ページの最終校正年月日 :
戦前の鉄道技術

元々一連のページは戦前の日本が基本的に麻薬の儲けだけで、 軍備・鉄道インフラの整備をしようとしたことを示すことにありますが、 日本が導入した鉄道技術がどのようなものであったのかに気が付き、 その点も整理を試みます。

日本は山岳地帯が多いため狭軌を選んだとされていますが、 恐らくこれは嘘です。 日本が明治時代に導入しようとした時の英国の乗客鉄道はすべて新幹線のような高架鉄道でした。 高架鉄道の方が速くて安全なのですが、これを明治政府は選択しなかった (経費あるいは技術上の理由)。 そのため、踏切のある鉄道を導入せざるをえず、 列車の速度が遅いものを選択しなければならなかった。 (速度が速ければ踏切事故が多発するからです。まだ自動踏切はない。 そのため速度の遅い (貨物用の) 鉱山鉄道の真似をして狭軌になった。) なお以下の本文中で高速鉄道としているのは時速 100 km の鉄道の事です。

注意
英国で高架鉄道になっていたのは平野部だけですが、山岳地帯は基本的に人がいないので高架にする必要がありません。 しかし市街地はすべて高架になっています。これは地形上の問題もある。谷 (valley) は日本では断面が V 字型ですが、 英国の場合には大雑把に言えば谷は断面が U 字型をしており、U 字型の底の部分に市街地があり、低地の平野になっています。 山岳地帯はそれより一段高い位置にあり、なるべく高低差が無いように鉄道を引けば、市街地の部分が自然に高架鉄道になる。

日本の鉄道が現在一応まともな状態になったのは、戦後の電化後に自動踏切が導入されたからで、 これがなければ日本の鉄道はまともな鉄道とは到底言えない。

この文書の結論の 1 つは、この文書の最後に書いているように

蒸気機関車が遅かったことが、日本に高性能鋼がなかったことの証拠

です。しかし、この結論は日本の本当の産業革命が 1960 年代の高度成長期であることを前提にすれば当たり前の事実です。 まともな鋼ができるためには産業革命後の世界でないと無理だからです。

  1. 元々、欧米の乗客鉄道は高架鉄道
  2. 踏切がある鉄道で高速化をするには自動踏切が必要
  3. 元々の日本の鉄道は時速 60 km 未満を想定
  4. 1870 年代に鉄道が高性能化する
  5. 日本ではどうであったのか ?
元々、欧米の乗客鉄道は高架鉄道

日本が明治時代に鉄道を導入しようとした時の 英国の普通の乗客鉄道は高架鉄道でした。 つまり新幹線と同じだったのです。 これはどの文書にも明示的に書かれているわけではありませんが、 読めばわかります。 最初の乗客鉄道であるリバプール・マンチェスター鉄道が マンチェスター市内で高架鉄道であったことはちゃんと書いてあります。 (鉄道を高架で建設するのは当たり前なのでどこにも明示的に書いていない。) その後に続く鉄道はマンチェスター市内で必ず相互接続できるように 建設されます。だから、その後の鉄道はすべて高架鉄道なのです。 これは調べなくてもわかることです。

訳注
少し調べれば、産業革命の時の英国の鉄道は場所によっては、とてつもなく高い高架鉄道であることがわかります。 (例えば サンキー高架橋 (リバプール・マンチェスター鉄道の橋) を参照。これはほんの一例です。) 産業革命時代の英国の鉄道の高架橋の類似物は、現代の日本の場合で対応物を挙げるとすれば、 21 世紀に入ってから、あちこちにできている高速道路の高架橋が該当します。 耐震性の問題はあるとは思いますが、現在の日本は英国産業革命の時から、 本来飛躍的に技術が発展していないといけないのにも関わらず、 英国産業革命の時の高架橋と対等の橋ぐらいなものしかできていないようにも見えます。

このように高架橋を建設したのは、まともな信号機がなかったからで、 どのような形の信号機であれ、まともなものを作るには電信が必要です。 リバプール・マンチェスター鉄道が建設された時には電信はまだ発明されていなかったのです。

