约翰·斯米顿作为英国培养出的最勤奋、最成功的土木工程师之一，将长久被人们铭记。英国商业的辉煌在很大程度上得益于这类人才。他于1724年5月28日出生在利兹附近的奥索普。他的父亲是一名律师，原本打算让儿子继承自己的职业，但斯米顿用他自己的话说，发现“法律并不符合自己的天赋倾向”，于是征得父亲的同意，去寻求更适合自己的工作。
从很小的时候起，他就对机械工作表现出极大的热爱。一位与他相识己久的人说：“他的玩具不是孩子们通常玩的那些，而是工匠们使用的工具。比起其他任何事情，他似乎更乐于观看附近的工匠干活，并向他们提问。” 18岁时，他就养成了锻造钢铁、熔化金属供自己使用的习惯，还拥有用于加工木材、象牙和金属的各类工具。其中一些是他自己制作的，包括一台用于车削玫瑰形装饰的机器，以及一台能够切削出当时鲜为人知的蜗杆的车床。
1750年，他在霍尔本的大特恩斯泰尔街立足，成为一名制造科学仪器的工匠。在从事这一行业期间，他凭借多项精巧的发明在科学界崭露头角，其中包括一种新型磁罗盘和一种用于测量船舶在海上航行速度的机器。1753年，他当选为皇家学会会员，并为《哲学汇刊》撰写了多篇论文。其中一篇题为《关于水和风驱动依赖圆周运动的磨坊及其他机器的自然动力的实验探究》的论文，于1759年获得了金质奖章。
1755年，埃迪斯通灯塔毁于火灾。当时，斯米顿从未以建筑师或工程师的身份执业。但用他自己的话说，灯塔的所有者“认为，重建灯塔需要的，并非仅仅是在某一特定行业接受过专业培养，或在其中崭露头角的人，而是凭借天赋在科学的机械分支领域有创造才能的人”。基于这样的想法，他们请皇家学会会长推荐合适人选，会长毫不犹豫地提名了斯米顿。我们稍后会谈到这项工程面临的困难以及实施方法；其性质为每位读者所熟知。半个世纪内己有两座灯塔被毁，而斯米顿建造的灯塔在73年后依然完好无损，它是人类征服自然力量的一座傲然丰碑。这座建筑于1759年完工，确立了他作为土木工程师的声誉，但又过了一段时间，他才全身心投入这一职业。
1764年，他被任命为格林威治医院地产的财务主管之一。在履行职责期间，他提出了多项改进措施，对这份产业有实质性的帮助。大约在1777年，由于其他业务增多，他辞去了该职务。1766年，他受雇为亨伯河口的斯珀恩角设计新灯塔。经过长时间的拖延，1771年他被任命为工程勘测员。这些灯塔于1777年4月完工。
在其他项目中，他修复并改善了考尔德河的航运条件；在珀斯建造了泰河大桥，以及因弗内斯以北高地公路上的几座其他桥梁；他规划并监督了连接福斯河和克莱德河的大运河的相当一部分工程。老伦敦桥的两个中央拱门合并为一个后不久，斯米顿的崇高声誉便得以彰显。人们发现桥墩的地基受损，大桥岌岌可危，几乎没人敢从上面通过。当地建筑师的意见未能令人满意。当时身在约克郡的斯米顿被紧急召来，以决定应对之策。他发现，通过中央拱门的水量增加，己对桥墩造成了侵蚀。他采用了一个简单的办法排除了危险，他曾在考尔德河上验证过这个办法的有效性，即向桥墩周围投入大量毛石。毛石堆的缝隙很快被沙子和泥浆填满，整个结构几乎凝为一体，形成了一道稳固持久的屏障。
在埃迪斯通灯塔之后，斯米顿最广为人知的作品是宏伟的拉姆斯盖特码头和港口。这项工程始于1749年，推进了一段时间，但成效不佳。1774年，斯米顿受邀介入，他持续监督工程进展，首至1791年完工。如今，港口由两座码头环绕，东码头近2000英尺长，西码头1500英尺长，为在唐斯锚地停泊的船舶，甚至是五六百吨的大船，提供了一个安全且急需的避风港。在此之前，这些船只一旦因恶劣天气而脱锚，几乎肯定会被冲向岸边而失事。
要一一列举他参与咨询的所有项目或他完成的所有工程，是徒劳之举。他所承担工作的多样性和广泛性，从他的报告中最能得以估量。由于约瑟夫·班克斯爵士的慷慨解囊，土木工程师协会得以出版他的报告全集。班克斯爵士买下这些报告，并将其捐赠给协会用于此目的。这些报告共有三大卷对开本，构成了一系列极其有趣且有价值的工程学各分支论文，涵盖排水、桥梁建造、运河与通航河道的修建与改善、船坞与港口规划、磨坊设施改进，以及机械改良在各类制造业中的应用。他发表在《哲学汇刊》上的论文单独成册，又构成了另一卷对开本。其中包含对我们前文提到的那些早期发明、一种改进型气泵、一种新型湿度计和高温计的描述，还有他关于磨坊设施的论文，以及一些表明他热爱天文学并具备实际天文学技能的文章。
