張喆

(哈爾濱工業(yè)大學(xué) 人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院,廣東 深圳 518055)

伊森巴德·金德姆·布魯內(nèi)爾(Isambard Kingdom Brunel，1806-1859)是工業(yè)革命時(shí)期英國著名的工程師，因其卓越的工程成就，在英國乃至歐洲有重要的影響，他被譽(yù)為“工程史上最具創(chuàng)造力、最多產(chǎn)的工程師之一”[1]，“第一次工業(yè)革命時(shí)期最偉大的人物之一”[2]。在2002年BBC舉辦的“最偉大的100位英國人”中，布魯內(nèi)爾位居第二，僅次于英國前首相溫斯頓·丘吉爾(Winston Leonard Spencer Churchill)，這一排名超過了多位英國名人，如莎士比亞(William Shakespeare)、維多利亞女王(Alexandrina Victoria)、牛頓(Isaac Newton)、達(dá)爾文(Charles Robert Darwin)。2006年，適逢布魯內(nèi)爾誕辰200周年，英國皇家造幣廠專門為他鑄造了2英鎊的紀(jì)念硬幣；英國皇家郵政也專門發(fā)行了紀(jì)念郵票。2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)開幕式，在第二章《綠色而愉悅的土地》中，英國演員肯尼斯·布萊納(Kenneth Branagh)扮演的布魯內(nèi)爾登場，深情朗誦了莎士比亞戲劇《暴風(fēng)雨》中的臺(tái)詞：“不要怕，這島上充滿了各種聲音……”。

布魯內(nèi)爾在英國家喻戶曉。然而，在中國的知名度卻遠(yuǎn)不如與他差不多同時(shí)代的發(fā)明家瓦特(James Watt,1736-1819)、科學(xué)家法拉第(Michael Faraday，1791-1867)等人。搜索可見，相關(guān)的中文論文很少，市面上也沒有布魯內(nèi)爾的傳記。鑒于此，有必要研究和介紹布魯內(nèi)爾，學(xué)習(xí)他的工程師精神和創(chuàng)新理念，以推動(dòng)中國的工程技術(shù)史研究。

一、工程世家

布魯內(nèi)爾1806年4月出生于英國漢普郡的樸次茅斯(Portsmouth Hampshire)，父親馬克·伊森巴德·布魯內(nèi)爾爵士(Sir Marc Isambard Brunel)和他的祖輩原來一直生活在法國諾曼底。馬克是著名工程師，年輕時(shí)就展現(xiàn)出機(jī)械方面的天賦。1786加入法國海軍，被派往西印度；1792年回法國，正值法國大革命時(shí)期，因他同情皇室，安全受到威脅，幾經(jīng)周折逃往美國。1793年9月到紐約，不久找到土木工程師的工作，幾年工作期間，他參與設(shè)計(jì)建造了加農(nóng)炮鑄造廠及多處重要公共設(shè)施。1799年初，馬克移居英國，不久與英國人索菲婭·金德姆(Sophia Kingdom)結(jié)婚，婚后養(yǎng)育了三個(gè)孩子，分別是索菲婭(Sophia)、艾瑪(Emma)和布魯內(nèi)爾。馬克在英國的事業(yè)發(fā)展順利，他先是為樸次茅斯市政設(shè)計(jì)了一套包含43個(gè)獨(dú)立組件的滑輪制造裝置，這套機(jī)械的使用，顯著提高了工作效率[3]。完成這項(xiàng)工作后，馬克全家于1808年遷往倫敦的切爾西(Chelsea)，正是這里，成為布魯內(nèi)爾快樂童年記憶的開始。

