为什么国际标准轨宽是143.5公分?

经济史好好玩:国际标准轨宽是几公分?(下)

赖建诚

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为什么4呎8吋半最后会成为主流?因为采用者最多,滚雪球效应最大。换个角度来问:政府为何不居间协调呢?南北战争之前,有谁能预期日后会建造出全国性的铁路网呢?

那时投资铁路的人,只想载运货物和非乘客的人员,从河运抢些生意做,占住某个地区的地盘。他们甚至不想和其他区域的铁路接轨,基本的心态是互不侵扰地盘。

加拿大也不希望美国的火车驶入,铁道的规格因而形成割据。现在美加两国的铁路、电话号码、电压、影印纸规格都已统一化,那是很后来的事了。

其实加拿大的国会,很早就知道轨宽标准化的重要性:1851年主张采用5呎6吋(167.6公分),他们的GWR在1854年营运时,就是依这个规格。

美国国会把横跨大陆的轨宽选择权,授给林肯总统,他决定采用5呎宽(152.4公分)。但是中西部的铁道业者不愿接受,就和东部的同行结盟,游说国会采用最老式的英国轨宽(4呎8吋半,143.5公分)。

某些较贫困的地区,资本不够,希望采用窄轨,就在1872年另组一个“国家窄轨联盟”(National Narrow-Gauge Railway Convention):之后全国各地的窄轨,95%采用3呎(91.4公分)的规格。

在这种“地区性整合度高、全国性整合度低”的结构下,美国的铁道系统,怎么可能在20年内(1866-86年),就完成规格统一呢?4呎8吋半的规格获胜,是因为它有特殊的优越性吗?

其实在一八六○年代时,谁也不知道4呎8吋半会成为日后的国际标准,当时存在9种规格,工程师并无明显的偏好。为何会有统一化的认知呢?主要是各地区的经济发展后,运输量大幅增加,东西两岸的产品与人员相互运送,无法透过较受地域性限制的水运。

当时东西横向的铁路,大都采用4呎8吋半,产生大者恒大的雪球效应,市场占有率愈来愈高。各地区的铁路公司,在利益的考量下愈来愈合作:发展跨区的铁道系统,共同管理相互协助,这是推动铁道标准化的重要因素。

大家会问:把原来不是4呎8吋半的轨宽,不论是拉宽或缩窄,转换的成本不是很高昂吗?是的,费用看起来是不小,但相对于铁道的总价值,百分比并不高。

主要的花费是整修路基,尤其是在扩宽轨道时。如果只是把轨道稍微拉宽或缩小,这属于“移轨”的问题,成本并不高。较贵的部分,是更换为4呎8吋半的车厢和火车头(机头)。

1871年时,把Ohio和Mississippi铁路,从6呎缩为4呎8吋半的平均成本,是每英哩1,066美金,再加上价值5,060美金的新车头。

到了1885-6年间,这些成本更低了:更动南方轨道与设备的成本,每英哩约只需150美金。把窄轨拉宽的成本,每英哩约7,500美金。

对那些和4呎8吋半较接近的轨道(例如4呎10吋),就建造可以调整轮子宽度的车体,来相互通车。

一旦整合的意愿明确化,确知每英哩的更动成本,占铁道总价值的百分比不高后,20年内很快地就整合完成了。4呎8吋半成为美加的标准规格,1937年成为国际标准,沿用到今日。

美国轨宽的故事告诉我们:

(1)市场的需求,是规格统一化的重要推手。

(2) 一八八○年代统一的4呎8吋半,以今日的车头牵动能力而言,并不是最具能源效率的规格;但这已是国际标准,改动不了了。

(3) 4呎8吋半能一统天下,并不在于规格上的优越性,而是历史的偶然造成。

(4)并不是最有效率、最具优势的东西,就能存活得最好。

(5)这种path dependence(历史的偶然)的现象,在度量衡上最常见。听说1英尺的定义,就是某位国王鼻尖和手指之间的距离。

对美国标准轨宽问题有兴趣的读者,请进一步参阅Puffert (2003) “Path dependence” (//eh.net/encyclopedia/) 16页的长文,与2大页的参考书目。

附录:网路版美国铁轨的故事

经济学中有个名词称为“路径依赖”,它是类似于物理学中的“惯性”,一旦选择进入某一路径(无论是“好”的、还是“坏”的),就可能对这种路径产生依赖。

以下美国铁轨的故事,也许有助于我们理解这一概念,并且加深对其后果的印象。

美国铁路两条铁轨之间的标准距离,是4.85英尺。这是一个很奇怪的标准,究竟从何而来的?原来这是英国的铁路标准,因为美国的铁路,最早是由英国人设计建造的。

那么,为什么英国人用这个标准呢?原来英国的铁路,是由建电车轨道的人设计的,而这个4.85英尺,正是电车所用的标准。

电车轨标准又是从哪里来的呢?原来最先造电车的人,以前是造马车的。而他们是用马车的轮宽做标准。

好了,那么,马车为什么要用这个轮距标准呢?因为如果那时候的马车,用任何其他轮距的话,马车的轮子很快就会在英国的老路上撞坏。为什么?因为这些路上的辙迹宽度,为4.85英尺。

这些辙迹又是从何而来呢?答案是古罗马人定的,4.85英尺正是罗马战车的宽度。如果任何人用不同的轮宽,在这些路上行车的话,轮子的寿命都不会长。

我们再问:罗马人为什么用4.85英尺,作为战车的轮距宽度呢?原因很简单,这是两匹拉战车的马的屁股宽度。故事到此应该完结了,但事实上还没有完。

下次你在电视上看到,美国太空梭立在发射台上的雄姿时,你留意看,它的燃料箱的两旁,有两个火箭推进器。

这些推进器是犹他州的工厂所提供的,如果可能的话,这家工厂希望把推进器造得胖一些,容量就会大一些,但是他们不可以,为什么?

因为这些推进器造好后,要用火车从工厂运到发射点,路上要通过一些隧道。而这些隧道的宽度,只比火车轨道宽了一点点。然而我们不要忘记,火车轨道的宽度,是由马屁股的宽度决定的。

因此,我们可以断言:可能今天世界上最先进的运输系统的设计,是两千年前便由两匹马的屁股宽度决定了。这就是路径依赖,看起来有几许悖谬与幽默,但却是事实。@(待续)

摘编自 《经济史的趣味》 允晨文化实业股份有限公司 提供
(//www.dajiyuan.com)

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