技术：利用金属在超低温下电阻为零的特性

　　东海旅客铁道公司（下称“JR东海”，英文JR Central）的技术材料显示，超导是利用了某些材料在超低温情况下电阻为零的特性。当电流处于超导状态下，例如使用了超导线圈，电流会接近无线的持续流动，从而产生强大的电磁场。例如把铌钛合金制成的线圈放在超低温的密闭容器中，然后向容器内填充液氦，当温度降至零下269度时，使线圈达到超导状态。

　　超导磁悬浮列车的行驶有赖于“悬浮”、“导向”、“推进”3个系统，即使车体“悬浮”，“引导”其按照恰当的方向行驶，利用线性马达“推进”。

　　悬浮和导向系统安装在导轨两侧的墙壁上，这个墙壁高度大约相当于车辆高度的一半。其中悬浮系统是在墙壁的上半部分安装于车体磁场相吸的磁极，例如车的左右两侧分别是北极和南极，则墙壁的左右两侧则分别是南极和北极，墙壁的磁场将车辆分别向左右拉。而在墙壁的下半部分，则安装与车体磁场相斥的磁极，向斜上方“顶”车体，保持车辆的悬浮在轨道上方。

　　熟知中日高铁产业的日本拓殖大学教授王曙光曾表示，中国引进德国磁悬浮的车体距轨道仅8毫米，而日本超导磁悬浮则有10厘米。这是“地震大国”特有的安全措施，可避免地震时轨道晃动与车体发生碰撞。

　　导向系统的原理相对简单，即在转弯中一侧的墙壁安装与车体磁场相吸的磁极，而另一侧墙壁安装相斥的磁极，就可以把车体“推向”另外一侧。

　　而推进系统是超导磁悬浮中的核心技术之一。推进动力来自线性马达，通常的马达为圆筒形，是利用磁铁的引力和斥力带动中轴旋转，而线性马达的构造则是把圆筒切开摊平，无需转轴即可获得推进力。当嵌在导轨内的“推进线圈”通入电流后，相对于永磁铁的旋转运动，车上的超导磁铁是沿前进方向移动，速度控制则通过改变向线圈提供的电力频率而实现。

　　演变：两条试验线路多种试验车型

　　JR东海方面介绍，从1962年开始研究磁悬浮技术应用于轨道交通开始，日本超导磁悬浮列车的研究到应用经历了大约6个阶段，分别是1969-1989年的早期研发阶段、1990-1997年山梨县试验线路的诞生、1997-1999年实践应用评估、2000-2005年推出实践应用的基础技术以及2006年至今的商业化前夜。

　　磁悬浮技术的研究，是日本作为下一代东京至大阪中央新干线的技术储备而生的，目标是两地之间单程一小时。第一款车型ML100在1972年验证成功，同时一条7公里长试验线路在宫崎市开工。1979年ML-500车型创造了321英里的时速记录。随后MLU001和MLU002N两款试验车型相继测试。但是，宫崎市的测试线路没有隧道、陡峭的倾斜和急转弯，所以这促生了山梨县试验线。

　　1990年11月，山梨线破土开工，该条试验线的车辆型号为MLX001，在1995年出厂。该条线路也在1997年完工，长度11.4英里，其中9.9英里为隧道，最大坡度为4%，最小转弯半径为5英里，都比宫崎市的试验线路有了大幅提升。

　　1997年第一辆磁悬浮列车在山梨线上试验成功，随后最高时速不断提升，当年底实现342英里。同时，多车辆的车组试验和控制试验也都相继开始。2000年，日本交通省的评估说明，超导磁悬浮技术已经可以应用于大流量交通系统。

　　为了尽快投入使用，2000年以后的研究专注于可靠性验证、系统的耐久性、成本控制和车身流线型的改善，一组新车型MLX01-901在2002年放上了山梨县。之后几年的实现不断打破时速记录，试验也重点测试长时间长距离行驶系统和车辆的可靠性。

　　2006年至今这一阶段则开始关注超导磁悬浮的商业化应用，车型的设计开始考虑运载乘客。2010年L0系列车型被确定为最终车型，随后L0大规模投产。2011年底超导磁悬浮的科技标准也为主管部门通过。2013年L0系列开始在山梨线上测试，商业化近在咫尺。

　　然而这50年间，试验并非一帆风顺。其中一个经典的例子是刚刚投入试验时，超导状态会突然消失的“失超”现象，即在摩擦等产生的热能的作用下，密封在密闭容器中的液氦渐渐漏出，导致超导状态突然消失的现象，这会导致悬浮的车辆会径直跌落到地面，后来研究人员通过改善容器材料解决这一问题。事后，担任JR东海磁悬浮开发本部副本部长的公司执行董事寺井元昭回忆，“返回头来看，失超是碰到的最大障碍”。

　　争论：说到底还是钱

　　根据JR东海披露的公告，东京至名古屋一线长度为285.6公里，共6个车站和两个车辆段，2027年建成开通，总投资5.5万亿日元（约合2900亿人民币）。其中4万亿为轨道施工造价，剩余1.5万亿是车辆价格。而如果在2045年玩

　　造价较高的一大原因是全程大部分为隧道，285.6公里的轨道线上86%都是隧道，隧道造价也是成本中最高的一块。平均下来每公里的造价约为75万元人民币。而车辆价格也高于普通新干线。

　　如此之高的造价也让公众有所质疑。反对者的主要观点是成本太高、环境隐患以及是否该项目确实有必要。

　　王曙光认为质疑确有道理。目前从东京品川到名古屋的中央新干线大约290公里的路程耗时1.5个小时，磁悬浮列车两点直达仅需40分钟，的确优势明显。但问题是，JR东海计划在沿线设6处站点，加上停靠、起动的消耗，如果各站都停的话，中央新干线最终的运行时间或超1小时。磁悬浮的票价当然会高于现行新干线，这不足半小时的差距恐怕难以吸引更多乘客。王曙光表示， JR东海公司计划每小时仅开出一班各站停车、其余均系直达，以突出“迅捷性”。但此举又会丧失中间站客源。这种“距离和高速”的矛盾如何消解，是运营课题之一。

　　此外，电力也是问题。超导技术的单客耗电量是现行中央新干线的3倍，周边设施的总耗电更大。日本目前已关闭了不少核电站，年年闹“电荒”，磁悬浮的庞大用电保障也是问题。

　　然而，JR东海确需推进超导磁悬浮。王曙光解释，中央新干线并非政府行为，而是JR东海投资的项目。由于在开发阶段已经“烧钱”数百亿日元，JR东海公司自然希望其实现产业化，以维系与国内商业对手的竞争优势并尽快收回成本。

　　支持者寄希望于超导磁悬浮解决现有中央新干线的拥挤问题，并推动日本高铁技术对外出口。

　　在披露此计划获批时，JR东海表示项目建设将全部使用自有资金，主要是来自于现有新干线的客流收入。不过，公司社长山田佳臣此前也表示，“如果国家能够提供考虑企业负担的方案，我们愿意考虑”。