撰文：梁明德
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从二战结束到70年代初，世界各国的铁路经历了 “冰火两重天”；在公路运输和航空业突飞猛进之下，自由市场资本主义国家中，铁路面临着难以逆转的衰落和大量关停的命运；反而在中国等国家，铁路则得到长足发展，路线里程增长以 “万公里” 为单位。在两者之间，法国和日本等实行 “大政府大市场”、“有计划的资本主义” 的国家，则引领资本主义世界的铁路发展，由国有铁路部门主导了高铁的早期研发，进行了大规模的电气化和自动化，力图使铁路能够与公路和航空进行有效竞争。1973年石油危机以来，法、日铁路现代化模式逐步扩展到全世界，使得1979-2019年间的四十年，成为铁路重生和发展的黄金时期；而即便是对铁路发展态度最为轻蔑的美国，最近也出现强有力的左翼声音，要求推行以高铁建设取代汽车和内陆航机为中心的 “绿色新政”（Green New Deal）。然而，直到近年中国投资介入之前，西非、拉美等发展中国家则在这四十年间，面临资本主义世界铁路在早段时期经历的困难，即：人民收入增加导致汽车拥有量飙升、政府因经济被国际货币基金强迫自由化而减少对铁路公共投资，甚至实施全面关停等。即便如此，在中国 “一带一路” 强力投资下，埃赛俄比亚和肯尼亚等国都初步实现了现代化铁路的重建，发展中国家铁路事业又迎来了新的机遇。中国在短短几十年内实现了他国在两百年内的铁路发展，在十年间建成近三万公里高铁，以及与欧洲实现取道中亚的货运火车直通，更是铁路发展四百年来罕见的大事。
伦敦及东北铁路公司（LNER）最近引进时速225公里、由日本日立制造的 “东部”（Azuma）列车（左），特地从国家铁路博物馆借调在1938年7月创下蒸汽火车最高时速203公里的 “绿头鸭号”（Mallard）机车（右），以庆祝两代高铁跨越八十年的承传。
在这个 “大气候” 下，在铁路的祖国英国，最近二十年铁路发展的 “小气候”，也同样充满着冲劲和焦虑。成立于1948年的国营英国铁道（British Railways，下称 “英国国铁”）在1997年实施私有化和拆分，经过十年行政混乱之后，终于在2010年前后重新找到发展势头。目前英国铁路正处于大规模旧换新阶段，以新造车辆淘汰1970-80年代生产的车辆，以稍微缩减的规模稳健推行电气化和自动化。伦敦市早在2003年便于工党市长列文斯通（Ken Livingstone）推动下实行 “道路拥挤费”（Congestion Charge），目前收费为每天96人民币，迫使不少人放弃开车，改用铁路和公交车进城上班或消遣。伦敦地铁也在几条线路上实现了24小时无间断营运，舒缓深宵公交车的压力。
工党领袖科尔宾从伦敦前往纽卡斯尔会见选民
然而，大规模投资背后是英国工业实力和民众购买力的沦落：新购车辆几乎全数从欧洲大陆和日本入口，而被淘汰的车辆则代表英国本土工业衰落之前的最后产物。支撑大规模投资的是高昂得离谱的车费（在伦敦中央第一区，坐一站地铁票价为20人民币）和严重不足的班次，使保守党政府经常受到在野工党领袖科尔宾（Jeremy Corbyn）的指责。伦敦目前正在建造一条计划了几十年，从该市东北和东南部，到市西部以及希斯罗机场的 “X” 字形跨城地下铁路干线（Crossrail，后改名为 “伊利沙伯线” Elizabeth Line)。可是工程严重超支，且本来预算于2018年12月开通，现在看来至少要延迟到2021年或以后，使得有关部门受到政客和媒体猛烈抨击。
伦敦建造中的跨城地下铁路路线图
此外，铁路公司也深陷于劳资纠纷之中。2016年末至2017年初，南部铁路公司（Southern）试验由司机一人控制整辆列车，以让公司可以裁减列车长，结果酿成员工多月罢工，瘫痪了从伦敦到南部海岸的近郊和远程火车服务。2019年初，西南列车公司（South West Trains）重蹈裁减列车长政策的覆辙，导致员工连续罢工五天，从伦敦滑铁卢（Waterloo）总站到英国西南部的近远程列车服务全部瘫痪。工党科尔宾面对这些难题，直接在政纲里提出把铁路系统重新国有化。部分经营困难的私有铁路公司，例如伦敦东北铁路公司（LNER）最近也被运输部（DfT）接管，再次国有化。尽管如此，现在的英国铁路正在经历着一个 “小阳春”，是继第一次世界大战以前和两次大战之间的第三次 “铁路黄金时代”。英国铁路在1997年私有化以后，虽然经历了不少挫折，还是在国民出行里程占有率、安全系数、误点率等指数上有所改善，且私有铁路公司也跟国家部委逐步建立起有机结合的体系，比如最近的大规模换车计划，就是由运输部、由私有铁路公司执行的。伦敦东北铁路公司（LNER）尚在私有阶段时，便从日本 “日立重工” 买来一批城际高速列车，它们竟然起了一个日文名字 “Azuma”，本意是指日本本州岛东部地区，寓意列车行驶的英国东部地区。其实，为列车改名字，是英国铁路的悠久传统，也是其人文气息的体现之处之一。
20世纪黎明期的高铁：大西部铁路 “楚若城号” 机车在1904年打破时速160公里。
英国铁路的人文气息
在火车之前，地表上速度最快的东西大概是鸟类。在铁路建造之初，就有英国医生警告说，坐在速度过快的火车上会使人疯癫，甚至超过某一速度，人体便会自动解体；又说，时速45英里（72公里）才是 “绅士的速度”。然而在维多利亚时代，英国各铁路公司竞争激烈，所以在19世纪中期，英国城际列车速度普遍已经超过时速100公里（62英里)，这些迂腐言论也就不攻自破。在全社会适应了铁路和电报，追求物流和消息的传送速度下，火车也越跑越快。1904年，大西部铁路（Great Western Railway）“3440楚若城号”（City of Truro）机车在从朴里茅夫（Plymouth）到伦敦的干线上达到时速100英里（160公里），刷新了世界纪录 ── 而中国要到1997年才实现此速度。
(上）伦敦帕丁顿总站；(下）伦敦英皇十字总站。
火车站取代大教堂，成为工业革命的圣殿、文明进步的象征。两个修建于1852-53年的伦敦总站：大西部铁路的帕丁顿（Paddington）总站，以及作为哈利·波特出发车站闻名的大北部铁路（Great Northern Railway）英皇十字（King’s Cross）总站，都是车站建筑的代表作。前者长达两百多米的站台，完全由三个跨度介乎二十到三十米的拱形铸铁雨棚覆盖，中间镶上玻璃以透光，可以想象其对19世纪旅客的震撼。站台雨棚的铁骨设计精细，拱肩（spandrel）往往十分雕琢，镶上公司的标志。
站台雨棚铁骨拱肩两例：(上）埃里志（Eridge)，1868年；(下）克特仍（Kettering)，1857年。
