高速鐵路（以下簡稱“高鐵”）的發(fā)展已經(jīng)被廣泛地認為是中國的一項偉大成就。在這種情況下，問題的焦點更多地轉向解釋取得這個成就的原因。不過，這時也容易產(chǎn)生事后的“功能式”解釋（即以結果解釋原因）。近年來國內(nèi)的許多研究已經(jīng)指出了高鐵成功的各種可能原因，包括政府主導或政策的引導（張維克，2010；Sun，2015）、技術戰(zhàn)略的選擇（林善波，2011；馮靈、余翔，2015）、激勵機制的形成（呂鐵、賀俊，2017）、基礎研究的加強（程鵬等，2011）和合作網(wǎng)絡的建立（林曉言等，2017）等，但很少有文獻把這些因素或變量置于高鐵發(fā)展的實際過程中去分析其作用機制，而是直接用來解釋總體結果。這樣的解釋既無法得到經(jīng)驗證據(jù)的驗證，也使決定中國高鐵發(fā)展成功的關鍵變量繼續(xù)保持模糊狀態(tài)。澄清因果關系的切入點是追問：為什么今天中國在世界范圍內(nèi)被公認是高鐵發(fā)展的領先國家？這樣提出問題的原因是，在起點上，中國的高鐵建設是以大規(guī)模技術引進為條件的，反映出中國既非高鐵的原創(chuàng)國，也非率先發(fā)展高鐵的國家。因此，除非中國高鐵后來走上自主開發(fā)的道路，而且除非中國高鐵的發(fā)展后來出現(xiàn)不同于其他領先國家的“模式”，否則中國就更可能被看成是一個高鐵的追趕者甚至模仿者，而不可能會被認為在世界范圍內(nèi)引領了軌道交通方式的革命。歷史的事實是，這兩個變化都在中國開始建設高鐵之后的過程中出現(xiàn)：不僅中國高鐵技術的發(fā)展走上了自主創(chuàng)新的道路，而且中國成為世界上第一個以高鐵替代傳統(tǒng)鐵路的國家——這是不同于所有在高鐵技術上曾經(jīng)領先國家的建設方針和發(fā)展軌跡。于是，解釋中國高鐵的成功就必須回答兩個關鍵問題：為什么從引進技術開始的高鐵建設后來會走上自主開發(fā)的道路并取得成功？為什么在初期同樣只是為了補充和改善傳統(tǒng)鐵路的高鐵建設后來會走上以高鐵替代傳統(tǒng)鐵路的道路？本文的中心論點是：走上自主開發(fā)道路和形成以高鐵替代傳統(tǒng)鐵路的“方針”是成就中國高鐵的兩個直接因素或變量，但它們不是在起點上被政策設計出來的，而是被若干種力量在一個連原鐵道部（即中華人民共和國鐵道部，2013年撤銷，以下簡稱為鐵道部）也被迫改變初衷的實際過程中所塑造出來的。因此，中國高鐵成功的真正原因不在于其發(fā)展過程中的具體做法，而在于使這些做法發(fā)生變化的力量。換句話說，中國高鐵成功之謎不在于做了什么，而在于為什么會這樣做。正是因為這些變量曾經(jīng)受到忽略或不易從直觀上被識別，所以對于大多數(shù)人來說，中國高鐵技術的進步速度和成功程度是一個“意外”。因此，高鐵發(fā)展對于中國學術界的理論挑戰(zhàn)，是通過分析實際過程來識別決定了其發(fā)展路徑的關鍵變量并從理論上予以解釋，而不是描述其成功的特征或與這些特征直接相關聯(lián)的做法。為避免“既然成功了就一定是因為某個或某些做法”的功能式解釋，本文首先從3個方面界定被研究對象的特性、適用的研究方法和需要解釋的結果。這3個界定可以被看作是一個討論中國高鐵技術創(chuàng)新的分析“框架”。第一，高速鐵路是大型技術系統(tǒng)。國內(nèi)關于高鐵發(fā)展的文獻一般把分析單位落在“高鐵產(chǎn)業(yè)”上，雖然這本身沒有什么錯誤，但無助于區(qū)分高鐵與汽車、手機等工業(yè)之間的不同。本文以國際主流創(chuàng)新文獻為基礎，把高速鐵路看作大型技術系統(tǒng)（large technical systems）。大型技術系統(tǒng)往往是一個經(jīng)濟體在技術、能源、交通、通信等方面的基礎設施（鐵路、電網(wǎng)、通信系統(tǒng)是其典型的例子），其開發(fā)、建設和運營涉及多個行動主體，包括企業(yè)、政府、非政府組織（如反核組織）和監(jiān)管機構（Hughes，1983）。大型技術系統(tǒng)包含許多有區(qū)別但互相聯(lián)系在一起的系統(tǒng)（如高鐵的高速列車、信號系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、路軌、橋梁等），其中每個系統(tǒng)都執(zhí)行獨立的任務，但被“集成”起來完成一個共同的目標；它們同時也具有明顯的層級，包括系統(tǒng)的系統(tǒng)（即大型技術系統(tǒng)本身，如高鐵）、復雜產(chǎn)品系統(tǒng)（如高速列車）、元件系統(tǒng)（如高速列車的電力牽引系統(tǒng)）和零組件（Hobday et al.，2005）。