信号機は列車の追突防止に必要ですが、当初は電信がないために、 あの手この手を使用しています。 詳しくはリバプール・マンチェスター鉄道 をご覧ください。

一方、踏切による平面交差では、何もなければ事故防止がとても困難となります。 日本で鉄道が電化されるまでは踏切には信号機などの設備が何もありませんでした。 事故防止のためには歩行者が横断前に左右の確認をするだけでした。 左右の確認だけで踏切の横断が可能であるためには、列車の速度がとても遅くないといけません。 おそらく時速 60 km もでていなかったはずです。 (信号機のない車道を横断するような具合に近く、 これより速ければ高速道路を歩く歩行者を例にする方が適切と思われる。必ず轢かれる。)

日本で鉄道の電化後には、それ以前の速度と比較すると列車の速度が極端に速くなり、踏切事故が続発し、 現在のような自動踏切ができました。 最初は列車が近づくと警報機が鳴るだけのものでしたが、そのうち遮断機が下りるようになりました。

注意
  1. 現在の日本の鉄道の遮断機は欧米の鉄道の遮断機を真似したのではなく、 欧米の可動橋の遮断機を真似したものではないかと思います。 少なくとも欧米の遮断機の大半が可動橋のものと思われます。 現在の欧米の鉄道には踏切があるものがあり、ここには遮断機が付いていますが、 可動橋の遮断機の方が先に登場したのではないかと思う。
  2. 自動踏切には電源が必要ですが、これが電化後に可能になったのは、 電車の電源を使用したからではないかと思います。 (蒸気機関車の時代には自動踏切は可能であるにせよ、別に電源が必要であった。)
  3. ローカル線の単線でも高架鉄道にする方が経費が安上がりになるかもしれない。 (少なくとも事故により不通になることがない。) 実例には岡山県の井原鉄道がある。 井原鉄道を始めて見たときには、とても不思議な気がしたが、よく考えればこちらの方が合理的だ。
踏切がある鉄道で高速化をするには自動踏切が必要

以上から、わかりますが、列車の速度がある程度以上速ければ、 例えば、当時のグレート・ウェスタン鉄道のように時速 100 km を出せていれば、 踏切で事故が多発することがわかります。 (これは高速道路を歩いている歩行者が車にはねられることと類似の事です。 列車の方からは避けようがない。)

これは最初から明らかなことで、事故防止のためには新幹線のように高架鉄道にする以外に方法がない。 もっとも、リバプール・マンチェスター鉄道の最初の頃の速度は、 列車の最高速度が 40 km/h 程度で、実際の速度が 20 km/h 程度でした。 しかし、これがどんどん速くなる。

元々の日本の鉄道は時速 60 km 未満を想定

以上から、わかりますが、明治時代には狭軌にするか否かは問題ではなく、 高架鉄道にするか否かが問題であったと思われます。 (速度が速ければ高架鉄道にする必要があるし、 速度が極めて遅ければ、道路と平面交差すればよい。) 高架鉄道では経費がかかりすぎるため、 あるいはひょっとして技術力の無さから、建設が無理となり、 踏切方式 (道路との平面交差方式) を選んだ。

高架鉄道にするには、 盛土 (もりど) と橋をいくつも作る必要があります。 盛土は運河を作る上での基礎技術になっていたので、19 世紀前半の英国では 問題となることがなかったと思います。 (新幹線にせよ、高速道路にせよ、大抵は盛土の上に作り、今でこそいくらでも建設できる。) また、道路を高架で超えるためには橋が必要ですが、 これを石造の橋ですべて処理しようと思えば、石工が不足するはずで、 鋳鉄による橋では、当時の日本では馬鹿みたいに値段が高くなった可能性があります。 (橋は少々ではなく、無数に必要となるので、単体の建設費が随分安くないと、橋の建設費だけでも全体では法外な経費が必要となる。)