英国的火车车辆设计，也跟世界其他地方差异甚大。英国是最早发展蒸气铁路的国家，1840年代便已经建成基本铁路网，且地势多山，需要隧道和弯道甚多，为了节省开支，英国的火车车辆断面和体积比欧洲火车要小一号，相比美国和俄罗斯的火车更是小上一半。最早设计铁路客车的人，都是建造马车的木工匠，自然把马车的规格和设计搬到铁路上。比如18世纪马车流行是四人或六人对坐的包厢，所以英国铁路客车最早的设计，自然也是把几个包厢并排而成，各有一道门，并不如欧美、中国的火车，有贯穿整个列车的走廊。这种没有走廊、乘客不能从一个车厢走到另一个车厢的客车，直到90年代初还在英国铁路上使用。另一项从马车设计搬来的特征，是英国铁路车厢两侧呈弧形。弧线的具体规格可以不一样，但鲜有两侧完全直板的设计；反而欧美和中国的客车，大多都是两侧直板的（高铁、地铁除外)，各位下次坐火车时可以留意一下。车身的弧线是英国铁路设计的标志之一。英国工业设计的淡然优雅之处，往往是体现在这些见微知着的地方。
(上)：18世纪的英国马车；(下）1990年代退役的电气化火车，保留了马车的弧形车身和包厢设计。
与历史上进行过社会革命的法、美等国不同，英国社会阶级分化和对立一直比较严重，国民的阶级意识浓厚，甚至达到一听口音便能猜到对方经济地位的程度。英国的火车似乎也反映着这样的社会结构。英国客车以前设头、二、三等。1844年，在政治家威廉·格莱斯顿（William Gladstone，后任首相）推动下，国会通过了 《铁路法》 ，制定服务最低标准。此前，三等车厢甚至不设上盖，任由乘客日晒雨淋，冬天常有人冷僵半死。1875年，中原铁路公司（Midland Railway）废除二等，得到其他公司响应，但三等的废除要到1956年才实施。有钱人和贵族经常坐比头等还高一级的 “普门”（Pullman）车厢。1859年，美国人佐治·普门创立普门客车公司（Pullman Car Company)，设计了世界首辆卧铺客车，并向欧美各国售卖装潢极为豪华的客车，1874年引入英国。普门专列都有名字，比如伦敦往南海岸有四列 “淑女” 专列，去布莱顿的叫 “布莱顿淑女号”（Brighton Belle)。普门豪华客车的标志配色是上黄白色、下咖啡色，上书PULLMAN字样；而且由于车厢起初是由美国入口，所以采用了美式工艺标准，车身两侧并没有弧度，是直板的，也从一开头便有贯穿列车的走廊，方便穿礼服的服务员走动。
普门豪华客车的外观和内观
英国的机车，虽是死物，也有社会阶级之分。人们所熟知并喜爱的，是牵引特快客车的机车，这也可以说是机车中的上流阶级。这些机车除了号码，往往都有自己的名字，比如大西部铁路在1927年设计的6000系机车也叫 “君王型”（King Class），下面31辆机车全部按照英国历史上的君王命名，比如6000号就是 “乔治五世”，6023号是 “爱德华二世”。1923年设计的4073系又称 “城堡型”（Castle Class），下面171辆机车以各地城堡或贵族人物命名（幸好英国并不缺城堡和贵族)。伦敦及东北铁路（LNER）1928年设计的B17系机车，又称 “足球员型”（Footballer Class)，以各地球会命名；本文稍后也会提到铁路公司和足球文化千丝万缕的关系。有些名字在机车被报废拆解后保留下来，移用在取而代之的柴油、电力机车，最近不少又移用在新造的动车组上。这似乎是英国和少数欧洲国家所独有的做法；中国的蒸汽机车虽然都有型号，如 “前进型”、 “上游型”、 “人民型”，但只有号码，基本没有专属机车的名字。当然，英国也有不少没有名字、不受关爱、默默无闻的机车，尤其是牵引货运列车、或是不出矿区的机车。客运机车颜色各异，奼紫嫣红，但货运机车基本只有墨绿或黑色。这些货运机车就像英国的工人阶级，尤其是矿工和火车司机，脸上抹了一层碳黑，缺乏上流社会的仪容，受社会蔑视。但大家心里都明白：没有这上千万工人（和数万辆货运机车）的日夜辛劳，为英国资本积累披星戴月、披荆斩棘，又何来上流社会的风流快活？
伦敦－中原－苏格兰铁路（LMS）“银禧型”（Jubilee Class）机车以殖民地命名，5611号又称 “香港号”。
(上）伦－中－苏（LMS）铁路6229号机车 “哈密尔顿女公爵”（Duchess of Hamilton），1938年； （下）默默无闻的矿区机车。
英国铁路的起源
世界上最早的 “轨道交通” 出现于古希腊。在希腊半岛中间，有一处在两边海洋之间陆地特别狭窄的地方，叫 “科林斯地峡”（Isthmus of Corinth，又译 “哥林多”)。为了让船只省却绕行希腊南部的麻烦，公元前600年左右便有人组织修筑了横跨地峡的6公里石轨道（Diolkos），船只可以放在车上运送到另一边海岸。轨道在希腊多次海战中发挥了重要作用，一直使用到公元一世纪，至今残存遗址。现代轨道交通的起源在16世纪的德国，轨道为木制，为便煤矿坑中推车而设。1604年英国中部诺丁汉 附近筑成 “沃拉屯车道”（Wollaton Wagonway)，轨道仍为木制，是为英国轨道交通滥觞。18世纪末至19世纪初，英国和欧洲出现了两场短暂的运输革命。首先是私有公司或政府大规模建造数千公里的长途运河网络；其次是大量建造公路，特点是多层结构、石块铺面、中间隆起以便向两侧排水（即所谓马克当 “Macadam” 建造法)。两者都只能解决运输量的问题；时速10公里以上的大量运输基本不可能，所以运河和公路的重要性，在1830年代铁路兴起以后很快便被取代。
(上）希腊科林斯地峡石轨道遗址；(下）1908年英国中部最后的马车轨道，可见 “L” 字形铁轨。
英国历史学家霍布斯鲍姆曾经形容，在铁路诞生以前的世界， “只要能到港口，便能通世界”。由于风力航运发达，很多时候消息、货物和人员经海路传送速度远快于陆路，甚至跨国传送消息，比从首都传送到内陆乡镇还要快。交通革命的契机是英国煤矿业在工业革命中的突飞猛进。18世纪开始，英国轨道开始改用更耐用的铸铁轨道，以承载更重的马拉运煤列车；当时的铁轨为方便普通马车行驶，是呈 “L” 字形而不是 “工” 字形。1802年前后，英国矿业工程师理查德·特里维西克（Richard Trevithick）改良矿坑的抽水蒸汽机，增加其气压，并连上车轮，放在公路上行驶。1804年，机车首次被放到铸铁轨上行驶，蒸气火车正式诞生，但其起初并不成功，因为机车远比木制煤车笨重，脆弱的铸铁轨往往难以承受。蒸汽机车花了十年，要到1810年代中期才开始在矿区普及使用。
特里维西克的公路机车 “喷气魔鬼号”（Puffing Devil，上）和铁路机车（下)复制品。
