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从一开始就必须防范铁轨上出现的种种危险。起初是雇一个人骑马在火车前面挥舞着旗子奔驰，但由于看起来太滑稽，很快就弃之不用了。但是，在发明火车之后的25年里，事故连连，形式多样。最早的一次灾难发生在巴黎—凡尔赛线上，那是火车在英国首次行驶十几年之后发生的。造成死亡人数倍增的令人震惊的原因是“出于安全考虑”把乘客锁在了车厢里。当两个牵引火车头中前一个的车轴断裂之后，第二个火车头及其后面的车厢由于惯性叠了起来，引发的熊熊烈火将死伤者一同火葬，殒命者逾50人。这种把乘客锁起来的做法在英国实行的时候，悉尼·史密斯曾提出尖锐的批评（＜533），但后来仍在欧洲继续实行多年。这种做法是一个旁证，证明人被装在箱子里快速飞越空间，精神上会感到极大的恐慌。
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作为一种机械发明，铁路交通不仅仅是将一个蒸汽发动机安装在一架车上去牵引另一辆车。同样重要的是（有凸缘的）火车车轮和路基。车轮的轮缘扣住铁轨，因而自动确定行进的方向，而路基则能承受经常出现的巨大压力，使两条路轨始终稳定并保持同等距离。不善观察的丁尼生对铁路深感惊讶。他最初以为火车的轮子是在路沟里走的，难怪他在诗中写道：世界在“变化的环形路沟里”永恒转动。在火车首次试行之前不久，德·昆西写下了他最杰出的短文之一，论及“英国的邮递马车”。文中大肆称赞改善的道路、坚固的座车、飞快的骏马和熟练的马车夫，这些优良条件综合在一起提供了有史以来最快捷的邮政服务，邮车以9英里的时速疾驰，使乘客，尤其是坐在车顶的四个乘客大为开心。
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邮政还需要遍及各地的驿站，里面备有马匹接替刚刚抵达的已经筋疲力尽的驿马。不过，这种组织工作与不久之后建立的铁路系统相比真是简单多了。首先，须将路轨围起来，与人畜隔开；其次，须使用一种信号方式使列车有可能单轨行进，即所有列车在同一条轨上沿同一方向行走。幸亏这时已经有了电报，这得感谢S·F·B·莫尔斯和他发明的电码。整个铁路系统除了需要有机车上的司机和铲煤工之外，还需要发送和接收电报的人，即列车调度员，另外还需要站长、信号员、巡道工、扳道工和检票员。交通道口需要修建栅栏，安装信号灯，沿铁轨每隔不远就需建筑信号和扳道站。这些设施需要不断改进，还有大量后加的配套部分：汽闸、轨道电路、钢制车厢、火车头的自停装置、中央调度等，不一而足。所有这些项目共花了75年，还有许多人的生命作代价，但它们使铁路成为人类一项几臻完善的成就。
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第331条。如果信号员因电报线路故障或其他原因不能事先与下一站（即前面一站）联络，须使朝他的方向开来的每一辆列车都停下来。万一不能确知使列车停开的原因，则可允许该列车持“小心慢行”的信号或牌子继续行进（需要停车或小心慢行的64种可能出现的情况之一）。
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——《宾夕法尼亚铁路线规章》（1901年）
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铁路工人很快就形成了一支浩浩荡荡的大军，由一大批官员和一大本规章制度统管。他们在持续不断的压力和严格的纪律下进行工作，如因违章导致事故或死亡，还会遭到法律惩处。这种情况也改变了工作的性质。此前，工厂意味着组织严密的工作，不过工作简单明了，相对静止，不像铁路工人那样须做出人命攸关的决定。而且他们工作的性质使工伤更容易发生。铁路工人因此而成为工人中的贵族；他们身体强健，有特殊的技能和别人没有的判断力。至于通过采取新的规定或装置来增加旅客安全的问题，起初认为它不是政府的责任。在稳步向前发展的英国，一批（多来自军队的）卓越工程师承担了这项任务。他们研究每一宗事故，发表建议提供给各家相互竞争的公司；这些建议并不是可通过法律加以执行的结论。后来，与飞机旅行有关的问题也是采取同样自由的方式来加以处理的。
