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“京沪高速一定要上轮轨！”
机车车辆专家沈志云院士在报告会中反复强调现实情况，“每小时300到400千米的速度空间只有轮轨是适合的，磁浮成本要高一倍，运量低一倍，将来票价要高一倍以上”。
2002年的最后一天试运营后，上海有了世界上第一条投入商业运营的磁浮铁路，主张京沪铁路要用磁浮的“磁浮派”的呼声很强烈。原本他乐观地以为，1999年3月31日《磁悬浮高速列车和轮轨高速列车的技术比较和分析》咨询报告向国务院呈报之后，这场论争就已经有了结果。
谁知道，那可能只是个开始。
磁浮？轮轨？
20世纪80年代，京沪铁路运力紧张。1990年，铁道部完成了《京沪高速铁路线路方案构想报告》并提交全国人大会议讨论，这是中国首次正式提出兴建高速铁路。
1998年，中央决定要在2000年动工修建京沪高铁，各方马上行动起来，开始论证京沪线的技术问题。有专家提出，京沪高速铁路应采用更为先进的高速磁浮列车方案，由此引发磁悬浮（简称磁浮）与高铁近十年的争论。
铁道部最初论证京沪高速铁路时，并没有考虑磁浮列车，但国务院十分重视这一意见，多次组织各方面专家研究讨论。而作为铁路技术领域里唯一的两院院士，沈志云的意见很有影响力，但这种影响力不只来源于他的院士身份，更来源于他前沿的学术研究和成就。
沈志云生于湖南长沙一个“教师之家”，父亲是乡村小学教师，哥哥、姐姐都是中学教师。沈志云在良好的家庭教育氛围中长大，十分求知上进，刻苦好学。
1949年国立师范学院附中毕业的沈志云同时拿到了清华大学、武汉大学、唐山工学院（西南交通大学前身）三所大学机械系录取通知书。三大名校何去何从？哥哥对沈志云说：“铁路是除了纺织以外唯一能够称得上工业的行业”，“要学铁路你就应该选择唐山工学院，它云集了很多外籍教师和国内铁路专业知名专家学者，号称‘东方康奈尔’。”
最后，沈志云选择了唐山工学院。
大学毕业后沈志云留在唐山工学院任教，后又前往苏联留学，获得副博士学位。
沈志云的副博士学位证书
1961年，沈志云从苏联留学归国后，继续在唐山铁道学院任教，并主持开设了“车辆修理”等课程。他在致力于编写教材和筹备实验室的同时，确定了自己的主攻研究方向为“车辆动力学”。
1979年，年近半百的他以惊人的毅力和专业性完成了“韶山4型电力机车的动力学性能研究及参数优化”课题，同时完成论文《两轴转向架式机车的数学模型及数值结果》。
1981年8月，该论文在第七届国际车辆系统动力学年会上发表。一经发表便震惊了整个学术界，这篇论文成为中国机车车辆动力学学科在国外发表的第一篇论文，让世界同行刮目相看。
1981年沈志云在国际会议上发表的第一篇论文
国际车辆系统动力学协会主席英国威根斯教授对他极为赞赏：“真没想到中国人在这个领域里的研究有这么高水平！太难以置信了……”自此，中国机车车辆动力学扬名海外。
1982年，沈志云前往美国麻省理工学院（MIT）做访问学者。他在一年多的时间里翻阅了MIT图书馆中所有关于机械工程方面的论文，并且和赫追克教授合作了2项课题研究，其中一项就是让“沈氏理论”名扬天下的轮轨蠕滑力模型研究。
沈志云与赫追克教授合影