布魯內(nèi)爾繼承了父親的天賦(尤其是在繪畫和機(jī)械方面)，并得到父親的悉心培養(yǎng)。4歲起，父親就教布魯內(nèi)爾繪畫和觀察事物的技巧，8歲時(shí)又教他歐幾里得幾何和基本的工程學(xué)原理。受父親的鼓勵(lì)，布魯內(nèi)爾常把一些有趣的建筑物作為繪畫素材，并找出結(jié)構(gòu)上的差異[4]。由于英國的工程師職業(yè)起源于手工業(yè)的師徒傳承，正規(guī)的工程師教育相比法國和德國起步較晚且水準(zhǔn)低，為了讓布魯內(nèi)爾受到更好的工程師教育，1820年布魯內(nèi)爾14歲，父親決定把他送往法國，先是在諾曼底卡昂學(xué)院(College of Caen Normandy)，繼而到巴黎的亨利四世學(xué)校(Lycée Henri-IV)學(xué)習(xí)。1822年，布魯內(nèi)爾從亨利四世學(xué)校畢業(yè)，跟隨法國著名的鐘表和精密儀器制造師亞布拉罕·路易·寶璣(Abraham-Louis Breguet)實(shí)習(xí)了數(shù)月，隨后返回英國。除去在法國留學(xué)的兩年，布魯內(nèi)爾幾乎一直待在父親身邊，長期耳濡目染，使他有條件接觸和熟悉父親完成的各種工程和發(fā)明。例如，倫敦巴特西(Battersea)地區(qū)的鑲面機(jī)器(veneering machinery)，倫敦伍爾維奇(Woolwich)和查塔姆(Chatham)的市政工程，以及父親發(fā)明的制鞋機(jī)等。父親的熏陶和法國的學(xué)校教育讓布魯內(nèi)爾終生受益，尤其是培養(yǎng)了他大膽創(chuàng)新和銳意進(jìn)取的精神，這在他后來的工程師生涯中得到了完美體現(xiàn)。

1822年8月，16歲的布魯內(nèi)爾正式跟隨父親工作，參與設(shè)計(jì)了多個(gè)小型項(xiàng)目，這些經(jīng)歷對(duì)于年輕的布魯內(nèi)爾非常寶貴，也為他后來參與泰晤士隧道的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。泰晤士隧道修建之前，倫敦東部泰晤士河兩岸的交通十分不便，在河底修一條隧道的訴求由來已久；多位工程師也曾提出建設(shè)方案，但都因條件不具備沒有實(shí)施。1823年2月，馬克接手了設(shè)計(jì)隧道的任務(wù)，他把精力逐漸從其它工作轉(zhuǎn)移到這個(gè)項(xiàng)目。在接下來的一年時(shí)間里，馬克征詢了多位專家的意見，多次修改設(shè)計(jì)草圖，使之臻于完善；1824年2月設(shè)計(jì)獲得通過，項(xiàng)目開始進(jìn)入融資和正式運(yùn)作階段。泰晤士隧道設(shè)計(jì)長度約396米，寬11米，高 6米，距離河面約23米，由泰晤士隧道公司投資承建，1825年開工，馬克任總工程師。布魯內(nèi)爾作為助理工程師跟隨父親工作，并于1826年在父親舉薦下被任命為駐場工程師(resident engineer)，負(fù)責(zé)項(xiàng)目的日常建設(shè)。隧道兩端連接羅瑟西德(Rotherhithe)和沃平(Wapping)，由于河床主要由泥沙粘土等河流沉積物和松散礫石組成，給挖掘工作造成了很大困難。為了工程順利實(shí)施，馬克發(fā)明了以其姓氏為名的“盾構(gòu)”(Brunel Shield)，這是世界上最早用于挖掘隧道的機(jī)械。大大提高了工作效率。盡管如此，河底部分的挖掘仍然異常艱苦和危險(xiǎn)，其間發(fā)生過兩次嚴(yán)重的洪泄事故，造成了慘重的人員傷亡，迫使工期延后了7年。1843年3月25日，在克服了巨大困難之后，泰晤士隧道終于貫通，整個(gè)建設(shè)過程歷時(shí)18年23天。此時(shí)，馬克已經(jīng)退休，安享晚年生活，布魯內(nèi)爾成長為著名工程師。1849年12月12日，馬克在家人的陪伴下，平靜地離開了這個(gè)世界，享年81歲，他留給布魯內(nèi)爾的，不僅是寶貴的工程項(xiàng)目經(jīng)歷，還有堅(jiān)毅、果敢和克服困難的決心。

