2023年8月10日，广东清远磁浮旅游专线最后一榀轨排被吊装到横跨京广铁路的世纪长隆特大桥上（无人机照片）。图｜新华社记者 刘大伟 摄
自2016年我国第一条中低速磁浮商业运营示范线——长沙磁浮快线开通运营，人类7年间，理想北京、通工广东等地也相继开通磁浮专线。是它速度快、世纪噪声低、人类污染小的理想磁悬浮列车快速在全国蔓延，并被称为“21世纪人类理想的通工交通工具”。
早在20世纪20年代，多个国家已经开始研究各种形式的磁悬浮列车，到60年代，日本率先开展了中低速电磁悬浮列车、电动悬浮列车的研究。
我国科学家在70年代末关注到此项技术，彼时，磁浮交通仿佛“天方夜谭”。但国防科技大学的常文森和他的团队，历经30多年，最终让磁悬浮列车成为人们的交通工具。
今天，我们来了解背后的故事。
文 | 纪红建 中国报告文学学会副会长
编辑 | 谢芳 瞭望智库
1
瞄准国际前沿
2016年5月6日，是一个必将载入我国轨道交通发展史册的日子。
这天，红白相间的3列编组磁悬浮列车静静地停靠在长沙磁浮快线高铁站，车厢在阳光照射下发出柔和的光泽。轨道的另一端，是长沙黄花机场。这条长18.55千米的长沙磁浮快线，将高铁站与机场两个现代化交通枢纽紧密衔接起来。
“发车！”上午10时，随着控制中心工作人员一声令下，磁悬浮列车载着首批乘客“浮起”，以100千米的时速，悄无声息地向黄花机场疾驰，全程运行仅仅18分钟。
车上的363名乘客或许没有意识到，这一趟普通的出行，开启了中国磁浮交通的新纪元，成为我国现代交通史上的里程碑。中国从此成为世界上第二个拥有完全自主知识产权的中低速磁浮交通商业运营线的国家，长沙磁浮快线也成为世界上最长的中低速磁浮交通线。
上线运营中的长沙磁浮快线（2016年12月8日摄）。图｜新华社记者 龙弘涛 摄
这一天，距长沙磁浮快线破土动工不到两年时间。
又一个“中国速度”背后，是国防科技大学教授常文森和团队的艰难跋涉、拼搏奋斗。技术突破之难，成果孵化时间之长，参与协作的单位和人员之多，推广应用经历的挫折坎坷……是他当初没有预料到的。
磁悬浮列车是20世纪70年代兴起的新技术。它巧妙地利用电磁力抵消地球引力，通过自动控制手段使车体与轨道之间保持约1厘米的间隙，使列车悬浮在轨道上运行。与普通轮轨列车相比，磁悬浮列车具有噪声低、振动小、能耗小、无污染、转弯半径小、爬坡能力强、易于实施等特点，有着“零高度飞行器”的美誉。学术界认为磁悬浮列车是21世纪的交通工具。德国、日本已相继研制出磁悬浮列车试验样车和工程样车，并修建了磁悬浮列车试验线。
党的十一届三中全会后，科学技术作为第一生产力，首先冲破严冬的束缚，迎来久违的春天。神州大地上，处处传来科技新苗破土、拔节的声音。
1935年出生的常文森，彼时专注于自动控制领域学科的发展与科学研究。在探索与创新中，他发现机器人技术在国际上备受青睐且发展迅速，于是决定开展机器人技术研究。根据国外技术发展趋势和我国现有条件，他提出从研制电动型两足步行机器人入手，推进我国机器人技术发展与进步。经过近两年的努力，由他领衔的课题组，研制成功我国第一代两足步行机器人，并立即在国内外引起广泛关注。
瞄准国际前沿，勇立科技潮头，始终是常文森的创新追求。
