phần vì nguồn gốc giai cấp cần lao và việc không được giáo dục bài bản. Đúng như vậy, nhưng Stephenson nắm vững vật lý cơ học hơn nhiều so với tay luật sư trùm sò phe chống đối: Anh nói rằng máy có thể đi với tốc độ 12 dặm một giờ; giả sử có một ngã rẽ trên đường, chuyện gì sẽ xảy ra với đầu máy? Nó sẽ rẽ. Nó sẽ không đi thẳng về phía trước? Không.[46] Sự sỉ nhục lớn nhất với Stephenson đã đến khi người chất vấn ông, một luật sư sắc sảo tên là Edward Alderson, đã không thừa nhận kết quả khảo sát cho tuyến đường sắt mới của ông, tìm thấy nhiều lỗi trong các phép đo và có lời thú nhân của Stephenson rằng ông đã không tự mình thực hiện các quy trinh khảo sát được dùng để ước tính chi phí: Ông không tin rằng mình có sai sót trong các quy trình? Tôi đã ước tính từ các con số mà tôi tin là chính xác. Ông có tin, có hay không, rằng con số của mình là chính xác? Tôi đã nghe báo cảo rằng chúng không chính xác. Ông đã tự mình đo đạc hay chưa? Tôi thuê người làm hộ. Những người khác đã khảo sát hộ ông và theo ước tính của họ, ông đã thực hiện dự toán? Đúng vậy. [47]
Stephenson biết rằng mình có thể lắp đặt đường sắt đúng chuẩn ngay cả khi khảo sát chính thức không chính xác, nhưng các sai sót đó làm cho ông trông như một gã khờ hoặc kẻ lừa đảo. Nó khiến ông mất bình tĩnh. Dự án đã không được phê duyệt vào năm đó, nhưng với sự điều chỉnh trong tuyến đường để không xâm phạm một số bất động sản và một món quà trị giá một nghìn cổ phần đường sắt cho Hầu tước Stafford, một chủ kênh đào, để ông ta rút lại sự phản đối. Dự án được Hạ viện thông qua vào năm sau và được Thượng viện Anh thông qua vào ngày 27 tháng 4 năm 1826. Stephenson đã lên kế hoạch cho tuyến đường sắt đi qua một khu vực đơn lẻ gọi là đầm lầy than bùn - trong trường hợp này là Chat Moss, một khu vực có diện tích khoảng 30 km² nằm phía tây của Manchester. Đầm lầy than bùn là một nơi ẩm ướt, một vùng trũng nông được hình thành bởi băng hà xói mòn lấp đầy với thảm thực vật chết và ngập nước tạo thành một đầm lầy hình vòm như cát lún.[48] “Thứ nấm khổng lồ này,” theo một tác giả đương đại đặt tên, “dao động ở độ sâu từ 10 đến 40 feet.” “Chẳng có ai ngoài ông Stephenson lại đi nghĩ đến việc cho tàu vào Chat Moss,” người luật sư tóm gọn cho phe đối lập đường sắt chất vấn, “rồi đi ra thành như phần ướt? Sự ngu ngốc này gần như không thể tưởng tượng được. Thật là một sự điên rồ hoàn hảo, khi một cá nhân được triệu tập để trình bày một đề tài khoa học lại đề xuất một kế hoạch như vậy.”[49] Đối với các luật sư và chính trị gia, đây quả thực có vẻ như là sự điên rồ không thể chối cãi, nhưng Stephenson đã tổ chức người của ông xây một tuyến đường sắt băng qua Chat Moss vào tháng 6 năm 1826, sau khi dự án Liverpool & Manchester được hoàng gia tán thành. Ông biết những chiếc tàu nổi được trên đại dương, dù Chat Moss cũng ngập nước như vậy, song so với đại dương thì đầm lầy này có hệ thực vật sống và chết rậm rạp hơn nhiều. Vì vậy nếu ông có thể xây dựng một bệ nổi đủ ổn định để đỡ đường ray, đoàn tàu có thể đi qua. Stephenson đã ra lệnh lắp đặt các ống thoát nước thẳng đứng đặt sâu xuống dọc theo hai bên của nền đường quy hoạch. Khi bề mặt rêu giữa các cống khô và cứng, công nhân của ông có thể làm nền đường bằng một hoặc hai lớp phên - những tấm đệm diện tích 1,2 x 2,7 mét vuông được đan bằng cành cây phỉ và phủ thạch thảo. Cát và đất dằn sau đó sẽ được trải trên các lớp rào và tà vẹt, đường ray sau đó được đặt trên đất dằn.