二、嶄露頭角

從19世紀(jì)30年代起，布魯內(nèi)爾開始獨(dú)自設(shè)計(jì)或承擔(dān)工程項(xiàng)目。克利夫頓斜拉橋(Clifton Suspension Bridge in Bristol)可以說是布魯內(nèi)爾工程生涯中的第一個(gè)重要里程碑，使他業(yè)界聞名，并為他后來的職業(yè)發(fā)展帶來了更多機(jī)會(huì)。

克利夫頓斜拉橋的跨度達(dá)214米，垂直高度75米，是當(dāng)時(shí)世界上跨度最大的橋梁[5]。說起這座橋，必須提到一個(gè)叫奧爾德曼 ·威廉·維克(Alderman William Vick)的人。此人在1753年留下一筆1 000英鎊的遺產(chǎn)，委托布里斯托投資商人協(xié)會(huì)(the Society of Merchant Venturers of Bristol)打理，維克的遺囑要求在這筆錢積累到10 000英鎊時(shí)，用來在埃文河上(River Avon)建一座石橋。1829年，這筆錢積累到8 000英鎊，商人協(xié)會(huì)組織成立了一個(gè)專門委員會(huì)負(fù)責(zé)建橋事宜。由于當(dāng)時(shí)建橋的預(yù)算成本高達(dá)90 000英鎊，原定方案只好擱置。委員會(huì)開始公開征集橋梁設(shè)計(jì)方案。布魯內(nèi)爾得知消息前往布里斯托；在實(shí)地勘察后，選了四處可能的建橋地點(diǎn)，并分別設(shè)計(jì)了方案。1829年11月19日，設(shè)計(jì)提交截止日，評(píng)委會(huì)共收到22套方案，其中包括布魯內(nèi)爾的4套方案。經(jīng)過初選，只有布魯內(nèi)爾和另外四份設(shè)計(jì)方案入圍。布魯內(nèi)爾信心滿滿，期待最后的勝出。然而評(píng)委會(huì)權(quán)衡再三，仍不能決定最優(yōu)方案，評(píng)委會(huì)征求顧問委員、著名工程師托馬斯·特爾福德(Thomas Telford)的意見。不料特爾福德對(duì)入圍第二輪的設(shè)計(jì)全部否決。無奈之下，評(píng)委會(huì)只好請(qǐng)?zhí)貭柛５略O(shè)計(jì)一套方案。對(duì)于這樣的結(jié)果，布魯內(nèi)爾極為不滿，憤然離開了布里斯托。1830年1月，特爾福德的設(shè)計(jì)方案公布，評(píng)委會(huì)專門制作了橋梁模型向公眾展示。然而，大眾并不買賬，越來越多的人表示不喜歡特爾福德的設(shè)計(jì)；評(píng)委會(huì)只好再組織新一輪的設(shè)計(jì)比賽。早先特爾福德是作為顧問評(píng)判參賽作品，此時(shí)他自己倒成了參賽者；而顧問的職位也改為時(shí)任英國皇家學(xué)會(huì)主席的著名工程師戴維斯·吉爾伯特(Davies Gilbert)擔(dān)任。經(jīng)過角逐，布魯內(nèi)爾的設(shè)計(jì)奪魁，同時(shí)他被評(píng)委會(huì)聘為該項(xiàng)目的工程師。布魯內(nèi)爾高興地寫信給他的姐夫、政治家本杰明·霍斯(Benjamin Hawes )說，“我至今取得的所有成就中，贏得昨天的比賽也許是最讓我自豪的。我的設(shè)計(jì)獲得15位評(píng)委的一致認(rèn)可，而他們討論的是[這個(gè)世界上]最難講清楚的話題——品味”[6]

