幸运的幸运的 143.5143.5 厘米厘米读初高中时,住家离台糖小火车铁道很近,每天看到同学从各乡镇搭火车上学,40 年后仍历历在目那时知道台糖火车的车厢比台铁的小,铁轨也较窄听人说台糖火车叫做“五分车”,不明白是什么意思1970 年到台北读大学,那时以坐平快车为主,知道台湾的纵贯铁路是日据时期修造的,听人家说这叫做“七分车” ,也不明白是什么意思后来看电影《东方快车谋杀案》 ,看到洋人的火车竟然有包厢,厢外有通道,觉得洋火车比台湾的火车宽敞1979 年到巴黎第一次坐有包厢的火车,感觉台湾的火车还真窄1992~1993 年在美国,更确定台湾的轨宽有点奇怪很惭愧,我一直没去弄清楚五分车、七分车、欧洲车、美国铁轨的宽度有什么差别,为什么会采用这么不同的规格这件事拖到 2001年初,我读到 Douglas Puffert(2000)的论文后,才把整个事情弄清楚复杂的轨宽1995 年夏,我在慕尼黑大学三个月,在经济史研讨会上认识Puffert,是个温文儒雅的年轻学者,他在斯坦福大学的博士论文(1991) ,就是以北美铁轨的宽度为主题,在主要的经济史期刊上发表好几篇论文我从维基百科(Wikipedia)查“轨距” ,得到许多具体的数字。
国际上通用的标准轨是 143.5 厘米,现在欧洲大部分国家都使用标准轨,例外的国家有:爱尔兰与北爱尔兰(160 厘米) 、西班牙(167.4 厘米,正在改为标准轨) 、葡萄牙(166.5 厘米) ,阿根廷与智利的轨距是 167.6 厘米,俄罗斯及邻近国家,以及蒙古、芬兰都是 152 厘米日本的轨距是 106.7 厘米,日据时期修筑的台湾轨宽也是 106.7 厘米,这是国际标准轨(143.5 厘米)的 74%,称为“七分车” 台湾的糖业铁路和阿里山的森林铁路,是 76.2 厘米的窄轨,是 143.5 厘米的 53%,简称“五分车” 日本在 1960 年代修建新干线(高速铁路)时,采用 143.5 厘米的国际宽轨,提高行驶的稳定性台湾高铁、台北和高雄的捷运,都采用 143.5 厘米的标准轨清朝末年中国的铁道,由英国和比利时承建,采用 143.5 厘米标准轨有人说,1937 年制定的国际标准轨 143.5 厘米是英国提出的,这个说法不够准确,待会儿会详细解释最让人感兴趣的是,为什么143.5 厘米的轨宽,会在诸多规格的激烈竞争下脱颖而出?1835~1890 年间,北美(美国与加拿大)至少有 9 种轨道:91.4 厘米、106.7 厘米、143.5 厘米、144.8 厘米、147.3 厘米、152.4 厘米、162.6 厘米、167.6 厘米、182.9 厘米。
为什么会这么复杂?原因很多,大致有三种其一是各地区修筑铁路时,铁路工程师的技术来源与传承不一,有些采用英国体系,有些则不是其二是故意不兼容,阻挡其它地区的农工业产品进入其三是各地区的地形地势不一,对轨道的需求自然不同为什么后来会统一使用 145.3 厘米,1937 年之后这个尺度成为国际标准轨宽呢?这就是本文的要点:说不出合乎逻辑的道理,这是政治与经济交互角力后,一步步发展的结果,这正是典型的 path dependence 问题(依发展途径而异、受到随机性的因素干扰) 市场机能、竞争、效率、最适合这类的观念,在这个议题上无法发挥功能,因而称为“市场失灵” 143.5 厘米的起源与变迁美国最早的铁道,是承袭英国的 142.2 厘米规格,这是 18 世纪末,在英国矿区发展的原初型铁路,在纽卡斯尔地区最通行有位叫史蒂文生的工程师,在斯托克顿和达灵顿之间建造了一条运煤铁道1826~1830 年间,他被任命在利物浦(Liverpool)和曼彻斯特(Manchester)之间建造铁路(L&M) ,特点是用蒸汽机来推动火车头这是第一条靠蒸汽机推动的铁路,也是第一条完全依靠运载乘客与货运的铁路,更是第一条与矿冶完全无关的铁路,在铁道史上有显著的开创地位。
不知什么原因,史蒂文生把铁轨加宽了 1.3厘米,成为 143.5 厘米,这就是日后国际标准轨的规格1826 年,史蒂文生在竞争 L&M 铁路时,他的对手刻意提出 167.6 厘米的宽轨(加大 24.1 厘米) ,但没被采用史蒂文生的儿子罗伯特,后来在国会的委员会上说:143.5 厘米轨宽也不是他父亲订的,而是从家乡地区的系统“承袭”来的斯迈尔斯是史蒂文生的朋友与早期传记的作者,他说 143.5 厘米的轨宽, “没有任何科学理论上的依据,纯粹是因为已经有人在用了 ”美国早期的铁路建造者,参观 L&M 与其他地区的铁道,认为 L&M 的规格较适合,就把整套工程技术搬回美国另有一批工程师,1829年参观英国铁路,回国后在巴尔的摩(Baltimore)与俄亥俄(Ohio)之间筑了另一条铁路(B&O) ,将轨宽改为 143.5 厘米,目的是要和 L&M 铁路的火车“接轨” 但有几批工程师却另有盘算,有些认为 152.4 厘米较易使用,有些人用 144.8 厘米,有人坚持 147.3 厘米也不错简言之,在最复杂的时候,美国铁路有过 9 种轨宽并存现在回过头来看铁道的发源国英国,他们在建筑 Great Western Railways(GWR)时,把轨宽扩大为 213.4 厘米,几条较短的路线,用其它规格。
