从磁浮中央新干线说开去

今天无意间看到了最新一部柯南剧场版《绯色的子弹》的预告片，在其中反复出现的虚构超高速新干线列车广告式的宣传令人印象深刻。虽然现在碰上了瘟疫危机，东京2020被无情地推迟，导致剧目中的很多内容都要化为不可能实现的泡影，但是仍旧在艰难困局下努力前行的各项日本的建设工程仍旧期待着这些盼望已久的工程奇迹最终实现的那一天。

提到L0系中央新干线，所有凡是看过它的人都为它不可思议地600公里时速倍感震撼，同时也重新将世界铁道技术的目光再次聚集到了磁浮这个似乎在上个世纪末期风光一时，但到今天却已经被除日本人之外的所有其他厂商丢弃掉的昙花一样的技术当中。

早在上个世纪七十年代，磁浮技术就好像今天的芯片一样被所有国家争先恐后地研究，如果我没有记错，甚至当年中国有过一部电影叫《超导》就蹭了这个技术的热度。一时间，所有的科技宣传纪录片里，那个被液氮冰过，沿着金属轨道急速漂浮滚动的小冰块成了未来交通科技的代名词，而所有被这一技术热度烧坏了脑袋的人们也一窝蜂似的涌进实验室，摩肩接踵地抢夺超导磁浮技术的各种数字制高点。

然而，和大多数人类比纸还薄的耐心相反，造物主显然对这样一时的热情要冷静地多。在毫不留情地用时间和技术门槛磨光了大部分探索者的耐性之后，超导，磁浮等等昨天还耳熟能详的词汇从大多数人的字典当中消失了。企业废弃了轨道，车辆；研究所关起了大门。虽然谁也没有当面宣布自己的失败，但是看着那些开始慢慢生锈的原型车和开始长草的轨道基座，一切不言自明。

然而，一切在 2015年4月21日后，出现了翻天覆地的改变。做到这一切的正是这个地球上最低调的高素质科技之国，日本。

当L0系列车以603公里的不可思议速度飞过山梨县的实验轨道的时候，全世界的铁道业界都惊呆了。这是人类历史上从未达到过的伟大技术成就，比起法国人不计后果和安全地把笨重的轮轨TVG试验车疯狂地冲到574公里每小时，安静地在轨道上飞行的L0系显然是另一层文明的成就。就在各国的铁道界对L0系开启它们巨大的好奇心后，大家震惊地发现，这款貌不惊人的样车上满载着各种先前从未听过的高科技：高低速导引起落架系统，无人驾驶，无线供电，U形磁浮道岔，伸缩式远端磁屏蔽站台....所有的一切令人眼花缭乱，甚至不知道应该从何处开始研究。

然而，就在各国铁道业界被日本同行们用技术实力打了一个闷棍的时候，日本人不紧不慢地揭示了一个深藏几十年的秘密。日本的磁悬浮铁道车辆技术研发竟然从1962年就已经开始，整整跨越半个世纪。甚至比第一列新干线的上线还早了2年。这种耐心已经不能用执着和坚持来形容。以任何人看，都像是丧心病狂。也只有敢于在任何技术领域走极端的日本人能做出这样的事情。试想一下，古今中外，有哪一项技术上的研发曾经有过如此的毅力和恒心。爱迪生不过测试了几千个灯丝就自吹自己有多么努力多么了不起，还把这事写进小学生的教科书里。如果这点东西都值得写进教科书，那这持续了50多年的研发长跑又应以何种面目载入史册。看着现在这个浮躁不安的年代，这项超级工程的研发真的让人肃然起敬。也难怪在L0系上线的同时，我们惊讶地发现当初所有人对磁浮技术的质疑和困难已经被日本人一一攻克了下来。而同为业界翘楚的欧美同行此时甚至连当初遗弃的技术大门入口现在都找不到。也难怪是感觉有些被同行用技术羞辱了的一些美国人又开始画“真空管道运输”的大饼。殊不知，早在70年代，他们的日本同行早就做过真空管道超高速运输的实验和原理样机并达到过惊人的1600公里时速的成绩。但这些美国人并不知道的是，日本人同样在几十年前就证明了这种技术比起磁悬浮有着更高和更难的技术门槛。因此日本人才把全部精力投入到了磁悬浮技术的研发当中。果不其然，那些在媒体上草草发酵过几天的所谓真空管道运输系统的“革命概念”在亮了几秒之后骤然熄火，比当年他们疯磁浮超导的时间还短。

