《岛秀雄的世界旅行》一书封面。照片里的人就是后来新干线计划的技术主持人岛秀雄。
岛秀雄是岛安次郎的长子。1901年5月20日,出生于大阪。中学毕业后,考入东京帝国大学工学部机械系。当时父亲岛安次郎刚刚辞去内阁铁道院职务到东京帝国大学任教。岛秀雄24岁从东京帝国大学毕业后,进入铁道院,主要从事机车设计工作,从此开始了自己的铁路生涯,并展现出了非凡的才华。当时由他设计的D51型蒸汽机车在1936年—1945年期间创下了制造1115辆的日本铁路历史纪录。
日本迈入现代化国家行列以后,倡导脱亚入欧,一直非常重视向欧美国家学习,各个行业每年都会派出大量的人员去西方留学。当时日本的铁路技术在欧洲面前几乎处于无足轻重的地位,当时德国铁路的最高运营速度已经能够达到时速160公里,最高实验速度已经突破了230公里,而日本铁路的试验速度都没有突破130公里。德国铁路一直是日本铁路模仿的对象。为了进一步提高本国铁路技术,也为了找机会将日本已经有一定水平的铁路产品卖到南美、非洲等国家,1936年4月日本铁道院派出了一个20人左右的考察团,历时1年零9个月,足迹踏遍亚洲、非洲、欧洲、南美洲、北美洲等国家。35岁的岛秀雄以铁道院在外研究员的身份参与了这次考察。
欧美的先进铁路技术让岛秀雄大开眼界。1937年4月,岛秀雄在优美的莱茵河游船上,见到了正沿着莱茵河畔飞驰的荷兰动力分散型动车组(不仅车头有动力,中间的列车车厢也有动力,动力分散在各个车厢上,所以叫动力分散)。他深受启发。他明白,要想提高列车的速度,就必须加大列车的牵引动力;要想加大列车的牵引动力,就必须增加列车的轴重。但是列车的轴重不能无限增大,因为列车的轴重越大,对轨道的冲击和破坏就越大。但是日本国土地质松软,很难建设像欧洲那样坚固的轨道。所以他认为动力分散型动车组一定会适合日本的国情。动力分散型动车组还有很多其他优点,如在列车减速刹车时,列车的电动机反转可以当发电机使用,实现制动能量的回收,节约能源。当然,动力分散型动车组也有很多缺点,而且在当时看来几乎难以克服。最大难点就是震动和噪音问题。动力集中型列车,只有车头和车尾两台机车安装有电机,中间旅客乘坐的车厢是没有动力的,静音效果非常好。但是动力分散型动车组每节车厢都有动力,每节车厢下面都装有电机,列车在运行时震动和噪音非常大,长时间乘坐很难忍受。那时候的动力分散型动车组,一般只在城市内较短的线路内运行,超过30公里就只能放弃。所以要想将动力分散型动车组应用于长途运输首先就要解决震动和噪音问题。岛秀雄回国后,就开始对动力分散型动车组进行了长期的关注和研究。
1939年,日本正式启动弹丸列车计划,岛秀雄68岁的父亲岛安次郎被任命为“铁路干线调查委员会”委员长。1940年,岛秀雄也被召入参与弹丸列车计划,主要负责弹丸列车的设计工作。1943年随着太平洋战争局势的逆转,弹丸列车计划被放弃。早在1942年3月14日,日本就在东京都国分寺平兵卫新田,设立了日本国营铁路铁道技术研究所(前身为1907年成立的铁道厅铁道调查所),从事铁路综合性技术研发。1945年初,为了躲避美军空袭,岛秀雄率领国铁研究人员,躲进东京的一所学校里,继续进行研究。1945年8月15日本战败投降后,大批日本军用飞机设计人员失业,便转向民用领域。其中就包括后来0系新干线列车车体的设计负责人三木忠直博士。他最著名的作品是“神风特攻队”的MXY7樱花自杀飞机(共生产了852架)。岛秀雄开始带领人集中攻关动力分散型动车组的震动和噪音问题。1945年12月,原本从事飞机振动理论研究的松平精,转到铁道技术研究所任职。岛秀雄希望他能帮助解决列车高速运行时转向架的振动和噪音问题。1946年至1949年,日本集中全国铁路技术力量,着手研究高速列车的技术难题——高速列车转向架振动问题,并在理论上取得重大突破,解决了转向架的蛇形运动难题,为其后研制新干线列车奠定了基础。125