20世纪70年代末，他从一则科技简讯中看到，德国和日本正在开展磁悬浮列车研制。不用轮子，利用电磁力抵消地球引力，列车悬浮在轨道上行驶。他被这一匪夷所思的创新设计吸引住了。
对新技术有着灵敏嗅觉的常文森立刻产生了一种创新的冲动：我国人口众多、交通问题突出，应该研制自己的磁悬浮列车，跟上世界科技发展步伐。
“列车是一个笨重的‘铁疙瘩’，靠电磁力怎么能‘悬浮’起来行驶呢？”
“磁悬浮列车就是一个交通大玩具！”
“磁悬浮列车电磁污染严重，距磁浮轨道300米内不能住人。”
……
当时，德国和日本经过几十年的研究，仍处于探索和试验阶段，更没有建成任何一条用于商业运营的磁浮交通线，加之磁悬浮列车突破了人们对陆地交通工具的认知，难免遭人质疑和反对。
常文森“一意孤行”，把主要研究方向锁定在磁悬浮列车上。他清楚，要改变一些专家对磁悬浮列车研制的态度，要让人信服，必须让事实去说话。他更清楚，磁悬浮列车研制是一项复杂的系统工程，要在短期内拿出成果，绝非易事。
2
艰难的起步
那时的中国，科技落后，经济更落后，这注定了中国磁悬浮列车的起步之旅将非常艰难。
科研经费短缺，实验用的电子元器件却很昂贵。常文森和团队只能“偷梁换柱”，以教学实验名义，到研究院教学器材库领取一些晶体管、运算放大器、电阻电容等电子元器件。但磁悬浮最主要的原件——铁芯材料，研究院仓库里却没有。
常文森只得带着大家到学校废品库里找到一台报废的变压器，抬进实验室，用钢锯、铁锤锯开砸掉坚硬的铁包壳，取出铁芯用于研制磁悬浮列车。材料具备了，可做成磁悬浮试验装置后，铁块却悬不起来，大家使尽浑身解数改进调试，都无济于事。
上线运营中的长沙磁浮快线（2016年12月8日摄）。图｜新华社记者 龙弘涛 摄
“我们现在干的事情，将来可能是一桩大事业。”每次试验失败，常文森都这样勉励大家。
经过几个月“试验-失败-再试验”的循环往复，铁块终于奇迹般地悬浮起来了。领导和兄弟单位的同时纷纷前来参观，充分肯定了他们的技术路线。
也有人看了后摇头，“这玄玄乎乎的东西，将来能变成列车吗？”
不管别人点头还是摇头，常文森只顾埋头朝前走。两年后，他带领大家研制完成10千克重的三点悬浮磁悬浮车原理模型。
1985年春天，国际科技博览会在日本筑波举行，常文森作为中国参观团成员前往日本，观摩这一世界科技界的盛会。
博览会展出的现代科技产品，千姿百态，争奇斗艳，而它们大部分来自美国和日本等发达国家，发展中国家展台，科技类展品十分稀少。
那天，正当常文森举目搜寻中国展品时，一辆新颖别致的列车一下子跳入他的眼帘。
“磁悬浮列车！”他心里一亮，快步向它走去。
一位服务小姐微笑着迎上来：“先生，您想体验一下吗？”
常文森说：“当然。”
服务小姐说：“请您购票。”
常文森顺着她手指的方向看去，只见那里已有许多人在排队。走过去一看，售票窗口旁赫然写着“票价500日元”。这次出国，国家给的费用很少，但他毫不迟疑地把手伸进口袋，掏出身上仅带的500日元，递进了售票窗口。
列车轻轻浮起来，徐徐向前滑行，感觉真好啊！平稳，无声，仿佛置身于“嫦娥奔月”的梦境，飘飘欲仙，不知不觉便跑完了300米轨道，到站了。
他还不想离去，一会摸摸这儿，一会看看那儿，下车后，又俯下身子仔细察看车底和轨道。
“不行，我还要上去看看。”他心里这么想着，再次来到登车口。
那名服务小姐伸手拦住他：“先生，您的票呢？”
他这才意识到没买票，而且已身无分文，于是连忙向别人道歉。