最早的铁路是设置在矿区内，由矿场自行使用。1803年伦敦南岸开通由马匹拉动车辆的 “萨里铁轨路”（Surrey Iron Railway），也是使用 “L” 型路轨，一匹马可以拉动55吨重的列车。这条铁路的创新在于开放让公众乘坐，以及对外受理商业货运，但其运作方式更像一条收费公路：允许普通马车在车站付费后使用路轨，并可以在任何一处离开路轨回到公路上。铁路开始成为 “公共交通”。1825年9月在英国东北矿区开通的 “斯托克顿和达灵顿铁路”（Stockton & DarlingtonRailway），使用 “工” 字形路轨，是世界第一条使用蒸汽机车的公共铁路。佐治·斯蒂芬逊（George Stephenson）设计的 “机车一号”（Locomotion No.1）达到时速24公里，证明了蒸汽动力可以应用于大规模长途运输上，斯蒂芬逊也因此被称为 “铁路之父”。该铁路开通首三个月，便运送了一万吨煤碳，正式开展了大量陆路物流的年代。铁路沿线的煤炭价格因此从1825年的每吨18先令（今天换算成人民币大概是乘以1500倍，即1350人民币；如果按购买力计算则当然不止此数）下降到1827年的8先令6便士（637.5人民币），可见铁路物流对商品价格和资本累积的效用多么大。
(上）1803年开通的 “萨里铁轨路”；(下）1825年9月26日 “机车一号” 牵引 “斯托克顿和达灵顿铁路” 的开通首发列车。
土包子工程师：佐治．斯蒂芬逊
我们今天一般把 “工程师” 想象为一群受过高等教育、精通数学、擅于以复杂方式解决疑难的高级技术人员。法国在1747年便设立 “国家桥路学院”（École nationale des pontset chaussées）训练工程师，开了工程训练专门学院的先河。然而在18世纪末、19世纪初的英国，很多不能负担高等教育的工程师都是 “倪志福式” 的、出身寒微、自学成材的工人；与其说他们是工程师，不如说是从传统工匠到现代工程师之间的过渡人物。其中的佼佼者便是刚才提到的 “铁路之父” 佐治·斯蒂芬逊。出生于1781年的斯蒂芬逊其实是个大老粗，父母都是文盲，其本人也是在18岁时，才意识到知识的重要，自费上夜校学会了读写和数学。斯蒂芬逊的父亲在矿场负责运作一台蒸气抽水机，佐治·斯蒂芬逊也因此当起矿场的工匠，在1814年参考抽水机设计，拼凑出他的第一台蒸汽机车，并且在接下来的十年间拼出20多台机车。1825年他为斯托克顿和达灵顿铁路设计的 “机车一号” 也是从矿区机车设计演变而来，结果使他一炮而红；斯蒂芬逊一下子从小矿场走向大世界。
佐治·斯蒂芬逊（右）及其儿子罗伯特
如前所述，在铁路出现之前，英国已经发生了大规模修建运河与公路两场交通革命。在棉纺重镇曼彻斯特与港口利物浦中间有两条运河，但都不是直达的，而是曲曲折折地把中间的小镇连接起来，且只能走最平坦的地形，结果50公里的路程弄成80公里长的运河，用马拉窄船（barge）从曼彻斯特走到利物浦，需24小时；公路马车虽然只需4小时，但载不了重的货物。运河公司于是坐地起价，受到两地商人的痛恨；他们在新生的铁路里看到了希望，并请来斯蒂芬逊测量路线。斯蒂芬逊深知自己训练不足，于是广收徒弟，由徒弟们负责最精准的设计工序；而幸好斯蒂芬逊也具有慧眼，请到不少人才，之前也把自己的儿子罗伯特（Robert Stephenson）送到爱丁堡大学接受正规高等教育，让他回来担任自己的得力助手。
查特沼泽（Chat Moss）上的利物浦-曼彻斯特铁路路堤
自从大规模修筑运河和公路的年代，英国国会便有法定权力，审批所有运河、公路、铁路修筑项目。要修一条铁路，该公司必须向国会提交法案，国会的项目委员会也对路线测量的水平有很高的要求，以确保方案可行；只有当国会通过法案，铁路公司才能进行征地等工作。于是利物浦－曼彻斯特铁路公司，便把法案和斯蒂芬逊测量的仔细路线图提交国会，斯蒂芬逊也被要求作为专家证人接受议员们的质询。铁路要经过一个叫 “查特沼泽”（Chat Moss）的地方。很多不齿于铁路崛起的运河工程师，都散播谣言说沼泽上走不了铁路。议员们于是质问斯蒂芬逊：这段到底怎么施工？斯蒂芬逊其实胸有成竹：挖两条平行的水沟，进行抽水，并在水沟之间以木头和石块垒起路堤，再由路堤自己下沉的重量，把沼泽地里的水彻底挤出来。然而到了国会议事堂，也许是因为紧张，也许是因为词汇不足，笨嘴笨舌、满口东北口音的斯蒂芬逊，只能战战兢兢地说：“把铁路浮起来。” 结果他遭到出身精英学校、身为律师的议员们的耻笑。”浮？怎么浮？哈哈哈！” 接下来发言的运河工程师，明显受过良好教育，口音也像个出身上流社会的人，马上借机猛烈抨击斯蒂芬逊的施工方案。铁路法案几乎因为斯蒂芬逊的失言而遭到国会否决。好不容易得到国会批准了，利物浦－曼彻斯特铁路又遇上一个难题。公司内的保守派认为，应该以不能移动的大型蒸气机，绞动钢索牵引列车，跟现在的香港山顶缆车差不多。为验证斯蒂芬逊坚持 “使用轮子上的蒸汽机车更好” 的主张，铁路公司在兰开夏郡的雨山（Rainhill）举行了一场 “机车赛跑” 比赛，斯蒂芬逊在内的五名发明家参赛，每人设计了一款形状各异的机车；其中有一台机车，竟然只是一匹马在连着车轮的 “跑步机” 上跑，结果马上被取消资格；其余有两台机车的锅炉是竖放而不是横放的。佐治和罗伯特·斯蒂芬逊两父子设计的 “火箭号”（Rocket）大获全胜，在一处陡峭的坡道上也能达到时速19公里，证明蒸汽机车完全能够胜任。
1829年雨山试验中入围的五款机车，图正上方为胜出的 “火箭号”，图左下角是 “无敌号”。
但斯蒂芬逊父子为了胜出，其实用了无耻的手段。当时参赛者之一是提莫西．哈克沃斯（Timothy Hackworth）所设计的 “无敌号”（Sans Pareil）机车，是斯蒂芬逊 “火箭号” 唯一劲敌。哈克沃斯也是有名的矿场蒸汽机车设计者，一样有十多年经验，但赚钱能力远不如斯蒂芬逊，自己没有条件制造一辆机车。哈克沃斯不虞有诈，把图纸送到斯蒂芬逊的工场，付钱让他们建造了 “无敌号”。比赛那天， “无敌号” 开车不久，汽缸便爆开了，蒸气大量涌出。尽管如此，半瘸的 “无敌号” 还是拉着25吨的列车，以24公里时速跑了两个小时。事后检查发现， “无敌号” 原来应该有22.2毫米厚的汽缸壁，竟然被斯蒂芬逊父子做成只有1.6毫米厚。但是赛果已定，米已成炊，斯蒂芬逊的 “火箭号” 获得批量生产，在棉纺重镇曼彻斯特和利物浦港口之间，拉动时速能达到50公里的客货列车，两个多小时便能直达，直接推动了英国的出口型工业革命；火箭号的基本设计，即横放锅炉、横放汽缸，成为此后一个半世纪蒸汽机车的基本型态，火车也成为了地表上移动得最快的物件。
威廉·赫斯基森被 “火箭号” 机车辗毙
