑增加了學(xué)識(shí)，積累了獨(dú)立主持與組織指揮整條鐵路的勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)大大鼓舞了中國(guó)人自建鐵路的信心，為后來(lái)京張鐵路的修筑打下良好基礎(chǔ)。
科學(xué)創(chuàng)新修建京張鐵路
1905年，清政府決定興建我國(guó)第一條鐵路京張鐵路(北京至張家口)，英俄都想插手并威脅說(shuō)，如果京張鐵路由中國(guó)工程師自己建造，將不提供任何幫助。他們?cè)詾檫@么一來(lái)，中國(guó)就無(wú)法建造這條鐵路了。然而詹天佑毫不猶豫地接下了這個(gè)艱巨的任務(wù)，全權(quán)負(fù)責(zé)京張鐵路的修筑。當(dāng)時(shí)英國(guó)報(bào)刊諷刺說(shuō)：“中國(guó)能夠修筑這條鐵路的工程師還在娘胎里沒(méi)出世呢！中國(guó)人想不靠外國(guó)人自己修鐵路，就算不是夢(mèng)想，至少也得五十年。”詹天佑頂著壓力，堅(jiān)持不任用一個(gè)外國(guó)工程師，并表示：“中國(guó)已經(jīng)醒過(guò)來(lái)了，中國(guó)人要用自己的工程師和自己的錢(qián)來(lái)建筑鐵路。”
冒著被大風(fēng)打入深谷的危險(xiǎn)，詹天佑和工程人員一起，背著標(biāo)桿、經(jīng)緯儀在懸崖峭壁上定點(diǎn)制圖。為了尋找一條理想的筑路線路，他常常騎著小毛驢在崎嶇的山徑上奔波。詹天佑白天翻山越嶺，晚上則俯身在洋油燈下繪圖計(jì)算。他制定了修筑此路越快越好的方針，以便及早完工，騰出力量支援別省自辦鐵路。開(kāi)鑿居庸關(guān)和八達(dá)嶺兩個(gè)隧道時(shí)，在沒(méi)有新式開(kāi)山機(jī)等設(shè)備的困難情況下，詹天佑創(chuàng)造性地采用兩端開(kāi)鑿，中開(kāi)豎井的施工方法，順利解決了難題。為了克服陡坡行車(chē)的困難，詹天佑獨(dú)具匠心，運(yùn)用“折返線”原理保證火車(chē)安全爬上八達(dá)嶺。詹天佑還根據(jù)山區(qū)筑路的特點(diǎn)就地取材，設(shè)計(jì)了許多具有民族特色、宏偉可觀的石拱橋，實(shí)現(xiàn)了他自己提出的“花錢(qián)少、質(zhì)量好、完工快”的要求。豐臺(tái)鋪軌第一天，工程隊(duì)列車(chē)中有一節(jié)車(chē)鉤鏈子折斷，造成車(chē)輛脫軌事故，外國(guó)人借機(jī)嘲弄與諷刺。詹天佑頂住壓力，認(rèn)真研究改進(jìn)車(chē)鉤，選擇了適合中國(guó)多山、地形復(fù)雜的自動(dòng)式掛鉤。這些發(fā)明創(chuàng)造的有機(jī)結(jié)合是當(dāng)時(shí)鐵路建筑史上的一大奇跡，充分展現(xiàn)出詹天佑的科學(xué)創(chuàng)新精神。
京張鐵路在1909年9月全線通車(chē)。這項(xiàng)工程被交通業(yè)界認(rèn)為是當(dāng)時(shí)難度最大的工程，由于詹天佑帶領(lǐng)全體員工發(fā)憤圖強(qiáng)，高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求，不但提前兩年勝利完成，而且全路修筑費(fèi)用僅是外國(guó)人估價(jià)的1/5，建筑成本每公里也只是外國(guó)工程師修建關(guān)內(nèi)外鐵路的一半。京張鐵路不僅在當(dāng)時(shí)貧窮、落后的中國(guó)來(lái)說(shuō)是鐵路建筑上之奇跡，而且在世界鐵路史上也是前所未有的壯舉。一些歐美工程師參觀后嘖嘖稱(chēng)道，贊譽(yù)詹天佑非常了不起。
詹天佑是一位卓越的愛(ài)國(guó)科學(xué)家、工程師，永遠(yuǎn)是后世楷模。他那自力更生、艱苦奮斗、勇于創(chuàng)新的愛(ài)國(guó)主義精神，將永遠(yuǎn)激勵(lì)我們?yōu)榻ㄔO(shè)繁榮富強(qiáng)的現(xiàn)代化祖國(guó)而努力！從某種意義上而言，詹天佑將學(xué)以致用奉為最高準(zhǔn)則，在學(xué)習(xí)西方科技的過(guò)程中始終伴隨自主創(chuàng)新，這對(duì)我們今天的工程教育有著太多的啟示。
(作者單位：東南大學(xué)STS研究中心) |