然而由于資金問題，工程項(xiàng)目拖延，直到1836年才開始動(dòng)工。后來又因?yàn)槌邪萄诱`工期，使項(xiàng)目支出大大超出預(yù)算。由于遲遲未能籌集到足夠的資金，1853年7月，項(xiàng)目被迫中止。后來布魯內(nèi)爾一再想推動(dòng)這個(gè)項(xiàng)目，但遺憾的是，他生前未能目睹克利夫頓斜拉橋的落成。他的同事和老友為了紀(jì)念他的貢獻(xiàn)，于1860年發(fā)起創(chuàng)建了一家公司，運(yùn)作重啟大橋建設(shè)，并對(duì)布魯內(nèi)爾的設(shè)計(jì)方案作了必要完善。1864年12月8日，在布魯內(nèi)爾去世5年后，大橋終于建成并舉行了盛大的慶祝儀式。盡管有學(xué)者認(rèn)為，由于改動(dòng)較大，不應(yīng)再把布魯內(nèi)爾作為大橋的設(shè)計(jì)者[7]，但人們還是習(xí)慣認(rèn)為克利夫頓斜拉橋是布魯內(nèi)爾的成名作，視其是他工程師生涯中的第一個(gè)重要里程碑。

三、大西線鐵路

19世紀(jì)二三十年代，鐵路作為貨物運(yùn)輸?shù)男率侄物@出巨大優(yōu)勢，在這樣的時(shí)代背景下，布魯內(nèi)爾的工作重心逐漸轉(zhuǎn)向鐵路和橋梁建造。

布里斯托是英格蘭南部的重要城市，由于距離較遠(yuǎn)，與倫敦等大城市的聯(lián)系并不緊密。1832年，布里斯托的主要商人看到鐵路的優(yōu)勢，便聯(lián)合當(dāng)?shù)貛准夜步M織成立了專門委員會(huì)，籌建連接倫敦和布里斯托的鐵路。為進(jìn)行線路勘測和估算工程成本，誠聘負(fù)責(zé)項(xiàng)目的總工程師。委員會(huì)擬定了候選人名單，布魯內(nèi)爾也在其中。克利夫頓斜拉橋工程讓布魯內(nèi)爾在布里斯托聞名，加上當(dāng)?shù)厣狭魃鐣?huì)朋友的舉薦，1833年3月7日，布魯內(nèi)爾被聘為大西線鐵路項(xiàng)目(Great Western Railway)總工程師。布魯內(nèi)爾上任，立即組織實(shí)施線路勘測，他把技術(shù)人員安排在不同路段，自己卻奔波于整條線路，不知疲倦，每天工作近20個(gè)小時(shí)。三個(gè)月后勘測工作結(jié)束。6月底，布魯內(nèi)爾向?qū)ｉT委員會(huì)匯報(bào)勘測情況，并提出具體的建設(shè)方案。此后又經(jīng)多方論證，用了兩年時(shí)間，直到1835年8月31日，大西線鐵路項(xiàng)目最終獲英國議會(huì)通過。該工程的實(shí)施被認(rèn)為是維多利亞時(shí)期英國的奇跡之一，鐵路不但連通了倫敦和布里斯托，大大縮短了交通時(shí)間，線路后來又延伸到埃克塞特(Exeter)。布魯內(nèi)爾甚至富有遠(yuǎn)見地說，乘客可以購買倫敦到紐約的通票，從倫敦的帕丁頓(Paddington)火車站出發(fā)，沿大西線鐵路到威爾士西部的內(nèi)蘭德(Neyland)，然后換乘蒸汽輪船穿越大西洋，抵達(dá)紐約。

