斯蒂芬森深知实践的重要。他不仅学习书本知识，还十分注重实践。他仔细观察了当时人们制成的各种火车，研究比较了它们的优缺点。他还专程来到瓦特的故乡，深入研究瓦特蒸汽机的构造原理。经过刻苦的钻研，他终于掌握了蒸汽机的性能，总结出许多试制蒸汽机车的经验。1814年，当斯蒂芬森33岁时，终于造出了第一台蒸汽机车。这台机车有两个汽缸，能牵引30吨货物，时速7千米，可以爬坡。斯蒂芬森的火车大大提高了前人试制的机车的效率，斯蒂芬森所创造出的这种新的陆路运输工具，开创了运输事业的新时代。但这种火车仍然有许多不足之处。由于翻车事故，造成人员伤亡，因此有人硬说不如马车安全。蒸汽机喷汽时产生强烈的噪声，惊吓牛马，所以一些人阻挡、反对使用火车。斯蒂芬森又对火车进行了改进，其中最重要的是减少了噪声。
1823年，斯蒂芬森作为总工程师，完成了从斯托克顿到达林顿的世界上第一条40千米长的商业性铁路工程。起初这条铁路不是为行驶火车而铺设的，而是为马车运输铺设的。经斯蒂芬森的努力，终于促使英国政府同意让火车在这条铁路上行驶。
1825年9月27日，当由斯蒂芬森亲自驾驶他自己制造的“运动”号机车，载了450名旅客，以时速24千米从达林顿驶到斯托克顿时，铁路运输事业就从此诞生了。
从此，火车终于被世人承认。斯蒂芬森被世界公认为火车的发明人。
直到1828年，马力运输才被机车运输取代。这一年在莱茵希尔进行的一次机车比赛，参加比赛的有三人，斯蒂芬森驾驶着他的“火箭号”机车以每小时58千米的速度行驶了100千米，战胜了对手“桑士巴里号”和“新奇号”，取得了优胜。
行走在水中的轮船
早在几千年以前，人类就用巨大的树木制成了最早的船，人们叫这种船为独木船。以后，古人出于不同的需要又制成了各种各样的船只。到1000年前的隋唐时期，造出了长达20丈可乘600多人的大海船。1404年明代航海家郑和下西洋时，所率领船队中的最大船只，竟长达150米，宽61米，立9桅，张12帆，锚重数吨，舵长11米，重达1500吨级。
欧洲人也在很早的时候就造出了船只。如1492年，哥伦布率领的在美洲“发现了新大陆”的船队，就是由巨大的船只组成的。1521年，麦哲伦一行进行环球航行，所率领的也是一支用巨大船只组成的船队。
一个小小的独木船，经过几千年的漫长岁月，体积一点点地增大，人类就借助这个在古代社会中最省力的运输工具对未知世界进行探索。那时不论船的体积多么庞大，气势多么宏伟，可它一直是靠人力和风力行驶的。
1769年，瓦特蒸汽机的发明，对古老的船只摆脱人力、风力行驶的状况提供了可能。人们开始了把蒸汽机用于推动船舶航行的探索。
美国发明家富尔顿，于1807年发明了新型水上运输工具——轮船，它迎来了人类水上航行的机械化时代。
富尔顿生于美国的一个农场工人家庭。少年时代，他酷爱绘画，善于幻想。
在他刚刚进入青年时期，就成了一位很有名气的肖像画家。富尔顿的爱好不仅在绘画上，他对搞科学发明兴趣更高。他在少年时代，就曾幻想制造一种不用人力和风力，便能自动在水上行驶的船只。
渐渐地，他完全地陷入了这一幻想之中。
有一天，他划着船在海上游玩。划累了，就坐在船舷上休息一会儿，在不知不觉中，他感觉到船儿游动起来。没有划桨，风平浪静，船儿为什么会游动呢？富尔顿蓦然看到自己伸在水中的双脚，由于他脚伸入海水之中不停地戏耍，起到了桨的作用，推动了船儿漂移。富尔顿高兴极了，他幻想一定要造出一只大船，船只由大轮子做桨推动行驶，所以富尔顿叫他的船为“轮船”。他又从这件事中受到启发：若用蒸汽机带动这个大轮子，不就可以驱动船只向前航行了吗？
随着富尔顿的长大，造船的幻想越来越占据他的心灵。1797年他去法国学习绘画，在那里他居然制成了一艘长6米，宽2米的潜艇，起名为“鹦鹉螺”。
后来他结识了一位名叫利文斯顿的美国驻法国公使，利文斯顿也想发明轮船，两人志同道合，最后利文斯顿竟把女儿嫁给了富尔顿。
1802年，富尔顿又来到伦敦学习绘画，但他仍把许多精力放在钻研科学技术上。使他走运的是，他结识了蒸汽机的发明人瓦特。
1803年，富尔顿回到巴黎，在塞纳河上又建成了一艘船。可就在他准备试航的前一天，狂风将船打成两截，沉入了河底。富尔顿伤心极了，流下了眼泪。
1807年，富尔顿回到祖国——美国，他又造起一艘名为“克莱蒙特”号的轮船。人们把这个庞然大物看做是个怪物，把富尔顿看做是个疯子。富尔顿把各种奚落嘲讽丢在脑后。1807年的8月17日，“克莱蒙特”号正式下水试航。
如潮水般的人群目睹着这个怪物：它长达40.5米，两侧各有一个大水车式的轮子，上面立着一个直冒黑烟和火星的大烟囱。富尔顿一声令下，船体徐徐离开船座向水中滑去。由富尔顿设计、瓦特亲手制造的发动机轰鸣起来，两侧的轮子转动起来拍打着河水，“克莱蒙特”号的远航开始了。