注意
  1. アヘンと鉄道で指摘したように、 日本の鉄道はインドの鉄道建設を真似した可能性が極めて高く、元々は反乱の防止のために 建設された可能性があります。 もしも鉄道建設が軍隊の派兵のためのみを目的とすれば、高架鉄道では沿線上の任意の場所に兵を展開できません。 従って、この点からも高架鉄道を選択しなかったかもしれません。
  2. 前項は日本人の立場から見た場合に狭軌を選択した理由です。 しかし、実際は、日本の鉄道の場合に外国人が狭軌にすることを助言したと言われています。 この場合の外国人が助言した理由は以上とは違うものと思われます。 英国の鉄道建設では当初は鉱山鉄道を建設し、 建設費が償還されてから乗客用に転換したものが随分ありました。 この鉱山鉄道は狭軌で、乗客用に転換した時に標準軌道に変換される場合が多くありました。 鉱山鉄道で儲けてから、乗客用に転換するだけなのです。 産業革命後の世界において、 競合する交通機関がなければ、鉄道は随分儲かるので、 狭軌を標準軌道に変換することはとても簡単にできることです。)
    外国人の技術者が助言したことは、自然な流れとしてとりあえず狭軌で建設し、儲かれば標準軌道にすることであった可能性もある。 (しかし、日本の農民には現金収入がほとんどなく、乗客がほとんどあり得なかった。 これと対比すると、産業革命時の英国にはある程度の収入のある人がとても多く、鉄道の乗客はとても多かった。)
1870 年代に鉄道が高性能化する

日本に蒸気機関車が走ったのは 1872 年です。 ところが、1870 年代というのは鉄道の歴史では特別な時代になっており、 この時、英国・米国では産業革命の理由から、 高性能な鋼が安くなり、蒸気機関車の性能が随分向上します。

注意
  1. この結果、(距離がそれほどなければ) 運河よりも鉄道の方が、ほぼすべての場合に 性能が向上することになり、この時点で既存の運河の命運が尽きることになります。
  2. 既存の運河は競争力の点から鉄道に道を譲ることになりますが、 この頃からより大きな運河の建設が始まります。 安い鋼の理由から、蒸気ショベルの性能も向上し、 大型の運河を建設することが容易となり、 マンチェスター船舶運河などの大型の運河が建設されるようになり、 最終的にはパナマ運河の建設で頂点を迎えます。
  3. 一方で、高性能な蒸気ショベルの出現により、日本が鉄道建設に手を染める頃から、世界の鉄道建設では蒸気ショベルによる建設が普通になっています。 日本の鉄道建設はアヘンの儲けをつぎ込んで建設されたもので、お世辞にも技術的に立派なものであるはずがありません。 ところがこの時の方法 (手作業による方法) はすでに時代遅れとなっていたものなのです。 だからこの方向で技術が推移すれば日本は時代に追いつくことは不可能だったのです。 色々な技術がやり直しになったため (例えば重機がケーブル駆動から油圧駆動に変化、蒸気動力から電動への変化、石炭から石油への変化、 などの諸々の変化により)、 戦前の技術力の蓄積がチャラとなり、日本にもチャンスが生まれた。

鉄道が高性能化した実例にグレート・ウェスタン鉄道があると思われる。 当時、グレート・ウェスタン鉄道は他の鉄道会社と ゲージ戦争 (広軌対標準軌道) を繰り広げており、 1870 年代後半にグレート・ウェスタン鉄道が標準軌道への道を 選択している。 (以上はグレート・ウェスタン鉄道ブルネルの 7 フィート・ゲージと「ゲージ戦争」 の表から読み取れる。) グレート・ウェスタン鉄道はその時まで広軌を採用し、時速 100 km の区間があった。 (この速度を実現するためにグレート・ウェスタン鉄道はほぼ木造のレールの 角材道を使用した。) 標準軌道に変化して、この速度が単に減少していれば、他の鉄道会社 (すべて標準軌道) との ゲージ戦争に敗北したことになり、おそらくそれはなく、 高性能な鋼の機関車と鋼のレールの採用により、速度を維持したと考える方が自然と思われます。

つまり、、グレート・ウェスタン鉄道は高性能な鋼を鉄道で使用することにより、 標準軌道でも高速 (時速 100 km) を維持したと思われる。

日本ではどうであったのか ?