轮轨蠕滑力，是指车轮在钢轨上滚动时产生的水平面的切向作用力。关于“轮轨蠕滑”，当时很多业内人士因其难度之大敬而远之。1964年，剑桥大学的卡尔·约翰逊与沃尔缪伦联名发表的蠕滑力与蠕滑率的三次渐进曲线表达式，被称为沃尔缪伦-约翰逊方法。1967年，荷兰教授卡尔克教授提出了三维滚动接触的蠕滑力计算方法，被称为卡尔克蠕滑理论。这项理论权威但过于复杂，不便计算。
沈志云在美国废寝忘食，经过无数次反复试验摸索，终于找到了适用于车辆动力学计算的简化方法——非线性蠕滑力模型理论。这套理论一经发表，再次引起学术界强烈反响，就连卡尔克本人也赞不绝口，称其为“铁路车辆动力模型最好的模型理论”，“非线性蠕滑力模型理论”是“1983年世界蠕滑理论新发展的标志”，并将其归纳为三维弹性体滚动接触力学四大理论之一。
自此，这一方法被各国专家称为“沈-赫-叶氏理论”而广泛引用。
然而，沈志云回国后，从未提及该理论，只是把它当做沃尔缪伦-约翰森的改进模型加以应用，国内学界根本不知道有“沈氏理论”一说。一直到1991年，这个被“隐瞒”了8年之久的“沈氏理论”才被国人知晓。
不仅学术成就举世瞩目，沈志云还是轮轨高铁最坚定的支持者，早在1992年，他就提出了《引进消化，总结提高，形成特色，实现高水平国产化——试论我国发展高速铁路的技术政策》的建议，中国高铁的发展历史正是走出这样一条“引进-消化-吸收-再创新”的技术路线，但他并没有独断地做出结论，而是觉得吸收更多的建议，更全面地了解真实的情况再做决定。
为慎重起见，沈志云向中国工程院建议于1998-1999年组织由50多位院士及有关专家参加的咨询组，就磁浮列车同轮轨高速铁路的技术比较开展调查研究。
工程院采纳了他的建议，成立咨询组并任命沈志云为咨询小组组长，由他负责组织专家进行技术论证。1998年10月，沈志云在西南交通大学主持召开京沪线的技术论证会。论证会既邀请了轮轨的赞成派，也邀请了轮轨的反对派和磁浮的赞成派如何祚庥、严陆光等一共30余人。
高铁与磁浮成都论证会合影（1998年摄于四川成都，前排右起：严陆光、刘大响、沈志云、华允璋、姚左周、周翊
会上大家各抒已见，讨论热烈。沈志云之所以力主京沪线上采用轮轨而不是磁浮技术，理由有二：
其一，高速铁路技术已经成熟了，既有实验室做实验，也有实际线路上的试运行；而磁浮技术不成熟、不能工程化，其成熟至少需要10至15年时间。
其二，轮轨的造价比磁浮低得多。如果从工程造价和运量来看，磁浮显然不是经济的选择。
而磁浮派也针锋相对，提出了磁浮噪音小、速度快等优点。沈志云马上反驳磁浮噪音小是认识误区。会议最终未能达成一致。
磁浮？轮轨！
1998年11月，论证组又在深圳召开了第二次论证会。1998年12月下旬，咨询组在北京召开总结会，目的是要通过最后的总结报告，咨询组的近50名院士都参加了。
会议讨论得非常热烈。但是在这次会议上，轮轨和磁浮依然难以达成一致意见。最后沈志云建议都退一步：磁浮先在北京机场到天津机场建条试验段，轮轨在上海到南京建个试验段，看看有什么问题，再来总结提高。
这一方案被大家接受。会议最后达成协议：由沈志云起草咨询报告的轮轨部分，严陆光、连级三起草磁浮部分，由何祚庥来起草前言，最后由铁道部的工作人员汇总成文。
咨询报告必须送递咨询组的每位成员。同意报告的，可以签上自己的名字；不同意的则不签名；基本同意但有补充意见或反对意见的都可以先签名，再将自己的意见附在咨询报告的后面。