富尔顿这次试航的成功，使人们深深认识到轮船的威力，正式揭开了航运史上轮船时代的序幕。尽管在富尔顿之前制造轮船的人，算起来不下10人，但世界却公认轮船的发明人是富尔顿。
加内林与降落伞
在历史上，航空曾是一项充满危险的事业。但自从有了降落伞，就大大增强了飞行员的安全感，也挽救了不少飞行员的生命。
降落伞是在18世纪末发明的。1797年10月22日，在巴黎现在的蒙索公园上空，人类首次从飞行器上跳伞。跳伞的人叫加内林，他使用的降落伞有肋状物支撑，收拢起来就像现在的太阳伞。
这次跳伞是由氢气球带到高空，按照加内林的要求，一直上升到约3000英尺(914.4米)，然后加内林一拉系在气球上的释放绳，降落伞便离开了气球，伞盖就被强烈的气流张开，由于伞上没有孔，加内林的降落伞摆动得很厉害，使站在小篮子里的加内林在着陆时头晕目眩，恶心呕吐。这一次跳伞，开创了人类自天而降的历史，是一次伟大的壮举。
到19世纪，跳伞已成为航空表演中的一种不可缺少的节目。其具体方法是：用有人驾驶的气球升空，降落伞就系挂在气球上。全体表演者可以乘气球上升到冷空气允许的高度，跳伞的人便脱开吊架，使降落伞离开气球，安全地降落到地面。
随着航空事业的发展，人们已不再满足于乘气球跳伞。1912年3月1日，贝里上尉首次使用固定开伞索在美国的圣路易斯从飞机上跳伞。
1912年秋天，F.R.劳第一次使用自由开伞索在美国从飞机上跳伞。他使用的是史蒂文斯的有“救生降落伞包”的降落伞。1919年4月19日，欧文在美国首次使用他改进了的有开伞索的降落伞。这种具有开伞索的降落伞是现代降落伞的原型。
难以捕捉的风能
风能是指地球表面大量空气流动所产生的动能。风能是一种用之不竭的可再生能源，全世界的风能总量约1300亿千瓦。风能资源的多少取决于风能密度和可利用的风能年累积小时数。目前，风能主要用于发电、致热等领域，随着技术的进步，它在人类生活中的作用将越来越大。
最原始的风能利用——风车
1229年，荷兰人发明了世界上第一座风车。1414年，荷兰人又发明了最早用于排水的风车。18世纪是荷兰风车的鼎盛时期，此时风车除了用来排水灌溉外，还用来磨米、发电等。风车成了荷兰人建设美好家园的最佳搭档。
风车的出现，为原始的手工作坊带来了新的动力能源，促进了生产力的发展。特别是18世纪，成千上万的风车被用于伐木、造纸和染色行业。到了19世纪，随着蒸汽机和内燃机等热机的出现，古老的风车逐渐被代替了。
风力发电技术
发电已成为风能利用的主要形式，而且发展速度极快。
2008年，中国风电装机总量已达700万千瓦。
风力发电通常有三种运行方式。
一是用一台小型风力发电机向一户或几户提供电力的独立运行方式，它用蓄电池蓄能，以保证无风时的用电；二是风力发电与其他发电方式相结合，向一个单位或一个村庄或一个海岛供电；而风力发电的主要发展方向是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机，将风力发电并入常规电网运行，向大电网提供电力。
用风来取暖
如今，家用热能的需求量越来越大，特别是在高纬度的欧洲、北美等地。
为满足家庭需要，风力致热有了较大的发展。风力致热是将风能转换成热能。
目前有三种方法。一是用风力机发电，再将电能通过电阻丝发热，变成热能。
这种方法效率很低。二是由风力机将风能转化成空气压缩能，再转化成热能。
三是利用风力机将风能直接转化成热能，这种方法致热效率最高。
纯净的能量——太阳能
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。现在，如何把太阳能收集和利用起来为人类服务，已成为许多科学家研究的重大课题。太阳能的有效利用为人类创造了一种新的生活形态，使人类社会进入一个有效利用能源减少污染的时代。
世界上最早的太阳灶
中国是最早利用太阳能的国家，其历史可追溯到约2700年前。在周代，中国人就学会了用凹面镜的聚光焦点向日取火，这是比较原始的太阳能利用。
中国最早研究太阳能的学者，是清朝光绪年间四川洪雅县的肖开泰。他自筹资金，从国外买来有关的仪器设备，研制出了一面小型聚光镜，利用太阳能来烹、煮、烘、烤各种食物。经过45次的调整试验，他获得了成功，制成了世界上最早的太阳灶。它与现代的太阳灶原理相同，形状就像一把倒撑着的伞。
太阳能发电的核心——太阳能电池
太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应把光能转化成电能的装置，是太阳能发电的核心部件。它是由硅单晶或砷化镓半导体材料制成的，应用范围十分广泛，比如太阳能电池计算器、太阳能电池手表和太阳能电池钟都能依靠它正常工作。