1830年8月15日，利物浦－曼彻斯特铁路开通，曾打败拿破仑的军事元勋、保守党首相惠灵顿公爵（Duke of Wellington）亲临利物浦车站，乘坐首趟列车。斯蒂芬逊亲自担任司机，把列车开到时速48公里（30英里)。从未经历如此风驰电掣的惠灵顿公爵，在客车上连喊 “漂亮！” “不得了！” “飞得像炮弹一样！” 然而乐极生悲，铁路开通首天便辗毙了人，而且死者来头不小，是辉格党（后來的自由党）首领之一、利物浦国会议员威廉·赫斯基森（William Husskisson)。当时英国经济低迷，农业连年失收，辉格党领导着自由化运动，要求保守党政府实行男性普选，赫斯基森因此与惠灵顿公爵积怨极深。铁路开通那天，有人建议赫斯基森跟惠灵顿公爵藉此历史时刻，在中途站握手言和。中途站有两条轨道，惠灵顿公爵的客车在第一轨。赫斯基森打算横过第二轨，到首相的客车去。第二轨上忽然来了由 “火箭号” 牵引的第二趟列车，赫斯基森于是跑回第二轨旁边。恰在此时，有人从惠灵顿公爵的客车里招手，让赫斯基森赶快上车，赫斯基森于是再次飞跑越过路轨，结果被 “火箭号” 辗断左腿，不久死去。惠灵顿公爵的火车到了曼彻斯特车站，被数千名愤怒群众包围喝骂，有人甚至拿出法国的蓝白红革命旗帜挥舞，公然挑衅首相。利物浦-曼彻斯特铁路的出师不利，并不阻碍它成为极大成功，并引起欧美广泛仿效。英国马上出现第一次 “铁路狂热”（Railway Mania），大量私人公司向国会提出铁路计划。1832年英国粮食丰收，翌年国会通过批准成立股份制银行，保守党国会也通过了局部选举改革，这都极大刺激了市场发展，给铁路带来大量融资，1834-1835年于是成为第二次 “铁路狂热”，直到1835年农业失收、银行加息为止。斯蒂芬逊的时代来了；他担任 “伦敦-伯明翰铁路” 和在伯明翰－曼彻斯特之间的 “大交汇铁路”（Grand Junction Railway）总工程师，筹划从伦敦到利物浦的干线铁路。出身工匠的斯蒂芬逊是个典型的 “师傅”，独揽生意，独吞工程费用，分给徒弟们的报酬只有九牛一毛，且极具自卑感和控制欲，这就为他和徒弟们以及自己亲儿子的紧张关系埋下了伏笔。
(上）工程师约瑟夫．洛克；(下）钉在石块上的早期铁轨。
“大交汇铁路” 给斯蒂芬逊的工资是一年1500英镑（等同今天225万人民币)，而他的大助手、28岁的约瑟夫·洛克（Joseph Locke）只有100英镑（15万人民币），但要负责解决所有工程难题。洛克接受过正规工程训练，很早便提出了一套 “坡道理论”（Theory of Gradients），能测量出施工最便宜、坡道最适合蒸汽机车行驶的路线。斯蒂芬逊为 “大交汇铁路” 拟定出粗略方案后，便退居幕后，交由洛克主持精细测量；假如没有洛克， “大交汇铁路” 的线路根本测也测不出来。洛克的才华引来了师傅的忌妒，但到处招揽生意的斯蒂芬逊又无法不用洛克。1833年，斯蒂芬逊按照洛克的方案，提出修正一处的路线，以减省成本。董事局不但赞扬斯蒂芬逊，还把他的工资从1500英镑加到2000英镑。洛克极为不满，也要求增加工资；董事局不但批准把洛克的工资加到800英镑（150万人民币），还附带200英镑杂费；兴高采烈的洛克马上选好日子，跟订婚多时的未婚妻结婚。江郎才尽的斯蒂芬逊，在测量新铁路时错漏百出，多次需要洛克进行修正。有一次，斯蒂芬逊粗略设计了一条铁路桥，只给了包工头一些含糊的规格；洛克马上约上包工头，在早餐桌上清楚列出斯蒂芬逊的错误，迫使包工头把工程费用减少6000英镑（900万人民币）。又有一次，斯蒂芬逊负责在一座山两头钻挖隧道。挖到一半，洛克突然发现误差极为严重，中间不可能对接，于是力挽狂澜，纠正了隧道走线。自此以后，郁郁寡欢的斯蒂芬逊，虽然照样领受作为铁路总工程师的丰厚工资，却不愿再参与到铁路测量工作中，经常拒绝响应董事局有关技术问题的提问，又或者是拖延多月以后，才极不情愿地回信。1834年，“大交汇铁路” 董事局要求斯蒂芬逊提供路轨规格，遭到拒绝。其实斯蒂芬逊的方案来自矿区经验：把短铁轨钉在石块上。这根本不适合火车高速行驶。得不到斯蒂芬逊回答的董事局，决定减去他的一半工资，并把洛克升职为与斯蒂芬逊同级；洛克然后提出：以多条横放的木枕承托长铁轨 ── 这也成为日后一切铁路的标准。斯蒂芬逊抓住一切公开和私人机会，中伤洛克、放狠话，结果洛克精神崩溃，幸好得到新婚夫人的照料才康复过来，继续工作。1838年9月10日，全长370公里的伦敦-利物浦铁路干线终于开通。
伦敦尤斯顿（Euston）总站是往利物浦干线的起始处，车站门口的罗马拱门于1961年拆除。这项决定受到文化界猛烈抨击，是英国古建筑保存运动的开始。
“铁路狂热” 与 “铁路之王” 佐治·哈德逊
1840年鸦片战争之际，全英国已经有2400公里（1500英里）长的铁路，到1844年增至3437公里（2148英里)。1844年夏天起，英国金融界展开了大规模融资修筑铁路的第三次 “铁路狂热”，成为继1720年南海泡沫（South Sea Bubble）之后最大规模的股市泡沫。其实在第三次 “铁路狂热” 之前，英国一些有识之士，包括罗伯特·斯蒂芬逊和约瑟夫·洛克在内的不少铁路界领军人物，都指出铁路必然成为投机对象，政府应该介入进行监管，减少竞争，以保护既有铁路公司的发展前景；罗伯特．斯蒂芬逊也要求政府规管车费和铁路公司股息。同一时期，在海峡对岸的法国则采取 “有形之手”，由国家指导铁路网发展，先指定需要发展的线路，然后为线路进行招商引资；这种模式也受到一些英国铁路界人士支持。然而他们的争拗一直到1850年代中期还没有解决；深陷亚当·斯密“自由放任” 思想的英国财经界和政界，坚信政府应该鼓励无形之手，允许铁路公司进行最大程度的竞争，结果私有铁路公司提交国会的铁路法案数以千计；在某同一条线路上，竟然出现多达十九项重迭而互不相关的投资计划。幸好，跟大部分泡沫不同的是， “铁路狂热” 中提出修筑的铁路共有15300公里，虽然其中不少都没有成事，但也有大量过关的方案，铁路里程最后增加了一万公里，为英国创造了大量工业资产，打造了基本物流网络。
1860年代的三等 “国会列车”
1844年夏天第三次 “铁路狂热” 的出现，跟上文所述、由威廉·格莱斯顿在国会推动的《铁路法》有关。该法规定了铁路最低服务标准，包括车费不得少于每英里一便士、车速不得低于时速19公里、三等乘客必须有座位、每人可以携带25公斤（56磅）的行李，条件比现在的 “廉航” 还要好。及至1850年，铁路乘客总旅程的55% 都属于这些 “每英里一便士” 的 “国会列车”（Parliamentary Trains）。但是《铁路法》同时修正了 “铁路公司在向国会呈交计划前，必须持有等同于股本10% 的现金押金” 的规定，把押金减为5%，并废除了 “押金须由三分之二股东筹措” 的条款。由于股票可以成为借款抵押品，新规定马上鼓励了疯狂的铁路投机。而因为修筑铁路计划深入乡间，英国立刻出现全民下海炒股的现象，很多本来与投机无涉的人，都把铁路股票视为保值、增值的途径，上至公爵夫人，下至寡妇、少女、牧师、军人、裁缝，都纷纷购买铁路股票。在金融业缺乏监管的情况下，英国各地大大小小的市镇都出现股票行，商人向小市民以现金高价购买地方铁路股票，然后拿到大城市炒卖。铁路公司的宣传也越来越不负责任，把铁路所经过的崎岖险要地势描写得越平坦越好，以起建筑可不费吹灰之力、无需高昂经费的假象。有铁路公司甚至宣称，建造过程中所开采的石材， “可以完全抵销建造费用”；如果属实，那些石材的价钱，恐怕比黄金还贵。
“铁路狂热” 中，铁路公司代表争相把计划呈交国会。
