曹建猷：中国铁路电气化的开路先锋

曹建猷（1917.5.19—1997.9.19），湖南长沙人，铁路电气化专家，中国科学院院士，铁路牵引电气化与自动化学科的创始人。1940年毕业于上海交通大学，1950年获美国麻省理工学院博士学位。1951年8月回国，在北方交通大学唐山工学院（今西南交通大学）从事教学和科研工作。历任电机系主任、副校长等职。1980年当选为中国科学院学部委员（院士）。第六、七届全国人大代表。

截至2023年底，中国高速铁路营业里程达4.5万公里，占全球高铁总里程的70%以上，技术领先世界。这一成就的背后，电气化牵引供电系统是关键技术之一，而中国铁路电气化的奠基人和开拓者就是曹建猷院士。

放弃美国优渥条件，辗转万里终归来

1936年，曹建猷考取上海交通大学电机系，其间加入了以发展实业、改善民生为主旨的建设事业励进社。毕业后进入西南联合大学任教。1945年11月考入美国麻省理工学院电机工程系攻读研究生。学习期间，曹建猷因成绩优异被校方破例批准直接攻读博士学位，师从年轻有为的A.A.Getting教授。导师对他十分器重，为他配备了两名助手，还按照讲师待遇每年给他发放3500美元薪水。

1950年9月，曹建猷顺利完成博士论文《M1T同步回旋加速器的电子感应加速器特性》并获得博士学位。此时其导师A.A.Getting已转任美国空军做研究，继任的Thomas教授极力挽留曹建猷留校任教，并承诺优厚待遇。同时，曹建猷还兼任纽约市立大学外聘讲师，年薪高达6000美元。可谓教职尊贵，薪资优厚，科研设施顶尖，生活十分惬意。

新中国成立后，爱国知识分子的热切之心与祖国的召唤相汇，促使海外留学学子回国的工作有序进行。曹建猷早就心向新中国，收到国内亲人来信后，更是迫不及待想回国，将所学贡献给祖国的建设事业。此时，他看到唐山工学院发布的《求贤榜——新唐院近景》，被文中描绘的新中国铁路发展前景深深吸引。尽管上海交通大学、清华大学和中国科学院都向他发出邀请，曹建猷还是毅然选择加入唐山工学院，致力于祖国的铁路建设事业。

1950年抗美援朝开始后，美国加大了对中国优秀留学人员回国的阻挠力度。曹建猷的研究方向——同步加速器涉及核技术，在当时极为敏感，导致他的回国手续迟迟未办妥。心急如焚的曹建猷得知，因广东和福建赴美华侨众多，美国对这两地华侨回国管制较松。于是，他自制了一封来自福建的信，自称要回乡探病。幸运的是，当时办理手续的是一位缺乏经验的年轻人，未察觉信件破绽，曹建猷一家因此顺利取得出关证件。

1951年6月15日，曹建猷携夫人以及在美国出生的女儿坐火车到达旧金山，后又搭乘轮船，途经洛杉矶、檀香山、横滨、马尼拉到达香港。到香港后，曹建猷一家乘小船到达九龙，再换火车到深圳，几经辗转，终于回到了魂牵梦绕的祖国。

从争论到共识：为中国铁路电气化定调供电系统方案

1953年，铁道部作出在宝成线建设一段电气化铁路的决定。消息一时在业界引起轰动，人们意识到中国铁路追赶世界先进技术迈出了重要一步。但是短暂的兴奋之后，大家很快陷入了直流制和交流制之争，这一问题在当时的欧美国家也没有定论。

此时的唐山工学院已经改名为唐山铁道学院，属铁道部直接领导，曹建猷任系主任的电机系就设置了电气运输专业。曹建猷意识到宝成线电气化制式的选择是我国铁路电气化发展方向的关键技术决策，这一决策关系到今后使用的电力机车的形制、供电系统的制式和结构以及铁路的运能和经济效益，任何建议都一定要建立在全面审慎论证的基础上。当时，苏联采用3千伏直流制技术，而西欧一些国家采用15千伏低频交流制，法国则正在试验25千伏工频交流制。曹建猷对两种制式的电气化技术进行了研究，虽然苏联对直流制有多年运营经验，苏联专家也倡导我国采用直流制，但是曹建猷敏锐地发现直流制不适合宝成线。首先，由于直流制电压较低，为了保持运力，每隔二十几公里就要建一座牵引变电所。对于宝成铁路这种典型的山区铁路，仅变电所一项的建造和维护成本就是难以承受的。其次，宝成线具有长大坡道和多隧道的特点，火车运行需要较大的牵引力，工频交流制的25千伏与直流制的3千伏几乎相差一个数量级，向列车供电的输送功率和输送距离都不可同日而语。经过缜密思考和科学论证，曹建猷高瞻远瞩地提出采用25千伏单相工频交流制供电系统方案。在当时提出这一创新方案不但需要深厚的专业知识，同时也冒着一定的政治风险，但是曹建猷以科学家的实事求是精神坚持了自己的论断。

