世界人类古代文明发展较快的区域都和河流有关，例如，两河流域文明、恒河流域文明和黄河流域文明等，其中的一个重要原因是与史前人类无法解决在地面上克服摩擦力来运输重物有关，而只能借助于水的浮力。公元前1万年，世界各地的人们就开始进行水上交通运输。他们把几根木头并在一起做成木筏，或是挖空树干做成独木舟；公元前3000年，埃及出现了世界上最早的帆船，用于尼罗河上的交通运输；公元前2000年，南亚的人们建造了带帆的木船，横渡太平洋，并在波利尼西亚群岛上建立了最早的社会群体。由于水路运载量大，所以人们宁可开挖运河而不去修路。可见，水路运输在社会经济发展中曾经发挥过重大的作用。

而与陆上交通有关的轮子则出现于公元前3500年，装有轮子的车辆变滑动摩擦为滚动摩擦，改进了人类陆上交通的工具。直到19世纪，道路尚无路面铺装，木制车轮也没有装置充气轮胎，特别是没有出现驱动车轮的动力机械，因此轮子出现后的漫漫数千年，人类的陆上交通没有发生根本性的改变。

图1-1　公元前6世纪的希腊Diolkos轨道

近代文明前的陆上重物运输往往借助于 “轨道”，人们在不平整的地面上铺设了由原木或打磨光滑的石灰石轨道，借助人力或畜力推拉安放在轨道上的物件。人类使用轨道的最早记载是在公元前6世纪，在希腊有一条6km长的Diolkos轨道 （见图1-1），用来运输船只，载运船只的架子由奴隶拉着沿石灰石制成的轨道，将船只从地中海搬运到Diolkos海湾。Diolkos轨道使用了1300多年，直到公元900年。马拉轨道车辆出现在希腊、马耳他和罗马帝国，至少2000年之前才出现使用加工过的石材作为轨道，轨道有凹槽或挡肩，限制车轮只能在轨道上行走。这种交通形式再次出现于欧洲是在1550年。工业革命初期通常使用数英寸宽的木材作轨道，木材首尾相接固定，并且固定在间隔为2～3ft（61～91cm）的横向枕木上，以保持固定的轨距。为了延长木制轨道的使用寿命，会在轨道面上包一层铁皮。18世纪中叶，开始出现铁质车轮，这大大加剧了轨道的损坏，因此发明了铁制的轨道，3ft（91cm）长、2in （5cm）宽，内侧有挡边，称为平板钢轨轨道（见图1-2）。由于平板轨道强度不够，容易变形，18世纪末叶，又出现了类似现代钢轨的轨道形式（见图1-3），铁制车轮内侧高出轮踏面形成轮缘，卡在铁轨之间以提供车辆的导向力（见图1-4），保证车辆行驶在轨道上。这两种轨道形式并存于英国铁路上，直到19世纪中叶，此时蒸汽牵引已占据了统治地位，平板轨道才逐渐退出历史舞台。就这样，木轨一步步过渡到铁轨，“木路”变成了“铁路”。

图1-2　木轨轨道

图1-3　早期铁轨

有别于其他陆上的车辆交通，载人、载物的轨道运输车辆行驶在特定的轨道上，轨道起了支承、传递车辆荷载的作用，为了使车辆只在轨道上行驶，轨道还提供了导向作用。这种运输形式就成为轨道交通。

使用轨道运输的优势是明显的：把较少的材料做成轨道而无需加工整个车辆通过的路面，轨道面提供了一个较为平整的、硬度较高的车轮滚动面，并且可以把运输重物的重量通过轨道分散地分布于地面上（见图1-5）。1804年的英国煤矿使用过这种运输形式，当时尚无牵引车辆的动力机械，轨道被铺设在坡道上，靠重力将满载煤炭的车辆从矿井滑行到运河边的码头，同时把轻车拉上坡顶，一次运煤量可达到10～13t。采伐木材的林区也有曾人使用这样的装置（见图1-6）。(www.daowen.com)

图1-4　钢轮钢轨的导向作用

这种轨道形式也使用在西方的城市内，市内交通客流有一定的路线，在客流集中的路线上开通轨道交通无疑将是十分有利的，这就是为什么1829年伦敦和1831年纽约，街上出现了公共马拉或驴拉轨道车辆的原因。1860年前后，公共马拉或驴拉轨道车辆更是风靡北美各大城市（见图1-7）。

图1-5　合理的受力

图1-6　利用斜坡的无动力轨道车辆

图1-7　北美的马拉轨道车