詹天佑(1861——1919）

詹天佑和京张铁路同仁在该铁路建成时合影（前排右三为詹天佑）

　　提要：詹天佑是中国首位铁路工程师，负责修建了“京张铁路”等工程，被尊为“中国铁路之父”、“中国工程之父”。詹天佑一生为我国的铁路事业做出了巨大的开创性贡献。1892年，在修建滦河桥时詹天佑大胆采用新方法建造桥基，成功解决了三个外国工程师无法完成的大难题；1902年秋，他担任新易铁路总工程师，排除困难，破除旧例，按时竣工；修建京张铁路时，他将一些发明创造有机结合起来，创造了当时铁路建筑史上的一大奇迹。詹天佑的科学创新精神，给后人留下了许多启迪，尤其对我们当今的工程教育有着重要的示范作用。

留学美国专攻铁路工程

　　詹天佑，字达朝，号眷诚。1861年4月26日(清咸丰帝十一年)生于广东省广州府南海县一个普通茶商家庭，他的祖籍在安徽婺源县(今属江西省)。少年时的詹天佑对机器十分感兴趣，常和邻里孩子一起，用泥土仿做各种机器模型。有时，他还偷偷地把家里的自鸣钟拆开，摆弄和琢磨里面的构件，提出一些连大人也无法解答的问题。1872年，年仅12岁的詹天佑到香港报考清政府筹办的“幼童出洋预习班”。考取后，父亲在一张写明“倘有疾病生死，各安天命”的出洋证明书上画了押。从此，他辞别父母，怀着学习西方“技艺”的理想，来到美国就读。
　　在美国，出洋预习班的同学们目睹了北美西欧科学技术的巨大成就，对机器、火车、轮船及电讯制造业的迅速发展赞叹不已。有的同学由此对中国的前途产生悲观情绪，詹天佑却怀着坚定的信念说：“今后，中国也要有火车、轮船。”他怀着为祖国富强而发奋学习的信念，刻苦学习，于1877年以优异的成绩毕业于纽海文中学业。同年5月考入耶鲁大学土木工程系，专攻铁路工程，并刻苦学习，以突出成绩在毕业考试中名列第一。
　　回国后，詹天佑满腔热忱地准备把所学本领贡献给祖国的铁路事业。但是，清政府的一些官员迷信外国，在修筑铁路时一味依靠洋人，不顾詹天佑的专业特长，把他派到福建水师学堂学驾驶海船。1888年，詹天佑几经周折，终于转入中国铁路公司担任工程师。从此，他便献身于中国的铁路事业。在以后的30多年里，詹天佑几乎没有一天离开过铁路，当时我国修建的每一条铁路，差不多都和他发生过不同程度的联系。此外，詹天佑针对中国早期铁路建设中的混乱局面，主张建立全国铁路统一的技术标准，首定工程规范；重视建立铁路行车营运的各种规章制度；重视西方科学知识与工程技术词语中文翻译的统一与规范等。其中，他所提倡的多项铁路工程标准一直沿用至今。长期的劳累，繁忙紧张的工作使詹天佑积劳成疾，于1919年病逝，终年仅58岁。

勇敢创新建成第一座铁路桥

　　1890年，清政府决定兴建一条关内外铁路(今天的京沈铁路)，总工程师是英国人金达。1892年夏，当铁路修到滦河时，需要建造一座横跨滦河的铁路桥，这是清末修建铁路以来的第一个高难度工程。
　　金达首先把修筑铁桥的任务包给号称世界第一流的英国工程师柯克斯。柯克斯没有进行认真勘查便草率选择工程地点，由于滦河水流湍急，桥基所在的河床流沙层很厚，打桩总是不能成功，桥墩更是屡筑屡塌。柯克斯无奈，将工程转包给要价较低的日本工程师，但他连桥桩都没打好，就被激流冲得无影无踪了。交工日期渐渐临近，金达又请来一个德国工程师。这个工程师仅凭主观猜想，武断地采用空气打桩法，结果也没成功，不得不“望河兴叹”。在走投无路的情况下，他们只得同意詹天佑来试试。
　　时年32岁的詹天佑勇敢地接受了历史向他提出的第一次挑战。詹天佑仔细察看了英、日、德三国工程师的施工现场，认真分析总结了三个外国工程师失败的原因，然后实地调查测量。他走入茅屋，向老船工询问滦河水流的变化情况；走进工棚，向有经验的老工人请教施工问题；深入工地，亲自勘测滦河多处的水深、流速、河床地质……掌握了丰富的第一手资料，经过缜密地比较，他重新选择了桥址。桥梁建造中最关键也最困难的是桥墩的建造。他勇于创新，大胆采用了“气压沉箱法”来建造桥基。“气压沉箱”就是在底节装一个有盖无底的密闭工作室的沉井。再并用中国传统的造桥方法，由潜水员潜入水底，配合机器操作，用沉箱双脚嵌入岩石，利用气压排除密闭工作室内的河水，让工人在密室作业，一座桥墩终于傲然挺立于激流之中。经过詹天佑和工人们在泥水里的摸爬滚打，桥基问题终于顺利解决了。
　　巧的是当晚降了一场滂沱大雨。从滦河上游涌来的滚滚浪涛，猛烈地向桥墩发起一次次的冲击，桥墩却宛如中流砥柱，纹丝不动。中国人终于依靠自己的工程师，成功地设计并建成了第一座铁路大铁桥。一个中国工程师居然解决了三个外国工程师无法完成的大难题，詹天佑渊博的学识、过人的胆识、实事求是的工作作风和勇于创新的精神，令外国工程师大为叹服，也让中国人扬眉吐气。
　　1894年，詹天佑被选入英国土木工程师学会，开始在国际上享有盛誉，他是中国工程师当选该学会的第一人。
　　滦河大桥长305米，是由中国工程师设计建造的第一座近代化桥梁，目前仍挺立在滦河之上，已经被作为文物保护了起来。

