癮科學：鐵軌的軌距
文章分類: 特色玩意
為什麼為有這麼多不一樣的軌距呢？讓我們來看軌距的故事吧！
標準軌距（Standard Gauge）
史蒂文生的「火箭」
標準軌距寬 1435mm （4 呎 8 1/2 英吋），是全球最常見的軌距，也是最有歷史的軌距之一。相傳標準軌距的故事要追溯到古羅馬時代，當時的馬路遠沒有現在鋪得這麼平整（好吧，現在也沒平整到哪去 = =），而且以泥土路居多，因此馬車來回跑來跑去，漸漸地就會在地面上壓出兩道深深的輪痕。和這個輪痕同寬的馬車跑起來會特別輕鬆（因為車輪卡在裡面不會亂跑），但不同寬的馬車就要冒著輪子會不小心掉溝裡而損壞馬車的危險。久而久之，同一個地區的馬車就會變成相同的輪距。凱撒大帝一統帝國後，便頒布了敕令，要求羅馬境內全部改用一樣的馬車輪距（有沒有覺得很熟悉？這和秦始皇的車同軌是同一件事啊！），甚至新鋪石材公路中間還會留下給車輪行駛用的凹槽呢！從古蹟中我們可以得知這個軌距是 4 呎 9 吋，非常接近標準軌距的寬度。但是相傳歸相傳，到底有沒有關係呢？這部份就眾說紛紜了。標準軌距的始作俑者是史蒂文生（George Stephenson），浪漫一點的說法是他剛好看到了一個羅馬古蹟的開挖，於是決定將軌距設成這種寬度，但更有可能這只是個單純的巧合而已：一匹馬的屁股再加上車轅就是這麼寬，在最早期的時候火車是替代軌道式馬車的產品，自然會遷就現有的軌道寬度，於是就出現這樣的「標準」啦！
布魯內爾的寬軌火車
從一開始大家就都照著 1435mm 的寬度在做嗎？也不是。史蒂文生的最大競爭對手伊桑巴德．布魯內爾（Isambard Brunel）建造的 Great Western Railway 採用的就是 2140mm 的無敵寬軌，主要目的是這種設計可以增加穩定性，也留下了裝備更大的蒸汽引擎的空間。在十九世紀中期的英國，這兩種規格還打了場不小的規格戰爭（像前陣子剛結束的藍光之戰 XD），最後以比較容易過彎，成本也比較低的標準軌距勝出，獲得一個政府研究小組的推薦，英國並在 1845 年制定了軌道法，強制新建造的線路採用 1435mm 的寬度，以方便不同線路間的直通運轉。最終規格戰爭以 Great Western Railway 在 1892 年全面換成標準軌距結束。從英國開始，歐洲大陸和美國早期要嘛就是聘用英國工程師來打造第一條鐵路，要嘛就是購買英國出品的火車頭和列車，因此歐洲大陸（西、葡、前蘇聯地區是特例）和美國在一翻折衝後，最後都以標準軌距為標準。大陸是採用標準軌距，台灣高鐵和北捷、高捷，也都是採用標準軌距喔！
開普軌距（Cape Gauge）
開普軌距寬 1067mm，因為比標準軌距的 1435mm 窄，所以是「窄軌軌距」的一種（反之則為寬軌）。之所以名為開普軌距，是因為前南非好望角省（簡稱 Cape Province，開普省）在 1873 年採用了這個軌距的關係，但事實上第一個裝置這種軌距的國家卻是挪威。挪威在當時還附屬在瑞典之下，是一個經濟不甚發達的邊陲地區。工程師 Carl Pihl 嘗試建設挪威的第一條鐵路時，就考慮到挪威多山（寬的軌道在山區，而且不需要那麼高的運量的現實，因此設定了 3 呎 6 吋（即 1067mm）或 3 呎 3 吋（即米軌，1000mm）兩種可能的寬度，拿去問製造蒸汽車頭的史蒂文生家族。雖然會貴一點，但史蒂文生認為稍微寬一點的軌距有助於山地的安全性，因此最後就拍板定安了 1067mm 做為挪威的標準軌道寬度。
