 《三思科学》电子杂志
2002年第2期 总第8期
2002年2月1日
目 录
封面
封面故事
[九歌]鸟类漫话——猛禽
编者的话
[柯南]蓝猫还是“烂猫”?
新闻
[李淼]地球引力场中中子的量子态
[春上莱茵早]最近的梦为何总那么远
[春上莱茵早]赚钱?拿出你的诚意来
[碧声]小猪,比以前更乖
[碧声]绕开伦理障碍
[柯南]死刑:再次推迟
求知
[石青]接触地外文明
[沈建其]百年量子
[武强]超光速存在吗?
[刘华杰]虹霓有别
[李淼]弦论通俗演义(三)
弦论通俗演义(四)
弦论通俗演义(五)
[异调]联合起来,变得虚弱(下)
[韩雪涛]三环亲和数链是否存在
[小江]癌症是什么
[Aha]软物质:熵统治的世界
[小茜]吃饭这事儿
[落雪]干扰————RNAi漫谈
[九歌]植物能源的前景
译述
科学美国人:星际之流
自然:印度在线
新科学家:光速
故事
[佳肴]一只龙蜥和一碗佳肴的故事
观点
[柯南]魔鬼出没的书店
[向东]我们的教育怎么了
[马庆池]为中国科学普及事业不
景气而疾首
历史
[异调]ENIGMA的兴亡(续完)
书评
[一笑]《惊人的假说——灵魂的
科学探索》读书笔记(三)
辨伪
[方舟子]达尔文的眼睛
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最近的梦
为何总那么远
——磁悬浮列车蹒跚前进
春上莱茵早
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2001年1月21日,德国媒体报道说,在经过多年的争论后,
德国政府终于决定在拜恩州及北莱茵-威斯特法伦州修建两条磁悬浮
铁路。
十多年前就在许多科普读物上看到了磁悬浮列车的介绍,尤其是
伴随着自己的成长,马路上的汽车越跑越多也越快,火车不断提速,
飞机也逐渐平民化了之后,更总是时不时的会想起,这个磁悬浮列车
的图像为什么总是只能在印刷品上看见呢?当然,相信自己绝对不是
唯一一个惦记着这个承载着人类对速度追求的好东东的人,否则不会
有那么多的广告喜欢用它,特别是在两三年前我们即将跨入新世纪的
时候,处处可见飞奔的磁悬浮列车图案配上“引领驰入21世纪之类”
的字样,向人们传递着快速、高效及安全等诱惑。
如今世纪狂欢已经在记忆中蒙落尘埃,可惜,磁悬浮列车其实到
目前还是一个梦,一个看似很近其实还很遥远的梦。尽管日本和德国
已经有了实验路线,尽管2005年上海浦东机场到市区30公里长
的线路将投入正式运营,但到真正如同现今的普通轮轨式铁路般成为
民众日常交通工具的那天,似乎还是有点遥遥无期。那么,究竟是什
么原因呢?
21世纪已经来了,梦为何还那么远——德国的试验机车
从技术的角度上来说,磁悬浮并不如同量子计算机之类的发明高
深。用小时候文具盒(塑料的那种,铁皮的当然没有)盖上拆下的一
小块磁铁,再随便找个钉子什么的,就可以轻易的让我们体会到磁力
产生的悬浮。当然,这种悬浮很难达到稳定的状态,至少我就没有成
功的让钉子悬在空中停留过哪怕是一秒的时间——不是太远了,钉子
懒在课桌上不肯起来;就是太近了,还没看清钉子就已经粘上了磁铁。
这么简单的发现不会被上个世纪的科学家们漏过,尽管如今的我
们已经先入为主不可能知道自己是否和那些科学家们一般睿智,能极
富创意的将这一现象和交通工具联想起来,反正早在1922年德国的赫
尔曼·肯珀(Hermann Kemper)就提出了电磁悬浮原理,并在1934年
申请了磁浮列车的专利,并由此就开始为人类编制起一个更快出行的
梦想。由于传统轮轨式铁路在高速行进中,车轮与钢轨的阻力会大大
增加,因此存在一个速度的限值——有数据说这一最大时速为380 公
里,而且在实际中由于噪音、震动及轮轨磨损等因素,这个最大速度
实际上也是不可及的。人类对速度追求的目光,因而转向摩擦阻力大
大减小的磁悬浮。
当然,科学家的创想不是我们用一块简单的磁铁就可以摆弄出来
的。数十年的发展,时至今日,磁悬浮技术形成了分别以德国和日本
为代表的两大研究方向——EMS系统和EDS系统。德国认准的E
MS(常导磁吸型)系统,是利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸
引的基本原理,把列车吸将上来悬浮运行;而日本固执看好的EDS
(排斥式悬浮)系统,则是用超导的磁悬浮原理,使车轮和钢轨之间
产生排斥力,使列车悬空运行。目前两种车型都达到了500公里左
右的时速,两种方案都切实可行,孰优孰劣,也确实难分高下。
一个典型的EMS型系统,图片摘自德国Transrapid公司网站
一条EDS型轨道
但是,把图纸上的美妙前景转化为实际地理空间中的线路,面临
着诸多的困难。
首先是安全性。由于磁悬浮系统必须辅之以电磁力完成悬浮、导
向和驱动,因此在断电情况下列车的安全就不得不成为一个考虑的问
题。此外,在高速状态下运行时,列车的稳定性和可靠性也需要长期
的实际检验。其次,则是建造时的技术难题。由于列车在运行时需要
以特定高度悬浮,因此对线路的平整度、路基下沉量等要求无疑极高。
而且,如何避免强磁场对人体及环境的影响也不能弃之不顾。
解决技术难题的手段不是没有,但又牵涉到另外一个问题——钱。
上海段约30公里的线路设计投资为89亿元,而德国的两条线路,
一条36.8公里长将耗资约16亿欧元;另一条长度78.9公里
则将耗资32亿欧元(1欧元约等于7.2元人民币)。实际施工中,
根据地形路面及设计运送能力的不同,当然造价也会相差较大。但无
论如何,一公里的路线总需要大约3亿元人民币的投资,想想啊,1
厘米就得花上300元!如此这般算来,坐在磁悬浮列车上可真如同
坐在金子铺成的轨道上……
可能将梦境与现实的差距最后归结到钱的问题上颇有些俗气,但
不能不承认问题的症结却就在于此。这,又如何是好?
日本浮上式铁道开发本部 Maglev2002:第17届国际磁悬浮系统及线性驱动大会
德国Transrapid国际公司 美国加州磁悬浮工程
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