由于組成系統(tǒng)的各種技術和亞系統(tǒng)之間存在高度的互相依賴性，不能被完全分解為模塊，所以開發(fā)這些系統(tǒng)需要一體化（integrative）的知識并高度依賴系統(tǒng)集成者的能力。“系統(tǒng)集成”起源于開發(fā)復雜武器系統(tǒng)的工程方法（Prencipe et al.，2003），它演進為一種企業(yè)、政府機構、監(jiān)管機構把各種投入集成為有用系統(tǒng)的組織能力。在大型技術系統(tǒng)的層次上，系統(tǒng)集成者可以是系統(tǒng)的運營商/用戶或提供主要產(chǎn)品系統(tǒng)的供應商，但也可以是政府機構。即使在商業(yè)領域，系統(tǒng)集成企業(yè)與供應商之間的關系也存在協(xié)調(diào)，并非純粹的市場關系。因此，大型復雜技術系統(tǒng)在一個特定的范圍內(nèi)塑造了政府、企業(yè)和市場的邊界，使市場關系受到“看得見的手”或“看得見的腦”的協(xié)調(diào)。把高鐵看作大型技術系統(tǒng)，就會立刻排除掉經(jīng)濟學教科書中的“政府—市場”二分法。高鐵系統(tǒng)作為基礎設施的公共性、投資與回報之間的超長期關系以及社會評價帶來的政治壓力等因素并不允許政府超脫于市場競爭；系統(tǒng)內(nèi)部各種技術的高度互相依賴使相關企業(yè)在與用戶和彼此之間的市場關系上受到系統(tǒng)集成者的協(xié)調(diào)。正如幾乎所有的文獻都承認的那樣，在中國高鐵的發(fā)展中，國家扮演了一個重要角色。但這些文獻承認不夠的地方在于，“國家”并不只限于鐵道部，而且包括中央決策層；國家的作用也并不只限于制訂政策和“引導”，而且是高鐵發(fā)展的直接行動者。把國家當作高鐵技術創(chuàng)新的主體之一當然有悖于主流經(jīng)濟學的信條，但這種看法卻一直在學術界存在（Lazonick，2011；Mazzucato，2013）。回到實際發(fā)生的歷史過程，中國高鐵發(fā)展的決策是在國家層次上做出的，這個大型技術系統(tǒng)的系統(tǒng)集成者是鐵道部。如果脫離中國高鐵作為一個大型復雜技術系統(tǒng)的語境，僅僅借助于一些局部的變量如合作網(wǎng)絡、基礎研究的投入、科研人員的經(jīng)濟激勵等，既避免不了事后解釋的尷尬，也無助于理解中國高鐵成功的關鍵原因。第二，中國高鐵的發(fā)展是激進創(chuàng)新。雖然大多數(shù)文獻都圍繞中國高鐵的發(fā)展是如何成功的這個主題，但在評價高鐵的成就時仍然存在許多模糊不清，諸如“中國已經(jīng)是高鐵大國，但還不是高鐵強國”之類的說法。因為缺乏評判標準，這種模糊的語言無法說明：當中國的高鐵運營里程已經(jīng)占到全世界的2/3以上時，如果中國不是高鐵強國，那么還有哪個國家是高鐵強國？當今天中國高鐵的技術創(chuàng)新已經(jīng)被公認為成功時，我們需要明確這個結果的性質(zhì)，然后才能確定需要解釋的問題。根據(jù)對創(chuàng)新的分類，本文把中國高鐵的發(fā)展定義為世界軌道交通領域的一次激進創(chuàng)新，標志就是中國以高鐵全面替代傳統(tǒng)鐵路，而不是對現(xiàn)有鐵路的補充或改進，也因此引領了世界軌道交通的革命。在國際創(chuàng)新文獻中，對激進（radical）創(chuàng)新與漸進（incremental）創(chuàng)新的劃分由來已久。前者指的是重大的產(chǎn)品/系統(tǒng)創(chuàng)新；后者指的是在前者發(fā)生之后那些后續(xù)無數(shù)的微小改進，盡管這些改進最終實現(xiàn)創(chuàng)新的大部分經(jīng)濟收益和性能提高（Abernathy and Utterback，1978）。這種早期的粗略劃分在后續(xù)的研究中得到進一步的澄清。Dosi（1982）在庫恩關于科學革命理論（Kuhn，1962）的基礎上，以技術范式和技術軌道的關系來分析同時具有連續(xù)性和非連續(xù)性特征的技術進步過程。“技術軌道”是指在技術范式所規(guī)定的范圍內(nèi)解決問題的“常規(guī)”活動模式，代表了在由技術范式所規(guī)定的外部邊界之內(nèi)的一組可能的技術方向，沿著這些方向的技術活動是連續(xù)性的。“技術范式”是在選擇出來的科學原則和選擇出來的技術基礎上，解決選定技術問題的“模型”或“模式”，可以形容為一種“世界觀”，它具有很強的排除效應，使工程師及其所在組織的技術努力和想象集中在相當確定的方向上，而無視技術發(fā)展的其他可能性。雖然Dosi的本意是指出，在科學—技術—生產(chǎn)的鏈條上，經(jīng)濟力量與制度和社會因素在任何層次上都共同發(fā)揮“選擇機制”的作用，但新范式的出現(xiàn)標志著技術發(fā)生非連續(xù)性（激進）的變化。