086.1937年：磁悬浮列车

　　上海磁悬浮列车，它是世界上第一个商业运营的高速磁悬浮列车。

　　拇指汤姆蒸汽机车（1830年），柴油机车（1897年），防抱死制动（1971年），真空管道高速列车（约2020年）

　　火车在时速100英里（160千米）以下的速度下行驶的时候，钢制车轮运行得很好。它们的造价低，效率也高，没有任何大的缺点。而时速达到100英里以上时，车轮开始出现问题，速度越快问题越大，越难解决。其中的一个问题是振动，另一个是加速和制动。在某种程度上的制动，钢轮会失去对铁轨的抓力造成滑动。火车的轮缘在轨道上行驶这一简单的动作都会引起摩擦，特别是在曲线轨道上。

　　解决所有这些问题的办法就是取消车轮。最好的替代品是磁悬浮。磁悬浮列车的概念来自于德国工程师赫尔曼·肯佩尔（Hermann Kemper）在1937—1941年获得的一系列设备专利。

　　磁悬浮列车事实上实施了三组磁铁：一组磁铁将火车提升，高于地面，所以它才能够漂浮着；另一组磁铁保持火车在轨道上的左右平衡，特别是当火车拐弯的时候；第三组磁铁（通常与提升磁铁结合在一起）组成一个线型的发动机来为火车加速或减速。

　　通过调制一组电磁铁，火车可以精确地控制其距离地面的高度、它的运行速度，以及加速和减速的情况。

　　除了平滑、加速和减速的好处之外，取消车轮也相当于取消掉了车轮引起的摩擦。然而，在时速超过200英里（约322千米）的情况下，大多数的能量都被消耗来克服空气阻力。因此，工程师对空气动力学给予非常大的关注，其对磁悬浮列车的重要性与喷气式飞机相同。

　　中国上海的磁悬浮列车于2004年开始投入使用，它是第一个行驶时速超过200英里的公共交通系统。其最高速度可达到每小时310英里（501千米），列车在轨道上7分钟之内可行驶19英里（约30.6千米）。■ 工程学之书