1999年3月31日，中国工程院以院文26号向国务院呈报了《磁悬浮高速列车和轮轨高速列车的技术比较和分析》的咨询报告。在工程院院文中，提出了四点建议：
其一，建设京沪高速铁路是我国发展高速铁路的首先选择；
其二，轮轨高速技术从国际上看，既是成熟技术，又是正在不断发展中的高新技术，在京沪线上采用轮轨技术方案是可行的；
其三，磁浮高速列车有可能成为21世纪地面高速运输新系统，具有明显的技术优势；
其四，采用摆式列车对于客、货高密度混运的京沪线而言，难以达到提速200千米／时以上的目的，因而是不可取的。
咨询报告交上去以后，轮轨派是持乐观态度的，以为很快就有结果，没想到事情却有了新变化。
磁浮！轮轨！
1999年，4月3日，有专家联名给国务院领导写信指出他们在工程院咨询报告的签名是违心的，京沪线只能考虑磁浮，不能考虑轮轨。这样一来，报告中原本的磁浮与轮轨各找试验段的建议被彻底推翻。
1999年7月，磁浮派前往德国考察磁浮列车。回来后，将乘坐德国磁浮的感受及磁浮的优点报送国务院，建议马上修建磁浮专线。为慎重起见，国务院要求科委、发改委、铁道部等部委组织更大规模的专家进行论证。
同时，沈志云随时任中国工程院院长的宋健访问日本考察新干线。新干线是全世界第一个投入商业运营的高速铁路系统。这次考察让沈志云感受最深的有两点：
其一，轮轨高速列车是铁路高速客运系统的主体，其技术在不断进步；其二，磁浮高速列车是铁路高速客运系统的补充，其工程化尚需时日。
沈志云认为，将高速磁浮列车定位为轮轨高速铁路系统的一种补充是有道理的。由于成本高、运量小，且与现有铁路网不兼容，因此要将磁浮发展成全国性的高速客运网是不经济的，也是不现实的。只有在一些特别需要考虑高速度的情况下，才可以采用磁浮列车。例如，北京-天津如能实现低噪声的500千米／小时磁浮列车行车，半小时可以到达，犹如市内公共交通一般将两大城市连成一片，不失为一个先进的技术方案。
9月，铁道部主持召开了论证会，咨询组的全体成员以及相关人员参加。这次会议共开了4天，双方在会上针锋相对，激烈辩论，依然没能达成一致意见。
沈志云参观日本铁道研究院（1999年10月摄于日本）
为了更深入地比较轮轨与磁浮技术的优劣，1999年10月24至31日，沈志云再次带队去日本考察新干线及山梨磁浮试验线。在日访问期间，代表团与日本运输省、日中铁道友好推进协会、铁道综合技术所等技术官员就告诉铁路的具体技术问题进行了三次研讨，而且都乘坐新干线出行，此番又登上磁浮列车，对两者的舒适性、平稳性、噪音等有了更直观的对比。
这次考察的结论主要有四点：①4月提交的咨询报告《应尽快修建京沪轮轨型高速铁路，同时开展磁浮高速技术的研究》的观点是合理的 ；
②磁浮高速列车只能是轮轨高速的一种补充；
③300千米/时左右的轮轨高速铁路高新技术含量高、经济效益好，能大大促进沿线地区的经济发展，日本新干线是一个比较好的例证；
④日本有意同中国合作。
沈志云建议将该结论作为《磁浮高速列车和轮轨的比较和分析》咨询报告的补充送交国务院。
沈志云代表团与日本铁道研究院会谈（1999年10月摄于日本）
磁浮？轮轨？
磁浮与轮轨之争并没有结束。
2000年初科技部成立了磁浮预可行性研究小组并进展迅速，磁浮项目于当年年底获得立项。
在专家组德国考察后，上海市内开始兴建30千米长的磁浮试验线，于是2002年上海有了世界上第一条投入商业运营的磁浮铁路。
