美国是有“高速铁路”和“高速列车”的，不过确实没什么亮点。美铁在“东北走廊”（NorthEast Corridor）开行的高速列车“阿西乐特快”（Acela Express），在提速改造区间最高速度可达240km/h，其他高速列车如“东北区域线”（NorthEast Regional），最高速度也能达到200km/h，按照国际一般标准已经能满足“高速铁路”（旅客列车最高运行时速200公里以上）的定义。当然，考虑到美国目前就只有东北走廊的700多公里路段能够开行高速列车、而其中真正能够达到200km/h以上的区间又是少数，考虑到不管是阿西乐特快还是东北区域线其实都谈不上真正的“美国制造”的事实（Acela的动力车技术来自阿尔斯通，客车技术来自庞巴迪；NorthEast Regional使用的ACS-64型大功率交流电机车技术上源于西门子的Euro Sprinter“欧洲短跑手”系列电力机车），美国高速铁路倒也确实乏善可陈。
世界上拥有高速铁路的国家说多不多、说少也不少，但有部分国家只是“有”高速铁路而尚缺乏自主研发能力，另有部分国家虽然“有”高速铁路但速度标准不高因而也不引人关注。
目前拥有高速铁路的国家和地区、以及最高运营速度和技术自主程度——
（插句话：这里有一个问题，比如像庞巴迪这样的公司，它起家是在加拿大，是否可称之为“加拿大高铁技术”呢？很多人会有这样的误会，然而加拿大至今还没有一条高速铁路，实际上庞巴迪的轨道交通业务主要来自收购德国的Adtranz公司，那是不是该称之为“德国高速铁路技术”？然而德国高速铁路的代表是西门子的ICE，并没有庞巴迪的份，所以想来想去只能笼统地称之为“欧洲高速铁路技术”了。
同样，意大利的Pendolino高速列车原先是由意大利的菲亚特公司制造，后来法国的阿尔斯通兼并了前者的轨道交通业务，所以CRH5A型动车组是找阿尔斯通谈判引进的New Pendolino，那是否说明中国成功引进了“法国高速铁路技术”呢？然而Pendolino与TGV的技术路线找不到什么相似点，所以虽然老板换成了法国人，我们还是称之为“意大利高速铁路技术”比较恰当。）
中国：拥有世界最大高速铁路网，运营总里程2万公里以上，最高运营时速目前为300公里，历史最高纪录为时速350公里（京沪高铁可能在近期提速到350km/h），经过技术引进目前拥有自主研发能力。
法国：高速铁路运营里程在2000公里左右，但通过与既有线直通使高速列车运营网络扩大到近9000公里，最高运营时速目前为300~320公里，有自主研发能力并已多次成功向海外输出。
日本：新干线运营里程在2000公里左右，最高运营时速目前为300~320公里，有自主研发能力并实现技术输出。
德国：采用新建高速线+改造既有线的高速铁路建设方针，最高运营时速目前为300公里，有自主研发能力并实现技术输出。
西班牙：高速铁路运营里程在3000公里以上，是仅次于中国的世界第二大高速铁路网。技术上有自行研发设计的Talgo高速列车，也引进了法国、德国、意大利的高速列车，目前已实现技术输出。
意大利：高速铁路最高运营时速为300公里，有自行研发设计的Pendolino高速列车，也引进过庞巴迪的Zefiro380（即CRH380D型动车组的原型）、阿尔斯通的AGV等高速列车。
韩国：高速铁路最高运营时速为300公里，技术引进自法国的TGV，经过一段时间模仿目前具有一定的自研能力、但还不够成熟。
英国：高速铁路最高运营时速为300公里，但仅有高速铁路HS1线的一百多公里能够达到，时速300公里以上级别的高速列车为引进法国TGV技术的E300型欧洲之星、和引进西门子ICE-3型动车组的E320型欧洲之星，都谈不上“英国制造”；时速200公里级别高速列车有本土制造的英铁125、IC225等型号，也有英铁220/221/222型（庞巴迪制造）、390型（Pendolino摆式列车技术）、800/395型（日立制造）动车组列车等“舶来品”。
比利时、荷兰：高速铁路最高运营时速为300公里，但技术完全来自法、德，使用的是法、德制造的高速列车（TGV-Thalys、EuroStar、ICE-3M以及IC城际列车）。