Lúc đầu, đầm lầy than bùn đánh bại mọi nỗ lực thoát nước của Stephenson. “Khi những ống thoát nước được đặt ở cả hai bên của tuyến đường,” Smiles viết, “nước bùn đổ vào, đe dọa lấp đầy nhiều nơi.”[50] Stephenson suy nghĩ về vấn đề này và quyết định lấp đầy ống bằng một cống thoát nước tạm thời sẽ mang nước đi và ngăn nó tràn ra nền đường. Ở Liverpool và Manchester, ông đã mua hết các thùng mỡ cũ mà nhân công có thể tìm thấy, gỡ phần nắp ở đầu thùng ra, cắt ống cống, và đặt các thùng với phần đầu lồng vào nhau để nước chảy vào. Tuy nhiên, giải pháp thoát nước đó chỉ mang tính tạm thời. Đầm lầy sâu tới 3 hoặc 6 mét: những chiếc thùng gỗ nổi lên như nút chai và trôi ra ngoài. Stephenson liền nhồi đầy đất sét để nén chúng xuống. Nó đã có hiệu quả. Người của ông trải hàng tấn chướng ngại vật, cát và đất vào nền đường giữa các ống thoát nước, Smiles nói, “nhưng người ta sớm thấy rằng trọng lượng này ép khu đầm xuống và tràn qua hai bờ, khiến đường sắt như nằm giữa lòng thung lũng, từ đó tạo thành một cái cống lớn chạy qua cả bãi lầy.”[51] Stephenson mở rộng những tấm phên và đất nền thêm 9 mét mỗi bên đường sắt, từ đó hạ mực nước đầm xuống và nâng đường ray lên cao trở lại. Trên một khu vực thấp hơn ở Chat Moss, Stephenson cần một phần đất kè dài 3,6 mét để làm phẳng tuyến đường. Người của ông nạo vét đầm và chèn lấp bằng cát và sỏi để làm kè. “Sau nhiêu tuần miệt mài đổ đầy vật liệu để làm đường,” Stephenson nhớ lại, “hầu như vẫn không có dấu hiệu nhỏ nhất nào về việc chúng tôi có thể nâng cao bờ kè dù chỉ một inch; nói tóm lại, chúng tôi cứ đổ thêm vật liệu vào mà chẳng ăn thua gì.” Ban giám đốc bắt đầu lo lắng rằng những nỗ lực tốn kém này sẽ thất bại. Họ tham khảo ý kiến của các kỹ sư khác, những người phản đối kế hoạch của Stephenson. Như thêm dầu vào lửa, họ triệu tập một cuộc họp hội đồng ngay tại Chat Moss để quyết định xem có nên bắt Stephenson kết thúc công việc hay không. Nhưng dự án đã đi quá xa, với quá nhiều tiền đầu tư. “Vì vậy, ban giám đốc đã buộc phải cho phép tôi tiếp tục các kế hoạch của mình,” Stephenson viết, “trông đợi thành công cuối đường hầm mà bản thân tôi chưa từng mảy may nghi ngờ.”[52] Người ta tiếp tục đổ thêm vật liệu. Stephenson thuê hàng trăm công nhân để chia cắt đầm lầy thành các lô trong nửa dặm xung quanh và nạo lớp đất bùn với mai sắc. Khi lớp đất bùn đã khô, Stephenson dùng chúng
để đắp kè. Lúc đầu, chúng chìm xuống đáy. Cuối cùng, đất bùn chồng chất vươn lên trên bề mặt ẩm ướt của đầm lầy, rồi từ từ lắng xuống để hợp nhất với đường ray nổi. Con đường hoàn thiện, Smiles nói, “trông giống như một sườn núi dài làm bằng sợi thuốc lá nén chặt.”[53] Toàn cảnh đường sắt đi qua Chat Moss, chụp bởi nhiếp ảnh giaT. T. Bury, năm 1833. Dự án đã diễn ra trong sáu tháng. Stephenson ước tính công nhân của mình với cuốc xẻng đã di dời gần 400.000 mét khối vật liệu(12) . Họ cuối cùng đã vượt qua 6 km đầm lầy Chat Moss vào tháng 12 năm 1829. Những kẻ phản đối tuyến dường đã tuyên bố rằng việc thi công ở Chat Moss sẽ tiêu tốn “tới 200.000 bảng.”[54] Thực tế chỉ hết 27.719 bảng.[55] Tuyến đường sắt Liverpool & Manchester đã vận chuyển chuyến hàng thử nghiệm đầu tiên cùng hành khách giữa hai thành phố này vào thứ Bảy, ngày 1 tháng 12 năm 1830.[56] Trong 18 toa xe, nó đã mang theo 135 túi và kiện bông Mỹ, 200 thùng bột, 63 bao bột yến mạch, 34 bao mạch nha và 15 hành khách. Đầu máy, xe lửa, và hàng hóa tất cả nặng 86 tấn và duy trì tốc độ trung bình 20 km/h. Tuyến đường hoàn chỉnh đã chính thức vận hành vào chín tháng sau, vào ngày 15 tháng 9 năm 1831.