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在相当长的一段时间里，乘火车旅行的男男女女对铁路一再惊叹不已，同时也有人为之骇惧。就此，他们写下了大量描述，作了不少预言，还进行过不少论证。华兹华斯猛烈抨击铁路对宁静山谷的破坏，维尼用诗歌描述人类从牧羊人变为从事无数次旅行的飞行冒险家的神奇变化，拉马丁从铁路带来的旅行方便当中展望到跨越疆界增加相互理解和带来国际和平的前景，总是具有灾难感的狄更斯在小说中不止一次把旅行者的感受描写得如同噩梦一般。常人则不可避免地洋洋得意：“不管你信不信，我搭乘早上8点去某处的车，中午12点就到了；我做完生意搭下午2点的车回来，6点就到家了。”福楼拜在他的《公认主张辞典》里举了这个例子和好几十个类似的陈词滥调予以嘲笑。对爱思考的人来说，这项新奇迹只能使他们悲伤地想到从一个地方移动到另一个地方完全没有增加任何思想或精神价值，在旅途的两端，无赖照旧是无赖，傻瓜依然是傻瓜。而且生意做得更快只会加强物质主义的统治。自然，生意人对这种带有妒忌和偏见的看法不加理睬，只要筹集到资金，就立即建造铁路。19世纪40年代，英国患上了“铁路疯狂症”，计划要修筑几十条铁路，摊子铺得太开；于是造成有的铁路破产，官司连连，乡村被毁，有的城镇因被铁路线绕过而深感愤怒，煤炭和钢铁工业生意兴隆，设计师竞相改进机车、铁轨、道渣、车厢、刹车闸、信号灯和铁路的运作。
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对美国这样的国家来说，铁路是飞速开发广阔空间及其自然资源的唯一办法。尽管最近出现了一种修正性的观点，但是，如果当初光靠运河与马车，美国的中部和西部不会这么快就人丁兴旺，繁荣发达。俄国的内地就是因为缺乏贪婪的铁路修筑商而长期处于落后状态。在非洲和远东，西方人的铁路把贸易从条约口岸和15、16世纪就已建立的古老通商地点（＜103）向内地推进，导致了新帝国主义的抬头。虽然铁路没有形成各国人民习惯和看法上的“一统世界”，但是它却为西方在全球各个地区的深入挺进提供了最强大的推动力。
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蒸汽机车12点整将抵达这个地方。当然，我们带着几个马车夫乘三部马车按预定时间到达了车站。能以20英里的时速乘坐火车走5英里的旅程使我感到满意，但不能说它是一种乐趣。我要看火车的时速是否准确，因此，我从火车启动开始就一直盯着手中怀表的第二根指针，所以我知道自己不会受骗上当。
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在5英里的行程中，机车偶尔停下，然后再接着走，后来就以每小时23英里的速度前进，而且就像没有摩擦一样轻松地行进。最快速的行驶使我惊恐万分，简直就是在飞翔，使人难以甩掉会立即身亡的念头，使我产生头疼，至今还隐隐作痛。总的来说，我因亲眼见到这个奇迹而极为高兴。不过，我既然经历过了这一奇迹，这第一次就让它算是我的最后一次吧。
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——托马斯·克里维（1829年）