在全民下海炒股风潮中，出现了一个叫佐治·哈德逊（George Hudson）的传奇人物。哈德逊被称为 “铁路之王”，在高峰期控制占全国四分之一铁路，共一千六百余公里，分属十多家铁路公司，代表了总值一亿英镑（1500亿人民币）的投资，并源源不绝把无数铁路计划，送到被他贿赂的国会议员跟前。哈德逊出身农家、推销员，只受过很少正规教育，所以跟佐治·斯蒂芬逊惺惺相识，关系密切，一起大搞矿场、铁路投资；哈德逊管钱，斯蒂芬逊既管钱也管技术。哈德逊的第一桶金，来自哄得老板临终时给他一大笔遗产。他后来从政，参加了保守党在东北城市约克 的党部。当时英国并没有秘密投票制度，投票方式是在一大群人中喊票，而且尚未有针对选举舞弊的法例。自由派的辉格党 一贯请来流氓恶棍恐吓、毒打保守选民，但精明的哈德逊却花钱大规模买票，大搞舞会、万人宴。结果他成功为保守党攻城略地，也替自己广结良缘，于1837年当选约克市长，以他的东北口音喊出口号： “把所有铁路都拉到约克！”（Mek al’trailways cum t’ York!）
佐治·哈德逊
控制一千多公里铁路的哈德逊，做了一件只有他才能做到的事情：设立 “铁路清算所”（Railway Clearing House)。铁路清算所是做什么的呢？简单来说，在它设立之前，如果从A到B是一家铁路公司，B到C是另一家，那么从A坐车到C，就必须在B那里买到C的车票，不能在A直接买到C的车票。要是人坐车还好，但物流就很麻烦。有次，某贵族要从A送一匹马到C，结果在B车站的两家公司的人员都不愿处理，该贵族只好派仆人到B车站付运费，并且亲自把马从一家铁路公司的货车拉到另一家公司的货车。铁路清算所彻底解决了这些难题，实现了全国联运。自此以后，从A站可以买直通到C、D、E等国内任何一处的车票，或者办理A到C、D、E的货运，然后由铁路公司的代表在清算所中，按照乘客和货物使用了各公司多少英里的路段，决定该项收益应当按照怎么样的比例分派给相关的公司。为此，铁路清算所聘有专门制作地图的人员，图上清楚标出每家公司每段铁路的准确里程、交汇点具体位置等信息。清算所成立之初有九家公司，其中六家由哈德逊控制，所以清算所局部解决了自由市场制度下，缺乏政府引导铁路统一发展的缺陷。
清楚标出各公司里程的铁路清算所地图，现在是进行铁路历史研究不可少的工具。
1844年6月18日，哈德逊所控制的中原铁路公司（Midland Railway）首趟列车从伦敦尤斯顿（Euston）总站经约克出发到纽卡斯尔（Newcastle)，用9小时走完马车需要36小时才能完成的485公里，平均时速为54公里，震撼全国。哈德逊为了阻止其他铁路与之竞争，手段包括买下对方必须途经的大片土地。 在哈德逊以前，历经航海、运河、公路、铁路四次交通革命的英国商界，本来已经具备严谨的会计制度，然而哈德逊最痛恨条条框框，下令自己的铁路公司废除会计系统，所有的数字只能存在于他自己的脑海里，不能见诸文字，也不接受审计师（核数师）监察。收惯了10% 股息的股东们也对此爱理不理，甚至受 “每位股东都是对自己负责的审计师” 这条咒语紧箍着。一些经营不善的铁路也主动邀请哈德逊出任董事，比如濒临破产的东郡铁路公司（Eastern Counties Railway）请到哈德逊之后，马上宣布可以派息10%，使从未收过分文股息的股东欣喜若狂。
哈德逊竞选新德兰国会议席海报，”哈德逊” 机车拉着 “新德兰”、“繁荣” 和 “贸易” 车皮。
哈德逊名下铁路的财务状况，于是成为英国商界上下都无意戳破的一个骗局。在哈德逊圈子内的人，不久便开始对他产生警惕，佐治·斯蒂芬逊从1845年也开始疏远哈德逊。1847年铁路狂热崩盘，哈德逊再也无法派出丰厚的股息。1849年2月15日，中原铁路公司举行股东大会，在股东们的愤怒质问下，哈德逊承认操控账目；在2月28日东郡铁路公司的股东大会上，哈德逊更被迫承认自己从来都没有建立清晰的账目，且一直以来都是在股东们筹集的股本之中挤出派息的钱，所谓 “派息10%” 根本是个庞氏骗局。”铁路之王” 神话幻灭，破产的哈德逊潜逃外国避债，到1870年国会废除破产者徒刑以后才回国，翌年病逝，出殡当日万人空巷。哈德逊是自由放任投机的写照，但他以一人之身，推动了全国铁路干线统一发展，在英国铁路史上留下了不可磨灭的功劳。
1828年1月12日，在伦敦泰晤士河的河底，一群工人正在近乎漆黑的隧道工地中奋力挖掘。这已经是泰晤士河马车隧道施工的第三年，但工人们挖掘进展非常缓慢，每天平均只有三到四米，而且去年（1827年5月18日）已经发生过坍方，工人们都犹有余悸。突然，隧道墙壁在哗啦一声中又土崩瓦解，河水源源不绝涌入。人群拼命向紧急出口奔跑，但跑到那里才发现门竟然被反锁，六名工人当场淹死。另一人则跑到一个平常被反锁的出口，往死里敲门。幸好包工头刚好在门外不远处，在听到慌张的敲门声之后，马上跑去拿了一把斧头，把门劈开。好不容易劈开了门，那个男人也随着大股洪水被冲出门外，但已经失去了知觉。包工头和其他工人连忙搧他的耳光，按压他的胸口，那人 “咳咳” 几声，吐了一大口水，才慢慢醒了过来。
凿船虫和隧道挖掘盾（Tunelling Shield)，是现代隧道钻挖机的始祖。
这个大难不死的人叫伊桑巴德·铿顿·布鲁内尔（Isambard Kingdom Brunel），日后将成为大西部铁路（Great Western Railway）总工程师。在2002年英国广播公司举办的 “最伟大的一百名英国人” 评选中，伊桑巴德．布鲁内尔名列第二，仅次于丘吉尔。泰晤士河隧道（Thames Tunnel）是他父亲、法国裔工程师马克·伊桑巴德·布鲁内尔 （Marc Isambard Brunel）负责的项目。从1799年开始，便一直有人尝试在伦敦东边船坞区钻挖马车隧道。上文提到的蒸汽机车发明者理查德·特里维西克（Trevithick），也在1805年投身于此计划。然而伦敦土壤属松软的黏土，不能像花岗岩般支撑隧道壁，造成施工上的极大困难，迫使特里维西克放弃计划。1818年，马克．布鲁内尔据说是受到啃食木船壳的凿船虫（Teredo navalis）坚硬的头部所启发，提出 “盾构法”，即在隧道挖掘前方筑起一个三层的木框，每层都有工人挖前方的泥土。挖了一段距离后，再把木盾往前推，然后马上在木盾后方砌起砖墙；如此每天向前挖三四米，也砌三四米的砖墙，直到整条隧道完成挖掘为止。泰晤士河隧道最后挖了整整18年，在1843年才开通，其本来是供马车行驶，但耗尽金钱的隧道公司，竟然无法提供修建供马车进出隧道的坡道。这条筹建了40多年的隧道，最后只能供以楼梯进出的行人使用，内里的漆黑环境以及众多暗角，更是使它成为娼妓和小偷的工作场所。1865年，东伦敦铁路公司（East LondonRailway）收购泰晤士河隧道，把它改成一条地铁隧道。2010年，地铁（Underground）东伦敦线被改组为 “地上铁”（LondonOverground）的一部份，此隧道仍在使用中。
1843-1865年作为行人隧道的泰晤士河隧道，今天是地铁隧道。