1946年2月17日,父亲岛安次郎带着标准轨建设屡战屡败的遗憾离开了人世,岛秀雄悲伤异常,立志要继承父亲的遗志推动日本本土标准轨干线铁路建设。1948年3月岛秀雄被任命为日本国铁车辆局局长。当时日本东海道铁路已经开始出现运能紧张情况,日本国铁希望能够研制新的列车型号缓解运输压力。岛秀雄抓住机会,希望研制一款动力分散型动车组在东京至沼津之间共124.7公里的路段运营。因为东京至沼津的线路要经过湘南地区,所以新设计的列车被称为“湘南列车”或“湘南电车”。这是一个极富挑战性的想法,要知道当时铁路业界已经有结论,认为动力分散型列车不适合长距离运行。经过努力攻关,1950年3月1日,湘南列车(在日本又被称为“80系电车”)正式投入运营。尽管投入运营初期,湘南列车故障不断,被媒体揶揄为“遭难电车”(日语中读音与“湘南电车”相近),但经过一段时间的运营与反复修改,湘南列车故障率降了下来,开始实现稳定运营。瑕不掩瑜,湘南电车的投入运营具有划时代意义,它打破了长距离铁路运输只能采用动力集中的常识,开创了世界铁路客运的动力分散时代。日本新干线诞生之后,研发的所有高速动车组均为动力分散型。
湘南列车问世不久,因为故障不断,岛秀雄正组织研发人员全力攻关。1950年4月24日,日本铁路发生了历史上著名的“樱木町事故”造成106名乘客死亡、92名乘客受伤。在日本媒体的一片挞伐之声中,日本国铁第二任总裁、十河信二的乘龙快婿加贺山之雄引咎辞职。时年50岁的岛秀雄受到牵连,也提交了辞职报告。离开日本国铁后,岛秀雄到住友金属公司担任技术顾问。住友金属是住友财团下面的垄断性钢铁企业,岛秀雄去时企业改名扶桑金属公司(1952年又改回住友金属公司)。1953年岛秀雄又担任了铁路同好会的首任会长,从事铁路文化传播工作。
岛秀雄已经厌倦了日本国铁的官僚气氛,他准备在住友金属结束自己的铁路职业生涯。但有一个人准备改变他的人生轨迹,这个人就是1955年临危受命的日本国铁第4任总裁十河信二。炒掉总工程师藤井松太郎后,十河信二就想到了岛秀雄,并认为他是不二人选。
十河信二向岛秀雄正式发出了邀请,但是岛秀雄已经厌倦了日本国铁的工作环境,所以他拒绝了。但是他表示可以在外部从技术方面对日本国铁发展提供力所能及的帮助。但十河信二需要的是一个总工程师而不是一个技术顾问。十河信二想了一圈,没有更合适的人选,还得找岛秀雄。这次他想搬个救兵,于是他拖着多病之身专程从东京飞到大阪,做岛秀雄老板的工作,他告诉住友金属的社长,日本国铁非常需要岛秀雄。住友金属的社长非常有大将风度,决定亲自出马说服岛秀雄回归国铁,去从事他最擅长的工作。但是岛秀雄王八吃秤砣铁了心,老板的面子也没有给。十河信二这时真是为了难,想这小子也太不给面子了吧?但是他思忖良久觉得还是只有岛秀雄能够胜任这个工作,于是他想到古老的中国的三顾茅庐的故事,决定亲自登门拜访岛秀雄去做说服工作,希望精诚所至,金石为开。登门之后,十河信二只用了一句话就让岛秀雄彻底投降,他劈头就问,你忘了你父亲岛安次郎的遗志了吗?我是来请你与我一起完成弹丸列车计划的。岛秀雄老泪纵横,决定重新出山并辅佐十河信二完成东海道新干线的建设工作。岛秀雄回归国铁担任总工程师后,十河信二用人不疑,所有技术问题放手让岛秀雄去做,从不干涉;岛秀雄也自认良禽择木而栖,视十河信二为知己,后来十河信二因财务丑闻离开日本国铁总裁职务,岛秀雄也立马辞职,尽管得到了极力地挽留,岛秀雄还是头也不回地离开了。
雄主遇良将,看来东海道新干线的建设已经无人可以阻挡了。1956年5月10日,十河信二正式成立了“东海道线增强委员会”,调研东海道铁路的增加方案。日本政府也希望他们尽快拿出一个方案来,解决东海道铁路线运能紧张问题。更重要的是他们正在着手申办1964年的夏季奥运会,他们希望东海道干线铁路的建设能够发挥作用。在岛秀雄的主持下,调查委员会先从战前的“弹丸列车计划”入手,然后对东海道沿线的经济发展情况、铁路运输状况进行了详细调研,并对未来的运输需求做了预测,提出了最终的方案。东海道线是一个什么概念?这里几乎集中了你能想到的日本的大城市,东京、横滨、名古屋、京都、大阪、神户都在这条线上。1950年代,东海道沿线区域在土地面积上占日本国土面积的12%,但是这里却集中了日本41%的人口,其工业产值和国民收入竟然占到了全日本的70%。126如此密集的城市、如此密度的人口、如此发达的工业,其对东海道铁路运输需求之大可想而知。东海道铁路以占日本全国2.9%的铁路里程却完成了全国25%的客货运量。针对这种情况,“东海道线增强委员会”提出了三种增建方案:
第一种是窄轨双复线,即在窄轨复线的基础上再建一条复线;第二种是窄轨新线方案,就是另外再选线建设一条新的平行铁路;第三种就是建设一条时速200公里的标准轨干线铁路,也就是新干线,承担客运职能,然后原东海道线转而主要承担货运职能。
在十河信二和岛秀雄的心里,前两种方案显然只是陪衬,调查还没有开始他们已经坚定了要建设新干线的决心。但是日本政府很多人(尤其是管财务的大藏省)不这样想,他们关心的是资金投入大小的问题;他们的同事不这样想,他们关心的是方案的可行性问题;日本的媒体界不这样想,他们关心的是哪个方案更符合眼下利益的问题;而日本的民众,在不能深入研究的情况下,主要受媒体舆论的左右。在这场社会大讨论中,似乎第一种方案才是最符合实际的。首先这个方案花费的资金最少;其次,修建1067毫米的窄轨便于与既有线联网;第三,时速200公里的高速铁路前无古人,闻所未闻,技术能不能达到?存在不存在安全问题?媒体还会问,人们的灵魂能不能跟得上?
但十河信二与岛秀雄准备联手干一票大的,无论前路是否平坦,他们都义无反顾。好在媒体虽然喜欢预设立场,但他们专业深度不够,而且也并非铁板一块,如果找到一个切入点说服他们,情况也容易反转。正如当年在英国举行的“伦希尔大赛”(见本书第一章)让史蒂芬森的“火箭号”出尽了风头,也让蒸汽机车深入人心一样,岛秀雄决定举行一场公开的说明会,邀请所有感兴趣的媒体参加。1957年5月30日,为纪念日本国铁铁道技术研究所成立50年,在岛秀雄的策划下,技术研究所在东京银座的山叶会馆举行了一场名为“超特快,东京至大阪3小时运行可能性”的说明会。
东京至大阪3小时是什么概念?对当时的日本人而言,用石破天惊来形容一点都不为过。要知道当时东京至大阪的特快列车也要7小时30分钟,如果实现东京到大阪3小时,相当于旅行时间压缩4小时30分。这种诱惑力是无与伦比的。岛秀雄还特意安排朝日新闻社作为此次说明会的支持单位,在说明会之前,朝日新闻社已经做了大量宣传。5月30日是大雨天,但不妨碍听众纷至沓来。500名听众济济一堂,很多听众都是站着听完整个说明会的。岛秀雄安排了4位专家主讲,从线路建设、车辆设计、信号建设、乘坐舒适度、运营安全性等方面对未来的新干线进行了一次大的科普。他们用自己扎实的研究成果告诉大家,东京至大阪之间实现3小时旅行在技术上是完全可行的。岛秀雄也去了,但是他只坐在观众席上,静静地观察着人们的反应。
演讲会结束后,日本社会炸开了锅。关于新干线的争论由国铁内部蔓延到整个社会。各大媒体就是否应该建设新干线展开了激烈的争论。反建的声音依旧强大。当时汽车正处于飞速发展的阶段,在日本学界普遍弥漫着铁路已经是夕阳产业的声音,特别是伴随着美国大规模拆除铁路线路,这种声音仿佛找到了理论依据。美国都已经开始拆铁路了,你们竟然还要花纳税人钱去建这无用的废物?日本作家阿川弘之就对新干线进行过辛辣的嘲讽,他把新干线计划称为“战舰大和第二”。“二战”期间,日本为了与美国在太平洋上对决,举全国之力,秘密建造了象征“帝国精神”的大和战舰。战舰全长263米、宽39米,是当时最大的一艘战列舰。1945年4月7日,大和战舰在实施自杀式进攻时被美军击沉,成为日本投降前的一次垂死挣扎。同样将新干线计划比作“战舰大和第二”的还有东京大学教授今野源八郎,他们认为新干线计划不切实际,劳民伤财,没有竞争力,很快就会被淘汰。127甚至欧美国家有些人也讥笑落后的日本人竟要重拾已经被自己淘汰的运输方式。128
当然支持的声音也很多,它们主要来自普通的民众。十河信二指示有关部门在媒体上做了大量的广告,来争取获得更多支持的声音。但是十河信二明白,民众的支持只是一个方面,更重要的是搞定管事的那些官老爷。1957年7月,十河信二向日本运输省提出请求,希望能把东海道线的增建列入国家级项目来对待。对于这样一个耗资巨大、影响深远的项目,单凭日本国铁的力量是无法完成的,所以必须有政府参与。1957年8月30日,日本运输省正式成立了“日本国有铁道干线调查会”,主要组成人员是当时一些铁路专家,调查会就东海道线的增加问题展开了调查。岛秀雄组织了最得力的技术专家与调查会的成员进行了持续深入的沟通。搞定专家比搞定媒体相对要更加容易,因为他们是行家,他们能够通过逻辑进行说服。