这次日本之旅，更加坚定了常文森要研制国产磁悬浮列车的决心。回国后，他立刻把国外磁悬浮列车研究情况和自己的设想，向国防科工委领导汇报。听取汇报的著名科学家钱学森特意坐到他身旁，关切地询问一些关键性问题。
“不久的将来，我一定要结束中国没有磁悬浮列车的历史。”常文森自信地承诺。
钱学森听了，向他许诺：“你们研制出磁悬浮列车后，我一定去坐。”
3
一次重大突破
1989年，常文森率领团队把中国磁悬浮列车技术向前推进了一大步：我国第一台小型磁悬浮试验样车问世。它重约80千克，在10米长的轨道上平稳运行，具有悬浮、导向、牵引与制动等全部功能，验证了磁悬浮列车原理的可行性。
常文森还为中国磁悬浮列车研究制定了“由简到繁”的攻关路线，并首先瞄准了磁悬浮列车基本单元——单转向架。
他们的创新计划，引起了国家科学技术委员会的高度重视。1991年国家科委委托铁道部科技司组织立项论证，1992年“磁悬浮列车”正式列入国家“八五”科技攻关计划。
【编者注：国家科学技术委员会，简称“国家科委”，1958年成立，1998年改名为科学技术部。】
有了国家科委的支持，常文森带领团队向前奋进的信心更足、步伐更坚定。
单转向架悬浮重量，比试验样车重近百倍，试验装置将有八九吨重，二楼实验室装不下，也承受不起，别的房子又没有。
怎么办？常文森拿着卷尺来到办公大楼楼梯口，前后左右量了量，把脚一跺：“咱们的试验装置就安这里！”
那是个炎热的夏天，无遮无挡的楼梯口，气温超过40摄氏度，他们每天光着膀子做试验，身上裹满臭汗污垢。艰苦奋战几个月后，他们初步解决了单个电磁铁的悬浮控制问题。
研制工作正式转入单转向架研制。
他们首先花了一年多时间，认真研究国外大型磁悬浮列车技术，弄清了大型磁悬浮列车转向架与汽车、常规火车转向架的区别，掌握了它的特性，在此基础上，形成了大型磁悬浮列车的转向架机械解耦概念。这是指导后续研究的一块重要理论基石，也是中国磁悬浮列车发展史上的一次重大突破。
根据这一概念，他们经过模型制作、结构图纸设计、加工制作等一系列艰苦工作，完成了单转向架磁悬浮列车系统。
车子有好几吨重，如何把它抬到两米多高的轨道上呢？
自己买不起吊车，那就租吧。可租金也要上万元，他们捉襟见肘的项目经费无论如何也支付不起。
“我就不信，一泡尿能憋死一群大活人。”常文森往机器旁一站，“咱们扛也要把它扛上去！”于是，几十名科研人员如群蚁搬骨头，用肩扛，用手抬，加上木杠撬，愣是把几吨重的单转向架磁悬浮列车，搬到了两米多高的铁轨上。
哪知一试车，问题又来了：它像一只热锅上的大蚂蚁，在铁轨上乱蹦乱跳。调试改进几个月，依然没让它稳定下来。
关键时刻，常文森亲自点将：“李博士，你负责解决稳定悬浮控制问题。”
李博士不负众望，和同伴们一起，连续奋战几个月，找到了问题的症结，降服了样车触电就跳的怪脾气，让它变得温驯安静起来。
1995年5月11日，磁悬浮列车进行第一次载人试车。
“启动！”随着常文森一声令下，数吨重的列车从轨道上轻轻浮起。
“开车！”操作人员按下运行电钮，列车开始平稳向前行驶……
中国第一台载人单转向架磁悬浮列车诞生了！
虽然它还有些粗糙，轨道也只有10米长，但毕竟悬浮起来了，平稳地向前移动了，并搭载了30个人，这已经是令人振奋的重大突破。
