“雪國(guó)列車”在現(xiàn)實(shí)中能實(shí)現(xiàn)嗎?

庫(kù)可

火車作為始于第一次工業(yè)革命的傳統(tǒng)交通工具，與科幻的交集并不是很多。說(shuō)起火車與科幻，大家首先想到的應(yīng)該就是“美隊(duì)”克里斯·埃文斯2013年主演的電影《雪國(guó)列車》。今年上半年，由詹妮弗·康納利主演的電視劇版《雪國(guó)列車》如期上映。至于評(píng)價(jià)嘛，IMDb（互聯(lián)網(wǎng)電影資料庫(kù)）評(píng)分只有6.7，并不如電影反響熱烈。盡管如此，該劇的第二季也已經(jīng)預(yù)定在路上了。

在漫畫和電視劇的設(shè)定中，整個(gè)世界處于嚴(yán)寒之中，地表已無(wú)生命痕跡，人類文明在一列共有1001節(jié)車廂的火車上延續(xù)?！把﹪?guó)列車”上等級(jí)森嚴(yán)，不同等級(jí)的車廂象征了不同的社會(huì)階層?；疖囉商厥獾乃^的“永動(dòng)機(jī)”動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，周而復(fù)始地環(huán)球行駛。

“雪國(guó)列車”的象征意義要遠(yuǎn)大于其實(shí)用性，故事的重點(diǎn)在于禁錮在列車上的人類文明，而不是其中并不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)細(xì)節(jié)。那么在人類現(xiàn)有的鐵路科技樹上，在不考慮劇中極端嚴(yán)寒的氣候條件下，制造并運(yùn)營(yíng)擁有1001節(jié)車廂和必須持續(xù)環(huán)球運(yùn)行的“雪國(guó)列車”，存在哪些阻礙呢？

1001節(jié)車廂——長(zhǎng)魔的限制

雪國(guó)互！I奎的長(zhǎng)度

雪國(guó)列車的設(shè)定中，火車有1001節(jié)車廂。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)詞條對(duì)《雪國(guó)列車》中“工程”部分的描述可知，雪國(guó)列車每節(jié)車廂可能長(zhǎng)達(dá)65米，整列車長(zhǎng)度超過(guò)65公里。

現(xiàn)實(shí)中的火車有多長(zhǎng)？

我國(guó)的普通客車通常由15～20節(jié)車廂組成，每節(jié)車廂長(zhǎng)約25米，加上火車頭最大長(zhǎng)度為500多米;大多數(shù)高速動(dòng)車組列車為8節(jié)或16節(jié)車廂編組，最長(zhǎng)的是17節(jié)車廂的“復(fù)興號(hào)”，長(zhǎng)度約440米。相比之下，貨車的長(zhǎng)度就比較靈活，普通的貨運(yùn)列車車廂能達(dá)到50節(jié)，長(zhǎng)度為800米左右。

超長(zhǎng)列車一般出現(xiàn)在貨運(yùn)重載鐵路上。如我國(guó)大秦鐵路（大同一秦皇島）的運(yùn)煤專列，最大能夠?qū)崿F(xiàn)3萬(wàn)噸貨物運(yùn)輸，由4臺(tái)機(jī)車牽引320輛貨車，總長(zhǎng)度3971米。而世界上最長(zhǎng)的火車出現(xiàn)在澳大利亞的紐曼山一海德蘭鐵礦石運(yùn)輸鐵路上，由8臺(tái)機(jī)車牽引682節(jié)貨車，總長(zhǎng)度達(dá)到7 353米，能運(yùn)輸9.9萬(wàn)噸貨物。即便如此，它們也與雪國(guó)列車差了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

什么限制了火車的長(zhǎng)度？

站臺(tái)及其軌道長(zhǎng)度

如果火車長(zhǎng)度不斷加長(zhǎng)，超過(guò)火車站站臺(tái)附屬軌道的長(zhǎng)度，一部分車廂就無(wú)法?？吭谡九_(tái)上，而且會(huì)占用道岔及公共部分的軌道，影響其他列車通行。這個(gè)長(zhǎng)度限制在鐵路行業(yè)有一個(gè)專業(yè)的術(shù)語(yǔ)，叫“到發(fā)線有效長(zhǎng)度”，火車長(zhǎng)度不能超過(guò)到發(fā)線有效長(zhǎng)度。