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铁路与工业时代的其他产物一道造成了一种特殊的仰慕，一种同诗意交织在一起的爱慕之情，即所谓的铁路浪漫情结。夜间火车鸣笛的声音，快车飞速奔驰的瞬间留下的一个个光亮方格，白天火车缓缓停下时冒出的咝咝作响的白烟，司机和铁路站长之间交换的神秘术语和类似情书里的暗语，还有这么一个钢铁铸成的庞然大物满载乘客离我们而去的壮观场面，这一切都激起人们的浪漫情怀。这些和其他类似的印象已被无数次记录下来，直到今天还激励着人们为之吟诗作赋。火车充斥了19世纪的文学，这是飞机在20世纪所没有做到的。左拉的《人形野兽》、哈代的《旅行中的男孩》和安娜·卡列尼娜选择卧轨自杀仅仅是为数众多的例子中的几个而已。顺便要提一下，托尔斯泰认为铁路是魔鬼的发明；对他那个时候的俄国火车的描述往往证实了他的揣测。挤坐在马车里意味着四个人手脚都不得动弹，僵硬发麻；火车则由于它所聚集运载的众多人数而产生另一种压迫感。弗里思的名画《火车站》表现了这种新的拥挤杂乱。而从杜米埃的画作《三等车厢》中可以看到，车厢中拥挤的状况如同轮船上的下等舱或者20世纪末的喷气式客机。不过，1890年到1940年期间，头等车厢的乘客不仅能舒适地快速旅行，而且还能得到一整套独特的享受，从在风格优雅的餐车享用现场烹制的美味佳肴，到在宽敞安静的卧铺车厢休息，从沿途各站起始准时，到一路上可以尽情观赏乡间美景。今天，“火车”一词只能使人想起欧洲毫无魅力的方便和美国距离过长的不适。人们再也没有出远门那种特殊的感觉了，因为他们再也不是长在地上的庄稼，而是总在不同目的地之间奔波的物体。运动反而成了正常状态。［参阅L·T·C·罗尔特（L T.C.Rolt）所著《铁路革命》（The Railway Revolution）。］
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处于鼎盛时期的铁路使建筑艺术获得一种新方向，因为它需要一种前所未闻的建筑——城市火车站。这种建筑中使用钢铁和玻璃的方式不是来自教科书或巴黎的美术学院，而是由工程师发明的，也是这些工程师找到新办法建成了可承受火车重负的高跨度桥梁。在所有这些工程中，他们都采用功能主义的手法，也就是说，他们坦然地把结构显露在外，而不是掩藏起来。在这些革新者当中，伊桑巴德·金登·布鲁内尔是卓越超群的天才，这位杰出的工程师也应当算是出色的艺术家。最近建造的摩天大楼和早期使世界眼花缭乱的1851年（伦敦）世界博览会会场水晶宫都是用钢架玻璃结构建成的高大建筑，它们都得归功于铁路及其建造者尽情发挥的天才。［可翻阅卡罗尔·米克斯（Carroll L.V.Meeks）所著《火车站》（The Railway Station）。］
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铁路史初期产生了三个文化副产品。一是车票，它于1838年突然闯入世界，现在业已成为拥有权的普遍凭证，身份证、戏票、旅馆房间钥匙和信用卡都是从它派生出来的。另一个文化副产品是人为规定的标准时间。在没有铁路和全球旅行之前，每一个城镇乡村都有自己的计时办法，基本上是根据太阳正当空就是正午的规律而推算出来的。50英里以东的地方，正午来临的时间要早一些，西边的正午就到得晚一些。这种时间多元化的现象是同铁路时间表格格不入的。必须为辽阔的地域硬性规定一个时间，这是沿着一条经线制定而成，对所有其他地方来说都是虚构的、非自然的时间。这种抽象遇到了出乎意料的强大抵制。美国的标准时间是靠一位积极奋斗者一个州一个州地宣传鼓吹才得以确立的。
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第三个新鲜事物较容易为人接受，那就是对威士忌酒的爱好。威士忌先在平民百姓当中普及开来，最终为上层绅士所接纳。是修筑铁路路基的爱尔兰挖土工（navvies）将威士忌引进习惯饮用杜松子酒的英格兰的，他们（用双手）挖土并用手推车将土运到高处以修筑路堤。Navvies是navigator（领航员）的简称，之所以给他们起这个绰号，是因为原来他们是被招聘来修建人工运河的，但是却转为来回奔跑的泥土挖掘搬运工。自那时起，这个词已成为“苦工”的代名词。