這種寬度（和運量）被認為是相當適合開發中地區／殖民地的軌道寬度，因此在 19 世紀後半許多英屬殖民地都紛紛採用了開普軌距，像是南非、紐西蘭、印尼和...日本。為什麼日本最後決定採用開普軌距，並沒有任何歷史文獻以茲證明，但當時日本人是去英國偷師的，明治政府聘用的工程師又是英國人，因此日本才會採用 1067mm 的軌距吧。
中國從一開始就是建造標準軌距，但台灣在日據時代前的第一條鐵路（台北到新竹）卻是 1067mm 的開普軌距的。日據時代日本將線路延伸到高雄，十大建設期間再建了北迴鐵路，並將花東線從 792mm 的窄軌改成了 1067mm。因此台灣全線都是開普軌距的喔！
俄羅斯軌距（Russian Gauge）、印度軌距（Indian Gauge）和伊比利軌距（Iberian Gauge）
這三種是主要的「寬軌」規格，因其軌距寬於標準軌距而得名。俄羅斯大部份地區地形平坦，因此工程師 Pavel Melnikov 在打造第一條鐵道時，就打算使用比標準軌距寬一些的軌距，以增加載重量和行駛穩定度，俄羅斯軌距（1524mm）由此而誕生。俄羅斯本來有很多機會可以讓軌距和歐洲大陸其他地方同步成標準軌距，但因為擔心一馬平川的俄國腹地如果讓別國的火車能自由開入的話，會有被入侵的危險，所以一次又一次的延後下來。從一戰到二戰再到冷戰，最後就演變成前蘇聯地區全部採用這種自已的標準的現象。
同樣因為政治／軍事原因採用自已的規格的地區，是西班牙和葡萄牙。這兩個國家在伊比利半島上，所以用的軌距稱為伊比利軌距（1688mm）。據說當年是為了防止法國的入侵才弄了這個自家的規格，但現在大家都是好朋友了，所以新建的西班牙高鐵是採用標準軌距的，方便歐洲的高速火車相互運轉。
印度軌距（1676mm）就完全是另一個原因了。據說印度採用這麼寬的寬軌的原因，是因為軌道太窄的話，車廂容易被風吹翻（嗄？）。我們只能說，決定這個寬度的人真是有遠見啊！看現在印度火車那種載人載到爆滿的情況，窄一點的鐵軌還真不行呢...
米軌（Meter Gauge）和更窄的窄軌鐵路
前面已經介紹過窄軌鐵路中最主要的開普軌跡，除了這個之外，窄軌鐵路中也只有米軌（1000mm）的普遍性比較高，主要見於東南亞和巴西。一般來說，比米軌更窄的鐵路在載重量方面會大打折扣，因此只有產業鐵路（像糖廠的五分車是 762mm）才會使用，載人的比較少見。但是因為五分車這種鐵路鋪設成本低，而且轉彎半徑小，因此也適合高山鐵路使用。阿里山小火車真的很可愛呢！可惜不知道有沒有再坐到的機會...
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世界各國軌距使用分佈，藍色是標準軌距，紫色是開普軌距。偏紅色系的是窄軌，偏綠色系的是寬軌。
和汽車的靠左、靠右開一樣，火車軌距的決定，通常來自於某些歷史或現實的原因，然後就這樣流傳了下來。一般來說寬軌的成本比較高、也不允許太大的轉彎半徑，但是在載重量和最高速度上有優勢；窄軌則是相反，載重量和最高速度上佔劣勢，但在地形崎嶇的地區比較好鋪設。但這只是大體來說，像北捷是寬軌，但一節車廂的大小也不見得就比台鐵的電聯車大啊！一切只看使用使用方式囉
本文轉錄自engadget癮科技網站
原始網址：http://chinese.engadget.com/2009/10/05/on-rail-gauges/
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