上文提到的英国史学家霍布斯鲍姆(Hobsbawm），把1789年法国大革命到1914年第一次世界大战之间的时期，称为 “长19世纪”（Long19th Century)。布鲁内尔家族就是长19世纪的产物，且几乎所有人都有大难不死的好运。马克·布鲁内尔1769年出生于路易十五治下的法国，是第二子。按照天主教法国传统，第一子承继父业，第二子通常要当神父，于是马克在11岁就被送到修道院。痛恨古希腊语和拉丁语课、但热爱画图和数学的小马克，最后并没有如家庭所愿，在修道院得到教化，反而学到了木工技术，并于1786年参加了法国海军。1789年法国大革命爆发时，马克正随海军派到外地。1792年，马克所在的护卫舰解散人员；深受帝制军事思想洗礼的马克回到鲁昂（Rouen)，马上对大革命后的政治产生反感，并在巴黎鲁莽地公开演讲，预告革命独裁者罗伯斯庇尔（Robespierre）必将败亡，结果被当局追缉，需要流亡出国。
马克．布鲁内尔（Marc Brunel）和他的美国国会大厦设计
在鲁昂的时候，马克认识了一位来自英国的家庭女教师苏菲亚·铿顿（Sophia Kingdom)，两人开始交往。但马克不久便要逃亡，登上 “自由号”（Liberty）帆船前往美国，被迫把苏菲亚留在鲁昂。在罗伯斯庇尔的红色恐怖下，苏菲亚被诬为英国间谍，遭到逮捕，每天都在等待处决。1794年7月27日，恐慌的国民议会通过打倒罗伯斯庇尔，并在翌日把他送上断头台，史称 “热月政变”（Thermidorian Reaction），苏菲亚也因而获释，翌年回到英国。流亡美国的马克，则担任纽约市总工程师，并曾经参加美国国会大厦的设计比赛，但方案并没有获得采纳。1799年，听说苏菲亚尚在人世的马克赶往英国，两人于1799年11月1日成婚，并于1802和1804年诞下两名女儿。
惠灵顿公爵
马克听说，正与法国海军战斗的英国海军，每年需要十万个滑轮，但全部都只能手工制造。精通木工、深明工业革命批量生产理念，且痛恨法国革命政权的马克，发明了一台无需熟手工人操作的滑轮组件制造机，得到英国海军采纳，出资在海军军港朴次茅斯建立一所有45台机器、年产十三万个滑轮的工厂。1806年4月9日，伊桑巴德．铿顿．布鲁内尔在朴次茅斯出生。然而马克并不精于营商，于1821年5月被颁布破产令。当时在英国，破产者必须坐牢，直到能够清偿债务为止，家人也可以在牢中陪伴。习惯了跟马克出生入死的苏菲亚，陪着马克坐了88天牢。在牢里，马克写信给俄国沙皇亚历山大一世，希望去圣彼得堡为俄国政府效劳，包括在圣彼得堡涅瓦河底修筑隧道。英国政界重量级人物如惠灵顿公爵，深恐英国将失去马克这位富有才华的工程师，施压要求当局介入。最后政府决定出资五千英镑，清还了马克的债务，把他释放。由于有马克这位父亲，伊桑巴德·铿顿．布鲁内尔（下称布鲁内尔，因其远比父亲有名）的工程训练水平起点非常高。相比起出生于1781年的佐治．斯蒂芬逊，布鲁内尔晚了一辈，反而跟出生于1803年的罗伯特．斯蒂芬逊和出生于1805年的约瑟夫．洛克同属一辈。这一代工程师的共通点，是他们都诞生于从事工程的家庭，受过正规工程训练，并且浸淫在工业革命中 “主宰自然”、“人定胜天” 等理念之中，极具进一步推进大型产业化的野心。他们是上升之中的社会阶层。如果说在佐治．斯蒂芬逊年代，流行科学想象还停留在牛顿物理，那么在布鲁内尔、洛克等人的年代所流行的政治哲学，已经是提倡以基础设施连接世界、按科学原理发展社会、由产业阶级代替贵族执政的圣西门主义（Saint Simonianism），以及由出生于1798年、曾任圣西门秘书的奥古斯特·孔德（Auguste Comte）所发展的 “实证主义”（Positivism）。这些哲学虽然都是在法国首倡，但也对英美有一定影响，尤其是因为英国上流社会中，不少人精通法语，包括布鲁内尔。圣西门主义者也推动了英国的激进政治，与罗伯特．欧文（Robert Owen）等深信工业革命理念的英国空想社会主义者有联系；当中的不少人本来就深受边沁（Jeremy Bentham）的功利主义（Utilitarianism）影响。
伊桑巴德．铿顿．布鲁内尔（Isambard Kingdom Brunel)
小布鲁内尔初出茅庐、一鸣惊人之作 “克利夫顿吊桥”（Clifton Suspension Bridge），却因为种种原因，在他死后才得以完成。1828年泰晤士河隧道意外后，布鲁内尔到西部港口布里斯托 休养。布里斯托并不是海滨城市，船要通过流经该市的艾芬河（River Avon）出海，但由于河道够深，使得内陆的布里斯托，得以成为海军和商船躲避大西洋风暴的良港。休养中的布鲁内尔，听闻该市一直想在市西部克利夫顿修建一条跨河公路桥，打通西部公路交通。然而海军当局所设的条件极为苛刻：桥面必须离开水面30米，以便大型帆船通过。1753年布里斯托商人威廉．维克（William Vick）临终时在遗嘱规定，遗产内的一千英镑（现相当于150万人民币）成立基金，当利息达到一万英镑时，就要公开招标建造跨河大桥。1829年，基金总额已经达到八千英镑，但18世纪的工程师提出的大部分方案，都是建造大型的石拱桥，其规模显然超乎任何其他同类桥梁，且其造价大概在基金的十倍（八万英镑）以上。基金的管理者于是举行比赛，奖金为100几尼（“guinea”，100几尼即105英镑，现为人民币15.8万）。布鲁内尔决定参赛。
克利夫顿吊桥
布鲁内尔有可能是参考了由英国著名公路工程师托马斯．特尔福德（Thomas Telford）所设计、于1826年开通、桥面高度同为30米的梅奈海峡公路吊桥（Menai Suspension Bridge）。他提出在艾芬河上修建一条铁链（不是现在一般的钢索）吊桥，铁链两头以两座仿埃及风格的桥堡所固定。评审委员会找到特尔福德，要求他在五个筛选出来的方案之中挑选出胜出者。然而特尔福德却借故把五个方案全部否决，然后提出他自己的吊桥方案，造价高达52000英镑。布鲁内尔于是提出了一个便宜一万英镑、跨度宽六倍（214米）、桥面高达76米的吊桥方案，并且发动报刊舆论攻势，又亲自拜访评审委员进行游说，成功争取到委员会接纳他的方案。然而该桥在1831年开工后不久，国会上议院否决了选区改革法案，使布里斯托发生一场连续三天的暴乱，摧毁了该市的商业，桥的工程也只好一直烂尾；直到布鲁内尔在1859年去世后，才有人提出把桥修完以作纪念。刚好布鲁内尔所设计的一条跨泰晤士河的人行桥需要拆除，改筑为铁路桥。这条人行桥的铁链于是被移用于克利夫顿，吊桥最后在1864年开通。
大西部铁路起初的路线，图右是伦敦，图中央红线末端是布里斯托，左上方是威尔斯。