打破常规修建新易路

　　1901年清政府签订了《辛丑条约》，1902年慈禧太后结束逃亡返回北京，途中第一次坐火车，火车给她留下良好的印象。她提出，两年后要坐火车到清西陵祭陵，这样就有了为去西陵祭祀而专门修建的新易路(新城县高碑店至易县梁各庄)。1902年秋，直隶总督袁世凯任命詹天佑为新易铁路总工程师，责令他在6个月内完工，以免延误慈禧太后第二年清明祭陵。
　　尽管此路价值不大，却是中国人自修铁路之始，因此詹天佑仍是非常重视。詹天佑当时面临着许多困难：一是季节不合适，整个施工期都在冬天，正是北方天寒地冻之时；二是建筑材料短缺，而且运输十分困难；三是时间太短，工期紧迫。但是，他没有被困难所吓倒，而是一切从实际出发解决问题。接受这项工程后，詹天佑就开始进行周密的设计策划，他考虑到新易铁路不是干线，不会运行载重列车，而且只短期使用数次，因而他采用了权宜措施。首先破除了在外国铁路建筑中路基修成之后必须风干一年才能铺轨钉道的常规，而是对路基加倍下力气夯实，边修路基边铺铁轨，大大加快了筑路进度，缩短了工期。其次先暂时疏铺轨木，因为铺轨材料运输困难，但是又不能停工待料。再次岔道就借用关内外铁路的旧铁轨。最后采用木结构的便桥，因为沿路各桥梁的跨度不算太大，就暂时不造铁桥。
　　这些措施不仅为完成这项工程赢得了时间，而且为国家节省了很多财力和物力。修建此路期间，詹天佑每天工作都在15小时以上，亲自带领全体工程人员日夜施工，终于在1903年2月，仅用了4个月的时间就使这条单线准轨铁路竣工了。
　　虽然这只是一条短短的没有什么经济价值的临时铁路，但它给了詹天佑一个施展才华的机会，也使詹天佑增加了学识，积累了独立主持与组织指挥整条铁路的勘测、设计、施工的经验，同时大大鼓舞了中国人自建铁路的信心，为后来京张铁路的修筑打下良好基础。

科学创新修建京张铁路

　　1905年，清政府决定兴建我国第一条铁路京张铁路(北京至张家口)，英俄都想插手并威胁说，如果京张铁路由中国工程师自己建造，将不提供任何帮助。他们原以为这么一来，中国就无法建造这条铁路了。然而詹天佑毫不犹豫地接下了这个艰巨的任务，全权负责京张铁路的修筑。当时英国报刊讽刺说：“中国能够修筑这条铁路的工程师还在娘胎里没出世呢！中国人想不靠外国人自己修铁路，就算不是梦想，至少也得五十年。”詹天佑顶着压力，坚持不任用一个外国工程师，并表示：“中国已经醒过来了，中国人要用自己的工程师和自己的钱来建筑铁路。”
　　冒着被大风打入深谷的危险，詹天佑和工程人员一起，背着标杆、经纬仪在悬崖峭壁上定点制图。为了寻找一条理想的筑路线路，他常常骑着小毛驴在崎岖的山径上奔波。詹天佑白天翻山越岭，晚上则俯身在洋油灯下绘图计算。他制定了修筑此路越快越好的方针，以便及早完工，腾出力量支援别省自办铁路。开凿居庸关和八达岭两个隧道时，在没有新式开山机等设备的困难情况下，詹天佑创造性地采用两端开凿，中开竖井的施工方法，顺利解决了难题。为了克服陡坡行车的困难，詹天佑独具匠心，运用“折返线”原理保证火车安全爬上八达岭。詹天佑还根据山区筑路的特点就地取材，设计了许多具有民族特色、宏伟可观的石拱桥，实现了他自己提出的“花钱少、质量好、完工快”的要求。丰台铺轨第一天，工程队列车中有一节车钩链子折断，造成车辆脱轨事故，外国人借机嘲弄与讽刺。詹天佑顶住压力，认真研究改进车钩，选择了适合中国多山、地形复杂的自动式挂钩。这些发明创造的有机结合是当时铁路建筑史上的一大奇迹，充分展现出詹天佑的科学创新精神。
　　京张铁路在1909年9月全线通车。这项工程被交通业界认为是当时难度最大的工程，由于詹天佑带领全体员工发愤图强，高标准严要求，不但提前两年胜利完成，而且全路修筑费用仅是外国人估价的1/5，建筑成本每公里也只是外国工程师修建关内外铁路的一半。京张铁路不仅在当时贫穷、落后的中国来说是铁路建筑上之奇迹，而且在世界铁路史上也是前所未有的壮举。一些欧美工程师参观后啧啧称道，赞誉詹天佑非常了不起。
　　詹天佑是一位卓越的爱国科学家、工程师，永远是后世楷模。他那自力更生、艰苦奋斗、勇于创新的爱国主义精神，将永远激励我们为建设繁荣富强的现代化祖国而努力！从某种意义上而言，詹天佑将学以致用奉为最高准则，在学习西方科技的过程中始终伴随自主创新，这对我们今天的工程教育有着太多的启示。

(作者单位：东南大学STS研究中心)