Tuy nhiên, trước đó, vào năm 1829, cha con nhà Stephenson đã phải chứng minh với ban giám đốc của tuyến Liverpool & Manchester rằng đầu máy hơi nước là phù hợp hơn để di chuyển hàng hóa và hành khách so với vận chuyển bằng dây thừng và động cơ tĩnh định, ngày nay đó quả là một sự phân vân kỳ quặc. “Chẳng quá khi nói rằng tương lai của đầu máy hơi nước giờ đã ở thế cân bằng,” theo W. O. Skeat, người viết tiểu sử Stephenson. “… Công bằng mà nói, với những người ủng hộ động cơ tĩnh định thì chúng có độ tin cậy cao hơn trong việc dẫn động, tương phản với đầu máy hơi nước vẫn còn trong giai đoạn trứng nước và hầu như vẫn là ẩn số; tại giai đoạn phát triển này, sự đáng tin cậy thật khó lòng đạt được.”[57] Vào cuối năm 1828, ban giám đốc của Liverpool & Manchester đã gửi một số thành viên đi quanh miền bắc nước Anh để tìm hiểu xem các chủ đường sắt khác vận hành đường ray ra sao. Đoàn đã quay trở về “với quyết định bất lợi cho vận chuyển bằng sức ngựa,” một người tham gia đã viết, “và ủng hộ dùng các động cơ tĩnh định.”[58] Tiếp đó, Stephenson đích thân đi thị sát khu vực, so sánh sức mạnh động cơ tĩnh định với đầu máy, đi đến quyết định ủng hộ đầu máy xe lửa. Ban giám đốc liền thuê hai chuyên gia đi thị sát miền Bắc lần thứ ba nhưng không thể đi đến quyết định dứt khoát, mặc dù họ nghĩ rằng động cơ tĩnh định sẽ hoạt động với chi phí thấp hơn.[59] Ban giám đốc vẫn giữ niềm tin vào George Stephenson. Nếu ông tin vào đầu máy, họ cũng sẽ ngả theo ý ông. Nhưng đầu máy nào? Làm sao để họ có thể chọn loại nào trong năm loại đầu máy đang hoạt động bấy giờ: đường sắt có thanh răng của Blekinsop, Billy Xì Khói của Hedley, Phù thủy Lancashire của Robert Stephenson, Hoàng gia George của Timothy Hackworth, Agenoria của John Urpeth Rastrick - hoặc một thiết kế mới nào đó chưa xuất hiện sẽ phù hợp nhất cho việc chuyên chở cả hành khách lẫn hàng hóa một cách đáng tin cậy, thường xuyên, đúng lịch trình? Nông thôn nước Anh thường xuyên thì các giống vật nuôi trong các hội chợ bò, hội chợ ngựa, hội chợ cừu và nhiều nữa: nên việc so sánh công khai các động cơ hơi nước cũng sẽ khả thi. Vì vậy, ban giám đốc đã quyết định tổ chức một cuộc thi: giải thưởng lớn là 500 bảng (40.000 bảng hoặc 57.000 đô-la ngày nay) cho động cơ đầu máy vận chuyển hàng hóa và hành khách nhanh nhất trên một quãng đường định trước. Một trong các kỹ sư chuyên
gia tư vấn cho họ, James Walker, gợi ý rằng cuộc đua có thể diễn ra tại Rainhill, một ngôi làng cách 16 km về phía đông Liverpool trên tuyến Liverpool & Manchester mới. Có sẵn động cơ tĩnh định tại Rainhill, Walker khuyên, điều đó sẽ “cho phép ta đánh giá về lợi thế so sánh của hai hệ thống này.”[60] Ban giám đốc đã chấp thuận. Vào ngày 25 tháng 4 năm 1829, họ đã công bố một danh sách các “Quy định và Điều kiện” cho cuộc thi Rainhill. Yêu cầu đầu tiên là “động cơ phải tiêu thụ hiệu quả khói của chính nó.”[61] Khói than đen chứa lưu huỳnh thổi qua đất đai đã đặc biệt xúc phạm tầng lớp chủ đất. Yêu cầu này đã được luật hóa trong Đạo luật Đường sắt năm 1825 của Vua George IV. Tuân theo đó, đầu máy xe lửa được thiết kế để đốt than cốc, một loại nhiên liệu sạch hơn than củi, và để thoát hơi nước qua ống khói để tăng gió lò và thổi lửa buồng đốt. Nếu động cơ này nặng sáu tấn, các quy tắc tiếp theo quy định nó “phải có khả năng kéo toa, hằng ngày, trên đường ray được xây dựng tốt trên một mặt phẳng, một “con tàu nhiều toa với tổng trọng lượng 20 tấn… có vận tốc mười dặm mỗi giờ với áp suất hơi trong lò hơi không quá 50 pound/1 inch vuông.”[62] Động cơ nhẹ hơn được quy định chở nhẹ hơn. Quy định tiếp theo yêu cầu phải có hai van an toàn, không cái nào đóng chặt được và một trong số đó phải “hoàn toàn xa tầm với của thợ máy.” Nồi hơi có thể bị nổ. Ban giám đốc muốn không có thảm họa làm xấu mặt cuộc thi của họ, một