關(guān)于大西線鐵路，布魯內(nèi)爾曾提出兩個(gè)方案，都引起很大的爭議，但最終都按他的方案實(shí)施。其一是為了火車提速而采用寬軌距(7英尺1/4英寸，2140毫米)，其二是選擇穿過馬爾堡丘陵(Marlborough Downs，位于英格蘭南部，伯克郡(Berkshire)、漢普郡(Hampshire)、牛津郡(Oxfordshire)、威爾特郡(Wiltshire)之間)和泰晤士山谷到達(dá)倫敦。爭議的焦點(diǎn)在于，一是當(dāng)時(shí)英國絕大多數(shù)的鐵路都是標(biāo)準(zhǔn)軌距(4英尺8英寸，1435毫米)；二是馬爾堡丘陵理論上可以連結(jié)牛津和格洛斯特(Gloucester)，但這一區(qū)域并沒有大城鎮(zhèn)，客流量較小。布魯內(nèi)爾通過計(jì)算和一系列實(shí)驗(yàn)證明，寬軌距不但可以讓火車高速平穩(wěn)地行駛，使乘客有更舒適的旅行體驗(yàn)，還能提高鐵路的貨運(yùn)能力。至于選擇經(jīng)過馬爾堡丘陵，主要是出于工程技術(shù)的考慮，因?yàn)檫@一地段較為平坦，有利于鐵路的鋪設(shè)和列車的行駛，與威爾士的交通接駁也更為方便。反對(duì)者們后來也承認(rèn)，綜合來看，經(jīng)過馬爾堡丘陵的確是最佳選擇。

在建設(shè)大西線鐵路的過程中，由于沿線地形復(fù)雜，布魯內(nèi)爾完成了不少高難度的建筑工程，如跨越險(xiǎn)峻山谷的高架橋、特別設(shè)計(jì)的車站、大型隧道(如博士隧道(Box Tunnel)，這條隧道是當(dāng)時(shí)世界上最長的火車隧道，并且匠心獨(dú)具：布魯內(nèi)爾生日當(dāng)天太陽升起時(shí)，陽光會(huì)穿過整條隧道)。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)有控制排水設(shè)施的排水溝排放的氮濃度比無控制排水設(shè)施的要低[12]，為此，在農(nóng)田鋪設(shè)地下排水管道，并安裝控制排水閥，與其集水的滲濾排水明溝及溝道出口處水量、水位控制構(gòu)筑物形成控制排水系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)精確調(diào)控排水溝渠中的水位，增加田間入滲量，控制農(nóng)田徑流的排出過程。

除了鐵路，布魯內(nèi)爾還設(shè)計(jì)了眾多鐵路橋，如普利茅斯(Plymouth)附近的皇家阿爾伯特橋(Royal Albert Bridge)、薩默特郡大橋(Somerset Bridge)，溫莎鐵路橋(Windsor Railway Bridge)、伯克郡(Berkshire)的梅登黑德鐵路橋(Maidenhead Railway Bridge)等。梅登黑德鐵路橋是當(dāng)時(shí)世界上最平、最寬的磚拱橋，直到今天還在英國鐵路的主干線上發(fā)揮著作用。