目前客運(yùn)站的到發(fā)線有效長(zhǎng)度大多為650米，貨運(yùn)站長(zhǎng)度長(zhǎng)一些，可以達(dá)到850～1050米，所以普通鐵路線上的客車和貨車長(zhǎng)度都有限。而前面介紹的大秦鐵路和澳大利亞鐵礦石鐵路都屬于專用重載鐵路，其運(yùn)輸貨品單一，中途沒(méi)有或極少停站。這類鐵路屬于“深度定制”設(shè)計(jì)的線路，因此可以開行遠(yuǎn)超普通長(zhǎng)度的列車。

那么是不是加長(zhǎng)站臺(tái)和到發(fā)線就可以加長(zhǎng)列車了呢？很遺憾，已建成鐵路的站臺(tái)、到發(fā)線有效長(zhǎng)度，列車最大長(zhǎng)度，在鐵路線路規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)就確定了，各項(xiàng)配套設(shè)施如車輛檢修機(jī)構(gòu)（車輛段、動(dòng)車段）都是按照設(shè)計(jì)的列車長(zhǎng)度建造的，牽一發(fā)而動(dòng)全身，因此后期加長(zhǎng)幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然，對(duì)于雪國(guó)列車來(lái)說(shuō)，全世界只剩這一列不用停站的火車了，也就不用考慮長(zhǎng)度對(duì)車站以及其他設(shè)施的影響了。

列車控制

現(xiàn)有的超長(zhǎng)重載貨運(yùn)列車，牽引的機(jī)車并不是全都集中在前端，而是分成2～4組分散布置，像是把多節(jié)有火車頭的列車再拼接在一起。這樣雖然能夠提升運(yùn)輸效率，但多臺(tái)機(jī)車需要協(xié)同工作，這就需要有一套完善的無(wú)線通信和控制系統(tǒng)，把控制指令傳輸?shù)胶竺娴臋C(jī)車上，這樣整個(gè)超長(zhǎng)列車才能構(gòu)成一個(gè)整體運(yùn)行。比如前面介紹的澳大利亞超長(zhǎng)列車，雖然有8節(jié)機(jī)車分散牽引，但只需1名司機(jī)操控。牽引和制動(dòng)控制都是超長(zhǎng)重載列車控制的技術(shù)難點(diǎn)。

與這些“傻大黑粗”的重載列車不同，從劇集中看，雪國(guó)列車擁有與動(dòng)車組類似的列車控制和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。貫穿整車的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)列車的整體牽引、制動(dòng)控制，但讓60多公里長(zhǎng)的列車每節(jié)車廂同步動(dòng)作，對(duì)現(xiàn)實(shí)中的工程師們來(lái)說(shuō)也是從未有過(guò)的考驗(yàn)。

環(huán)球運(yùn)行——不能停車的困難

在《雪國(guó)列車》的漫畫和影視劇中，列車周而復(fù)始地繞地球運(yùn)行，因?yàn)樘厥獾膭?dòng)力系統(tǒng)也不能停車（生態(tài)系統(tǒng)會(huì)失去能量來(lái)源），在現(xiàn)實(shí)中，這就帶來(lái)了很多問(wèn)題。

磨耗部件

火車上有大量磨耗部件，這些部件工作時(shí)需要頻繁接觸，接觸面材料因?yàn)槟Σ敛粩鄵p耗，直到到達(dá)限度而不能繼續(xù)使用時(shí)需更換新部件。諸如車輪、閘片及制動(dòng)盤等都屬于磨耗部件。

車輪

火車運(yùn)行時(shí)車輪與鋼軌摩擦，車輪的直徑也會(huì)隨之逐漸減小。車輪的允許直徑被規(guī)定在一個(gè)區(qū)間內(nèi)，如果磨耗到這個(gè)允許區(qū)間的下限，就需要更換新的車輪。除了同鋼軌摩擦，車輪還需要定期在專用車床上進(jìn)行加工，以阪復(fù)其輪廓形狀，消除內(nèi)部金屬缺陷，保持良好的車輪一軌道接觸狀態(tài)，車床加工也會(huì)造成直徑減小。

以“復(fù)興號(hào)”動(dòng)車組為例，新車輪的直徑為920毫米，車輪直徑允許的下限為850毫米，直徑相差了70毫米。這70毫米通?？梢跃S持動(dòng)車組運(yùn)行大約300萬(wàn)公里（大概3-4年），相當(dāng)于繞赤道轉(zhuǎn)75圈。相比于車輪，車軸的壽命要長(zhǎng)很多，因?yàn)樗鼛缀醪淮嬖谀ズ摹＼囕S一般可以使用十幾年。