也正因为如此，所以日本的中央新干线磁浮列车系统成为了现今以来人类在磁浮轨道技术研发中最成功，最完善的一个体系。在做过无数的测试和失败之后，日本人找到了磁浮技术的几个非常关键的正确技术方向。

首先是轨道类型。磁浮技术曾经使用过多种轨道类型，主要有正T，倒T,U形。正T形虽然被早期的一些实验车辆使用，甚至还用在了西门子的上海磁浮线上，但是从技术角度而言却是一种比较失败的设计。这种大包覆型的轨道车辆靠的是车辆与轨道之间的吸引力而非排斥力来悬浮，这就造成了一个很大的问题。那就是这股吸引力必须不大不小才能保证车辆的稳定地悬浮在空中，过大或过小的吸引力都会导致悬浮失败，车辆底部与轨道贴合在一起造成瘫痪。而这就必须使用额外的自动控制系统，精准控制吸力大小才能实现，无形间就增加了车辆故障的机会。而且不要忘记，列车的自重并不是恒定的，它会因为载客情况的不同而发生变化，更不用说还可能有行进间的重心改变问题了。而且，不知道是对自己的自动控制系统太自信还是纯粹是被磁浮技术冲昏了头脑，西门子的试验车竟然没有设计用于紧急情况下在轨道上拖行使用的车轮，这一设计失误直接导致上海的一列故障列车因为没有车轮在轨道上瘫痪长达七天之久。而相对于正T型的吸引式轨道而言，倒T和U形的排斥式磁浮技术则不需要复杂的磁吸力控制系统，只要排斥力够大，列车自身的重力和排斥力之间能自动地保持平衡状态，借助上帝之手控制力平衡显然比借助复杂的自控系统要聪明得多。因此日本人在进行很多实车试验之后坚定了使用排斥式悬浮技术的决心。而最终采取U形轨道的方案则是因为倒T形轨道太占用列车内空间，浪费载客量太大并影响列车内部布局。因此，在经历了数代不同类型的低中高速试验车的验证后，日本人采取了成熟可靠的U形方案。