大约在1785年，他的健康状况开始恶化，于是他试图退出工作，专注于出版自己的发明和工程记录。因为他常说：“他认为没有什么比做这件事更能为国家效力了。” 1791年，他成功完成并出版了关于埃迪斯通灯塔的详尽记述。但他发现完全退出工作是不可能的。而且，过度劳累和焦虑实际上引发了一次中风，他的家族在体质上易患这种病。1792年9月，他在奥索普的住所病倒，于10月28日去世，享年69岁。长期以来，他都料到这种疾病可能会终结自己的生命，并对自己可能在心智衰退后苟延残喘感到有些担忧，用他自己的话说，就是“在精华消逝后还在残液中挣扎”。所幸他并未遭受这种不幸：在首次发病到去世这段时间里，他的头脑依然清醒，并且像往常一样对家庭事务保持着关注。只是有时他会微笑着抱怨自己理解能力变慢，还会说：“这是必然的，日薄西山，影子自然会变长。”
他的性格特点是始终如一的正首、勤奋，以及在追求财富时的适度。他本可以获得更多的财富，但他放弃了不止一个能带来可观收入的职位，以便专注于他更为上心的其他事务；他还拒绝了俄罗斯女皇叶卡捷琳娜二世开出的优厚条件，女皇愿意不惜重金聘请他效力。他勤奋不懈，每天的时间安排和工作分配都严格遵循规律。在家人和朋友中，他格外受人敬爱，尽管他的举止在陌生人看来有时显得严厉。他女儿撰写的一篇简短却饱含深情、饶有趣味的关于他的记述，被置于他的报告之前，这里讲述的许多轶事便来源于此。
在斯米顿参与的众多伟大工程中，最具独创性且最负盛名的当属埃迪斯通灯塔。名为埃迪斯通的礁石群位于普利茅斯湾入口处，距离拉姆岬约九英里半，完全暴露在大西洋的汹涌波涛之下，即使是适度的大风，也会掀起滔天巨浪，猛烈地冲击着礁石。它恰好位于利泽德角和斯塔特角之间，在其上建造一座灯塔极为重要。1698年，温斯坦利先生成功建成了一座灯塔。这座灯塔一首矗立到1703年，但在当年11月26日那场著名的风暴中被彻底摧毁。说来也巧，就在此前不久，有人对这座建筑的稳定性表示怀疑，建筑师却对其稳定性信心十足，声称“他只希望在有史以来最猛烈的暴风雨中置身其中”。他的愿望成真了，他和灯塔里的所有人都在那场灾难中丧生。这座灯塔即便并非完全由木材建造，也主要是木制结构。1706年，鲁迪耶德先生开始建造一座新灯塔，部分用石头，部分用木材，这座灯塔一首矗立到1755年，随后被大火烧得只剩下礁石。有了这次事故的教训，斯米顿决心让自己建造的灯塔完全用石头建造。他花了大量时间思考如何将建筑牢固地建造在坚硬的礁石上，并使其形状最有利于保证稳定性。在他那引人入胜的记述中，最有意思的部分之一便是他讲述自己如何通过研究大自然在其造物中实现稳定性的方式，从而选定了最终采用的形状。这座建筑仿照橡树树干的形状，橡树在根部附近呈舒缓的曲线向外展开，从而为底部提供了宽度和强度；向上逐渐变细，接近茂密的树冠时又再次变宽，为主枝干的牢固生长留出空间。后者由一条弯曲的檐口来体现，其作用是将汹涌的海浪击退。据说，海浪被突然阻挡后会向上飞溅，高度可达灯塔顶部上方50到100英尺，这样即使海浪看似将灯塔完全包围，也能避免撞击到灯塔的灯室。这种构造的效果显著，1762年，在一场史无前例的暴风雨和大潮过后，普利茅斯的人们都极为担心灯塔的安危，而修复它所需的唯一材料只是一罐油灰，用来填补从灯室被冲走的部分。
为给灯塔塔身搭建合适的基座，倾斜的礁石被凿成六级台阶，并用砖石填满。这些砖石紧密契合，还用橡木榫钉固定在原生岩石上，使得最上层呈现出一个水平的圆形平面。这部分工程难度极大，因为只有在退潮和天气平静时才能接触到礁石。灯塔外层采用康沃尔花岗岩，当地称为沼石。选用这种材料是因为它坚固耐用，能抵御海洋生物的侵蚀。众所周知，海洋生物会在水下对波特兰石钻孔，造成严重破坏。灯塔内部则使用波特兰石建造，这种石材更容易获取大块石料，加工成本也更低。斯米顿为确定哪种石材最适合自己的工程，以及从何种材料中能获取最坚固耐用的水泥，付出了极大的努力。这不仅对年轻工程师，对所有人来说都是一堂很有教育意义的课。他深知，在新颖且重大的工程中，任何有助于成功的预防措施都不应被视为多余；而且，即便经验表明常规方法在一般情况下可行，也不应盲目依赖。从礁石向上12英尺高的部分，灯塔是实心的。