Henderson和Clark（1990）則把產(chǎn)品的知識劃分為“架構知識”和“元件知識”。在這個劃分的基礎上，他們通過一個2×2的矩陣把產(chǎn)品創(chuàng)新分為4類：漸進創(chuàng)新（架構和元件都不變），模塊創(chuàng)新（架構不變，但元件變化），架構創(chuàng)新（架構變化，但元件不變），而激進創(chuàng)新則是架構和元件同時發(fā)生變化。W. Brian Arthur（2007）在討論激進的新技術是如何被開發(fā)出來時，把這種發(fā)明過程看作是遵循一個結構化的邏輯。發(fā)明起始于解決某種問題或滿足某種需要的動機，然后基于對某種自然現(xiàn)象的利用（科學），產(chǎn)生出關于技術的某種中心思想或概念，他將其稱為“技術的基礎概念或基礎原則”；以基礎原則為起點，技術開發(fā)就是通過往復解決問題的過程，最后以已經(jīng)存在的技術來實現(xiàn)這個基礎原則。因此，產(chǎn)生一項激進技術變化的標志（區(qū)別于其他技術的標志）是基礎原則的變化。雖然上述3個理論的分析層次都是在產(chǎn)品上，但它們劃分創(chuàng)新性質(zhì)的原則仍然可以應用于大型復雜技術系統(tǒng)。從系統(tǒng)層次上看，中國是世界上第一個把高速鐵路作為解決鐵路運輸問題主要手段的國家，即以高鐵替代傳統(tǒng)鐵路，而高鐵在日本和歐洲是被當作現(xiàn)有鐵路干線的補充性線路。因此，以高速鐵路替代傳統(tǒng)鐵路代表著軌道交通方式的“范式變化”，也是鐵路系統(tǒng)的“基礎原則”的變化。以高鐵替代傳統(tǒng)鐵路，對于整個鐵路網(wǎng)的大系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的列車、供電、路軌、信號等來說，其“架構”和“元件”全都必須同時發(fā)生變化。因此，中國高鐵的發(fā)展是世界鐵路史上的一次激進創(chuàng)新，其意義比肩第一次建設鐵路網(wǎng)。第三，對中國高鐵的發(fā)展要采取過程解釋。中國高鐵的發(fā)展是一個重要的事件，它不僅是中國在工業(yè)技術進步、基礎設施建設等方面的重大成就，也是世界鐵路史上的重大事件。同時，高鐵發(fā)展涉及決策層、政府部門、眾多企業(yè)以及龐大消費者人群等多方面的利害關系，因而政府決策、高鐵的技術和運營績效、公眾輿論及其這些因素之間的反饋都影響了事件的發(fā)展。面對這樣一個重大的事件，要避免事后解釋并識別出決定結果的關鍵變量，就需要采取過程解釋，尤其是對決策過程和技術進步過程的解釋。對于組織決策的過程解釋在社會科學有著強大的基礎，即由Herbert A. Simon（西蒙）、Robert M. Cyert和James G. March（馬奇）所奠定的行為理論傳統(tǒng)，其影響遍及社會科學的各個領域，尤其是直接影響了當代的組織學習理論和演化經(jīng)濟學的發(fā)展。不滿于主流經(jīng)濟學的理性選擇模式——“經(jīng)濟人”可以在一定約束下自動做出最優(yōu)選擇，行為理論的要旨是通過研究過程來研究決策，把組織的決策看成是一個行為順序的結果，并要求理論建立在對真實組織的決策結果和過程結構的經(jīng)驗觀察上，而且必須經(jīng)得起實際組織行為的驗證，其關鍵概念包括有限理性、搜尋、滿意度原則等（Argote and Greve，2007）。國際創(chuàng)新文獻的主流同樣把技術創(chuàng)新看作是一個過程，因為技術變化——從知識基礎的演進到利用新知識的產(chǎn)品開發(fā)再到市場應用以及它們之間的互動——需要時間，其中每個階段都存在不確定性；創(chuàng)新能力需要通過復雜的學習才能積累起來，影響創(chuàng)新活動的社會條件也隨時間而變化（Bruland and Mowery，2005）。因此，過程解釋的傳統(tǒng)在創(chuàng)新研究領域一直保持著主導地位——從熊彼特把經(jīng)濟體系內(nèi)部的“創(chuàng)造性毀滅”看作是經(jīng)濟發(fā)展的動力，到技術進步被概括為演化過程，再到把創(chuàng)新的各個方面概括為學習的過程（Rosenberg，1982）?？傊瑢τ谀切┰谄淦瘘c上無法預測其結果的事件，過程解釋的實質(zhì)是通過分析行動者與客觀世界和社會條件的互動來識別那些決定了事件結果的關鍵變量。過程解釋之所以對識別中國高鐵發(fā)展的關鍵原因非常重要，尤其是這個發(fā)展過程的實際軌跡是若干重大變化所塑造出來的。例如，中國從大規(guī)模技術引進開始建設高鐵，但還在尚未完成對引進技術的消化、吸收階段時就轉向自主開發(fā)，而且迅速開發(fā)出當時世界上運營速度最快的高速列車（CRH380系列）。