日本新幹線的前塵往事
日本在二戰後的崛起,就是以新幹線開通為標誌的,日本也是在很早以前就認識到火車速度能夠改變社會和經濟結構的國家。在新幹線建設研發過程中,就能感受到日本對於民族復興的強烈渴望。因此可以斷言,新幹線既是世界上第一條商用高鐵,也是日本人的一個強大的精神支柱,也是這個國家向全世界證明自己的實力的紀念碑。
日本新幹線
【日本東海道新幹線】
談起高速鐵路,有一個如雷貫耳的高鐵名字是無法避開的,它就像一座豐碑,也是一座雕像,牢固地矗立在世界高速鐵路發展的歷史畫卷之中,在長達16年的時間裡,無人能夠望其項背,這個名字就叫「新幹線」(Shinkansen)。
「新幹線」的締造者是日本國鐵第四任總裁十河信二和日本鐵道工程奇才島秀雄。日本新幹線從規划到建成,充滿坎坷與爭議,也充滿了傳奇色彩。無論有多少阻礙,在這條高鐵通車之日,就徹底震驚了世界。
嚴格而言,日本最早開通的高鐵,自主創新的核心技術非常有限,採用的是「拿來主義」,就是將國外的成熟技術引進國內,消化吸收再創新,形成適合自己國家的技術體系,取得了矚目的成功。無論之前存在多少爭議和非難,都已經不值一提了,因為1964年10月1日早上5點59分,在東京奧運會前夕,日本東海道新幹線首發了第一趟 「光」號動車組,動車從東京開往大阪,全程515公里,一般運營速度為210km/h,最高時速為270km/h,東京到大阪的旅行時間從6個半小時縮短到4個小時。
到2007年,新幹線N700系動車組已經將東京到大阪的旅行時間縮短到了2小時零25分鐘。東海道新幹線經過的地區是日本經濟最發達、人口最密集的地區,這條高鐵開通,對日本而言,其承載的希望和蘊含的意義絕非僅僅提高火車速度那麼簡單,它其實是在向全世界宣告,二戰之後的日本,已經度過了最艱苦的難關,創造了經濟奇蹟,國力重新崛起,再次回到發達國家行列。
新幹線「光」號動車組
【新幹線的前塵往事】
「新幹線」這個名字雖然在1964年才傳遍全世界,然而它的前身,還可以一直向前追溯30年,也就是20世紀30年代初。新幹線的前身就是「dangan ressha」,直譯過來就是「彈丸列車」,俗稱「子彈頭列車」(bullet train)。到了1940年,日本鐵路官方才開始使用「新幹線」這個名字。
當時正處於二戰期間,日本政府為了軍事運輸需要,準備從日本東京到下關港修建一條國際標準軌距的客貨混用的鐵路幹線,稱之為「新幹線」,採用蒸汽和電力機車牽引,時速可以達到200km/h。隨著日本政府野心的膨脹,規劃中的「新幹線」修到下關遠遠不夠,他們還打算從下關新建一條海底隧道,穿越朝鮮海峽,登陸朝鮮半島,然後一直將鐵路延伸到北京。甚至還有將鐵路修到新加坡的計劃,同時將這條新幹線與蘇聯的西伯利亞大鐵路相連,與整個亞洲鐵路網銜接在一起,日本政府吞併整個亞洲野心昭然若揭。不過美夢醒來是噩夢,隨著日本在各大戰場節節敗退,這條計劃中的高鐵徹底泡湯了。
【滿洲特快列車「亞細亞」號】
滿洲特快「亞細亞號」
日本徵服亞洲的野心雖然沒有得逞,但是他們對提高火車速度的熱情始終如一,甚至在1930年代就開始了速度試驗,起決定作用的還是當時擔任南滿洲株式會社董事的十河信二。
1934年到1943年的9年時間裡,在中國東北地區的南滿鐵路上面,每天從大連到長春(1935年延伸至哈爾濱)對開一趟特快列車「亞細亞號」,該列車設施豪華,平均時速82.5km,最高運行速度130km/h,比一般的列車快一倍以上,一般列車運行速度約在每小時40km左右,因此頗受乘客歡迎。這趟快速列車的主人是南滿鐵道株式會社,這個機構表面上是鐵路管理部門,實際上也承擔了很大部分情報機構的功能。「亞細亞號」快車是日本在自己的國土之外實驗快速列車的開始。