中国台湾地区：引进日本新干线技术，最高时速300公里。
奥地利、瑞士：主要与法、德高速铁路网直通，奥地利的Railjet高速列车最高时速230公里，采用西门子ES64型电力机车牵引；瑞士与法国开通了TGV-Lyria服务。
挪威、瑞典：新建高速线与改造既有线并存，采用庞巴迪等公司生产的X2000、Regina等摆式列车，最高时速在200~250公里。
俄罗斯：莫斯科至圣彼得堡铁路经改造后最高时速达到250公里，使用引进西门子ICE-3M型高速动车组的“游隼”号列车，此外还有阿尔斯通制造的Sm6型动车组，最高时速220公里，并与芬兰铁路直通至赫尔辛基，俄罗斯-苏联历史上也曾自行研制过高速列车，虽然曾制造过最高时速200公里的ER200型动车组，但并不成功。
美国：有少部分线路达到最高240km/h，引进国外车辆技术，具体见上文。
其他：
波兰、捷克等东欧国家有引进法、德等国的高速列车。土耳其高速铁路，车辆技术目前主要基于德国ICE-3型和西班牙Talgo 350型高速列车，最高时速250公里，中国参与了安卡拉-伊斯坦布尔高速铁路的部分土建施工。
乌兹别克斯坦目前采用引进的Talgo高速列车，最高时速可达250公里。
印度目前尚无时速200公里以上高速铁路、甚至不曾达到过这一试验速度，可以说在高速铁路领域还是一个零，目前仅有部分特快列车达到最高160km/h。
法国计划向阿根廷、摩洛哥等国输出TGV技术。
中国计划向东南亚的印尼、泰国等输出高速铁路技术。
世界高速铁路的发展史：
20世纪70年代世界范围内发生了严重的石油危机，石油短缺的阴影笼罩全球。为了保持经济可持续发展，各国反思之余，要求彻底改革传统的交通能源结构模式，而铁路是唯一能采用非石油能源的交通模式。
自1964年日本建成世界上第一条高速铁路——东京至大阪高铁40多年来，高速铁路从无到有，迅速发展。截至目前，全球投入运营的高速铁路近2.5万公里，分布在中国、日本、法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典、英国、韩国、中国台湾等17个国家和地区。高速铁路作为一种安全可靠、快捷舒适、运载量大、低碳环保的运输方式，已经成为世界交通业发展的重要趋势。
世界高速铁路的发展历程可以划分为三个阶段：
1.第一次是在上世纪60年代至80年代末，是世界高速铁路发展的初始阶段，主要由发达国家日本、法国、意大利和德国推动了这一次建设高潮。这期间，日本建成了遍布全国的新干线网的主体结构，在技术、商业、财政以及政治上都取得了巨大的成功。
2.第二次是在上世纪80年代末至90年代中期。由于日本等国高速铁路建设取得了巨大成就，世界各国对高速铁路投入了极大的关注并付诸实践。欧洲的法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典和英国等最为突出，1997年，从巴黎开出的“欧洲之星”列车又将法国、比利时、荷兰和德国连接在一起。在这期间，日本、法国、德国以及意大利对发展和完善高速铁路网也进行了周密和详尽的规划，对原有高速铁路网进行了大规模扩建。
3.第三次是上世纪90年代中期至今，这次建设高潮涉及到亚洲、北美、大洋洲以及整个欧洲，形成了世界交通运输业的一场革命性的转型升级。俄罗斯、韩国、中国台湾、澳大利亚、英国、荷兰等国家和地区都先后开始了高速铁路的建设。为了配合欧洲高速铁路网的建设，东部和中部欧洲的捷克、匈牙利、波兰、奥地利、希腊以及罗马尼亚等国家正在进行干线铁路改造，全面提速。对高速铁路开展前期研究和初步实践的国家还有土耳其、中国、美国、加拿大和印度等。
扩展资料：
高速铁路简称高铁，是指基础设施设计速度标准高、可供火车在轨道上安全高速行驶的铁路，列车运营速度在200km/h以上。
高速铁路，就是铁路设计速度高、能让火车高速运行的铁路系统。世界上第一条正式的高速铁路系统是1964年建成通车的日本新干线，初步速度标准是200km/h，后来随着技术进步，火车速度更快，不同时代不同国家就对高速铁路有了不同定义，并根据本国情况规定了各自的高速铁路级别的详细技术标准，涉及的列车速度、铁路类型等就不尽相同。