那么，被大多數(shù)文獻所回避的技術引進與自主開發(fā)之間的關系到底是什么？此外，國務院批準的2004年《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》被公認為是中國開始高鐵建設的標志，但無論是在國家批復還是規(guī)劃的文本中，通篇都沒有出現(xiàn)“高鐵”的字眼。事實上，高鐵建設是到2009年才迎來第一個高潮，又在2011~2013年經(jīng)歷了一個低潮期，然后才逐漸進入至今尚未結束的又一次建設高潮。可見政府對于高鐵的發(fā)展方針不僅數(shù)次發(fā)生重要變化，而且“一貫正確”的含義是不成立的。面對如此之大的起伏和甚至帶有“自相矛盾”色彩的變化，如果不去追溯這些變化及其變化順序的原因，就無從識別中國高鐵成功的關鍵變量。如果脫離了中國高鐵發(fā)展過程的語境，回避關鍵時刻和關鍵事件，任何解釋都會是不可證偽的。本文的目的是為理解中國高鐵發(fā)展的成功邁出可經(jīng)受經(jīng)驗證據(jù)驗證的一步。雖然本文把在過程中發(fā)生的轉向自主技術開發(fā)和形成以高鐵替代傳統(tǒng)鐵路的“方針”定義為決定中國高鐵成功的兩個直接變量，但仍然為討論什么是影響這兩個轉變的因素留下余地。此外，本文集中在高速列車的技術領域。高速列車是高速鐵路大系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)，但卻是最具技術含量的核心系統(tǒng)，也是從國外成套引進技術的領域，而且是發(fā)生事故時被關注的焦點（因為載人）。因此，分析中國高速列車技術發(fā)展的原因，可以幫助理解中國高鐵發(fā)展的主要問題。文章余下部分安排如下：第二節(jié)討論中國高鐵技術的來源以及從引進轉向自主開發(fā)的原因；第三節(jié)追溯中國鐵路裝備工業(yè)在長期自主開發(fā)中積累的技術能力基礎及其與引進技術的關系；第四節(jié)分析中國走上鐵路激進創(chuàng)新的過程和原因；第五節(jié)指出，從部門管理轉變?yōu)橄到y(tǒng)集成是解開體制矛盾的關鍵；第六節(jié)是結論部分，同時討論中國高鐵發(fā)展經(jīng)驗對于理論研究的挑戰(zhàn)。二、中國高鐵技術政策的演變中國的高鐵建設是從大規(guī)模技術引進開始的。從2007年4月的全國鐵路第六次大提速首次使用時速200公里及以上的動車組，到京津客運專線、鄭西高鐵、武廣高鐵等新建線路于2008~2010年的相繼開通，中國在第一批建成的客運專線上投入運營的動車組全部是統(tǒng)一被命名為“和諧號”的引進車型及其改進車型。因此，中國高鐵技術的源頭很容易被認為是來自引進。但在上述第一批新建的客運專線尚未開通之時，中國高鐵的技術路線已經(jīng)轉向自主創(chuàng)新。2008年2月，中國自主開發(fā)的CRH380系列立項。該系列的兩個車型CRH380A和CRH380B在2011年6月建成的京滬高鐵上投入運營，而且立刻成為世界上運營速度最快的動車組。那么，為什么中國高鐵技術的發(fā)展突然從引進路線轉向自主創(chuàng)新？為什么尚未完成對外國技術消化吸收的中國工業(yè)能夠自主開發(fā)新型動車組？分析這些“突變”和“斷裂”的前因后果是理解中國高鐵技術之源的一個關鍵。（一）高速列車的技術引進實際上，把中國高鐵技術的迅速進步歸因于“引進、消化、吸收、再創(chuàng)新”的說法來自官方自己的解釋。2011年6月，全長1318公里、設計時速350公里的京滬高鐵（總投資超過2200億元）開通，它是當時世界上最長、最快的高鐵線路，而且投入運營的列車是中國自主開發(fā)的CRH380系列。根據(jù)當時鐵道部的說法，在京滬線上使用的100列動車組“全部由我國自主開發(fā)制造，整車國產(chǎn)化率達到85%以上”。但這個成就也引來“羨慕嫉妒恨”。2011年7月初，日本媒體質(zhì)疑中國高鐵技術是“盜版新干線”，并對中國可能在海外申請專利表示關切。中國鐵道部旋即予以反駁，稱中國高鐵技術已經(jīng)遠遠優(yōu)于日本新干線。鐵道部新聞發(fā)言人向媒體介紹說，中國高鐵研發(fā)堅持政府主導，構建了“產(chǎn)學研”相結合的再創(chuàng)新平臺，在不到6年的時間內(nèi)，跨越了3個臺階：“第一個臺階，通過引進、消化、吸收、再創(chuàng)新，掌握了時速200~250公里高速列車制造技術，標志著中國高速列車技術躋身世界先進行列。第二個臺階，在掌握時速200~250公里高速列車技術的基礎上，自主研制生產(chǎn)了時速350公里高速列車，標志著中國高速列車技術達到世界領先水平。第三個臺階，中國鐵路以時速350公里高速列車技術平臺為基礎，成功研制生產(chǎn)出新一代高速列車CRH380型高速動車組，標志著世界高速列車技術發(fā)展到新水平。”