亞細亞號頭等車廂
「亞細亞號」的車廂採用全封閉式設計,包括靠近車頭的1輛行李車,2節三等車廂、1節餐車、1節二等車廂,車尾部分是一等觀光車廂,全都裝有冷暖空調和雙層玻璃。為了隔絕來自外界的噪音,在底盤與車身之間加入了橡膠層,車廂內部還包裹一層隔音絨布和一層壓縮木棉板。車身採用鎂、鋁合金,給人以「高速、輕快」的感覺,同時也使用重量較輕的高張力鋼板,以提高運行速度。 每節車廂的製造費用是54萬日元,摺合成今天的人民幣為1346萬元,非常奢華昂貴。
「亞細亞號」列車開通之初主要以客運為主,將提高速度作為第一目標,到了太平洋戰爭爆發之後的1942年,由於局勢不斷惡化,鐵路運力緊張,「亞細亞號」快車停運,讓位給貨物運輸。「亞細亞號」快車的運營經驗,給將來日本修建新幹線積累了大量經驗,功不可沒。
【新幹線建設一波三折】
戰後的日本百廢待興,一切都要在戰爭廢墟上重新開始。在鐵路最應該大顯身手的時候,很多人卻唱起了反調。20世紀50年代初,日本社會開始流行「鐵路夕陽論」,認為鐵路屬於夕陽產業,毫無前途,最終會被汽車和航空取代。
這種完全錯誤的灰色論調在鐵路行業之外流行,是因為很多人不了解鐵路,尚可原諒,但是在日本國有鐵路中任職的很多人,卻也持有相同論調,這就有問題了。在這種輿論影響下,別說修建新幹線高速鐵路了,就是修修補補既有鐵路,也是阻力重重。
島秀雄
然而,有兩個人迎難而上,帶領一小部分人頂住了巨大壓力,以少勝多,扭轉了錯誤的「鐵路無用論」,他們分別是日本國家鐵路新任總裁十河信二和他的得力助手總工程師島秀雄。
為了解決東京到大阪鐵路運力緊張難題,圍繞著是修建新幹線還是改造既有鐵路問題,日本國家鐵路裡面又分成了兩派,日夜爭鬥不休。一派認為改造既有鐵路就能滿足運能要求,另一派則堅持修建一條全新的鐵路,高標準,雙線,國際標準軌距(1435mm),全封閉,開行高速動車組,提供時速200km/h的優質服務。總裁十河信二是堅定的新幹線支持者和倡導者,他公開組織辯論會,讓更多普通民眾了解修建新幹線的巨大優勢,最終獲得了民眾的廣泛支持,影響了日本議會的決策,新幹線的建設提上了日程。
【新幹線之父十河信二】
十河信二
作為日本新幹線的奠基者和建設者,十河信二獲得生前身後名是在他71歲之後。在人生古稀之年,他擔任日本國家鐵路第四任總裁,投入全部精力開始了新幹線的建設。
在介紹十河信二為新幹線嘔心瀝血之前,讓我們先回顧一下這個充滿爭議的人早年生涯吧。十河信二1884年4月14日生於日本四國愛媛縣新居濱,1909年畢業於東京帝國大學政治系,時年25歲。同年十河信二進入日本鐵道公司工作,1923年加入日本關東大地震災後重建委員會,1926年十河信二加入日本關東軍,來到滿洲國,在南滿洲鐵道株式會社任職,後來擔任該公司主管。
南滿洲鐵道株式會社
不可否認,從1926年到1945年,十河信二在中國的20年,都是作為侵略者的身份出現的,負責搜集中國經濟和軍事情報,是日本情報系統的頭目,後來策划了九一八事變,作為未經審判的戰犯回到了日本。
