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重點提要
■雖然日本、法國等國早已建設高速鐵路多年，但美國至今仍沒有真正的高速鐵路。
■不久前，美國聯邦政府挹注經費，計畫已久的高速鐵路工程總算有希望實現了。
■高速鐵路工程包括兩種系統：鋼鐵打造的輪軌式，以及磁浮列車。
在客運火車這個領域，美國可說是落後得出人意表。去過歐洲、日本或上海的人都知道，在許多國家的經濟結構中，時速300公里的火車早已成了不可或缺的一部份。近50年來，由日本東海旅客鐵道株式會社（CJR）經營的東海道新幹線子彈列車，載運旅客來往於東京和大阪之間，所花的時間只要飛機的一半。行駛於西班牙馬德里與巴塞隆納之間的高速火車，平均時速高達240公里，通車兩年以來，兩個城市之間的客機班次減少了40%。相反地，美國鐵路客運公司（Amtrak）行駛於波士頓和華盛頓特區之間的阿斯拉示範特快車（Acela）平均時速只有110公里。它的速度之所以這麼慢，是因為雖然列車本身時速可超過240公里，但Acela的鐵軌無法讓列車安全地高速行駛，就像法拉利跑車在崎嶇不平的鄉間小路上也無法高速奔馳。
但最近這個狀況出現了轉機。美國運輸部提出80億美元的獎勵經費，準備廣建高速鐵路，並於今年稍早宣佈了經費得主。2010年的美國聯邦預算更要求未來五年內，每年再增加10億美元鐵路建設費用。2008年，加州公民投票通過一項90億美元的公債法案，準備建造極具企圖心的高速鐵路網，連接洛杉磯、舊金山，最後到達沙加緬度和聖地牙哥。
但究竟要建造哪一種鐵路系統來載送旅客，其實還在未定之天。數十年來，儘管列車技術已有長足的進步，先進的高速鐵路遍及歐洲各地，最近更擴展到中國大陸，但美國聯邦政府從未將鐵路視為主要的載運旅客（而不只是貨物）方式。
什麼樣的系統才符合獎勵資金執行細則中所謂的「高速」，也沒有明確的定義。由於聯邦主管機關亟欲將這一大筆錢盡可能多分配給幾個國會選區，因此多項針對現有路線進行小幅改善的工程也獲得了經費，其中有些提升不了多少速度。
而在這個技術領域的另一端，則有一些做法直接跳過輪軌系統，採用磁浮技術，讓客運列車飄浮在混凝土導軌上方，並有許多種形式的動力。儘管磁浮列車已經發展了數十年，但第一個（也是目前為止唯一的）商業化系統卻是到2004年才在上海開始營運，連接上海機場與商業中心之間，總長30.5公里。對於美國境內某些因為坡度太大而無法建造一般鐵路的多山地區而言，磁浮技術是唯一可行的解決方案。另外，或許最重要的一點是，世界上最傑出的商業化高速客運鐵路建造及營運專家，都對磁浮技術充滿信心。
以磁浮列車節省維修成本
CJR是全世界經驗最豐富的高速鐵路營運機構，1964年就開始經營外形優美的新幹線輪軌式子彈列車，連結東京、名古屋和大阪等人口稠密的地區。但經營子彈列車系統所面臨的現實狀況，激發了CJR對磁浮技術的興趣。每天晚上，3000名鐵路工人沿著新幹線軌道行走19公里，仔細檢查鐵路沿線地面，更換耗損的零件，確保軌道精確對準。第二天晚上，工人再繼續行走19公里鐵軌，如此周而復始地檢查下去。
對於CJR而言，投下如此龐大的人力成本是不得不然，因為只要鐵軌出現極小的瑕疵，就可能導致高速行駛的列車劇烈震動，加劇鐵路基礎設施老化或損壞。列車行駛速度提高，軌道、列車車輪和提供車頭電力的高架電纜的耗損程度也會呈指數增加，高鐵反而成為硬體設備的殺手。如果新幹線的夜間維護作業耗費太多時間，每天309班列車的行程表將會大亂。
為了避免這些棘手的狀況，CJR打算建造磁浮高速鐵路，稱為「東海道新幹線分線」，預計在2025年完工。儘管它不是世界上第一條商業化營運的磁浮鐵路，但總長達289公里，將是目前最具企圖心的一項工程。CJR社長葛西敬之2009年6月在美國華盛頓特區舉行的運輸官員會議中表示，就整個系統使用年限而言，磁浮技術所需的維護較少，因此長期成本低於傳統高速鐵路。另外CJR也表示，磁浮列車的加速和減速過程都比輪軌式列車更快，因此可以縮短行車時間。
對於磁浮技術在美國的發展潛力而言，更重要的則是如果列車採用磁浮推進技術，能夠攀爬的坡度將可大於一般高速鐵路。另外，磁浮技術也是讓高速列車穿越美國西部崎嶇地帶的唯一方式。
傳統技術最大的問題是摩擦力。車頭的鋼鐵車輪與鐵軌間只能維持一定的附著力，超過某個限度就會開始滑動，使車輪空轉而無法前進。雨、雪、冰，甚至潮濕的葉子等常見但難以預料的狀況，都會限制列車升降坡度的安全範圍。因此，美國境內的鐵路坡度通常必須低於3%，最常見的坡度限制則是2%以下。
相反地，磁浮鐵路沒有鋼鐵之間的接觸，因此摩擦力不會像在輪軌鐵路一樣造成問題。磁浮鐵路可以爬上10%的坡度，讓工程規劃人員可以選擇耗時更少的路線，運用通過多山地帶的道路用地。
磁浮技術也能讓原本不可能擁有高速鐵路的地區重新燃起希望。美國洛磯山鐵路管理局剛剛完成一項為期18個月的研究，準備沿科羅拉多州南北和東西走向的兩條州際高速公路，建造兩條交叉的高速鐵路，總長約640公里。研究報告的結論是這兩條鐵路必須採用磁浮列車，因為高速公路沿線某些地方的坡度高達7%。管理局局長戴爾（Harry Dale）表示：「我們要穿越洛磯山脈。」他同時指出，由於推動列車前進和減速的力量是磁力，而不是實體附著力，因此科羅拉多州的「冰雪問題都可以排除。」
戴爾認為，由德國的西門子和蒂森克虜伯合資成立的高速列車國際公司建造的磁浮列車可以做到這一點。該公司也是上海機場系統的建造者，這條鐵路以最高時速430公里載運了1700萬名乘客由上海市區前往機場。該公司的磁浮列車採用傳統電磁鐵，而日本則正在研究新技術，採用與大型強子對撞機中相同的超導電磁鐵。雖然超導電磁鐵能使列車和導軌之間保持更大的距離，防範地震造成的影響，但這種電磁鐵必須以液態氦冷卻，不僅成本高，也相當龐大笨重。
【完整內容請見《科學人》2010年第102期8月號】
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