從這個由《人民日報》報道的解釋看，中國高鐵技術發(fā)展的“三個臺階”是從技術引進開始，然后每一個臺階都是下一個臺階的基礎。既然鐵道部都這樣說，難怪許多公眾會把技術引進當作中國高鐵技術發(fā)展的源頭。具有諷刺意味的是，正是因為把引進說成是唯一來源，所以后來才加重了公眾對高鐵技術的懷疑：中國怎么可能從引進自己本來沒有的技術開始，只用6年時間就“跨越”到世界先進水平？嚴格從理論上分析，這個說法包含了兩個因果關系：第一，高鐵技術的最初來源是引進；第二，能夠“再創(chuàng)新”的能力是通過“消化、吸收”引進的技術而生成的。但是，如果仔細分析中國高速列車的技術變化，那么這兩個關系都不成立。2004~2006年的大規(guī)模引進高速列車技術的主要內(nèi)容是從4個外國企業(yè)購買了4個車型及相應的技術轉讓，它們被鐵道部統(tǒng)一命名為“和諧號”，具體分為4個CRH系列（CRH是China Railway Hispeed即“中國高速鐵路”的縮寫）。1型車，即CRH1，是鐵道部從加拿大龐巴迪（Bombardier Inc）購買的40列。由于這批列車是由龐巴迪在中國的合資企業(yè)生產(chǎn)，所以沒有技術轉讓費。2型車，即CRH2，以新干線E2-1000為原型車，時速200公里，由鐵道部向日本川崎重工業(yè)株式會社（Kawasaki Heavy Industries Ltd.）訂購60列，由南車集團所屬青島四方機車車輛股份有限公司（以下簡稱四方股份或四方）受讓并國產(chǎn)化，支付技術轉讓費約6億元人民幣（不含購車費，下同）。5型車，即CRH5，時速250公里，是從法國阿爾斯通旗下的阿爾斯通交通運輸（Alstom Transport）引進，轉讓給北車集團所屬長春軌道客車股份有限公司（以下簡稱長客），技術轉讓費為9億元。3型車，即CRH3，時速300公里，是2006年第二輪招標后，鐵道部從德國西門子公司（Siemens AG）購買60列（總價6.69億歐元），轉讓給北車集團所屬唐山軌道客車有限責任公司（以下簡稱唐客），技術轉讓費8000萬歐元。除整車外，還有配套牽引系統(tǒng)、制動等系統(tǒng)及部件的生產(chǎn)轉讓。5型車的轉讓給北車集團的四方所，3型車的轉讓給鐵道科學院和北車集團的永濟廠，2 型車的轉讓給株洲電力機車研究所（以下簡稱株洲所）和北車集團的永濟廠等企業(yè)。所謂“轉讓技術”的內(nèi)容是：（1）對中國購買的高速列車進行“聯(lián)合設計”。這種“聯(lián)合設計”不是外方與中方一起從頭設計一個過去沒有的新車型，而是雙方對中方購買的外國車型進行設計修改，以使其能夠適應中國的線路特點。（2）外方提供中方購買車型的設計圖紙。（3）生產(chǎn)引進產(chǎn)品的工藝。這部分屬于制造體系的一部分，也是中方受益最大的部分。（4）對中國工程師和技術工人進行培訓。外方向中方轉讓的技術是使中方能夠把給定產(chǎn)品制造出來的技術，而不是怎樣設計和開發(fā)產(chǎn)品的技術。在這種情況下，如果引進是技術的唯一來源，那么中國鐵路裝備工業(yè)后來的發(fā)展路徑就應該是按照外國車型設計來制造，并通過引進新車型來進行升級換代。但中國后來再沒有引進過外國車型，而中國的高鐵技術卻在后來的幾年中發(fā)展迅速。我們以四方股份負責的“2型車”為例，描述一下這種變化。整個變化過程分為兩個階段，即對引進技術的“消化、吸收、再創(chuàng)新”階段和自主開發(fā)階段。第一個階段其實走了4步。（1）CRH2A（以下省去CRH）是對川崎重工原型車的“國產(chǎn)化”型號，完成時間是2004~2007年。中日雙方對該型號進行了“聯(lián)合設計”，其內(nèi)容是針對中國線路特點進行適應性修改。為給此車配套，株洲所受讓日本三菱的牽引變流器等電氣系統(tǒng)技術。（2）2B/2E（長編組），2007~2008年完成。這兩個型號的主要變化是把原型車的8輛車編組變成16輛車編組，為此進行了安全性和適應性改造。2E是在2B的基礎上設計的，改進為臥鋪車。（3）2C-I，2006~2008年完成。此車是在時速200公里的2A平臺上，為京津線開發(fā)的時速300公里動車組，主要變化是動力配置——動車數(shù)量從原來的4節(jié)增加到6節(jié)，牽引總功率提升到7280千瓦，其他變化包括對速度提升的安全性評估和舒適度評估，以及內(nèi)裝的適應性改造。（4）2C-II，2008~2010年完成，用于時速350公里的武廣、鄭西線。動車組改用更大功率的交流牽引電機，從內(nèi)裝、轉向架包括牽引系統(tǒng)都做了改進。特別要指出的是，2C（I、II）使用的牽引逆變器、輔助牽引變流器、通風系統(tǒng)及列車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)已全部由株洲所提供。