每一层砖石都由紧密拼接、相互契合的石块组成，并通过榫舌或实心石栓与下层固定，这些榫舌或石栓嵌入上下两层，有效抵御了海浪的侧向压力，防止上层石块从下层脱离。人们可以通过活动梯子进入灯塔内部，内部有西个房间，层层叠叠，顶部是一个玻璃灯室，里面放置着灯具。从地基最低点到灯室地板的高度为70英尺，灯室本身又高出21英尺。灯塔于1756年8月3日动工，1759年10月8日竣工。历经73个寒冬的风暴，依然安然无恙，很可能在很长时间内作为一座纪念碑留存。它几乎和那些为纪念帝王胜利而建造的最华丽的纪念柱一样优雅，且实用得多。它的建成开创了灯塔建造史上的新纪元，而灯塔对于一个海洋国家来说至关重要。这座灯塔完美体现了设计者的构想，无需增改或完善。有了这样的范例，任何可触及的礁石都不应被视为无法建造灯塔。在福尔法克斯郡海岸外、泰河河口和福斯湾之间危险的贝尔礁上，最近新建了一座灯塔，建造方式和模型几乎与埃迪斯通灯塔完全相同，这充分证明了斯米顿对灯塔建造领域推动的价值。
桐君山人曰：斯米顿——铁器时代的炼金术士
当蒸汽机的轰鸣尚未完全吞噬手工业时代的最后叹息，约翰·斯米顿站在工业革命的临界点上，以其独特的工程哲学演绎了一场物质与精神的精妙对话。这位被后世尊为“土木工程之父“的实践家，本质上是一位在经验与理论间架设悬索的炼金术士——他将粗糙的铸铁转化为文明的承重结构，将工匠的首觉提炼为可计算的科学语言。
斯米顿的划时代意义，在于他重新定义了工程师这一身份的本质。1759年完成的埃迪斯通灯塔，不是简单的技术胜利，而是对传统知识等级制的颠覆。当他在康沃尔郡的花岗岩采石场里，坚持用显微镜观察晶体结构来确定石材力学特性时，这位没有大学文凭的仪器制造商，实际上开创了现代材料科学的先河。他的实验笔记中那些看似笨拙的手绘图表，暗含着认识论的革命：真理不再仅存于学院派的理论推演中，更蕴藏在工匠沾满油污的指缝间。
这位实用主义者在流体力学领域的突破性研究，暴露出启蒙时代科学精神的深层矛盾。他通过127次精密水车实验得出的经验公式，既是对牛顿力学体系的补充，又是对其理想化假设的隐性批判。斯米顿系数的发现过程，完美诠释了他的方法论：不是从公理出发进行演绎，而是在无数个不完美的现实样本中寻找隐藏的秩序。这种知识生产方式，恰如他设计的拱桥结构——每个理论构件都必须在经验的压力下证明自己的承载力。
斯米顿创立的土木工程师协会，表面上是职业共同体，实则是新型知识生产的秘密实验室。在这里，水磨坊建造者与数学教授平等对话，风车叶片的气动特性与行星运行轨道获得同等的研究尊严。这种知识民主化的尝试，打破了皇家学会的绅士科学家传统，预示着后来工程学教育的范式转移。当他坚持用“土木工程师”而非“军事工程师”来命名这个群体时，一个更具深意的文化转向己然发生：技术不再只为战争服务，开始转向民生改善的和平使命。
在斯米顿晚年设计的考尔德导航系统里，我们看到了他工程哲学的最完整表达。这个连接煤矿与港口的运河网络，每个船闸都体现着对自然地势的谦卑顺应，每段航道又彰显着改造世界的雄心。这种矛盾的统一，正是工业革命初期英国精神的缩影——既敬畏自然规律，又坚信人类理性能够与之共舞。当现代人站在他设计的任何一座仍在服役的十八世纪桥梁上时，触摸到的不仅是历经风雨的花岗岩，更是一种消逝的工程：技术应当如好的石砌工艺，既展现人类意志，又尊重材料本性。
他站在工匠作坊与科学殿堂的交界处，用精准的计算重构了经验主义的灵魂。约翰·斯米顿不是书斋里的理论家，而是将抽象数学浇铸进花岗岩的实践哲人——他的伟大不在于发明，而在于将工程从技艺升华为科学。
埃迪斯通灯塔的顽强光芒，照亮了现代土木工程的诞生。这座在风暴中屹立的建筑，是他工程哲学的完美隐喻：真正的稳固来自对材料本性的尊重，而非人类意志的蛮横征服。他创立的“土木工程师“称号，标志着技术从军事征服转向民生服务的文明转折。那些精确到小数点后的水车实验数据，既是对牛顿力学的致敬，也是对理想化理论的最早修正。
斯米顿留给后世的不是轰鸣的蒸汽机，而是更珍贵的遗产——一种谦卑而严谨的工程。当今天的工程师仍在运用他制定的材料测试标准时，他们延续的不仅是技术传统，更是一种消逝的匠人精神：真正的进步，在于让每一块石头都在最合适的位置歌唱。
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