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蒸汽发动机和火车机车发明过程中的反复实验推动了纯科学家的研究。在铁路疯狂症的时代，出现了开尔文、焦耳和迈尔，是迈尔提出了机械功与热等值的理论。科学家对高压下气体中分子的运动进行了测量，对光的速度也加以测定。光到底是通过粒子还是光波传播这个问题引起了争论，因为光谱仪显示出不连续的色带。因为没有人相信远距离以外可以产生作用，于是便提出存在着一种叫作“以太”（ether）的不可见介质，所有的波、粒子和其他压力都通过它产生可见现象。大如天穹，小到试管，任何地方都处于机械论的巨大推力和拉力的统治之下，就像拉普拉斯和拉格朗日发明不久的数学理论所预言的一样（＜439）。
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这种研究需要全神贯注，致使同时还追求其他兴趣的业余研究者因而无法参与。鉴此，剑桥的威廉·休厄尔决定需要有一个比“自然哲学家”更确切的名字。他提出使用“科学家”这个词，没人表示反对。当时人们没有注意到的是，在电学这个也在同样飞速进步的领域，正出现某种抗衡的东西，后来会打乱机械论的制度。法拉第异常丰富活跃的头脑创造出电磁理论和电动机，显示出化学作用能产生电流，电流可以产生热能和磁场。同等优秀的奇才——安培、奥斯特、欧姆、（美国的）亨利——也做出了关键性的发现。虽然这门新科学的实际应用是后来的事，但是他们的发现帮助证明了能量守恒这一令人满意的原理。不仅如此，各种能量还可以相互转换。确实，转换而成的能量不如原来的能量有用；驱动火车头的蒸汽一旦完成其任务就消失了，我们所看见的白色水蒸汽中的分子就“不能用了”；不过它们却没有被消灭。这就是热动力学第二定律中所说的“熵”，能量的退降。作为一项原理，它预见了宇宙的末日。
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与此同时，在生物学领域，除了关于进化论的继续研究以外（＜455），李比希和巴斯德在有机化学方面的研究取得了进步；施万找到了细胞；其他科学家在神经和大脑方面进行了开创性的研究。这一切都证实了拉瓦锡的理论，即生物的生命如同蜡烛一样燃烧，而这又转而意味着对生命也可以适用机械学的法则。亥姆霍兹对这所有的转换和学说加以综合，提出了全面的宇宙观，他认为宇宙由众多的原子所组成，被几股中心的力量联系为一体。
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前面讲到，一些浪漫派作曲家把歌曲和历史情节及舞台上的真道具结合起来，创造出了该时期最受欢迎的音乐娱乐形式——大歌剧。与此同时，其他的浪漫派艺术家创造了大型管弦乐队，将大约100件乐器加以均衡组织，按一定比例配备不同的乐器，以确保演奏时无论音量大小，都不会盖住各种乐器不同的音色。这种组合产生了全新的效果，就像风琴因许多音栓和音管的组合获得它特有的音色一样。这种大型管弦乐队和所谓的浪漫式风琴都是新工业的产物。18世纪末，图尔特发明的琴弓（＜389）大大改善了弦乐器的清晰度和音量，木管乐器的管子也有所改进。不过，直到使用了按键和发明了栓塞，木管乐器和铜管乐器才变得发音准确，音质独特，从而使管弦乐队真正丰富多彩，各部分都具有表现力。