從上述變化的序列看，四方實際上在“消化、吸收”原型車技術的階段就已經(jīng)開始“再創(chuàng)新”了（如長編組和京津線動車組）。更令人感到“意外”的是，對2型車的改進還沒有結束時，四方就進入了第二個階段——自主開發(fā)階段。2008年2月，四方根據(jù)國家立項開始為京滬高鐵自主開發(fā)時速350公里的高速動車組CRH380A（以下簡稱380A）。2010年12月3日，380A高速動車組在京滬高鐵棗莊至蚌埠段試驗運行的最高時速達到486.1公里。同年12月，由四方、株洲所等單位聯(lián)合設計的時速500 公里更高速度試驗列車下線（滾動臺試驗達到600多公里時速）。這就是鐵道部稱“中國高鐵技術已經(jīng)遠遠優(yōu)于日本新干線”的底氣所在。關鍵的問題是，380A和500公里動車組是不是從對2型車的改進而來？業(yè)內(nèi)公認，區(qū)別一列動車組的知識產(chǎn)權歸屬要看車頭造型、轉向架的構造、車體強度密封、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)。我們從這4個關鍵部分來解析一下380A的技術變化，以確定它與引進技術的關系。1.車頭的造型380A的頭型是四方自己設計的，與CRH2A的頭型完全不同。頭型的重要性不只是為了美觀，更與列車的空氣動力性和安全性高度相關。四方開發(fā)該頭型的過程歷經(jīng)5個步驟：（1）形成初步概念（形成圖紙和模型）；（2）篩選出10個進行初步仿真分析、計算、驗證；（3）從仿真模型中選出5個做風洞模型試驗，并進行精細化計算驗證和模型實物驗證；（4）再從中選出2個做1∶1實物的工藝驗證；（5）最后選定1個投入生產(chǎn)。很明顯，按照這個流程開發(fā)出來的380A頭型，不僅與世界上任何列車的頭型都不一樣，而且在開發(fā)的起點上連四方的工程師也無法預料結果。2.轉向架的構造轉向架的設計是決定列車安全的保證，因為其功能包括承載、導向、驅(qū)動、制動和牽引。當列車時速從200公里變成350公里時，對構架的承載能力、車輛運行的安全舒適性、懸掛系統(tǒng)的防震減噪、輪軌和制動裝置的關系就都必須重新找到解決方案，而且要解決相關裝置和系統(tǒng)之間的匹配問題。因此，380A的轉向架必須重新設計。設計轉向架不僅要求足夠的技術積累，而且要求理解技術的科學原理——動力學、結構強度、一系列剛度等，此外還要求使用新的材料。3.車體強度密封在高速運行條件下保證車廂的安全氣密性和舒適性，就要提高“氣密承載能力”，其技術關鍵是車廂壁板的結構（壁板由雙層鋁合金板通過一定形狀的金屬結構連接組成，結構連接點的中間是空的）。由于氣密強度和速度是冪次方的關系，所以速度越高則壓力越大。在高速運行中氣流產(chǎn)生的載荷能力對車體產(chǎn)生壓力，可能使車體變形，變形的時間長了會導致車體斷裂。由于380A的速度遠超過CRH2A，所以它的壁板必須由開發(fā)者通過試驗測出速度數(shù)據(jù)，再根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行全新設計。4.網(wǎng)絡控制系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)380A的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)仍采用日系標準和系統(tǒng)架構，由株洲電力機車研究所負責系統(tǒng)設計、升級和集成，并完成新牽引模塊、新功能單元的開發(fā)，包括部分控制軟件的開發(fā)和全部軟件的集成。網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的主要作用是，實現(xiàn)各動力車的重聯(lián)控制；實現(xiàn)全車所有由計算機控制的部件聯(lián)網(wǎng)通信和資源共享；實現(xiàn)全列車的制動控制、自動門控制、軸溫監(jiān)測和空調(diào)控制等功能；實現(xiàn)全列車的自檢及故障診斷決策。株洲所和株洲電機公司為380A 提供的牽引系統(tǒng)軸功率已經(jīng)超過400千瓦，而CRH2A 的功率不到300千瓦。牽引系統(tǒng)主要參數(shù)的顯著變化意味著主要部件要全部重新設計，包括變壓器、牽引變流器、電機等。380A的網(wǎng)絡和牽引系統(tǒng)采用日系標準反映出總體設計者看重使用2型車的經(jīng)驗。因此，雖然所有的核心部分都必須重新設計，但開發(fā)者還是盡量使新車置于使用2型車的經(jīng)驗基礎之上，畢竟四方股份在此之前缺乏設計和使用成熟動車組的經(jīng)驗。