蒸汽火车证明,不用马匹奔跑,出行也可以迅疾飞速;自行车证明,不用马车的遮篷,出行也可以私密得悄无声息。有可能二者兼有吗?有没有这样一种交通工具,可以像火车一样飞速奔驰,像自行车一样方便隐蔽,还能像马车一样在现有的道路上行驶?有一种方法发明家一直没有放弃,就是像屈尼奥和特里维西克所做的那样,在马车上安装蒸汽机。19世纪30年代,在大西洋两岸,蒸汽铁路的成功重新激发起人们对“蒸汽马车”的兴趣。英国城市甚至短暂尝试过几次提供蒸汽公共马车服务。但是出于种种原因,“蒸汽马车
”并没有流行起来。
第一,汽车在平坦道路上表现最佳,而这一条件在当时是很难满足的(以蒸汽为动力的交通工具在铁路上的表现要好得多,水上的明轮蒸汽船表现也不错)。第二,由于担心汽车所产生的噪声和烟雾,以及蒸汽机锅炉爆炸,城市当局对汽车也持不赞许态度。基于这样的原因,1840年,伦敦开始明令禁止汽车在城市道路上行驶,其他城市也纷纷效仿。第三,汽车不得不与铁路公司和驿站马车公司做斗争。这些公司的所有者担心,能够在普通道路上行驶的汽车会威胁到他们的生意。为了阻止汽车上路,他们游说议会,最终通过立法。最著名的限制就是英国于1865年通过的“红旗法案”,它要求每一辆“在高速公路上行驶的机车”都必须配有三名乘务人员,其中一人需举着红旗或灯笼走在汽车前面至少60码
的地方,以警示其他道路使用者汽车即将出现。这些规定使汽车失去与火车、驿站马车或公共马车竞争的机会,也阻碍了那些试图制造自行推动马车的发明家在研发机械动力交通工具方面的创新。
因此,最终从蒸汽火车中借鉴并应用到城市交通中的,是关于铁路的想法,而不是蒸汽动力。在城市道路上铺设轨道,供公共马车使用,这就是所谓的有轨马车或矿车。在铁轨上,而不是在高低不平的道路上运行公共马车,可以减少摩擦。这样,马能够拉动的货物更多了,同时也意味着,每辆马车需要的马匹更少了。运行成本降低,马车速度提高,票价大幅下降成为可能(通常不到传统公共马车的一半),从而促进有轨马车的乘客范围大幅扩大。从19世纪50年代开始,有轨马车就在欧洲和美国城市中流行起来,经常性地取代了传统公共马车服务。一位同时代的观察者认为,相比之下,传统公共马车被认为是“拖沓而恼人的”。
在纽约市,每年乘坐有轨马车的人次从1857年的2300万增加到1880年的1.61亿。当时纽约有超过136英里的马车轨道,用于有轨马车的马匹数近1.2万,马车有1500辆。铁路的出现再次产生了一种矛盾效果,让城市更加依赖马匹。有轨马车也开始影响城市的布局和扩张,尤其是在美国。由于有轨马车车次更加频繁,且价格低廉,城市内部区域间的快速连接更方便了,城市被划分为功能不同的商业区与住宅区的趋势得到进一步发展。
尽管有轨马车数量激增,蒸汽马车未能流行起来,但是将火车的速度与自行车的个人自由特征及灵活性完美结合的想法却从未消失。一些发明家决定不再在马车上添加蒸汽机,而是采用另一种方法:把发动机安装在自行车上。在自行车上安装巨大、沉重的蒸汽机显然是不切实际的,德国的一些工程师开始针对另一种发动机进行试验——一款19世纪50年代由比利时发明家艾蒂安·勒努瓦研发的发动机。蒸汽机的原理是将燃料燃烧产生的热量输送到注满水的汽缸外部,勒努瓦的发动机与蒸汽机不同,其原理是通过电火花点火,让燃料与空气的气态混合物在汽缸内燃烧,推动活塞。因此,这种设计被称为内燃机。勒努瓦将自己的几台发动机卖给工厂,用于为机器提供动力,德国工程师尼古劳斯·奥托见到了其中一台。
