我们都知道，汽车可以在马路上加速减速，还可以上高速。那么，火车，尤其是绿皮车为什么不能加速呢，它们明明享用了独占的铁道，只要事先把各个班次的火车调配好，大家都提速，不就可以让乘客快点到站吗？

emmm，这个想法当然是美好的，但是现实却很残酷。火车是不能随便提速的，因为提速会出大事啊！

出什么大事？请看下图。

看到了吗？这就是火车强行提速后发生的悲剧事件。

@BBC

上面这张图的发生地在德国西部。

其实，早在火车诞生之初，许多铁道工程师也有给火车提速的想法，但当他们真的开始做了以后，就发现提速后的火车会开始致命扭腰——蛇行振荡（Hunting oscillation）。

啥是蛇形振荡？

其实坐过绿皮车的人都有体会，火车开起来的时候，左右晃悠就是蛇形振荡的表现。

蛇形振荡@wikipedia

你想想看，光是那点帮助康师傅面霸在胃部混合搅拌消化的速度就让绿皮车晃成那样了，再给提到动车的速度，那还不得晃出太阳系和人头马座250肩并肩？

蛇行振荡的本质是火车车轮的形状，以及车轮和铁轨接触面的受力（蠕滑力）导致的。

对了，你可能不知道火车车轮是什么样子的。猜猜看？

火车车轮和汽车车轮不一样，并不是平整的圆柱体，而是圆锥形的。原因嘛，看下下面的图你就知道了。

如果火车轮是圆柱体，很快就会脱轨。@Aachen University

圆锥体的火车轮不容易脱轨。

在火车车轮内侧靠近铁轨的地方，还有一个叫做轮缘（flange）的硬片，平时它和铁轨并不接触。但是在关键时刻，它可以拉车轮一把，防止火车脱轨。

圆锥形的车轮可以让火车呆在轨道上，但是圆锥形车轮却会不可避免地带来蛇形振荡的问题。

蛇形振荡在低速时并不明显，但当车轮高速运转时，蛇形振荡会变得异常剧烈，损坏轨道和车轮，甚至导致火车在平直的轨道上脱轨。

蛇形振荡现象首先在19世纪末被发现，因为当时的火车车速已经提升到可以产生蛇形振荡的水平。

由于蛇形振荡的存在，火车的车速都必须压在一个值以下，这个速度就被称为蛇行运动的临界速度（critical hunting velocity）。

也因为蛇形振荡的天然障碍，在20世纪60年代，人们产生了抛弃传统火车的想法，那时候许许多多的人开始设法设计气垫火车或者磁悬浮系统来完全摆脱传统铁轨的限制。

比如，60-70年代法国工程师Jean Bertin 研发的不要火车轮，靠高压气体托住火车前进的Aerotrain 的速度达到了每小时418千米。

Aerotrain@Mustard