1909年，京张铁路验道专车，詹天佑(车前右三)与工程技术人员合影。（图/取自维基共享资源）
清朝因容闳的建议，于1872年到1875年间，派出四批小留学生到美国读书，平均年龄十二岁。因两国文化差异很大，小留学生到美国后的言行举止，或与国内习俗未尽相同，被若干人士目为「离经叛道」，因而时有撤回小留学生的声音。第四批小留学生清廷原希望他们读军校，但美方不同意，却准日本留学生进军校就读。清廷一些高官大吏更加愤懑，朝廷终于命令全体小留学生返国（详情请参阅《今文观止》卷1第240页）。仅有两人在耶鲁大学完成大学课程，取得学位，一是欧阳庚，一是詹天佑。
欧阳庚学外交，回国后曾先后被派驻加拿大、巴拿马和墨西哥等国。詹天佑则为铁路专业，中国自主、自费修建的第一条铁路，就是詹天佑建成的。他一生建了许多条铁路，把当时贫困落后的中国，放在铁轨上跑动起来。
当然，在欧阳庚和詹天佑之外，其他小留学生虽未及取得学位，但也受到美国先进教育的薰陶与培育，后来对中国都有很重要的贡献，譬如外务部尚书梁敦彦、民国第一任内阁总理唐绍仪、北洋大学校长蔡绍基、清华大学校长唐国安，以及其他学矿冶、学电讯和学工业制造等各方面的学生，都为后人所记忆。但詹天佑的铁路专业，在当时最为中国所需要，而其建路成果，亦能久传后世。
詹天佑，祖籍徽州府婺源县，1861年出生于广东省南海县，父亲詹兴洪是经营茶叶的小生意人。1872年容闳在香港招募小留学生赴美留学。詹兴洪的朋友谭伯邨，在澳门经商，是见过世面的人，力劝詹兴洪让儿子去美读书。如果詹兴洪同意，他愿意把女儿谭菊珍许配给詹天佑。詹兴洪被说动了，同意让儿子放洋，而且为儿子出具了〈出洋志愿书〉：
具结人詹兴洪今与具结事，兹有子天佑送赴宪局，带往花旗国肄业，学习机艺。回来之日，听从差遣，不得在外国逗留生理。倘有疾病生死，各安天命，此结是实。
童男，詹天佑，年十二岁，身中，面圆白，徽州府婺源县人氏。曾祖父贤。祖世鸾。父兴洪。
1872年8月，包括詹天佑在内的三十名学童，乘坐轮船，乘风破浪前往「花旗国」。
詹天佑在美国小学和中学读书，非常用功，各科成绩均极优秀，尤其数学，经常拿奖学金。而且他也不是「死读书」的学生，他欢喜各种体育活动，包括美国人最拿手的棒球，这教同学们大为惊讶。
1878年，詹天佑以优异成绩进入耶鲁大学，修读土木工程，并以铁路为专业，因为西方正兴起「以铁路起飞带动经济起飞」的理论，詹天佑理解到铁路对中国的重要性。
另外，适值美国举办建国一百周年庆祝活动，小留学生们参观了一个规模巨大的百年博览会，见识了美国建国一百年来的各项生产成就，和当时世界上最新的科学技术成果。他们目睹北美西欧科学技术的巨大成就，对机器、火车、轮船及电讯制造业的迅速发展赞叹不已。而在中国馆里，展品都是中国传统的农副产品和手工制品，比西方资本主义机器大生产落后了一个世代。这次活动刺激了詹天佑，他感受到中国与西方的差距，坚定了他学习铁路建设的决心，那是当时西方最先进的技术。
1881年5月，詹天佑以〈码头起重机研究〉为论文毕业，获得学士学位。同年，清政府撤回所有留学生。在一百多名留学生中，只有詹天佑及欧阳庚及时取得了学位。
詹天佑回国后，因当时中国没有铁路建设，被派到福州船政局学习海军轮船驾驶，经过船上实习，1884年2月后留在学堂任教。1885年被调到广州黄埔水师学堂任教习，曾勘制广东沿海海图。
1888年，詹天佑转入由李鸿章、伍廷芳兴办的中国铁路公司，在英国工程师金达之下担任见习工程师，得到学以致用的机会。当时从天津到山海关的津榆铁路修到滦河，要造一座横跨滦河的铁路桥。滦河河床泥沙很深，又遇到水涨流急。铁桥开始由号称世界第一流的英国工程师担任设计，但该工程师失败了；后来请日本工程师来，也无法完成；最后请德国工程师继任，不久也以失败收场。詹天佑要求由中国人自己来建，负责工程的英国人在走投无路的情况下，同意让詹天佑来试试。詹天佑分析各种打桩方法，仔细研究滦河河床的地质土壤情况，经过缜密的测量与调查之后，结合中国传统的桥梁打桩方法和西方近代先进技术，采用新式的气压沉箱法建造桥墩，最后于1894年顺利完成滦河大桥工程。也是在这一年，詹天佑得到了国际工程学界的充分认可，被选为英国土木工程师学会的会员，成为第一个参加国际学术组织的中国人。
由于在1887年至1888年间，詹天佑参与兴建连接唐山至天津的唐津铁路中，塘沽至天津段的津沽铁路铺轨，很快便得到金达的赏识，升任工程师。
1901年，八国联军退出北京，逃亡西安的慈禧回京后，宣布要坐火车去西陵祭祖，下令为她修筑一条来往高碑店至易县的新易铁路。慈禧把修路的事交给袁世凯，要求在六个月内竣工。袁世凯本想请英国工程师金达主持修路，但却遭到法国的反对。在英法两国相持不下的情况下，1902年10月袁世凯任命詹天佑为总工程师，负责兴建。詹天佑以四个月时间及低廉的成本，建成了这条铁路。虽然它只有三十七公里长，没有很大的实质作用，但却是首条由中国人自行修建的铁路。慈禧坐了铁路火车，很高兴，召见詹天佑嘉勉，赏赐了一些贵重的东西，詹天佑只拿了一只钟作纪念，其他都转送给工作同仁分享。
之后清政府准备兴建连接北京至张家口的京张铁路。由于这条铁路具有重要的战略价值，英国及俄国都希望得到建造权而相持不下。然而，英国、俄国的铁路高级计划测量师和工程师在经过多次的探勘后，认为难度极大。因为燕山山脉群中有不少的陡峰，其中被选为「第二隧道」的燕山二号峰其地质大多为花岗岩及玄武岩，很难使用一般「炸隧开道」的方法，这使得列强要求京张铁路需追加颇多预算。
1905年，袁世凯决定不用外国资金，也不任用外国人，全部由中国自行修建。詹天佑被任为总工程师，之后更兼任铁路总办。京张铁路全长约二百二十二公里，由于要经过长城内外的燕山山脉，需要兴建不少隧道及桥梁，工程相当复杂。当时多数外国人质疑中国人自行建造这条铁路的能力；詹天佑亦明白工程艰巨，并关系到国家的利益和中国工程师的声誉，故坚持努力尝试。他说：「中国地大物博，而于一路之工，必须借重外人，引以为耻。」詹天佑从三条他本人亲自勘定的路线中，选择兼顾成本及路线走向、客流量较为适中的一条。他在给政府的报告中说：「此路早成一日，国家即早获一日之利益，而商旅亦可早享一日之便利，外人亦可早杜一日之觊觎。」
（上）
詹天佑负责修建京张铁路等诸多任务程，有「中国铁路之父」、「中国近代工程之父」之称。（图/取自维基共享资源）
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