有些美国工程师,看到铁路老大改为宽轨,为了迎头超越,就把纽约与爱力(Erie)之间的铁路,建为 182.9 厘米,希望能达到三个目的:最高速、最舒适、最低成本但事与愿违,有些人认为 167.6 厘米就够了几经实验,19 世纪中叶的美国铁道工程师,在考虑火车头的拉牵力之后,觉得还是以152.4~167.6 厘米之间较合适加拿大的铁路学者也有同感,而这正是英国当时采用的轨宽1860 年之后,又有人感觉宽轨太耗动能,对蒸汽机的负担过重,认为还是老规格较合适在地势变化较大的地区,其实 106.7 厘米更合用,因为较容易转弯在多山的地区,若用 91.4 厘米宽的铁轨,就不必挖太宽的隧道,可以省下不少成本:91.4 厘米的铁路成本,比 143.5 厘米的建造费用便宜三分之一(枕木、石块、人工、管理都较省) 建造铁路时,美国政府只负责土地与公共事务,对具体的投资、兴建、技术规范都不插手如果你是第一位在某个区域的铁道投资者,只要考虑自己喜欢哪种轨宽;第二位投资者,或许也可以自由选择轨宽;但第三位投资者,就必须考虑接轨问题,没有多大选择空间在这种机制下,美国的铁道系统就出现一项特质:地区性的轨宽整合度很高,但全国性的相似度很低。
简言之,美国的轨宽是由民间工程师决定,而这又受到他们之前的经验影响:或是向英国某个地区学来的,或是依所购买的火车头带动力,来决定轨宽为什么 143.5 厘米最后会成为主流?因为采用者最多,滚雪球效应最大偶然与必然换个角度来问:政府为何不出面协调呢?其实很简单,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,只想运载货物和非乘客的人员,从河运抢些生意做,占据某个地区的地盘他们甚至不想和其它区域的铁路接轨,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、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 152.4 厘米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 143.5 厘米某些较贫困的地区,资本不够,希望采用窄轨,就在 1872 年另组一个“国家窄轨联盟”:之后全国各地的窄轨,95%采用 91.4 厘米的规格在这种“地区性整合度高、全国性相似度低”的结构下,美国的铁道系统,怎么可能在 20 年内(1866~1886 年) ,就完成规格统一呢?143.5 厘米的规格获胜,是因为它有特殊的优越性吗?其实在 1860 年代时,谁也不知道 143.5 厘米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 143.5 厘米,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,在利益的考虑下愈来愈合作: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 143.5 厘米的轨宽,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份,是更换为 143.5 厘米的车厢和火车头(机头) 1871 年时,把俄亥俄和密西西比铁路,从 182.9 厘米缩为 143.5 厘米的平均成本,是每英里 1066 美金,再加上价值 5060 美金的新车头到了 1885~1886 年间,这些成本更低了:更改南方轨道与设备的成本,每英里约只需 150 美金把窄轨拉宽的成本,每英里约7500 美金对那些和 143.5 厘米较接近的轨道,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,确知每英里的更改成本,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143.5 厘米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:市场的需求,是规格统一化的重要推手1880 年代统一的 143.5 厘米,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143.5 厘米能一统天下,并不在于规格上的优越性,而是历史的偶然造成,并不是最有效率、最具优势的东西,就能存活得最好这种 path dependence 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链接:马屁股距离决定轨宽经济学中有个名词称为“路径依赖” ,它类似于物理学中的“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这个美国铁轨的故事,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?因为那时候的马车,如果用任何其它轮距的话,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,美国航天飞机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,在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。