火車的發明1781年6月9日，喬治·斯蒂文森出生於英國諾森伯蘭郡威蘭姆。他的父親是煤礦的蒸汽機司爐工，母親是一個普通的家庭婦女。一家8口，全靠父親的一點工資生活，日子過得十分艱難。
為了減輕父親的重擔，8歲那年，斯蒂文森去給人放牛。艱苦的生活條件、繁重的體力勞動，並沒有磨滅斯蒂文森強烈的求知欲。放牛的時候，他常用泥巴做模擬的蒸汽機，鍋爐、汽缸、飛輪……一應俱全，像真的一樣。
每當去煤礦給父親送飯的時候，斯蒂文森總是圍著轟隆隆轉動的機器，入神的看個沒完。他想，自己長大以後，要是也能像父親那樣當一個司爐工，操縱巨大的蒸汽機幹活，那該多好呀！
斯蒂文森14歲那年，真的當上了一名見習司爐工，望著爐膛裏熊熊火焰，聽著機器隆隆的轟鳴，他興奮極了，他一會兒往爐膛裏添煤，一會兒給機器擦去油汙，弄得滿頭大汗，也不肯坐下來歇一歇。
一個星期六下午，工人們都回家了。斯蒂文森一個人留在工房裏，借口清洗機器零件，把蒸汽機拆卸開，想好好了解一下它的內部結構。沒想到拆開容易裝配難，等他把一大堆零件重新裝配起的時候，窗外已是滿天星鬥了。
這一夜斯蒂文森沒有睡好覺，生怕第二天機器開動不起來，耽誤了生產，老板會懲罰他。第二天天還沒亮他便急急忙忙地趕到工房，生火加煤，試著發動這台重新裝配的蒸汽機，結果竟一下子就發動起來了，運轉得比平時還好。
這件事大大鼓勵了斯蒂文森，他渴望自己也能造一台機器。他模仿拆裝過的那台蒸汽機畫了一張草圖，煤礦的總工程師看了後高興地拍著他的肩膀說：“好啊，有誌氣的孩子，希望你多讀書，多掌握科學知識，將來發明一台比蒸汽機更好的機器。”
為了填補科學知識的空白，斯蒂文森決心從頭學起。他白天要做工，還要抽空給人擦皮鞋、修理鍾表，以便賺些錢來補貼家用。盡管已經十分勞累了，他每天晚上都夾著書本，堅持到煤礦的夜校去上課。
那時候，他已經是一個17歲的小夥子了。可是他不怕羞，和那些七八歲的孩子坐在一起，認真地聽老師講課。由於他勤奮好學、刻苦用功，很快就掌握了許多科學知識。22歲那年，斯蒂文森成了一名機械修理工。
有一天，煤礦的一台蒸汽機突然發生故障，工程師們都束手無策。斯蒂文森自告奮勇，請求總工程師允許他試一試，結果竟然修好了這台機器。煤炭礦經理聽說這件事後，破格把這個牧童出身的機械修理工晉升為工程師。
斯蒂文森生活的時代，是資本主義迅速發展的時期。1781年，瓦特改進了蒸汽機，給大規模的機器生產提供了強大的動力，生產出來的工業產品大大增加，迫切需要有先進的交通工具，以便盡快地把這些產品運到各地去銷售。
1801年，英國人特列維蒂克製造出了第一台蒸汽機車。可這種機車隻有一個汽缸，機身很大，力量很小，靠齒輪傳動，開起來聲音震耳欲聾，一搖一擺，變換速度困難，經常出軌。經過幾次失敗，特列維蒂克灰心喪氣，就不再研製機車了。
就在這一年，英國也製造出了一個火車頭，這個火車頭重5千克，每小時能走8千米，最多隻能拉十幾千克貨物，並且經常出事故，許多人都譏笑他說：“你的火車，還不如我的馬車跑得快呢。”
就在這種情況下，斯蒂文森開始了對火車的研究。他從前人的經驗中受到啟示：火車要想拉得多、跑得快，必須要有“大力士”蒸汽機。他不知疲倦地閱讀了大量有關蒸汽機的書，還實地考察了各種類型蒸汽機的特點。
他長途跋涉，步行1000多千米。來到瓦特的故鄉蘇格蘭，在那裏整整工作、研究了一年。從瓦特研究改進蒸汽機的過程中，斯蒂文森懂得了能的轉變和能量守恒定律。也就是說，汽缸裏的蒸汽溫度越高，能量就越大。
於是，他開始著手研製新的蒸汽機車，他把當時的立式鍋爐改為臥式鍋爐，用擴大爐膛的辦法，來增加鍋爐的受熱麵積。並且，機車改用了臥式鍋爐，高度降低。行走、轉彎就平穩步了，也更靈活了。
他還在車輪的圓邊上加上了輪緣，防止火車發生出軌事故，以保證行車安全。就這樣，經過多年的研究和反複的試驗，1814年，斯蒂文森製造出了一台名叫“半統靴”號的火車頭。
斯蒂文森親自駕駛這個火車頭，在煤礦進行了試車表演。試車結果，這台經過改進的火車頭果然比以前的火車頭拉得多，跑得快，美中不足的是，這個火車頭的震動仍然太厲害。