但是，這樣做并非必然，因為株洲所擁有自主開發(fā)的網(wǎng)絡和傳動平臺，采用與日系不同的標準，而且被用于時速500 公里更高速度的試驗列車，其牽引功率達到600千瓦。通過上述對四方高速列車技術變化的描述，可以清晰地看出，380A與“2型車”之間存在技術上的“斷裂”，即前者不能被后者所充分解釋。因此，對于自主開發(fā)階段是以“引進、消化、吸收”階段為唯一基礎的官方說法，在邏輯上存在一個巨大的“黑洞”，因為它沒有解釋兩個關鍵因素：第一，中國企業(yè)能夠迅速對引進技術進行“消化、吸收、再創(chuàng)新”的前提條件是它們在引進之前就必須具有強大的技術能力基礎。第二，開發(fā)380A和新一代高速動車組使用了與引進無關的核心技術，說明中國工業(yè)在引進之外還存在另外的技術來源，而且是更重要的來源。那么，為什么鐵道部在大規(guī)模引進時從未提到這個能力基礎？為什么在后來的官方宣傳和解釋中也對此含糊其辭？我們把目光轉向決策層次。（二）從引進路線到自主創(chuàng)新路線的“突變”正如四方在尚未完成“消化、吸收”的階段時就開始自主開發(fā)380A所反映的那樣，中國的高鐵技術發(fā)展是從引進路線“突然”轉向自主開發(fā)的。在中國的體制下，有關高鐵的“國家”是一個“中央決策層—鐵道部”的結構。鐵道部是高鐵建設的政府主管部門，但同時也是高鐵的唯一運營商和系統(tǒng)集成者。這個“雙重”身份當然使中央決策層（以下簡稱決策層）與鐵道部在動機和利害關系等方面并不完全一致，但決策層不僅掌握著對鐵道部官員的任免權，而且掌握著高鐵發(fā)展的最終決策權，包括對用地、投資以及建設規(guī)模的決定權。用不完全恰當?shù)谋扔鳎?ldquo;中央決策層—鐵道部”的結構有點像公司總部與事業(yè)部之間的關系。決策層在有關高鐵的技術、建設和運營可行性方面依賴鐵道部提供的信息和解釋，但如果決策層在認知或政治考量方面發(fā)生變化，則在任何時點上都可以做出不符合鐵道部意愿的決策。此外，為高鐵發(fā)展提供主要設備的企業(yè)全部是央企集團，它們雖然是需要被系統(tǒng)集成者（鐵道部）協(xié)調(diào)的企業(yè)，但同時也具有與決策層溝通的獨立渠道，有可能影響決策層對于高鐵發(fā)展方針的判斷。雖然鐵道部處于影響決策的最佳位置，但如何使決策層相信自己的解釋則是它一直面臨的挑戰(zhàn)。因此，這個決策結構為有關高鐵建設方針的變化留下空間。中國政府對發(fā)展高鐵的規(guī)劃始自20世紀90年代初，在傅志寰任部長期間（1998~2003年），鐵道部布置了一系列高速列車項目的開發(fā)。到傅志寰卸任時，中國發(fā)展高鐵的準備明顯依靠自主開發(fā)的道路，但何時能夠大規(guī)模建設高鐵的前景并不明朗。當時，爭論了十幾年的京滬高鐵還沒有在國家計委（發(fā)改委）正式立項。不過，那段“徘徊”并非鐵道部能夠左右。2003年之后，新的中央決策層決心上馬一系列的重大工程（包括核電和大飛機），這是中國高鐵起步的背景。2003年3月鐵道部提出實現(xiàn)鐵路“跨越式發(fā)展”的方針，力爭在5年內(nèi)使全國鐵路的“提速里程達到20000公里，覆蓋全國主要地區(qū)”，“京滬、京廣、京哈、京九、隴海、浙贛‘四縱兩橫’等干線提速客車最高時速的目標是200公里，達到發(fā)達國家鐵路既有線客車提速水平”；貨車運行時速也要“由目前不足80公里提高到120公里，與客車提速相匹配”。在短期內(nèi)實現(xiàn)大面積提速就需要有馬上可用的技術手段，于是大規(guī)模引進高速列車技術就成為在短期內(nèi)實現(xiàn)“跨越式”發(fā)展的選擇。鐵道部提出：實現(xiàn)我國鐵路技術裝備現(xiàn)代化，是鐵路跨越式發(fā)展的重點所在。我們的目標應該是采用先進、成熟、經(jīng)濟、適用、可靠的技術。所謂先進，技術不復制落后，不重復落后，技術水平要趕上發(fā)達國家；所謂成熟，就是要用定型的技術，而不是在試用階段的技術；所謂經(jīng)濟，就是不僅購買價格要合理，而且綜合成本比較低；所謂適用，就是符合我國鐵路的技術要求；所謂可靠，就是技術裝備性能穩(wěn)定，質(zhì)量良好，能夠保證運輸安全。我們要加快鐵路科技進步，立足高起點、高標準，把技術引進與自主創(chuàng)新結合起來，使我國鐵路技術裝備早日達到或接近發(fā)達國家水平。這一方針應用在機車車輛領域就是，“以客運高速、快速和貨運快捷、重載為重點，系統(tǒng)地引進發(fā)達國家機車車輛的關鍵技術，進行消化吸收和系統(tǒng)合成，加快對我們機車車輛制造業(yè)的技術改造，創(chuàng)造中國鐵路的‘奧迪’、‘別克’和‘桑塔納’，實現(xiàn)機車車輛的更新?lián)Q代”。