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为了保持音调正确，有些发音孔本应排列在远处，但那样演奏者的手指就够不到。现在有了按键，就可以把发音孔排在一起，演奏者只需把它们打开或关闭就可以了。这样一来，长笛、双簧管、单簧管、巴松和英国管就发声完美，可以演奏过去无法演奏的乐章了。同样，栓塞使法国管、小号和其他铜管乐器的音调变得确切，音域加宽。在所有管乐乐器中，金属都取代了木头（“木管乐器”中的“木”字现指一个几乎完全过时的事实）；新的铜管乐器是从原来虽不够完善但仍然可取的旧铜管乐器发展而来的。大号来自于一种造型类似大蛇的号——奥菲克莱德号。阿道夫·萨克斯发明了萨克斯管和萨克斯号（一种小号），他既是像爱迪生一样的改进家，又是像麦考密克一样的制造家。
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同样在这几十年里，钢琴在法国的埃拉尔、英国的布罗德伍德、（最终是）德意志的斯坦威的手中实现了机械化，加上了钢丝弦和弦轴，装上了经改进的脚踏板，结果整部乐器变得灵活敏捷多了。于是，钢琴开始了作为第一种广泛传播音乐的机器的生涯。所有音乐都可以改编为钢琴曲。接着创造出钢琴丑陋的养子——立式钢琴，降低了钢琴的价格并使之能在较小的住所使用，美国西部的木屋里就使用了立式钢琴。钢琴的普及造成了一种错误的印象，以为钢琴是一种家庭式乐队，用它可以演奏任何改编的音乐，效果会与原作一样。大人纷纷逼着孩子学钢琴而不学其他乐器，家境破落的上层贵妇变成钢琴教师，调音师定期到各家登门拜访。
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最后，管弦乐作曲家往往不是从一开头就按管弦乐器的组合来构思，而是用键盘作为各种想法的孵化器和试验场。钢琴是一种打击乐器，音质单一，难以延长一个音符的发音，这本应警示作曲家注意。但是那时谱写一首作品然后再将它调整适应于“管弦乐队演奏”的做法已普遍流行。正确的字眼应该是“适应于乐器演奏”，因为乐章任何一处的特点和音色都来自乐器的选择。这种做法的结果是，大量精美音乐都在改编成管弦乐时由于粗劣笨拙或者千篇一律的配器处理而被糟蹋了。在这方面，李斯特是一个出色的榜样。他先是在钢琴上作曲，然后请别人将他的曲子谱成管弦乐，直到他通过孜孜自学，掌握了一种自己的管弦乐创作风格为止。
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经改良的风琴之所以能获得进步，尤其要归功于一位十分年轻的小伙子阿里斯蒂德·卡瓦耶-科勒。19世纪还出现了其他几位发明者兼建造师，不过他是最早的一位革新家，而且是少年奇才，年方11岁就已成为他父亲风琴制造厂里的能工巧匠。年少的他解决了使人们百思不得其解的两个与管压和音栓顺畅更换有关的机械难题。他22岁那年离开家乡蒙彼利埃市来到巴黎，寻找更广阔的用武之地。刚巧，他才抵达巴黎就遇上一个通过（两天的）考试来竞争为巴黎附近的圣德尼大教堂建造一部有84个音栓的新型教堂风琴的机会。这位年轻人赢得了这项工程，从而开始了他长期的革新生涯，因为他坚信必须对每一种乐器进行调整修改，使之适合于特定的地点和用途。音乐权威告诉我们，卡瓦耶-科勒的风琴在影响法国两个风琴音乐流派的作品方面起到了关键的作用。
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所有垂直滚轴须用铁制，曲轴须经车床加工，轴承须用黄铜制作；每一部件都要仔细打磨、抛光。所有木管内外须涂上清漆，以改善音质，保持经久耐用。所有金属管须用锡制，每根管的金属厚度须精心测量，应使用仪器精确度量，不容任何估测。而且，每根金属管的厚度须与管子的长度和直径成比例，使整个键盘发出的音调统一和谐。
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——A·卡瓦耶-科勒《圣德尼大教堂管风琴的规格》（1833年）
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