四、三大號(hào)輪船

這是指布魯內(nèi)爾設(shè)計(jì)建造的三艘聞名世界的遠(yuǎn)洋船：大西號(hào)、大不列顛號(hào)和大東號(hào)。還在修建大西線鐵路時(shí)，布魯內(nèi)爾就提出，可以把陸地交通和海上交通銜接起來；從布里斯托或內(nèi)蘭德(位于威爾士西部)乘船穿越大西洋，到達(dá)紐約。然而，完全以蒸汽為動(dòng)力的輪船進(jìn)行如此長途的航行，是否具有商業(yè)應(yīng)用的可行性，這個(gè)問題引起了廣泛爭議。盡管從技術(shù)上講，這樣的長途航行可以實(shí)現(xiàn)，但人們還是普遍認(rèn)為輪船的燃料儲(chǔ)備能力可能無法滿足長途航行的需要，輪船的運(yùn)力也無法達(dá)到商業(yè)運(yùn)輸?shù)囊蟆２剪攦?nèi)爾提出，輪船的運(yùn)力與它尺寸的立方成正比，而航行中來自水的阻力與其尺寸的平方成正比，因此，驅(qū)動(dòng)一艘大的輪船要比小的輪船更為經(jīng)濟(jì)。為了驗(yàn)證他的理論，布魯內(nèi)爾與大西蒸汽輪船公司展開合作，設(shè)計(jì)制造了“大西號(hào)”(the Great Western)?！按笪魈?hào)”船體長約72米(236英尺)，重1340噸，龍骨長約62米(205英尺)，是當(dāng)時(shí)世界上最長的船[8]。輪船主體由木材建成，加以金屬螺栓和對(duì)角加固裝置，使船體更加堅(jiān)固，輪船配有蒸汽明輪(paddle wheels)，并裝有四個(gè)桅桿[9]?！按笪魈?hào)”在倫敦完成最后部件的組裝后，于1838年3月31日，啟程返回布里斯托，不料途中機(jī)艙起火，布魯內(nèi)爾受傷；幸運(yùn)的是，火被及時(shí)撲滅，沒有造成太大的損失。經(jīng)過休整，1838年4月8日，“大西號(hào)”進(jìn)行首航，從布里斯托的埃文茅斯(Avonmouth，Bristol)出發(fā)，前往紐約，載煤600噸，共有7人參加(布魯內(nèi)爾因傷未能同行)。由于這次火災(zāi)，“大西號(hào)”遺憾錯(cuò)失了成為第一艘穿越大西洋的蒸汽輪船的機(jī)會(huì)。作為競爭對(duì)手，英美蒸汽航運(yùn)公司(British and American Steam Navigation Company)的“天狼星號(hào)”(Sirius)獲此殊榮。然而，“天狼星號(hào)”的勝利卻充滿爭議，因?yàn)樗坏取按笪魈?hào)”早4天出發(fā)(1938年4月4日)，航行距離也短了一大截，卻只比“大西號(hào)”早幾小時(shí)到達(dá)①。有趣的是，“天狼星號(hào)”用盡了船上的所有燃料，甚至燒掉了一些木家具和多余的帆桁，才勉強(qiáng)駛?cè)爰~約港；而“大西號(hào)”抵達(dá)紐約港時(shí)，還剩下近200噸煤炭沒有使用[10]，由此也證明布魯內(nèi)爾的計(jì)算是正確的?！按笪魈?hào)”驗(yàn)證了蒸汽輪船跨大西洋商業(yè)航行的可行性。從1838至1846年之間，“大西號(hào)”往返于布里斯托和紐約，共完成了六十多次商業(yè)航行。由于“大西號(hào)”的成功，船主又邀請(qǐng)布魯內(nèi)爾設(shè)計(jì)制造了她的姊妹船，“大不列顛號(hào)”(the Great Britain)。

布魯內(nèi)爾堅(jiān)信螺旋槳(screw propeller)在提供動(dòng)力方面要優(yōu)于明槳(paddle wheel)；他在“阿基米德號(hào)”上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并取得成功，這給了他極大的信心，決定在“大不列顛號(hào)”上使用螺旋槳?！按蟛涣蓄嵦?hào)”1839年始建，1843年建成下水，是當(dāng)時(shí)世界上最大最豪華的船只。船體長約98米(322英尺)，重3443噸，龍骨長約88米(289英尺)[11]，配備了巨大的六葉螺旋槳(six-bladed)，直徑近5米(15英尺6英寸)，槳葉厚度達(dá)到15厘米(6英寸)[12]。1845年8月26日，“大不列顛號(hào)”從利物浦出發(fā)前往紐約，開始穿越大西洋的首次航行，9月10日抵達(dá)，耗時(shí)14天21小時(shí)[13]。她被認(rèn)為是第一艘真正意義上地現(xiàn)代輪船，也是第一艘穿越大西洋的現(xiàn)代輪船。相比于木制船體、靠風(fēng)力或船槳驅(qū)動(dòng)、使用明槳，“大不列顛號(hào)”有著劃時(shí)代的進(jìn)步：船體金屬建造，機(jī)器驅(qū)動(dòng)，采用螺旋槳。這艘船目前仍完整地保存在布里斯托，向公眾開放參觀。