目前开行时速250公里以上高速列车的国家已有中国、日本、法国、德国、意大利、西班牙、比利时、荷兰、瑞典、英国，正在积极建设或规划建设的还有瑞士、奥地利、丹麦、加拿大、澳大利亚、美国，俄罗斯，韩国、印度等国。
参考资料：百度百科--世界高速铁路 中国信息报--世界高速铁路发展的历程
2013年，在“钢铁侠”埃隆·马斯克的号召下，超级高铁的概念（一种在真空管道中运行的交通工具）广为人知，近几年迅速成为许多国家科研和 社会 讨论的热点。但其实，类似的设想早在两百年前就已经有人提出。
本文将对真空管道运输的演进 历史 进行简要梳理，一窥超级高铁的前世与今生。
真空技术的发端， 历史 上有确切记载的就是1643年的托里拆利实验：在密封的长管中注满水银并倒置在水银槽里即可发现，大气与真空之间的压力差，能够顶起760毫米水银柱。而真空技术应用的第一个案例，则是1654年的马德堡半球实验：将两个半球合成为直径119厘米的球体，并用真空泵抽空内部气体，之后在两侧各用8匹马都无法拉开。
马德堡半球实验
可以说，这两个著名的实验都利用了大气与真空[1]之间有巨大压力差的原理，同时也是这种压力差能够产生机械作用力的证明。后人也从中得到了输运物品的启发。
1799年，一位名叫乔治·梅德赫斯特的英国机械工程师和发明家，申请了一项通过压缩空气获取动力的风机泵专利。次年，他又申请了利用压缩空气驱动 汽车 的“风驱”发动机专利，与此同时，他提出风驱 汽车 服务计划，并建议在行车路线上设置泵站为其持续补充动力，可以理解为类似于电动 汽车 和充电桩之间的关系。
大气铁路
大气铁路
基于此前的构想，梅德赫斯特于1810年提出真空邮递线的设想，并认为这种利用气压差在管道中传送信件和货品的方法，比邮递员挨家挨户运送要更加快捷、高效。进一步地，他开始想象用规模更大的管道运输列车的可能性。
1812年，他首次发表了一篇关于大气铁路的理论计算文章，论证了在铁轨上方架设直径数米的管道，通过气压差来快速运送货物和乘客的可行性、效果和优势。此外，他还构想了另一种大气铁路的形式，即在铁轨下方铺设一根长管，管道内有器件与列车相连，器件在气压差的驱动下运动，从而带动列车行进，列车的动力源不是车头，而是车体下方的管道。
在他去世前不久的1827年9月，出版了著作《新型内陆运输系统》，对气动推进推崇备至，认为这种方式即使没有马匹或其他动物提供动力，也能达到96公里的时速。
大气铁路利用气压使车体沿轨道前进，而非用车头作为动力。
然而，由于这样那样的原因，大气铁路并没有成功实施，这一设想也就逐渐被束之高阁。直到2018年，一位89岁的美国工程师马克斯·施力格把它变成现实：他在自家的葡萄园里架设了一条轨道，铁轨之间有一根直径30厘米的聚氯乙烯管，管道外连一台泵，用以抽出管中的空气或将空气注入管中。
马克斯·施力格的大气铁路
在气压差的作用下，管道内的“推力车”便带动与之通过磁铁相连的列车行驶起来。这套只有标准铁路系统六分之一大小的模型运行结果表明，它能够轻易克服传统列车无法逾越的陡峭坡度，而且运行噪音更小，不需要高架输电线路，泵也能用可再生能源驱动。
马克思·施力格用大气铁路的模型进行演示：在管道一端向内吹气，列车模型就会在气压推动下行进。
在梅德赫斯特去世后的一个多世纪里，真空管道运输的理论研究逐步走向深入和完善。而且，此种运输方式在刚刚兴起的科幻文学中也大放异彩。那些作品中的设想看似超前，但其实从时间线上看，要滞后于科学家的理论研究，都有各自的理论原型。
1888年，儒勒·凡尔纳的儿子米歇尔·凡尔纳受大气铁路的启发，发表了超短篇小说《未来快车》。小说中设想了一种铺设在大西洋海底的钢铁管道，长度超过4800公里，直径约1.5米，重量超过1300万吨，将欧洲和北美连接起来。管道被三层铁网包裹，外表面涂满树脂，以使其免受海水活动的侵害。
在强大的气流吹动下，管道内列车的时速高达1800公里，从波士顿出发，两小时四十分钟内就能抵达利物浦。这种系统的优点显而易见：管道的内表面经过精细抛光，有抑制乘客紧张不安情绪的作用；根据季节的不同，气流可以调节、均衡管道内的温度；抛开重力和损耗等问题，该系统的建造和运营费用低廉，所以票价也难以置信地低。