日本での議論をする前に、蒸気機関車には 3 回の世代交代があったことを思い出す必要がある。 第 1 世代は リバプール・マンチェスター鉄道の時代で蒸気機関車は (主に) 鋳鉄で製造する。 第 2 世代の実例は初期の グレート・ウェスタン鉄道で、蒸気機関車は錬鉄で製造する。 最後の第 3 世代は高性能鋼を使用し、ここに標準軌道に変化したグレート・ウェスタン鉄道が属している。 まとめると:

蒸気機関車の世代
第一世代鋳鉄製 例:リバプール・マンチェスター鉄道
第二世代錬鉄製 例:初期のグレート・ウェスタン鉄道
第三世代高性能鋼例:標準軌道に変化後のグレート・ウェスタン鉄道

日本で最初の蒸気機関車は 1872 年に走ったもので、 時間的に考えて、これはほぼ間違いなく第二世代の錬鉄製蒸気機関車です。

先にも議論したように、明治時代の日本では鉄道を高架にすることができず (経費あるいは技術上の理由)、 従って、平面交差 (踏切) の鉄道にせざるを得ず、従って低速な鉄道を選択しなければならなかった。 だから、1872 年の蒸気機関車は速度が遅い機関車のはずで、従って高性能鋼による新世代の機関車でない ことが断言できる。

注意
  1. 日本が模倣した鉄道は、ほぼ確実に英国の鉱山鉄道である。 当時の英国の鉱山鉄道は一般に軌道が狭く、貨物列車用で速度が遅かった。 鉱山鉄道は頻繁に走ることがなく、高架鉄道になっていなかった。 しかしこのような鉄道も乗客輸送用に転換すると、標準軌道に変化した。 つまり、軌道の幅を大きくすることは当時の英国の鉄道では簡単であったことがわかる。 (利潤が大きかったと思われる。)
  2. 蒸気エンジンの開発には科学 (熱力学) は極めて有効なはずであるが、 蒸気エンジンの開発によって熱力学が発展した経緯がある。 そのため、熱力学は蒸気エンジンの開発に使用されることがなかったが、19 世紀末には 熱力学が成熟していると思われ、新たに本気で蒸気エンジンを開発するつもりであれば、 科学は極めて有効であったはずである。しかし、これは実施されることがなく、 日本の蒸気機関車はレプリカのまゝであったはずで、 資材 (鉄ないしは鋼) の性能がそのままエンジンの性能に反映したと思われる。

1872 年の蒸気機関車が錬鉄製の遅いものであるにせよ、 日本はレプリカ (そっくりな偽物) を鋼で作るはずである。 あるいは、1870 年代後半以後に鋼の機関車を輸入していれば、どうなったことであろうか ? しかし、多分これはあり得なかった。というのはこの時点では英国の鉄道は基本的に標準軌道に変化しかけているはずで、 狭軌で鋼の機関車を製造する理由がない。 よしんば、狭軌で鋼の機関車があったにせよ、日本はレプリカを作るはずである。 仮に日本の鋼が高性能で、 レプリカも高性能であれば、機関車は速すぎたはずである。 しかし、これは起きなかった。当時の日本の鋼は品質が低く、高性能でなかったからである。 ここでこの記事は昔の日本の鉄・鋼の質の低さ につながる。

つまり、戦前の日本の鋼が高性能でなかったから、 蒸気機関車が速すぎることがなく (とても遅く)、自動踏切がなくても問題がなかった。 もう少し言い換えれば:

蒸気機関車が遅かったことが、日本に高性能鋼がなかったことの証拠

となり、これは鉄道の電化の頃 (戦後) まで続き、鉄道が電化された時に蒸気機関車が消え失せたため、 日本人は高性能鋼が使用可能になった時期に気が付かなかった。 (高速化したのは電化のせいのみであると考えたが、実は車体が高性能鋼になったことが、高速化に随分貢献していた はずなのである。) いずれにせよ、この時、鉄道の速度は速くなりすぎたが、 自動踏切が登場したため問題とはならなかった。