当年，该项目获得部委级科技进步一等奖，其新闻报道也被选为“1995年中国十大科技新闻”之一。
此后几年，常文森率领团队又相继突破掌握了悬浮导向控制、悬浮传感器、定位测速、转向架、车轨耦合共振、系统总体设计与集成等一系列磁悬浮列车核心关键技术，为国产磁悬浮交通发展奠定了坚实的技术基础。
4
让磁悬浮列车开出实验室
现在，要让磁悬浮列车开出实验室。这绝不是研制一辆汽车开出工厂那么简单，与其相关的设计制造、综合集成、试验线建设、运行测试、线路规划等一系列问题，仅仅依靠研究院的技术力量无法解决，更无法让成果走向应用。
正当磁悬浮列车工程化，在“有了资金技术才能成熟、技术成熟才能获得资金”的怪圈僵局里艰难徘徊时，某磁悬浮技术发展有限公司和北京市科委，为振兴国家磁悬浮列车技术，毅然出资支持，开辟了国内企业支持新型轨道交通技术发展的新模式，为国家磁悬浮列车技术发展作出了巨大贡献。
常文森终于可以心无旁骛地带领团队开展技术攻关了。
研制工程化样车首先要解决整车稳定悬浮控制的问题。由四五个单转向架组成的磁悬浮列车整车，需要加速减速，需要拐弯爬坡，车厢里的乘客分布也不均衡，它就像四五个壮汉抬着一大桶水，既要在山间小道上奔跑，还要桶里的水不晃荡。
为突破这一核心关键技术，常文森带领大家从建立车辆系统动力学模型入手，运用先进控制理论，优化轨道和车辆结构，创造性地设计出一种新的悬浮控制算法，巧妙地在每节列车下面设计了20个悬浮点，它相当于20个轮子，平稳地托举着列车，使其始终与轨道保持1厘米悬浮间隙。
经测试，列车的动态调节与有效承载两项技术指标，均达到世界领先水平。
2001年，我国第一条磁悬浮列车试验线在长沙某研究院内建成，工程试验样车同时下线。
随着列车徐徐启动，加速行驶，磁悬浮列车技术国际难题——“车轨共振”如期出现了：列车在行驶时经常晃动，带动轨道一起振动，有时还发出咚咚的响声。
面对这一难题，最先研制磁悬浮列车的德国，采取加固和改造轨道的方法解决，可收效甚微。美国刚建好的线路因这一问题无法运行，不得不返回实验室重新研究。我国引进德国高速磁悬浮交通技术建造的上海浦东机场磁悬浮交通线，采取加大水泥梁单位长度质量、加固改造轨道的方法来解决，不仅系统造价高了很多，也未能从根本上解决问题。
“我们绝不能重蹈别人的覆辙，要另辟蹊径，找到自己的解决办法。”常文森下定决心。
解决的办法在哪里？大家都绞尽脑汁思考。
一天，研制团队的成员周博士鼻炎犯了，医生给他开了一剂“猛药”。鼻炎虽然治好了，却给他的身体带来不少副作用。他由此联想到“车轨共振”：用强有力的措施抑制振动，这剂“猛药”虽可“杀菌”，减轻“病情”，但却伤了“元气”，还不能铲除“病根”。
能不能打破常规，来个彻底的“外科手术”？
负责这一关键技术攻关的李教授，充分肯定了周博士的思路。为了找到“车轨共振”的“病根”，他们把铺平的轨道拆松，集中团队几十个人，推着列车在200多米长的轨道上来回跑，一次一次测试、记录、分析。
外国同行探索数十年没有解决的难题，他们显然不可能在一朝一夕解决。但磁悬浮列车工程进程，绝不能因此耽搁。于是，李教授肩上又多了一副担子：全面改进工程样车。
肩负双重重担的李教授，投入紧张的攻关中。
