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科普月·大家谈|让高铁知识在通俗的轨道上“飞驰”

来源:光明网2025-09-24 10:48

  编者按:

  2025年9月是首个“全国科普月”。光明网特别推出《科普月·大家谈》栏目,邀请广大科技工作者、科普工作者分享科普故事、探讨创新路径、展望美好未来,为新时代科普高质量发展献智献策。(欢迎赐稿:[email protected]

  【科普月·大家谈】

  作者:周伟(中国铁道博物馆正阳门馆副馆长)

  中国高铁以其卓越的科技实力、庞大的运营网络和深远的社会经济影响,成为世界交通领域一张闪亮的“中国名片”。作为铁路文化宣传的重要科普窗口,中国铁道博物馆肩负着一项关键使命:如何将尖端的铁路科技,以通俗易懂的语言传递给普通大众?这对我们铁路科普工作者而言,既是一项专业考验,也是一项值得深入探索的课题。

  铁路科技涵盖广泛,既包含基础的物理、化学知识,也涉及空气动力学、流体力学、材料学、地质学、气象学、量子通信、物联网、大数据等前沿科技领域。将如此多元的专业内容“翻译”成大众熟悉、易理解的语言,正是科普工作的核心挑战。我们从理解科学原理出发,把复杂技术转化为生动讲述,逐渐积累了一系列有效的科普经验。

  大家熟悉的京张铁路,是中国首条不使用外国资金及人员,由中国人自行设计,投入营运的铁路。很多人知道“人字线”“之字线”时,却不知道由于山高路陡,“人字线”的线路坡度达到33‰。看到这里,你肯定会问,这是什么意思?那么在讲解时我们就会说,33‰坡道意味着行驶一千米高度要升高33米,而33米则相当于十层楼高。

科普月·大家谈|让高铁知识在通俗的轨道上“飞驰”

  在讲到茅以升与钱塘江大桥时,谈到大桥的建造难度,我们也会结合实际情境来做讲解:由于钱塘江大潮的潮起潮落,河床底下的流动泥沙又厚又多,很难打桩。针对钱塘江特殊环境,中国工程师创造了“三法宝”——用高压水柱冲开泥沙插木桩的“射水法打桩”、用600吨铁箱围出无水空间施工的“沉箱法建墩”、借助潮汐涨落用浮船运钢梁的“浮运架桥梁”,让复杂工艺变得清晰可感。

科普月·大家谈|让高铁知识在通俗的轨道上“飞驰”

  随着科技的进步,高铁已经融入了我们的生活。由于高铁科技含量更高、涉及知识面更广、专业性更强,需要我们全方位深入研究科学原理。因此,在科普过程中要更加注重语言的准确性和表达的合理性。

  比如,在被问及350公里/小时到底有多快时,我们会比喻说:“世界上最快飞人百米冲刺时间为9.58秒,350公里/小时的高铁,一秒运行约100米(97.2米),比他的速度快了十倍。”

  而说到高铁的平稳性时,我们也会举例。北京到上海全长1318公里,由43万块轨道板铺成,这些轨道板生产误差仅为0.15mm,比一根头发丝还细。轨道板上的钢轨为无缝钢轨,在1318公里的长度上,左右误差不超过0.2毫米,上下误差不超过2毫米,从而将倒立矿泉水和立起硬币的平稳感具象化。

科普月·大家谈|让高铁知识在通俗的轨道上“飞驰”

  多年的科普经历,我发现大众最感兴趣的还是动车组的“心脏”,也就是牵引变流器的核心IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。我们经常比喻IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是个“智能开关”,通过一分钟几万次甚至十几万次的动作,把交流电变为直流电,再把直流电变为交流电,让动车组加速、减速或制动停车。

科普月·大家谈|让高铁知识在通俗的轨道上“飞驰”

  高铁的健康监测也充满着智慧,每一列动车组上安装了2700多个传感器,实时监控高铁的“身体状态”,一旦发现异常,智能系统会自动报警,会自动把信息传给司机、车站和维修部门,显示故障处理办法,如果动车组出现严重问题(信号异常、超速、车辆故障、线路异常、紧急制动触发、警惕装置超时)就会自动停车。

  不仅如此,高速综合检测列车更是厉害。因动车组身上涂有黄色,被车迷称之为“黄医生”。“黄医生”只要从线路上跑一趟,就可以知道轨道、接触网、信号等有没有问题,能够对高速铁路进行轨道几何状态、动力学、接触网、信号、ATP、无线通信、线路环境等进行周期性检测。

科普月·大家谈|让高铁知识在通俗的轨道上“飞驰”

  从蒸汽机车到内燃机车,从电力机车到动车组,从铁路线路施工到桥梁建造技术,从车站站房到高科技的高铁站,从供电系统到接触网材料,从车机联控系统到调度指挥系统,从智能服务到12306系统,从人工智能、物联网到大数据、量子通信,从高铁智能建造到自动驾驶、智能调度和远程监控,从沪苏通长江公铁大桥(主跨千米级公铁两用桥)到新八达岭隧道车站。中国铁路建设攻克了软土、高寒、岩溶等复杂地质条件下的建造难题,创造了多项“世界之最”。

  面对如此广阔的科普内容,我们仍在不断学习和总结,力求用最亲切的语言,持续将这些硬核科技转化为大众听得懂、感兴趣的知识,让铁路科学走进更多人的心里,让更多人读懂中国铁路的力量。

[ 责编:蔡琳 ]
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