花开两枝,兵分两路。要确保东海道新干线项目的成功,一是要做好公关工作,确保项目能够顺利获批;二就是要进行技术攻关,确保项目能够顺利实施。这个重任自然就落到国铁总工程师岛秀雄的肩上。岛秀雄为未来的这条高速铁路定了一条极其简明同时也极其重要的原则:不采用任何未经实际验证的新技术,只对已经成熟的技术进行有效集成。某种程度上正是这条简明原则确保了东海道新干线的成功。日本国内从来没有尝试过标准轨干线铁路的建设,更不用提200公里的最高运营速度,此前日本连试验速度都没有超过130公里时速。高速铁路是个系统工程,涉及土木、车辆、信号、供电、通信、运行管理等,稍有差池就会功亏一篑。这样的例子并不少见,如1967年英国人启动的APT-E高速列车计划,他们采用了大量的新技术,以燃气轮机作为动力装置,设计最高时速250公里,采用主动摆式架构,列车过弯时通过油压控制使车体倾斜以提高过弯速度,车辆还采用铝合金材料实现轻量化(当时日本0系新干线列车采用的是碳钢车体),等等,总之英国准备倾力打造一款领先的高速列车,实现在高速铁路领域的反超,为铁路故乡赢回尊严。但是该项目最终以失败告终。岛秀雄为新干线定下的这条技术原则看起来简单,其实体现了一种高明的智慧。于是,美国的、德国的、英国的、法国的、瑞士的,所有的技术都来者不拒,在新干线上得到了应用与体现。所以JR东日本会长山之内秀郎才会说,日本新干线没有自己的原创技术。严格来说,山之内秀郎的话也并不准确,因为系统集成技术也是核心技术的一种。站在巨人的肩膀上能够更进一步也是一种伟大的创新。
学习的技术还要用实践来验证,并最终转化成自己的技术。此前从国铁辞职前岛秀雄已经主持研发了“湘南列车”,尽管诞生初期故障频发,但随着运营的展开,车辆质量趋于稳定。湘南列车的伟大意义在于第一次将动力分散技术应用在铁路长途客运上,并奠定了日本高速铁路的动力分散技术发展方向。1955年12月,岛秀雄重新回归国铁后,就着手研发新一代动力分散型高速列车“回声号”。不过在“回声号”特快正式诞生前,在岛秀雄的主持下,日本国铁还与私营铁路公司小田急电铁联合研制了一款“小田急SE列车”,并命名为“浪漫号”。1957年9月27日,SE列车在东海道线上做高速运行试验,创造了时速145公里的当时世界窄轨铁路最高纪录。SE列车一鸣惊人,它优秀的性能、舒适的乘坐环境,获得了业内外一片赞赏。当时小田急电铁与日本国铁是竞争关系,岛秀雄能够打破门户之见,与私营铁路公司通力合作,共同推动日本铁路技术的发展,展现了一种少有的大将风度。SE列车在流线型设计、轻量化技术应用等方面均有突破,后来也为0系新干线列车积累了经验。SE列车的主要设计者之一三木忠直就是那次著名说明会的主要演讲嘉宾之一。
“回声号”也在紧急研制中。1958年7月,日本国有铁道干线调查会做出结论并正式向日本政府建议,东海道线的最佳增建方案是建设东海道新干线。调查会做出上述结论的依据是:第一,标准轨干线铁路可以实现更高速度运输,能够承担更大的运输量,符合东海道沿线的经济发展情况;第二,建设东海道新干线将应用在国际上已经验证过的新技术,能够大大提高铁路运营的安全性(这对为日本国铁战后事故频发正无计可施的日本政府而言,具有极大的吸引力);第三,通过引入新技术可以实现日本铁路技术的升级换代,进而拉动科技发展,实现日本铁路运输的现代化。十河信二满意地笑了,只有岛秀雄知道这个老家伙为这一天等了多久,为这个结论做了多少工作。当年11月,“回声号”正式投入运营,首次将美国人发明的空气弹簧应用到铁路列车上,并且开创了日本国铁史上全空调列车的先河。“回声号”成为后来0系新干线的模特,我们看到“回声号”就像看到了0系新干线的影子。
到此时,东海道新干线的上马已经万事俱备只欠东风,这个东风就是议会对预算案的批准。
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