桑福德·弗莱明爵士出生于苏格兰的基尔考迪，14岁时开始为一名工程师工作。正是在那个时候，他学会了设计和建造港口和水利工程，并勘测了铁路。
1845年，18岁的桑福德爵士来到加拿大。在加拿大的第一个夏天，他住在彼得伯勒的一位朋友——约翰·哈奇森博士的家里。
桑福德爵士在彼得伯勒从事测量工作，直到1849年成为一名完全合格的工程师。正是在这段时间里，他绘制并印刷了彼得伯勒的第一张地图。
1863年，桑福德爵士领导了跨殖民地铁路的计划，将新不伦瑞克和新斯科舍与加拿大上下连接起来。大部分的勘测工作都是用雪鞋和狗拉雪橇在崎岖的地形上完成的。
桑福德爵士也是第一个调查和规划从大西洋到太平洋铁路线的人。当加拿大太平洋铁路公司被授予建造西部铁路线的合同时，他成为了该公司的董事。
建造一条通往太平洋海岸的铁路线可能是桑福德爵士最具挑战性的壮举，但他坚持不懈，领导了穿越危险的落基山脉的铁路建设。1885年，从太平洋一直延伸到大西洋的这条线的最后一根钉子被钉上了。
同年，桑福德爵士被任命为从多伦多到安大略省科林伍德的北方铁路的总工程师。
桑福德爵士发明了通用标准时间，并于1885年在世界范围内采用。正是他在铁路时刻表上的工作让桑福德爵士有了这项发明。通过标准时间，地球被划分为24个时区，每个时区与下一个时区相差一小时，与英国格林威治(经度0度)的时间都有固定的小时数。
他梦想有一天能把大英帝国内所有国家之间的通信联系起来。1902年，当最后一条电报电缆穿过太平洋海底铺设时，他看到了这一梦想的实现。
桑福德爵士还设计了加拿大的第一张邮票——三便士海狸。
桑福德·弗莱明爵士是加拿大皇家研究所的创始成员之一。他曾担任女王大学校长35年，并获得女王大学、多伦多大学和苏格兰圣安德鲁大学的荣誉学位。
1887年，他被授予圣迈克尔和圣乔治勋章，1897年被维多利亚女王封为爵士。
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