如果增加車輪的磨耗區(qū)間，新車輪理論上夠雪國(guó)列車運(yùn)行好幾年了，但實(shí)際上如果長(zhǎng)期不在車床上進(jìn)行“鏇修”，車輪狀態(tài)會(huì)快速惡化，很容易誘發(fā)嚴(yán)重事故。

閘片

火車的制動(dòng)原理與汽車類似，靠閘片與制動(dòng)盤或輪對(duì)踏面接觸摩擦產(chǎn)生制動(dòng)力（不同的是汽車制動(dòng)靠液壓驅(qū)動(dòng)，火車靠氣壓驅(qū)動(dòng)）。閘片的摩擦塊材質(zhì)比較軟，制動(dòng)摩擦過(guò)程中會(huì)逐漸損耗，磨到限度就需要更換新的閘片。以動(dòng)車組為例，根據(jù)停站頻率的差別，新閘片通常運(yùn)行10～30萬(wàn)公里就需要更換了。

對(duì)于雪國(guó)列車來(lái)說(shuō)，如何更換閘片是一個(gè)難題。不過(guò)雪國(guó)列車不需要停站，前方也沒(méi)有其他列車，正常情況下都是勻速運(yùn)行，所以閘片的磨耗速度應(yīng)該會(huì)小很多。在劇中可以看出列車采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，因而和動(dòng)車組及電動(dòng)汽車一樣，可以進(jìn)行電制動(dòng)，也就是列車帶動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)變成發(fā)電機(jī)，把列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。采用電制動(dòng)可以進(jìn)一步減少閘片磨耗，不過(guò)在速度較高時(shí)才能充分發(fā)揮，低速時(shí)還是需要閘片進(jìn)行制動(dòng)。

碳滑板

電力機(jī)車和動(dòng)車組需要從車頂?shù)母邏壕€纜上獲取電力，這個(gè)部件叫作受電弓?；疖嚫咚龠\(yùn)行時(shí)，受電弓要和高壓電纜接觸摩擦，接觸的部分叫碳滑板，顧名思義即主要由石墨制成的可以導(dǎo)電的“滑板”。石墨的硬度遠(yuǎn)小于銅合金材質(zhì)的接觸網(wǎng)電纜，因此其磨耗很快，而電纜幾乎沒(méi)有磨損。通常一根碳滑板可以使用大概10萬(wàn)公里。

對(duì)于雪國(guó)列車而言，并不存在受電弓碳滑板磨耗的問(wèn)題，因?yàn)楦鶕?jù)其設(shè)定，火車靠的是車頭的特殊動(dòng)力引擎而非外部電力驅(qū)動(dòng)。

維護(hù)與保養(yǎng)

現(xiàn)實(shí)生活中，諸如汽車、火車、飛機(jī)、輪船等復(fù)雜的交通工具都需要進(jìn)行周期性的維護(hù)保養(yǎng)及偶發(fā)性故障的處理。鐵路貨車、客車、動(dòng)車組均擁有基于運(yùn)行里程和時(shí)間雙重周期的定期檢修體系（在2020年第5期《動(dòng)車組的“4S店”——?jiǎng)榆囘\(yùn)用所》中對(duì)動(dòng)車組的周期性檢修有所介紹）。除了火車本身外，鋼軌也需要定期測(cè)量、探傷、打磨，鐵路附屬的其他供電、信號(hào)、通信系統(tǒng)亦然。

在《雪國(guó)列車》的設(shè)定中，整個(gè)鐵路系統(tǒng)都無(wú)法進(jìn)行周期性的維護(hù)，出現(xiàn)故障也只能進(jìn)行最基本的維修，以當(dāng)前的技術(shù)能力，維持不了多久就必然會(huì)走向車毀人亡。當(dāng)然這一點(diǎn)劇集中也在某種程度上有所體現(xiàn)——頭車的“工程師”們多次強(qiáng)調(diào)雖然1001節(jié)車廂內(nèi)擁有完善的生命循環(huán)系統(tǒng)，但工業(yè)是薄弱環(huán)節(jié)，很多終究會(huì)老化的零部件無(wú)法制造。

寫在最后

雖然雪國(guó)列車的設(shè)定在現(xiàn)實(shí)中沒(méi)有必要，也暫時(shí)沒(méi)有技術(shù)能力去實(shí)現(xiàn)，但這并不妨礙故事本身的精彩。把人類社會(huì)禁錮在一個(gè)極為有限的封閉空間內(nèi)，并且必須不擇手段地前進(jìn)，其實(shí)這與星際旅行、星際逃亡等題材在精神上都是相通的，只不過(guò)是換了一個(gè)更為傳統(tǒng)的載體來(lái)講述末日的故事。