1956年，曹建猷在《人民日报》上发表了《我国铁路电气化的途径》的文章。该文阐述了世界铁路电气牵引发展趋势、两种制式在技术和经济上的优劣对比，最后提出“我国铁路电气化应采用单相工业频率交流制”。文章发表后，面对质疑，曹建猷组织课题组进行进一步研究，结果支持了他的论断。

1957年，铁道部决定采用25千伏单相工频交流制，并停止了与苏联专家的合作，由天津第三设计院进行中国第一条电气化铁路——宝成铁路宝凤段的设计，并将单相工频交流制确定为部颁标准。曹建猷的论断为铁路电气化确定了方向，减少了大量试错成本。20世纪70年代，单相工频交流制被确立为国家标准，沿用至今。

时至今日，中国高铁列车凭借交流制电力牵引供电系统，已跑出350公里/小时的世界第一运营速度。多数曾采用直流制的国家为提升运能和速度已转为交流制，欧洲所有时速300公里的高速铁路均采用交流制。在宝成线电气化铁路建设时，曹建猷不辞辛苦在现场常住，主持铁路开通，并带领全系学生赴宝鸡供电段学习。这批学生后来成为电气化铁路建设的中坚力量，遍布全国各地。

从边缘到前沿：携手打造国内首个牵引动力国家重点实验室

1988年，国家计委启动了第二批国家重点实验室的建设申报，西南交大的申报工作由时任主管科研副校长的曹建猷负责组织。基础部力学教研室沈志云教授刚从欧洲讲学归来，他结合德国慕尼黑研究所的情况提出建设时速400公里机车车辆滚动振动试验台的方案，为今后高速铁路的发展铺路。沈志云虽然提交了方案，但不抱太大期望，主要是因为校内竞争非常激烈，当时机械和电机两个大系已经提交了18个方案，而基础部属于比较边缘的部门。

曹建猷基于发展高速铁路的长远考虑，在众多方案中选择了沈志云的。面对质疑，他说：“国家投资有限，什么都建，什么都建不成。发展高速铁路是世界的趋势，建设机车车辆滚动振动试验台是关键设备，国外只有德国慕尼黑有这样的台子。我们瞄准它，建成超过它的设备，就有望达到世界领先水平，为我国自主研发高速列车掌握最有力的手段。”

当时全国仅有50个重点实验室名额，而申报项目多达180个。为确保成功，曹建猷亲自组织答辩准备工作，建议沈志云与电机系教授合作以增强答辩组实力，并为实验室取名为“牵引动力”。赴京前，他组织了4次试讲，全面预设问题，确保答辩顺利进行。最终，答辩评分很高，实验室以总分第27名顺利通过评审。在很长一段时间内，铁路系统仅此一家国家重点实验室，直至2005年，北京交通大学才成功申报到第二个。

根据曹建猷的建议，沈志云担任实验室主任，电机系的钱清泉任副主任。1995年，实验室顺利通过国家验收，沈志云兴奋地骑着三轮车，载着曹建猷前往参观。此时，沈志云已是中国科学院学部委员和中国工程院院士。两位院士骑着三轮车悠然穿行于西南交大校园，却带起了中国高铁风驰电掣的速度。西南交大的牵引动力国家重点实验室一度成为铁路系统唯一的高铁实验验证平台，所有高铁车型上线前均须在此测试。

鞠躬尽瘁为理想，晚年入党

曹建猷历经军阀混战、国民党腐败统治，目睹上海沦陷、西南联大遭空袭，萌生“科学救国”“实业救国”之志。新中国成立后，他毅然回国，放弃大城市机会，投身铁路建设。随三线建设与高校内迁，他从唐山工学院搬至峨眉山，退休后定居成都，虽被表弟戏称从大城市到小城市，又变成山里人，但他从不言悔，一心扑在学术与铁路事业上。

1978年，全国科学大会召开，迎来科学春天。同年8月，61岁的曹建猷任西南交大副校长，致力于科研、学科建设、师资培养及研究生教育，总觉得时间不够用，总想为党和国家多做点事情。1987年3月，70岁的他加入中国共产党，他写道：“我知道，我能做的工作已很有限了，但我愿意努力去做，更自觉地去做。”

1997年9月19日，曹建猷因病在成都逝世。遵其遗愿，亲属将其骨灰撒于我国首条电气化铁路——宝成铁路宝凤段之上，让这位中国电气化铁路的奠基人永远守护着他深爱的铁路事业。