艺术家A. J. Johnson为《未来快车》绘的插图
不过，大气铁路需克服空气阻力，以及车轮与铁轨间的摩擦力，理论速度天花板较低。另外，即便车辆能够达到很高的速度，那时的气动噪声和气动振动也会变得很大，能量消耗也随之大幅提高。因此，随着科学的发展，理论研究逐渐朝着摆脱摩擦力和空气阻力的方向前进。
1904年，现代火箭技术之父罗伯特·H.戈达德提出vactrain的设想，这是首个现代意义上的真空管道运输系统。其时，他还是美国伍斯特理工学院的大一新生。他设想列车在保持真空状态的管道中滑动，为了通过非磁性手段使列车加速、减速，以及防止摩擦，需要在相对可移动部件，比如车轮与车轨之间施加流体压力，方法是用喷嘴喷出高压高温液体，液体被喷出后立刻就会变成高压蒸汽，从而使车体悬浮于轨道上。
实质上，列车可以看成是在一层高压液膜上行驶。1906年，戈达德在短篇小说《高速往返》中完善了这一设想。三年后，《科学美国人》以《快速交通的极限》为题发表了该作品的概述。
戈达德vactrain专利中的示意图
戈达德的设想可以说是大气铁路向超级高铁的过渡。与大气铁路相比，vactrain的管道处于真空状态，列车不再利用气压差提供动力，并且首次考虑到降低空气阻力，杜绝列车与轨道间产生摩擦。与超级高铁相比，vactrain的形式已经与之非常接近，只不过在使列车悬浮和行进的手段方面，绝大多数超级高铁方案均采用磁悬浮技术，vactrain利用的是高压气体。
1955年，波兰科幻大师斯坦尼斯拉夫·莱姆出版了《麦哲伦星云》。这部小说以32世纪的共产主义乌托邦为背景，人类已经完成整个太阳系的殖民，正在尝试星际旅行。在小说中，莱姆描写了一种名为“Organowiec”的洲际真空列车，这种列车在透明的真空管道中能够以超过1666公里的时速行驶。这显然受到了vactrain的影响。
《雇佣兵》封面
1962年，美国科幻作家麦克·雷诺兹发表在《类比》上的短篇《雇佣兵》，更是将真空管道运输提到至关重要的位置。
在小说中，和平已经实现，为防止出现世界毁灭的可能，政府规定战斗仅能使用20世纪以前设计的武器，并且，所有的战斗都会进行电视转播以 娱乐 大众。各大公司利用雇佣兵部队解决商业纠纷。在运输行业，大陆气垫船公司处于垄断地位。而新近兴起的真空管道运输公司则能大幅降低运输成本，并给消费者带来更好的服务，从而打破垄断，但首先，它不得不与前者进行战争。
当然，不仅是武器，就连小说中的交通工具也都是20世纪之前就存在的设想。气垫船的概念最早可以追溯到1716年，瑞典科学家伊曼纽尔·斯维登伯格在研究交通工具表面效应时提到的“悬浮”一词。到了19世纪初，有人认识到将压缩空气打入船底，可以减少航行阻力，提高航速。真空管道运输的概念可以追溯到1810年梅德赫斯特的真空邮递线构想。因此，无论是小说中，还是在真实的 历史 上，真空管道运输的确都比气垫船更新一些。
如果说以前的研究主要限于理论计算方面，那么到20世纪70年代，真空管道运输的拥趸罗伯特·M.萨尔特则开始考虑实际的运营问题。其时，他设想了一种位于地下数百米的坚固岩层中的真空管道系统“Planetran”，贯穿美国东北部的各大都市，并在8个州设立9座车站。
当时，日本新干线已经运营了近10年，磁悬浮列车的研究也正在世界各国如火如荼地开展，但技术终归不甚成熟。所以，他并未将磁悬浮技术应用于自己的设想，而是提议使用钢铁轮胎。列车利用电磁力加速，减速则依靠挤压前方稀薄的空气，以及相邻管道内列车的加速来实现。它可以看做大气铁路与vactrain的融合版本。
该系统最值得称道的，当属其惊人的节能能力。作为“高能量守恒系统”，列车在减速时，会将大部分能量返回系统，以供相邻管道内的车辆加速时使用。此外，普通列车行驶过程中，空气阻力所占总阻力的比例超过70%，而真空管道内腔的空气阻力则会极大地降低，能耗自然随之降低，使得每位乘客消耗的能源成本还不足1美元，而且整段路程的平均时速能达到4800公里，从美国东海岸到西海岸只需21分钟。