1852年，布魯內(nèi)爾開始籌劃建造第三艘船“大東號(hào)”(the Great Eastern)，她采用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的技術(shù)，船體總長度約211米(693英尺)，寬約25米(83英尺)，整船重量達(dá)18915噸；船體采用雙層船殼(double skin)，大大提高了航行的安全性[14]。僅外層船殼就使用了約300萬顆鉚釘和約30000塊鐵板[15]。由于船體巨大，“大東號(hào)”在下水時(shí)遇到了很多困難；不但耗費(fèi)數(shù)月時(shí)間，還導(dǎo)致了資金的嚴(yán)重短缺，致使有些工作未能按照計(jì)劃細(xì)致地進(jìn)行[16]。船內(nèi)裝飾奢華，設(shè)計(jì)燃料續(xù)航能力可以往返倫敦和悉尼(當(dāng)時(shí)的工程師認(rèn)為澳大利亞沒有煤炭資源，因而無法補(bǔ)給燃料)。直到20世紀(jì)早期，這艘船仍保持了世界上最大船只的記錄?！按髺|號(hào)”1854年開始建造，1859年末全部安裝完畢，1860年6月17日正式首航，從南安普敦出發(fā)，駛往紐約，6月28日到達(dá)，受到了熱烈歡迎。由于設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)耗煤量估計(jì)不足和其他技術(shù)問題，“大東號(hào)”后來退出了遠(yuǎn)洋客輪行列，轉(zhuǎn)而用于海底電纜的鋪設(shè)，在建設(shè)第一條跨大西洋電纜，連通歐洲和美國之間電信通訊的過程中發(fā)揮了重要作用。

五、跨界奇才

布魯內(nèi)爾也是名副其實(shí)的跨界奇才。用現(xiàn)代的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)衡量，他至少跨越了八個(gè)學(xué)科領(lǐng)域：土地勘測、土木工程、結(jié)構(gòu)工程、機(jī)械工程、建筑、輪船設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理、建筑估算，且在每個(gè)領(lǐng)域都表現(xiàn)卓越。隨著工業(yè)革命帶來的科技進(jìn)步，這些領(lǐng)域都逐漸發(fā)展為獨(dú)立的學(xué)科門類，現(xiàn)在已經(jīng)沒有任何人可以掌握全部這些學(xué)科的精髓了。除了鐵路、橋梁和輪船，布魯內(nèi)爾還有一些奇思妙想的作品讓人贊嘆：如水晶宮水塔(water towers within The Crystal Palace)、(步槍)多邊形膛線(polygonal rifling)、移動(dòng)槍炮架(floating gun-carriage)、倫基伊醫(yī)院(Renkioi Hospital)等。

1851年5月至10月，倫敦舉辦了第一屆世界博覽會(huì)——“萬國博覽會(huì)”(Great Exhibition of the Works of Industry of All Nations)。在準(zhǔn)備過程中，主辦方成立了場館籌建委員會(huì)(布魯內(nèi)爾是委員之一)，公開征集設(shè)計(jì)方案，一共收到245份設(shè)計(jì)，經(jīng)評(píng)選無一被采納[17]。無奈之下，委員會(huì)提出了自己的設(shè)計(jì)并公布于眾，不料廣受批評(píng)和嘲諷。此時(shí)，一位叫約瑟夫·帕克斯頓(Joseph Paxton)的園藝師毛遂自薦，提出了鐵質(zhì)架構(gòu)+玻璃的設(shè)計(jì)方案，外形酷似查茨沃斯百合莊園(Chatsworth Lily House)；在布魯內(nèi)爾的支持下，該方案最終獲得通過，“水晶宮”由此得名。出于對(duì)工程的熱愛，布魯內(nèi)爾也積極參與了場館建設(shè)，并設(shè)計(jì)了著名的水塔，成為場內(nèi)的一大亮點(diǎn)。水塔高約86米(284英尺)，靠近頂部的位置裝有直徑14米(47英尺)高11米(38英尺)的巨大水箱，儲(chǔ)水量達(dá)到1200噸；水塔分12個(gè)面、共10層，層與層之間由空心鑄鐵圓柱支撐[18]。水晶宮不但設(shè)計(jì)新穎獨(dú)特，整個(gè)建造過程也僅耗時(shí)5個(gè)月，成為工程史上的一段佳話。

