有史以来的几千年,人类的交通运输工具基本上是两种:水上靠船,陆地靠车;车或用人力或用畜力,而船或借风力或靠人力。由于水路运输运载量大,古代人都很重视这一运输工具。有些国家还在内陆人为地开辟运河,以创造水路运输的条件。中国的大运河以及美国在建国初期兴建的伊利运河(从伊利湖到哈德孙河畔的奥尔巴尼)等,都反映了水路运输在社会经济发展中的重大作用。
制约运输事业发展的主要是动力问题。人力、畜力或风力,它们要么过于弱小(如人力),要么不能随意使用(如畜力之于海运),或者不能加以控制(如风向和风速)。以它们为动力,无法进一步提高船的载重量和航速。蒸汽机一问世,人们马上想到以之作为船的动力。在瓦特提交的新式蒸汽机专利书上,他曾提到了蒸汽机的各种可能的用途,其中特别指出可用于车辆、船只和锻锤。只是他一心扑在蒸汽机的改进和革新上,并未真的去实现这些可能性。
第一个将蒸汽动力用于船运的是美国工程师菲奇。这位美国发明家从1785年开始着手将瓦特刚刚推出的双向式蒸汽机装在帆船上。他花了3年的工夫,终于筹到了资金和有关的专利转让证书,并造出了4艘第一代汽船。不幸的是,他的汽船没有引起公众的关注,投入使用时乘客不多。1790年,他最好的一艘汽船在从费城到特伦顿的途中操作失灵,宣告了这项事业的失败。1793年,他来到法国,试图找到新的机会,以继续制造他的汽船,但也没有成功。他灰心丧气地回到美国,最后默默无闻地死去。
真正产生重大影响并最终使蒸汽动力用于水运的,是美国另一位工程师富尔顿。他早年在一家珠宝商那里当学徒,后来成了一名不错的画家。据说,在费城时他还给富兰克林画过像。1786年,富尔顿去了英国,在那里结识了许多工程师。他们从事的许多工程技术研究使他格外着迷,以至决心放弃艺术而投身技术发明。起初,他跟着朋友们一起去考察英国的运河工程,这期间萌发了制造汽船的想法。1797年,富尔顿又到了法国,在那里潜心研制潜水艇。法国海军曾一度对他的工作有兴趣,富尔顿也确实造出了一艘,并命名为“鹦鹉螺号”,但投入使用时效果不佳。不过,富尔顿开创性的研制激励后来的法国科学幻想作家凡尔纳写出了著名的《海底两万里》。这部出版于1870年的小说描述了一艘奇特的潜水船在海底旅行的神奇故事。有趣的是,这艘潜水船的名字也叫“鹦鹉螺号”。富尔顿的实践没有成功,但凡尔纳的作品却在日后再次激发人们制造真正的潜水艇。在法国期间,富尔顿也造了一艘汽船。它用瓦特蒸汽机作为动力,用明轮桨推进,在塞纳河上逆水行驶,速度可追上岸上行人。这个速度当然不太理想。据说富尔顿曾向拿破仑申请资助,以便改进这一重要的运输工具,但拿破仑缺乏远见,看不到汽艇在未来军事战争中的重要作用,没有理会富尔顿的这一建议。
1806年,富尔顿离开法国回到美国。在法国期间,汽艇没造成,倒欠了一屁股债。但他并未死心,继续在美国寻找合伙人。这次他十分幸运,找到了一位富有的农场主列文斯顿。这位富翁本人也是个发明家。他一眼就看出了富尔顿的工作的价值和前途,决定全力支持。富尔顿继续试验,解决了船的吨位与动力的比例等难题,同时用钢铁代替木头作为基本的船体材料。用铁板做船体材料不仅可以大大提高船的排水量和载重量,还有助于与蒸汽动力机实现有效的动力传动。
1807年,富尔顿成功地造出了一艘汽船。这艘命名为“克莱蒙特号”的新船,在哈德孙河上的试航非常成功。从纽约到奥尔巴尼(由于伊利运河的开凿,奥尔巴尼成为一个重要的港口城市)只用了32小时,比一般帆船还快。又由于它十分平稳,吸引了许多旅客。富尔顿一鼓作气,生产了一批汽船投入使用。他很快声名大振,并逐渐被人们看作第一艘蒸汽船的发明人,菲奇反被人遗忘。
克莱蒙特号采用的是明轮的推进系统。这种装置本来是模仿陆路上的马车车轮,但在波涛汹涌的水面上,它反而有损船的稳定性。当时已有人提出螺旋桨的构思,富尔顿便采纳了这个新的设计思想。后来的试验表明,螺旋桨确实比明轮桨优越。1814年,富尔顿为美国海军建造了第一艘蒸汽军舰,开创了海上战争的新时代。
汽船的发明开创了航运史上的新时代。在风暴面前,水手不再望而却步。它穿梭在河海湖面,将全球连成一体,使人类生活世界的空间距离大大缩小。
汽船最先由两位美国人发明不是偶然的。当时的美国身处大洋包围之中,一切物资均要从外面运来,自己丰富的自然资源和矿产也需要运出,因此对运输技术格外敏感。美国人民崇尚技术发明,成功的发明家不仅受人尊重,而且财源滚滚而来,顷刻可成百万富翁。
汽船航运的成功导致汽船制造业的兴盛。继美国之后,1812年,英国的第一艘汽船“彗星号”胜利下水。大致同时,法国和德国也造出了自己的汽船。汽船的问世甚至引起了一场开凿运河的热潮。到19世纪二三十年代,汽船成了当时西方国家主要的内河航运工具。
1819年,美国的蒸汽帆船“萨凡纳号”利用蒸汽动力成功横渡大西洋。它满载棉花从美国的萨凡纳港出发,用了29天到达英国的利物浦。不过,这是一艘带有风帆的帆船,还不是完全利用蒸汽动力。1838年,英国商船“天狼星号”完全利用蒸汽动力成功横渡大西洋,宣告海上远航也进入了蒸汽时代。