萨尔特认为，这套系统将有助于减少飞机和地面交通工具对大气造成的破坏，有巨大的环境和经济效益。因此，他称Planetran是美国“合乎逻辑的下一步计划”。然而其建造成本预计高达1万亿美元，所以该计划并未被政府采纳。
随着磁悬浮技术不断取得突破性成果，真空管道列车的倡导者们也意识到，这可能是其能否成功的关键因素之一。1991年11月，杰拉德·K.奥尼尔提交了一项专利申请，提出“磁飞行”的设想：位于管道内的列车是在单轨上行驶，而非传统的两条铁轨。在轨道上装有永磁体，装配可变磁体的列车在电磁力的作用下悬浮于轨道上。他推算，如果将空气从管道内抽出，那么列车的时速就能达到4000公里。
时间进入21世纪，获得真空的技术已经成熟，高速磁悬浮列车也先后在中国上海、日本山梨等地投入使用。看起来，超级高铁万事俱备了。2013年，有感于北加州高速铁路工程缓慢，特斯拉及SpaceX公司创始人埃隆·马斯克公布了长达57页的白皮书，提出在洛杉矶与旧金山之间修建560公里超级高铁（hyperloop）的想法。
在这套系统中，运输舱在真空管道内以1220公里的时速运行，使舱体悬浮的能量来自太阳能或其他可再生能源。有趣的是，马斯克设想的是类似于戈达德提出的气动悬浮方式。可以看出，超级高铁几乎完全脱胎于以前科学家的理论构想。
此后，又有多家公司和科研机构相继进入超级高铁的研发阵营当中，其中就包括中国航天科工、西南交通大学牵引动力国家重点实验室、北京交通大学、西京学院等国内机构。不过，它们均采用磁悬浮的方式。在大家最关心的最高时速上，有的机构也给出了6500公里的数据。至于能否达到，现在尚属未知。
诚然，超级高铁看似非常贴近人类当前的 科技 水平，但实际上仍有许多关键问题有待研究解决——
正是因为以上及更多未被提及的问题，超级高铁还停留在模型试验阶段，远未达到载人测试的地步。好在理论上完全可行，再加上全世界攻关的科学家较之以前也更多，所以成为现实还是有希望的。
值得一提的是，在研究真空管道列车的过程中，科学家们也曾畅想用这种手段加速飞行器的可能。因为传统火箭如果增大载荷，就要将体积造得更大，也要塞进更多的化学推进剂。而真空管道运输不仅速度快，还节约能源，倘若用来加速飞行器，那么飞行器的体积就可以更小，或是载荷得以提高。
2001年，六十年代超导磁悬浮（现代磁悬浮列车的基础技术）的发明者之一、美国布鲁克海文国家实验室研究员詹姆斯·鲍威尔，提出了野心勃勃的星际列车（StarTram）计划，即磁悬浮太空发射系统。
顾名思义，该系统需将磁悬浮太空船置入一条伸向天空的弯曲的真空管道内。第一代系统的管道长度130公里，出口高度3~7公里。最佳地点是智利的安第斯山脉或新墨西哥州南部的白沙导弹靶场。加速后，太空船能以14300~31500公里的时速冲出管道，逃离地球大气层。这已经非常接近第二宇宙速度。
星际列车每隔1小时发射一次，每次发射可携带超过70吨重的货物。从每公斤发射成本来说，该系统仅需20~50美元。要知道，就连SpaceX也只敢说从原来的4600~20000美元降至1400美元。从建设费用上来说，第一代系统需要200~400亿美元，远低于航天飞机30年周期中花掉的1960亿美元，与美国2018年的6430亿美元军费开支相比更是微不足道。
研究团队规划，第一代星际列车主要运送卫星等货物，将于本世纪二十年代完成。第二代系统管道的长度为1000~1500公里，出口高度22公里，每年运送一百万名太空游客，每张船票只需5000美元，计划于本世纪三十年代建造完成。
当然，星际列车不仅要面临超级高铁既有的问题，还增加了很多难度超大的工程难题，比如，管道的架设、飞行器在管道中的悬浮控制，等等。不过，星际列车甫一提出，就得到了桑迪亚国家实验室在可行性方面的验证，目前也有相关的理论研究和模型试验。如果星际列车能够成真，它或许能将人类带入一个全新的航天时代。
[1]人类的技术手段无法获得绝对真空。学术界定义的真空是一个相对状态，比大气压低即可称为真空，涵盖了从一个大气压（约105Pa）到虚无的绝对真空（0Pa）之间的宽广范围。
[2] 对气体稀薄程度的量度。
【本文首发于《科幻世界》杂志2020年第2期，原标题《从地底到太空——真空管道运输演进史》】