布鲁内尔从此与布里斯托的商人阶级结下不解之缘。迅速复原的布里斯托需要一个直达首都伦敦的交通方案，商人阶级也把希望寄托在铁路这种新科技上。1833年1月底，布里斯托各商业单位召开大会，成立 “布里斯托铁路委员会”，本来打算价低者得，邀请布鲁内尔跟其他几名工程师竞赛，提出最便宜的方案。其中一位参赛者是一名煤矿铁路工程师，必然会按照矿区标准和经验，提出一个极为便宜但不适合高速、高运量城际运输的铁路方案，并且必然胜出。布鲁内尔闻讯后，不厌其烦地屡次拜访铁路委员会内的布里斯托码头代表，又写报告据理力争，认为不应该举行一场价低者得的比赛，并提出自己的路线方案：一条坡道极少、适合列车高速行驶，且预留向西北的威尔斯方向发展的路线。在拉锯两个月后，铁路委员会经过激辩，以一票之差通过由布鲁内尔担任铁路工程师；布鲁内尔也把铁路改名为 “大西部铁路”（Great Western Railway,“GWR”）。此后一百多年， “GWR” 将成为英国铁路一张亮丽的名片 ── 平均时速最快，运量吨位也最多。
“大东号”（SSGreat Eastern）明轮船
布鲁内尔的野心，并不仅仅是在英国修筑铁路那么简单。可能是因为他父亲有过流亡美国的经历，布鲁内尔也有着横跨大西洋的情意结；他要让由伦敦以铁路直达的布里斯托，成为通往美洲的大港，而 “大西部铁路” 所指的也不仅是英国的西部，而是整个欧洲以西。布鲁内尔甚至想象，荷兰、比利时、德国等地的欧洲旅客，会先乘船到英国东部，坐火车到布里斯托，然后上船到美洲；相比直接从鹿特丹乘船出发，如此可以节省几天时间。布鲁内尔在1838、1843和1858年设计了三艘巨型蒸气明轮船（paddle steamer，即以船旁侧的机轮而非后方螺旋桨推动），分别叫做 “大西号”、”大不列颠号” 和 “大东号”（因其巨大，原称 “利维坦”Leviathan），每次都创下船体最长的纪录，分别是72、98和210米； “大东号” 更是维持此纪录到20世纪初。仅有750马力的 ”大西号” 西行纽约需时13天，回程仅需12天6小时；而具有8000马力的 “大东号” 把这进一步缩短到8天6小时。在结束短暂的客运生涯后， “大东号” 在1865年负责铺设了第一条大西洋海底电报线。
（上）2140毫米宽轨和1435毫米标准轨的混合轨道；（下）布鲁内尔设计的轨道木桩和长条木枕。
为了成为横跨大西洋的巨大交通枢纽的一部份，布鲁内尔决定要让 “大西部铁路” 成为一条名副其实的 “高铁”；而他第一项决定，就是让 “大西部铁路” 用上 “宽轨”。此前由斯蒂芬逊父子修筑的铁路，轨距统一为1435毫米（4英尺8吋半）；这也是日后绝大部分国家的铁路，包括中国、美国、欧洲所使用的 “标准轨距”（Standard Gauge）。4英尺8吋半看来是个很奇怪的标准，其实它的历史极为悠久；罗马帝国时期在英国和欧洲大陆所筑的公路，就设定了两个车轮之间有大概4.5英尺的距离，这大概能容纳一匹马。到了18世纪大规模修筑公路和马拉铁路之际，4英尺8吋半加上车轮自己的宽度，大概就是5英尺，是一个很合理的规格。但布鲁内尔认为，这种轨距来自矿区铁路，顶多适合时速50公里左右的列车。如前文所述，火车客车起源于四轮马车，顶多能坐六个人；布鲁内尔也把他的铁路客车，想象为四轮马车。问题在于，假如车体是在车轮之上，车的重心过高，高速进弯道就会翻车；所以再往上提速的话，必须用宽三分之一的路轨，使得车的重心可以往下移，如此才可以更快进入弯道。他预想：2140毫米（7英尺又1/4吋）宽的轨道，就可以允许车体放在车轮之间而不是上面 ── 换句话说，是车轮夹着放得很低、接近地面的车体，如此就可以用更大的轮子，意味着可以旋转得慢一些，减少因摩擦而造成的轴承（bearing）过热。布鲁内尔又觉得，约瑟夫．洛克所设计的轨道 ── 在横放木枕上放长铁轨 ── 也不适合高速列车。布鲁内尔的设计是：把轨条放在长条型的木枕上，木枕之下打一条深入泥土的垂直木桩。木桩的头是削尖的，镶以铁锋，像一根长矛，由筑路工人手打进地里，理论上可以打到岩石层为止。
大西部铁路的六轮宽轨客车
不幸的是，布鲁内尔彻底失算了。客车车体有六米长，下面只有四个轮子，两条轮轴之间只有两米距离，走起来一点都不稳定。除了最初的几辆客车之外，其他的客车都回归传统铁路客车设计：即车体基本上在车轮之上，并且设有六个轮子，以增加稳定性。这就彻底否定了采用宽轨的最重要原因：降低车体重心。此外，布鲁内尔别出心裁设计的轨道，稳定性取决于垂直木桩能否承托每天数以百趟的列车。结果发现，很多木桩并没有打到岩石层，下面还是泥土，且会因重压而移位，使得一条水平的轨道也高低起伏不定。结果大西部高铁，坐起来倒像过山车，时人形容其列车像是风浪中的一艘船，弄得乘客老是晕车。虽然大西部铁路采用动轮直径达2.44米的高速机车，使它的列车速度远比其他铁路要快，在1845年就已经达到平均时速72公里，但宽轨标准对其他公司基本没有吸引力，英国其他铁路大多继续按1435毫米标准轨距兴建 ── 也就是所谓的 “路径依赖”（Path Dependence）的经典例子。这就为铁路联运造成严重问题。
在两个轨距交汇的格洛斯特车站，移送货物的混乱情景。
布鲁内尔在铁路建设之初，曾向国会信誓旦旦地宣称：在宽轨线路连接标准轨线路的车站，只需要安装一个简单的装置，便可以在两种列车之间移送货物 ── 他想象的大概是类似于现代的码头吊运货柜的系统。但这套系统从来没有实现；在两轨交接的格洛斯特（Gloucester，又译 “告罗士打”），在列车之间移送小包小包的货物，结果往往是一片混乱，成为铁路管理者和商人的噩梦。大西部铁路的客运列车，也无法通过联运安排，直通其他铁路，只能自成一角，严重局限了该公司业务的发展；旅客在英国东部登岸，乘直通火车到布里斯托的梦想，自然也不能实现。由于轨距不同，大西部铁路还要跟其他的公司划分势力圈。其中，中原铁路公司和伦敦西北铁路公司（London & North WesternRailway，由伦敦-伯明翰、大交汇、利物浦-曼彻斯特三线合组）比较爽快，但伦敦西南铁路（London & South WesternRailway）则不愿交出康沃尔（Cornwall）地区，结果两家公司在国会发生 “轨距战争”（Gauge War)。政府组成 “铁路轨距皇家委员会”（Royal Commission on RailwayGauges)，向各铁路工程师提出6500条问题，经过大量调查后提出建议，最后由国会通过 《1846年轨距法》（Gauge Act)，规定所有新建铁路采用1435毫米轨距 ── 仅大西部铁路除外。
大西部铁路的高速客运机车，中间的动轮直径达到2.44米。
然而布鲁内尔还要继续折腾，虽然每次都是出于真心好意。在蒸汽机车出现之初，便已经有很多人惊讶于它的肮脏、烟雾和声浪，其中不少批评言论更是预示了一个多世纪以后的环保思想。大型蒸汽机的发明，使得大量、持续地制造真空变得可能。19世纪初，英国真空器械发明家佐治．蔑德赫斯特（George Medhurst）提出几种以真空拉动的交通工具构想：建造不同大小的真空管道，小的管道可以容纳一个能放信件和小体积货物的容器，时速可达160公里；大的管道是椭圆形的，高6英尺（1.83米）、宽5英尺（1.52米)，里头允许放一辆载客或载货的小车，在路轨上行驶，动力来自每隔十英里设置的一所抽气站，内有一部180马力的蒸汽机把管道内的空气抽出，形成真空；说它是一部巨型吸尘机也不为过。这套小管道系统经过苏格兰工程师威廉．梅铎（William Murdoch）在1830年代改良后，于1870年代起被应用在巴黎，以便要发送电报的市民，可以迅速把手写讯息投递到电报局。系统使用了一百多年，到1984年才停止服务。大型载货真空管道的构想，则在1863-1874年由英国邮政采纳，在尤斯顿总站到西北区邮政局（North West District PostOffice）之间的地底管道运送邮件，以避开路面交通堵塞。虽然美国创新实业家马斯克（Elon Musk）很可能没听说过这套系统，这实际上是他所提出的真空 “超级高铁”（hyperloop）的元祖。