那些日子，他带着课题组每天8点登车，傍晚下车，在200多米长的轨道上来来回回地开，晚饭后，又来到实验室，分析研究测试数据，一直工作到深夜。他的一名博士研究生，在博士论文致辞中动情地写道：“深夜里，李老师办公室不灭的灯光是我不断前进的动力。”那些日子，他不知外边的世界发生了什么，只看见车窗外的草丛、树叶，绿了又黄，黄了又绿，然后又变黄……
当草丛、树叶三度泛绿时，他终于找到了“车轨共振”的症结。
他们大胆破除国际惯性思维，采用改进磁浮控制算法的方法，“开刀”切除“病根”，然后运用振动抑制算法，对其慢慢“调理”，把曲线上那些“增生”的高峰渐渐削平。振动慢慢消失了，悬浮的“元气”没受到任何伤害，列车行进时的稳定悬浮水平，处于世界领先。
5
新的发展机遇
与此同时，改进型磁悬浮工程样车也于2005年顺利下线。样车研制完成，大大推进了磁悬浮列车技术应用的进程。
工程样车实现了由模拟电路悬浮系统向数字化悬浮系统的飞跃。列车所有调试和修理，坐在电脑前便可完成，再也不用钻到车底下进行人工操作。此外，它还可以实现模拟电路望尘莫及的复杂控制算法。
列车部件加工告别了手工作坊模式，实现了型材化，具备了批量生产能力。
2008年，一条15千米长的试验示范线，在某试验基地建成。
2009年，实用型中低速磁悬浮列车问世。它在示范线上累计运行6万千米，不仅行驶平稳，节能性强，而且采用了吸力型电磁悬浮、低频（小于100赫兹）悬浮牵引供电制式、新材料电磁防护等一系列创新技术，把电磁辐射减小到最低程度，车厢磁场与一般家电产生的磁场相当，甚至更低，对人体没有任何伤害。车内基本无噪声，车外噪声也很小，距列车10米之外，噪声只有64分贝，比平常说话的声音还要低。
专家鉴定结论指出：“完全称得上是一种电磁环境友好、安全可靠、绿色环保的城市轨道交通系统。”
2011年2月，北京市委、市政府决策：采用长沙某研究院自主创新掌握的中低速磁悬浮列车核心关键技术，在北京门头沟石门营至石景山区苹果园间，建设一条10.2千米长的中低速磁悬浮列车运营示范线。
……
今年已经88岁高龄的常文森，被誉为“中国磁悬浮之父”。他依然身板硬朗，声音洪亮，一说起磁悬浮列车就手舞足蹈起来。磁悬浮事业早已融入他的生命之中，变成了一种坚不可摧的力量。
采访中，常文森一再强调：磁悬浮列车能有今天的成就，不是某个人或某几个人的成就，而是所有“磁浮人”共同努力奋斗的结果。
老人还不断嘱咐：磁悬浮列车要真正落地，党和政府的支持与扶持至关重要。2000年，如果不是航空、铁路、汽车等相关领域的科研院所和企业的大力支持，中国的磁悬浮列车就不会有今天的发展速度。
这让人想到了长沙磁浮快线的建设。2014年，湖南启动建设长沙高铁南站与黄花机场18.55千米的长沙磁浮快线工程，构建国家中部空铁一体化综合交通枢纽，促进磁浮交通技术产业化发展。
工程正式启动后，3个月完成工程拆迁、11个月完成轨道铺设、16个月第一辆磁悬浮列车上线、17个月开始运行测试、20个月试运行、不到两年正式开通运营……速度之快，令人惊讶。但如果不是湖南省委、省政府，长沙市委、市政府的科学决策和精心部署，不是全体建设者的拼搏奉献，多年的梦想也难以变成现实。
还必须注意到，轨道交通产业的发展，离不开先进的制造技术和装备；轨道交通行业的迅速发展，同样给制造业带来了新的机遇。
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