轮轨与磁浮之争貌似磁浮占了上风，轮轨派面临巨大压力。沈志云并未放弃，依然本着应该用最实际可行的方案原则与磁浮派面对面争论。
不仅如此，沈志云还发表了《京沪高速铁路技术方案的探讨》《京沪高速铁路建设》《轮轨高速是最佳选择》等文章，向人们解释技术问题，宣传高速轮轨比磁浮更适合京沪线的观点，“磁浮高速列车应当研究，但不一定要以首先在京沪干线上实现为目标”。他同时呼吁停止争论，尽快建设京沪高铁：“争论不休，难以决策，势必贻误战机，坐失中国发展高速铁路技术的大好机遇。”京沪高速铁路当前技术上最有可能的选择是轮轨高速列车。
2004年3月，沈志云再度撰文厘清人们对磁浮列车认识的两个误区。
磁浮列车受到关注的主要原因是它的高速度，但是人们往往忽视了以下两点：高速度并非磁浮列车的特长；对地面交通而言，过高的速度并非有利。在地表稠密大气层里以300千米／时以上速度运行的高速列车，不管是轮轨还是磁浮，90%以上的阻力均来自大气，需要的牵引功率更加突出，气动噪音更是如此。磁浮列车没有轮轨接触的机械阻力和噪音的优点，只在低速下才能凸显，对高速列车意义不大。
在呼吁发展高速铁路的同时，沈志云也积极从事高速铁路相关技术的研究。他主张：“以降低轮轨动力作用作为发展机车车辆的技术路线。日本和发达国家都有许多成熟的经验，但并未明确提出以降低轮轨动力作用为核心。我们在吸收他们经验的同时，如果能够抓住低动力作用就有可能形成我国高速机车车辆的技术特色。”
除了写文章外，沈志云还到各处作报告、宣传高速铁路，前前后后一共作了25场报告，宣讲“轮轨与磁浮的比较”，纠正了磁浮方面的一些认识误区。沈志云直言作报告的目的就是“鼓舞我们自己，自己不要松劲。咱们自己要有信心，先把我们自己内部的技术队伍团结好”。
磁浮？轮轨！
2006年，旷日持久的轮轨与磁浮之争有了结果。2006年3月，国务院常务会议讨论并原则通过了《京沪高速铁路项目建议书》，同时新建沪杭磁浮交通项目的建议书也获国务院批准，该项目将正式开展工程可行性研究工作。
2006年4月3日，铁道部宣布经国务院批准立项的京沪高速铁路于年内开工。
至此，轮轨与磁浮之争大致落下了帷幕。
2011年6月30日，京沪高速铁路全线正式通车。
如今，随着中国高铁建设的不断发展和成熟，其在新时期交通领域中的重要作用日益彰显，高铁也一度成为“中国速度”的代名词，在世界范围内得到认可和称赞。
沈志云（来源：凤凰网）
对于中国高铁未来发展，沈志云“乾坤独断”有独特论述——“中国最高时速350公里的高铁已经跑了2亿多公里，运送了4亿人……”“下一目标是时速600公里。”
随着科学技术的进步，沈志云的这一推论逐渐转化为一个个清晰现实：中国和谐号CRH380A刷新世界铁路运营试验最高速时速416.6公里，创造了世界列车最高速！
高铁是如何改变了人们的生活，我们深有体会，如果没有当年科学家们的反复论争、不断求实、科学严谨的态度，如今我们不可能安全地享受交通便利、物流便利。
向一路坚持求实的沈志云院士致敬！
阅读更多科学家内容，请参考《轮轨丹心：沈志云传》，田永秀著，中国科学技术出版社，2017.
文：田永秀，西南交通大学马克思主义学院教授
参考资料：
1.《轮轨丹心：沈志云传》，田永秀，中国科学技术出版社，上海交通大学出版社
2.本文图片来源于老科学家学术成长资料采集工程、中国科学家博物馆（网络版）