(上）巴黎的真空管道网，1971年；（下）英国邮政测试真空载货管道。
蔑德赫斯特还在1827年提出外两种真空交通方案：一、把一条直径2英尺（61公分）、上有2吋（5公分）开口的真空管道放在公路中间，内有活塞，连着穿过开口的钢缆，以牵引客车；二、把真空管道置于两条路轨间、列车之下，以活塞牵引钢缆，拉动一辆载客12人的列车，以时速32公里行驶。在蒸汽机车尚未 “完胜” 的1827年，真空管道是一套同样可行的方案，只不过每英里（1.6公里）造价高达12000英镑（1800万人民币)，足以令人却步。由于所需投资极大（包括抽气机房)，1830年代的数次真空铁路试验，都因财政原因无以为继，直到1840年在伦敦－伯明翰铁路支持下，才由工程师萨穆达（Samuda）兄弟成功进行试验，以时速57.6公里拉动一辆载客75人的客车。
两条路轨之间的真空管道，活塞上连着车厢，管上方的气阀平时保持关闭。
真空铁道技术（正式叫做 “气压铁路”，atmospheric railway）自此得到铁路界承认，成为可行方案，法国巴黎、爱尔兰都柏林都有铁路公司采用这项技术；然而当时蒸汽火车已经成功运行十多年，要说服铁路公司改用真空技术并不容易，真空铁路必须证明自己具有无可挑剔的优越性。标准既然设得这么高，真空铁路从第一天就深陷于 “修昔底德陷阱”（Thucydides's Trap)。1840年试验后，从伦敦往南到克罗伊登的铁路（London & CroydonRailway）发现其蒸汽机车难以应付一段1比100（1%）的坡道。萨穆达兄弟于是向该公司提议安装真空管道，并计算出成本仅为建造大型蒸汽机车的一半，且可以每15分钟以时速48公里牵引一趟60吨重的列车。真空铁路技术终于有大展身手的机会，并在1845年10月底成功达到时速120公里（75英里），且运作上基本完全宁静，只能听到列车呼啸而过的风声。真空铁路技术远远超前于蒸汽火车，成为1840年代名副其实的 “高铁”！
巴黎的真空 “气压铁路”，管道在路轨中间。
迎难而上的真空铁路技术屡次获得极大成功；这也吸引到布鲁内尔的注意。他在1840年就自行做了一些真空铁路的试验，并初步认为技术可行，也在1844年考察了都柏林的真空铁路。同年他接受国会就伦敦－克罗伊登铁路改用真空技术问题的质询，与坚持蒸汽机车技术的罗伯特．斯蒂芬逊针锋相对。布鲁内尔认为，真空铁路技术终于解决了宽轨高铁的速度问题，并且认为当时已经为人所知的管道漏气问题不足挂齿。当时大西部铁路正向康沃尔末端的潘赞斯（Penzance）进军，方法是设立一系列子公司，以修筑各段铁路。布鲁内尔打算在子公司之一、宽轨的 “南德文铁路”（South Devon Railway）上选出83公里（52英里）的路段，与萨穆达兄弟合作试验真空技术，并算出相比蒸汽机车，真空技术只需19万英镑（2.85亿人民币），可节省达25.7万英镑（3.85亿人民币）。1847年9月起，南德文铁路的真空路段陆续投入服务，并在测试中达到时速103公里（64英里）。
南德文铁路抽气站（pumping station）今貌
即便如此，真空铁路经常故障。到1848年，在伦敦和南德文的真空铁路，其缺点已经表露无遗：经常把路轨旁的杂物吸进管内，造成堵塞；管道上方开口以一条活动的皮革封口，上面涂上动物脂肪以作润滑 ── 这条皮革封口在干热天气中往往碎裂，在冬天则冻得僵硬，且动物脂肪引来大量老鼠啃食，以致早上首趟列车经常辗死数几百计的老鼠。以真空管拉动的列车难以转辙，为铁路交汇点制造极大麻烦。抽气机的马力也不足，使得轻重列车速度差别很大，列车误点成为日常；而由于铁路并没有安装电报系统，抽气站工人只能按照原有时刻表开动机器，造成能源上的极大浪费，使真空铁路消耗的煤炭比蒸汽火车多出近两倍。1848年9月10日，真空系统被关停，南德文铁路重新使用蒸汽机车。一场轰轰烈烈的试验至此宣告失败，前后共耗费50万英镑（7.5亿人民币）。收惯了6% 股息的大西部铁路股东们，有三年收不到分文，此后所收股息也大减。大西部铁路电报系统开通公告
1848年，大西部铁路蒸汽火车打破时速128公里（80英里），超越了真空铁路的最高纪录，蒸汽火车重新成为先进科技。也许是因为有了真空铁路缺乏电报系统，造成运作混乱的教训，布鲁内尔开始在大西部铁路全线安装电报系统（上图）。1852年11月1日，伦敦到西南部港口普利茅斯（Plymouth）300多公里的铁路电报系统开通，1859年再伸延到康沃尔的楚若（Truro）。此前，英国各地的时间都不一样，是靠实测太阳运行而决定，并由教堂负责报时。这对伦敦到利物浦的铁路影响不大，因为往北的铁路基本处于同一时区，但大西部铁路从伦敦到西南部潘赞斯的干线，长度有400多公里，时差接近半个小时，这就为编排时刻表制造很大麻烦。大西部铁路安装电报系统的第一个用途，就是利用电报进行报时，把铁路时区统一为伦敦格林尼治时间。每天早上，潘赞斯车站的电报员，拿着铜号站在电报房外，在十点报时电报讯号传来的一刻马上吹号，十点发车的伦敦特快车也应声出发。自此以后，全英国铁路都安装了电报，使各地统一采用格林尼治时间，影响到各行各业。在英国统一时区之后，欧美各国都利用电报报时达到同样效果，世界范围内的时区制自此诞生。这是布鲁内尔最不为人知的遗产，但对全球社会影响深远不可估量。1892年5月23日，大西部铁路把最后680公里的宽轨线路改为标准轨距，七英尺宽轨高铁自此消失于地球。工业革命是一个激动的年代；在短短十多年间，车速从时速不足20公里发展到120公里，横渡大西洋需时从一个月减少到一星期，人们对世界发展前景和科学的可能充满了盲目的信心。布鲁内尔是工业革命开拓者的写照：极具野心，集多种创新于一身，开创社会崇拜工程师的先河，但也像英国伟大人物榜首的丘吉尔一样，是个孤独的天才，因为多年来鹤立鸡群、曲高和寡，且不善实务操作，聪明反被聪明误，故终其一生常受忧郁症折磨，且死后才被追认为英雄。天才与白痴，往往只隔一线。
1840年代 “轨距战争” 的后遗症，是英国在19世纪派往各国的工程师，都建议各种不同的轨距。今天采用宽轨的有前苏联国家和芬兰（1520/24毫米)、爱尔兰（1600毫米)、西、葡（1668毫米）和印度、阿根廷、智利（1676毫米)；采窄轨的包括东南亚和云南（1米)、南非洲和日本（1067毫米)。