在滿洲國的這20年中,十河信二除了完成日本軍方的任務,還有一項令人矚目的成績,那就是開通了一時風頭無二的「亞細亞號」快車。中國東北平原遼闊的地理優勢,成了十河信二試驗鐵路快車的舞台,這段經歷讓他有了更加深刻的體會,那就是,提高火車速度會帶來豐厚的社會和經濟效益,這也是他回國之後全力以赴修建新幹線的心理基礎和強大動力。相比之下,那些從來沒有體驗過快車的同行們,就根本無法理解高速度帶給人的震撼,這使得他們眼界不高,視野狹窄,一直圍繞著既有窄軌鐵路做文章。十河信二混跡官場多年,練就了政治敏感性和超越時代的前瞻目光,讓他能夠力排眾議,朝著終極目標穩步前進。
【新幹線技術之父島秀雄】
老年的島秀雄
日本新幹線有兩個奠基者,十河信二嚴格而言應該是新幹線締造之父,而他的得力大將和並肩奮戰的夥伴島秀雄才是貨真價實的新幹線技術之父。可以這麼說,如果沒有十河信二,新幹線早就胎死腹中;如果只有十河信二而沒有島秀雄,新幹線項目終將慘敗,因為島秀雄在新幹線建設中的地位不可替代。
毫不誇張地說,島秀雄是屬於日本國寶級人物,他先是擔任日本國家鐵路的總工程師,在晚年轉行航天領域,擔任日本國家太空發展署高級官員。島秀雄於1901年5月20日出生在日本大阪,畢業於東京帝國大學機械工程系,1925年進入日本鐵道部,擔任鐵路機車車輛設計工程師。
島秀雄非常熱愛自己的工作,痴迷於各類機車設計,即使在戰爭期間也不改初衷。他設計的機車性能優良,頗受歡迎,達到了國內一流水平。然而,由於日本鐵路大都採用窄軌距,島秀雄設計的機車性能再好,也無法發揮更大的作用。因此,他努力學習國外先進的機車車輛製造技術,夢想有一天,能夠設計出在標準軌距鐵路上運行的機車車輛,給日本鐵路來一個翻天覆地的大變革。
【島秀雄的技術野心】
島秀雄是改變了日本鐵路發展史的關鍵人物,是日本高鐵的奠基者和開拓者,他有自己的技術野心,那就是創造更快的火車運營速度。
「諾森伯蘭人號」蒸汽機車
在1830年,喬治·斯蒂芬孫製造的「諾森伯蘭人號」機車跑出了57.6km/h的世界第一速,此後百餘年間,火車速度不斷刷新紀錄,蒸汽、內燃、電力機車各顯神威。就在島秀雄專心思考在東京至大阪修建一條快速鐵路線的時候,歐洲的快速列車安全運營速度已經達到了144km/h。
當時流傳著一個未經證實的說法,一旦火車的速度超過160km/h,危險係數就會成倍增加,乘客就面臨安全風險,因此,火車時速160km/h是一個極限速度,是天花板,誰也沒法突破。島秀雄卻不相信這種鬼話,他要挑戰這個迷信說法,讓鐵路以一種全新的面貌震驚世人。
更快的火車、更高的速度,更舒適的乘車體驗,即將成為現實。
【新幹線需要堅定的支持者】
島秀雄想要創造全新的鐵路,這個目標非常誘人。然而從夢想到目標實現,還有很長的路要走。在島秀雄創造日本高鐵奇蹟之前,他的職業生涯也是一波三折的,像極了新幹線的坎坷命運。
島秀雄憑著機車設計方面的過人才華,步步高升,在1948年開始擔任日本國家鐵路車輛局局長,1949年,日本國家鐵路公司成立,島秀雄正準備放手一搏,大幹一場,沒想到一年之後的1950年4月24日,在橫濱市櫻木町車站發生火車起火事故,造成106名乘客死亡,92人受傷,島秀雄受到牽連,引咎辭職,後棲身在住友金屬公司,準備度過後半生。
1955年,十河信二擔任日本國鐵公司第四任總裁,力排眾議,推動新幹線上馬。但是僅憑他一人之力不可能實現這個目標,必須物色合適的人選。經過深思熟慮,十河信二堅信,這個人選非島秀雄莫屬。經過十河信二多方邀請和勸說,島秀雄終於改變了在住友公司熬到退休的想法,很快就加入到十河信二麾下,開始了新幹線的技術攻關。十河信二非常信任島秀雄,將技術攻關任務交給他全權負責,從不過多干涉和過問。那麼,十河信二為何如此信任島秀雄?此人除了設計機車車輛天賦很高之外,還有哪些過人之處呢?