在克里米亞戰(zhàn)爭(Crimean War)期間，英軍醫(yī)院坐落在土耳其斯庫臺(tái)(Scutari)的一處舊營房。由于條件簡陋，受傷士兵飽受各種疾病的困擾(如霍亂、痢疾、傷寒、瘧疾等)。弗洛倫斯·南丁格爾(Florence Nightingale，英國社會(huì)改革家，現(xiàn)代護(hù)理學(xué)奠基人)通過時(shí)代報(bào)刊(The Times)向政府請(qǐng)求解決方案。1855年2月，政府找到布魯內(nèi)爾，那時(shí)他正忙于建造“大東號(hào)“和其它項(xiàng)目，但仍然接受了這個(gè)任務(wù)。布魯內(nèi)爾和他的團(tuán)隊(duì)按照戰(zhàn)地辦公室的要求，僅用5個(gè)月的時(shí)間，就設(shè)計(jì)建造了可裝配拆卸的倫基伊醫(yī)院。布魯內(nèi)爾的設(shè)計(jì)滿足了衛(wèi)生設(shè)備、通風(fēng)、排水、溫控等多種需求，發(fā)揮了巨大作用。據(jù)說那里收治過1331位傷員，最終僅有50人死亡，死亡率不到4%；而倫基伊醫(yī)院修建前，斯庫臺(tái)醫(yī)院的死亡率高達(dá)42%[20]。倫基伊醫(yī)院的建造方法至今仍在使用，布里斯托皇家醫(yī)院(Bristol Royal Infirmary)就是采用這種方法建造的。

六、青史留名

布魯內(nèi)爾才華橫溢，還有很多的工程等待他去完成，然而多年的超負(fù)荷工作使他的身體嚴(yán)重透支，加上煙癮極重，50多歲時(shí)他的健康迅速惡化。1858年診斷患有腎病(Bright’s disease)，1859年9月5日，“大東號(hào)”進(jìn)行開往紐約前的蒸汽機(jī)測試，布魯內(nèi)爾在船上視察時(shí)突然中風(fēng)，隨后被送回到倫敦的家中。僅僅幾天，9月15日他溘然長逝，享年53歲。

布魯內(nèi)爾與妻子瑪麗·伊麗莎白·霍斯利(Mary Elizabeth Horsley)育有三個(gè)孩子，伊森巴德·布魯內(nèi)爾(小)(Isambard Brunel Junior)、亨利·馬克·布魯內(nèi)爾(Henry Marc Brunel)和弗洛倫斯·瑪麗·布魯內(nèi)爾(Florence Mary Brunel)。二兒子亨利繼承了父親和祖父的衣缽，成長為著名土木工程師。

在工程領(lǐng)域，布魯內(nèi)爾成就非凡，不僅在他的時(shí)代備受推崇，直至后世也廣受尊敬。他的名字在英國家喻戶曉。英國各地(如倫敦、布里斯托，普利茅斯(Plymouth)，斯溫登(Swindon)、內(nèi)蘭德等)有很多他的雕像和紀(jì)念碑；僅倫敦就有好幾處。還有很多購物中心、街道、停車場、學(xué)校等以他的名字命名，如1957年成立的布魯內(nèi)爾技術(shù)學(xué)院(Brunel College of Technology)，1966年升格為大學(xué)，至今已是一所著名的理工科大學(xué)。

作為第一次工業(yè)革命時(shí)期最偉大的工程師之一，布魯內(nèi)爾深刻地改變了英國19世紀(jì)的公共交通和現(xiàn)代工程，推動(dòng)了西方社會(huì)的文明進(jìn)程。在迎接第四次工業(yè)革命的今天，人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)成為科技發(fā)展的新引擎，也正在重新定義工程師的身份和使命。學(xué)習(xí)布魯內(nèi)爾的傳奇經(jīng)歷、銳意進(jìn)取和創(chuàng)新精神，有利于我國培養(yǎng)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的新一代工程師，也有助于我國的工程技術(shù)史研究更上一層樓。

注釋

① “天狼星號(hào)”從愛爾蘭南部科克郡出發(fā)到紐約，用時(shí)19天，航行距離2982英里；“大西號(hào)”從布里斯托出發(fā)到紐約，用時(shí)15天5小時(shí)，航行距離3223英里。