其次是磁浮技术的应用范围以及是否使用传统的轮轨技术。对于很多急于应用新技术的开发者来说，旧技术相对于新技术就好像是新衣服上的污渍一样，沾了一点都让他们觉得不舒服。因此在研发新技术的时候，一个非常容易陷入的误区就是很多开发者本能地排斥成熟的旧技术。好像沾了一点旧技术，就是对新技术的不信任和不尊重。这对欧美社会环境当中的的开发者是非常常见的心态。因为他们的开拓者心态虽然非常鼓励创新，但是也带来了一个副作用。那就是他们本能地排斥传统，把传统视为创新的桎梏。这其实是不对的。没有哪个高楼是不打地基就能建起来的。即便是再怎么新的结构，如果根基不稳那也没法长久立足。而磁浮技术恰恰如此。很多非日本的企业在开发磁浮技术的时候非常主观地将它视为“取代轮轨”的技术，因此刻意地在设计当中抹消了一切有关车轮的元素。事实证明这一切是错误的。磁悬浮技术是很先进，但它并不是没有弱点的万能技术。就像所有现代士兵虽然都装备了枪械，但仍旧不会轻易淘汰刺刀和徒手格斗训练一样，磁悬浮列车同样也不能轻易淘汰车轮。因为磁悬浮技术是基于理想的稳定供电前提下存在的，如果供电故障或是磁浮系统故障，没有车轮的千吨级列车立刻就会变成轨道上的大麻烦。而且，就像所有成熟的商业产品不能只考虑实验室一样的理想状态一样，必须有对紧急情况的对策。对此不得不说西门子向上海提供磁浮这个小白鼠决定的阴险之处。这个没有车轮的磁浮列车跑400公里那么高的时速，万一在高速的时候电网故障断电，没有车轮缓冲的车底将与轨道发生高速硬摩擦。这可不是冒几个火花就能了结的事，这种剧烈摩擦的高温完全可以让铝制金属车体瞬间陷入难以想象的火海。真不敢相信有人竟如此草率地上马了这种有如此安全隐患的工程。恐怕是西门子自己对此也心知肚明，所以在它们宁可把世界第一商业磁浮线的虚名让给外国也不敢在本国境内干这种事。与此形成鲜明对比的则是有着多重安全保护机制的L0系列车。它不仅装备了车轮，而且还有导向轮和紧急车轮和紧急导向轮。把安全和鲁棒性落到了实处。不仅如此，日本人还从车轮的研制当中悟出了磁浮技术的真谛。那就是磁浮技术因为自身特性的限制，应该仅用于高速推进时使用，低速情况下不使用磁浮而用轮轨反而更安全。所以L0系才创新性地使用了轮浮结合的起落架式结构。另外也正基于此，日本人也不将L0系称为磁浮列车，而称为“线形（马达）推进列车”。没有对名分的过分迷信，同时也在结合传统技术的同时使用新技术。继承了明治精神精髓的日本人再次向世界的技术者们展示了正确的创新观和技术观。

再有则是一再被提到的所谓体系创新。日本人之所以花50多年的时间研发磁浮新干线技术，其实不仅仅是像很多外行人想象的那样仅仅研发个列车那样简单。因为磁浮是全新的技术，所以要真正达到商业应用的水平，并不只有车辆本身的研发就足够了。由于轨道设计与传统铁轨的天壤之别，导致不仅是列车，而且连同保养车辆，维护技术，信号制式，人员培训，运行模式，场站建设等等一系列的东西都必须从零开始重新研发。这绝对不是一个“开600公里时速的列车”的单一研发，而是一个体系的整体研发。这也是为什么这项超级工程的研发时间会超过半个世纪的重要原因。相比之下，某些欧美的业余技术玩家就显得太浮躁了。仅有一个单一的样车速度指标破了纪录，就得意得不得了，在媒体上大肆吹嘘，好像这没有任何配套设施的样车明天就能上路一样。真的是太无知太小看研发了。很多优秀的技术走不出实验室，形成不了生产力的重要原因就是缺乏配套的应用体系。就好像刚出生的婴儿一样，谁也不能把他/她衣服扒了就扔到大街上自生自灭。新技术也是同样的道理，它也需要如同坚实的襁褓一样的配套体系才能在严酷的环境当中生存。而从日本人的山梨县磁浮试验基地中，大家明确地得到了这半个世纪的研发究竟被花在了什么地方的答案。看着那些设计奇特，配套齐全的各色新型保障车辆，所有内行的观众都明白，这才是脚踏实地的真研发，而非混报纸头条的数字噱头。正式凭借着这一整套的技术体系，才使得磁浮新干线成为了可靠，实用的创新典范。其实这也应该是广大研发人员应当从中学习的，让自己的技术尽快走出实验室，走向应用市场的关键因素。

总结上文。其实对L0系能说的和能从中学习的部分还非常多。但毕竟不是专业人士，所以我想说到这里也就足够了。一如既往，抛砖引玉。从理想到实现，L0系新干线一路走来，印证的是日本在科技研发的道路上所采取的思路，态度，教训以及成就。对广大研发者而言，这些都是非常值得思考和学习的。对于广大的铁道迷而言，这一切又是非常值得细细品味的。而对于人类的轨道交通发展史而言，这是展现了日本辉煌的技术成就的浓墨重彩的一笔。