为了提高效率,奥托对勒努瓦的设计进行了几项改进,并成立了一家公司,将自己新研发的发动机卖给工厂。在随后的几年里,奥托一直在不断改进自己的设计。其中最值得关注的一项改进,就是通过在点火前让活塞压缩油气混合物(发动机使用的是一种被称为粗汽油的石油),并通过控制燃烧,使发动机的运行更加平稳。19世纪70年代末,奥托的公司每年已经能够销售数百台发动机,用于为工厂的机器提供动力。但是奥托无意将自己的发明应用于交通运输,这让他的工厂经理戈特利布·戴姆勒感到非常沮丧。因此,1882年,戴姆勒和他的朋友,奥托的另一名员工威廉·迈巴赫辞职,成立了自己的公司,生产车辆发动机。他们的目标是制造出更小、更轻的内燃机,并将运行速度从每分钟150转提高到几百转,从而提高功率输出。1885年,他们把自己新研发的小型发动机安装在一辆自行车上,戴姆勒17岁的儿子保罗在11月18日开着这辆车出去兜风,行驶了6英里。这是第一辆摩托车,也是第一辆由内燃机驱动的车辆。
就在这辆摩托车上路的时候,另一位德国工程师卡尔·本茨正在为自己研发的一辆汽车进行收尾工作。与戴姆勒和迈巴赫一样,本茨也曾将制造工厂固定式发动机的经验,应用到适用于道路交通的小型内燃机的研发上。他是一个自行车爱好者,却没有把发动机安装在自行车上,而是围着发动机建造了一辆大三轮车。他将这辆于1886年1月获得专利的三轮车命名为“机动车”(Motorwagen)。尽管是一辆三轮车,而且很大程度上这辆车还基于自行车部件(包括驱动链条和钢丝辐条车轮),但它被认为是第一辆现代汽车——因为它是第一辆从零开始围绕内燃机设计的在马路上行驶的车辆,而不是仅仅在原有车辆上添加引擎。这辆汽车能同时搭载一名司机和一名乘客,最高时速约为10英里。这辆汽车首次公开展示的时间是1886年7月,此时,戴姆勒和迈巴赫已经在一辆四座马车上安装了自己生产的发动机,创造了第一辆四轮汽车。和奔驰汽车一样,它的时速也只有10英里。戴姆勒和迈巴赫并没有自行制造汽车,而是决定成立一家生产发动机的公司,将发动机卖给生产各类汽车的厂家。
第一辆真正的汽车,奔驰专利机动车,诞生于1886年
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显然,为汽车铺平研发道路的是自行车,而不是蒸汽机。从字面意义上说也是如此。从19世纪80年代开始,骑车人开始为改善道路状况游说议会。在英国,骑车人在1886年成立了“道路改善协会”,随后发生了美国的“良好道路”运动。骑车人争取的另一目标,是解除对自行车的交通限制,比如在一些桥梁上的限制,以及在纽约中央公园(那里的道路专供豪华马车使用,是17世纪巴黎马路公园的“镀金时代”版本)的限制。路面更加平坦了,允许新型交通工具在公共道路上行驶的法律也相继出台,阻碍汽车后续发展的障碍被扫除殆尽。正如布鲁克林市长在1896年所说的,“在改善道路状况方面,自行车比其他任何形式的交通工具贡献都大,未来也会如此”。美国工程师海勒姆·珀西·马克西姆在回忆19世纪90年代的经历时说,自行车也“令人们想到在普通公路上独自进行长途旅行的可能性”,它“创造了铁路无法满足的新需求。自行车本身也无法满足它所创造的需求,人们需要的是机械驱动的,而非脚踏的交通工具。现在我们知道,汽车才是解决问题的答案”。