在航天技术突飞猛进的今天，人造卫星、宇宙飞船、空间站等航天器，大部分是采用太阳能供电。有些是将太阳能电池贴在表面上，有些则是贴在专门供给贴太阳能电池的翼板上，这种翼板好像是飞行器上伸出的翅膀。在翼板表面贴有数以万块计的太阳能电池。将它们并联或串联起来，在太阳光的照射下，便能供给几百瓦乃至几千瓦的电力。
未来飞机新贵——太阳能飞机
太阳能飞机是以太阳辐射作为推进能源的飞机。20世纪80年代初，美国研制出世界上第一架单座太阳能飞机——太阳挑战者号。这架飞机于1981年7月成功地由法国巴黎飞到英国。
接着，美国又研制出更先进的太阳能飞机——太阳神号。这架飞机耗资约1500美元，用碳纤维合成物制造，整架飞机仅重590千克，比小型汽车还要轻。机身长2.4米，活动机翼全面伸展时达75米，连波音747飞机也望尘莫及。
太阳神号机身上装有14个螺旋桨，动力来源于机翼上的太阳能电池板。
来自大海的礼物辽阔浩瀚的海洋，不仅使人心旷神怡，而且让人迷恋和陶醉。然而，大海最诱人的地方，是它蕴藏着极为丰富的自然资源和含量巨大的可再生能源——海洋能。
海洋能
海洋能是蕴藏在海洋中的可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流租潮流能、海洋温差能和海洋盐度差能等。潮汐能、海流和潮流能来源于月球和太阳的引力，其他海洋能都来源于太阳辐射能。这五种海洋能在全球的可再生总量约为788亿千瓦，技术上可利用的能量为64亿千瓦。
海洋能的能量密度较小且不稳定，随时间变动大。海洋环境复杂，所以海洋能装置要有抗风暴、抗海水腐蚀、抗海生生物附着的能力。现阶段，海洋能的试验性发电成本较高，尚不能与常规火电、水电竞争。但海洋能总量大，无污染，对生态环境影响小，是一种有开发潜力的可再生能源。
潮汐能
月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海平面周期性升降，海水涨落及潮水流动所产生的能量就是潮汐能。潮汐能是以势能形态出现的海洋能，具体指海水潮涨和潮落形成的势能。
海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，而随着海水水位的升高，这些巨大的动能就会转化为势能。而在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转化为动能。潮汐能与潮量和潮差成正比，其主要利用方式是发电。世界上潮差的较大值约为13至15米，但一般说来，平均潮差在3米以上就有实际应用价值。潮汐发电需要借助海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，进而建造水电站，通过水轮发电机组进行发电。
汹涌的海浪波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比，受风等因素影响较大，是海洋能源中能量最不稳定的-种能源。
波浪能
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能，它是一种密度小、不稳定的能源。
波浪发电是波浪能利用的主要方式。按能量传递形式可将其分为直接机械传动、低压水力传动、高压液压传动、气动传动四种。其中气动传动方式采用空气涡轮波力发电机，把波浪运动压缩空气产生的往复气流能量转换成电能，旋转件不与海水接触，能作高速旋转，因而发展较决。近年来，挪威、日本和苏联都建立了波浪发电站，英国与印度签定了合同，将在印度建造世界上最大的波浪发电站，其发电能力将为35000千瓦。
海流能
海流能是指海水流动所产生的动能，主要是指海底水道和海峡中较为稳定的流动以及由于潮汐导致的有规律的海水流动所产生的能量，是另一种以动能形态出现的海洋能。所谓海流主要是指海底水道和海峡中较为稳定的海水流动以及由于潮汐有规律的海水流动。海流能的能量与流速的平方和流量成正比。
相对波浪能而言，海流能的变化要平稳且有规律得多。海流能随潮汐的涨落每天两次改变大小和方向。一般来说，最大流速在2米/秒以上的水道，其海流能均有实际开发的价值。
海流能的利用方式主要是发电，其原理和风力发电相似，几乎任何一个风力发电装置都可以改造成海流能发电装置。但由于海水的密度约为空气的1000倍，且必须放置于水下，故海流发电存在着一系列关键性技术问题，包括安装、维护、电力输送、防腐、海洋环境中的载荷与安全性能等。海流发电装置可以安装固定于海底，也可以安装于浮体的底部，而浮体可通过锚链固定于海上。
海流中的透平设计也是一项关键性技术。