【島秀雄的過人之處】
島秀雄的過人之處就在於,他能將世界上各個國家最先進的鐵路技術引進日本,在此基礎上進行技術整合,再推陳出新,研發出具有日本特色的高鐵技術。島秀雄的這種做法,就是今天流行的「引進消化吸收再創新與集成創新」的技術手段。
這種集成創新的優勢在於,引進技術一方只需要花一筆很少的錢,就可以將國外安全應用很多年的技術購進,為我所用。而國外研發這項技術,則花費了巨額金錢,投入了大量科研人員。所以說,這種引進國外成熟技術,再集成創新,形成自己的產品,它的可靠度要比自己研發這些技術高得多,也節省大量研發費用和研發時間,能夠迅速縮短與別人的技術差距。
【新幹線採用的技術】
簽署世界銀行貸款協議
在新幹線修建期間,由於資金不足,需要向世界銀行貸款。但是想要貸款,也不容易,需要滿足很苛刻的條件,比如貸款不能用於試驗性質的項目,這就給新幹線設置了很高的門檻。在世界銀行的主管看來,新幹線屬於世界上第一條高速鐵路,完全沒有先例,理所當然屬於試驗性質,放款絕無可能。
眼看著貸款即將化為泡影,深諳新幹線技術精髓的島秀雄據理力爭,指出新幹線採用的任何一項技術,都不是試驗性質的,都是非常成熟的技術,在國外大規模應用了很多年,比如高速動車的動力分散技術,起源於美國;交流供電技術,是向匈牙利取的經;CTC調度集中系統(Centralized traffic control)和空氣彈簧技術學自美國;無縫鋼軌、無砟軌道、交流電傳動技術學自德國;車輛高速轉向架及列車自動控制系統(Automatic Train Control)學自英國等。請看,有哪一項技術屬於試驗性質呢?
為了徹底說服世界銀行官員,島秀雄還以「湘南列車」和「回聲號」高速動車組為例,指出這兩個動車組就是採用動力分散技術並已經投入了運營,並取得了良好的口碑。島秀雄深知「百聞不如一見」的道理,邀請世界銀行官員現場親自試坐動車,終於打消了對方的疑慮。島秀雄以自己深厚的技術功底與不可辯駁的事實,終於說服了世界銀行,最終拿到了8000萬美元的貸款,佔了新幹線總造價的15%。
【最優秀的科研人員集中攻關】
1964年新幹線開通儀式
日本在修建新幹線之前,國內鐵路大都採用窄軌距,並且火車的平均運行速度徘徊在40km/h左右。到了1957年,浪漫快車(Romancecar)3000 SSE在東京開始運營,時速才達到了145km/h,即使是這種在當時看起來很高的速度,也遠沒有達到島秀雄的目標,他想要的是更快的速度,以及對傳統鐵路更徹底的顛覆。
1957年的Romancecar 3000 SSE 列車
早在1936年,為了提高本國鐵路技術,日本國家鐵道部就組織了一個20人的考察團到國外學習新技術,足跡遍布四大洲,歷時將近兩年,而島秀雄就是其中一員。他在歐洲第一次目睹了採用動力分散技術的動車組,被這種先進技術深深折服。這類動車組的最大優點就是在頭車、尾車與中間車輛均有驅動力,有別於將動力集中在一輛牽引動車上的傳統的動力集中技術。為何這種動力分散技術要比動力集中技術更加先進呢?因為採用動力集中技術,要想增加牽引力,就必須增加牽引機車的軸重,增加軸重,機車的總重就會增加,勢必增加軌道強度與之配套才行。
對於日本而言,國土多沼澤山地,大江大河更是數不勝數,地質條件很差,如果要增加軌道強度,就要花大價錢處理不良地質,綜合比較之下,就得不償失。如果採用動力分散技術,那麼整列動車組的牽引動力,被幾個動車平均分配,每輛動車的軸重不需要太大,這樣就會節省大量投資。
左起:三木中直、松本忠志
不過動力分散技術雖然性能優越,卻有一個非常不好的缺點,那就是安裝驅動裝置的車輛,在運行過程中不但振動,還發出很大的噪音。為了解決這個技術難題,島秀雄就廣攬人才,從航空、軍事等行業招募了很多專家為他所用,共同攻克動車雜訊污染的難題。
川邊町肇
此時二戰剛剛結束,很多軍用工廠紛紛轉為民用,相應的那些頂尖的技術人才也磁鐵般向鐵路行業彙集。島秀雄集中了全國最優秀的專家來攻克這些技術難關,終於取得了重大技術突破,為新幹線順利動工打下了基礎。請讓我們記住這些專家的名字:三木中直(Tadanao Miki)、松本忠志(Tadashi Matsudaira)和川邊町肇(Hajime Kawanabe),他們都為新幹線的誕生做出了不可磨滅的貢獻,可稱之為「日本新幹線技術三傑」。
(本文選自王麟、李政合著的《高鐵的前世今生》,中國鐵道出版社2016年11月出版)

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