鐵道部以“跨越式發(fā)展”的語言表達出技術政策原則，即通過引進外國技術來發(fā)展高鐵，同時排斥正在自主開發(fā)的技術和產(chǎn)品，這樣的技術方針只能把中國鐵路裝備工業(yè)變成組裝外國產(chǎn)品的工業(yè)。當然，鐵道部并不是要以外國技術替代中國技術，而是要以引進現(xiàn)成技術的便捷方式來實現(xiàn)“跨越式發(fā)展”，而“跨越式發(fā)展”目標恰恰也是中央決策層希望達到的。2004年4月，國務院主持召開了一次關于鐵路機車車輛和裝備現(xiàn)代化的會議，專題研究中國鐵路的客運、裝備如何快速發(fā)展，如何實現(xiàn)現(xiàn)代化。會議決定：要在更高的起點上實現(xiàn)中國鐵路的創(chuàng)新，提出了引進先進技術、聯(lián)合設計生產(chǎn)、打造中國品牌以發(fā)展中國高速列車和高速鐵路的思路。至此鐵道部拉開了中國高鐵建設的大幕——以建設客運專線的名義開始推進高鐵的建設，同時以令人驚愕的“果斷”，下馬了所有鐵道部以前安排的研發(fā)項目，開始了大規(guī)模引進。2004年4月18日，中國鐵路實施了第五次大面積提速，幾大干線部分地段的線路達到時速200公里的要求，提速總里程16500多公里。2007年4月18日，全國鐵路正式實施第六次大面積提速，時速120公里及以上線路延展里程達到2.2萬公里，比第五次大提速增加6000公里，其中時速160公里及以上提速線路延展里程達到1.4萬公里，時速200公里線路延展里程達到6003公里，京哈、京廣、京滬、膠濟線部分區(qū)段時速達到250公里。這次提速最大的亮點是時速200公里及以上的“和諧號”動車組投入使用，到2008年底，全國鐵路有480列時速200公里及以上的動車組上線運用，覆蓋全國17個省和直轄市。兩次提速的效果實際上超額完成了預定目標。鐵道部在決策層尚未下決心發(fā)展高鐵之際，提出以建設客運專線實現(xiàn)客貨運分開的思路，并以建設和運營高速客運專線的業(yè)績使決策層逐漸形成以高鐵解決中國鐵路運力不足問題的方針，那么中國鐵路裝備工業(yè)就會向組裝外國產(chǎn)品并只能依靠引進來升級換代的模式演進，不可能出現(xiàn)后來那樣的自主創(chuàng)新。如果中國工業(yè)真的變成組裝模式，那么中國高鐵技術的發(fā)展也不可能獲得后來實際上獲得的成就——380A一出世就超過日本技術水平的事實就是明證。因此，如果嚴格按照鐵道部原定的引進路線，中國高鐵技術可能達到的水平只能比后來實際達到的水平更低。2005~2006年，中央領導人不斷表達了自主創(chuàng)新的想法。尤其是在2006年1月召開的全國科技大會上，由總書記親口提出要建設“創(chuàng)新型國家”。這個方針是在最高政治層次上作出的，它一舉改變了衡量官員政績的標準或參照系。從此，鐵道部再不提“跨越式發(fā)展”，也再不提“桑塔納路線”。相反，鐵道部不得不向自主創(chuàng)新路線靠攏，把高鐵技術的發(fā)展描繪成為“引進、消化、吸收、再創(chuàng)新”的模式就是出于這個原因。2007年4月中國鐵路第六次大提速之后，鐵道部發(fā)動了一輪宣傳攻勢。這些由鐵道部提供原始信息來源的一系列報道有幾個重點：（1）引進技術的策略。包括鐵道部在2004年動車組招標文件中提出“三個必須”：外方關鍵技術必須轉讓，價格必須優(yōu)惠，必須使用中國的品牌。報道特別強調(diào)了在第一輪招標中，西門子因堅持高價被淘汰出局，后來在第二輪不得不降價的故事，以示鐵道部的成就。（2）引進帶來了技術和管理。引進動車組帶來的不僅是產(chǎn)品和技術，更重要的是大幅提升了國內(nèi)技術人員的研發(fā)和操作水平，為今后進一步創(chuàng)新打下了基礎。（3）通過聯(lián)合設計對引進的車型進行了修改，實現(xiàn)了再創(chuàng)新。例如長客對引進的阿爾斯通原型車做了大量修改，幾乎等于設計了一款新車（如原型車寬度只有2.9米，難以滿足國內(nèi)大運量的要求，中方把寬度增加到了3.3米，整整多出來一排座位）。當時已在京哈線上投入運營的5型車，整車專利屬于中國。最突出的例子是四方股份在引進日本時速200公里動車組后，成功實現(xiàn)再創(chuàng)新，自主設計制造時速300公里級別動車組（即京津線動車組）。從這些報道看，鐵道部當時能夠講清楚的仍然只是“引進”，包括為什么要引進、引進的內(nèi)容以及引進的效果。雖然也提到了對引進技術進行了“消化、吸收、再創(chuàng)新”，但從來沒有解釋為什么能夠“再創(chuàng)新”以及是怎樣“再創(chuàng)新”的。實際上，如果鐵道部當時能夠講清楚“再創(chuàng)新”的問題，就可以獲得更大的宣傳優(yōu)勢，問題在于當時鐵道部的決策者頭腦中本來就沒有關于技術能力的概念和邏輯，也就說不出什么。這就更加證明，自主創(chuàng)新是在鐵道部決策者的思維框架和政策意圖之外發(fā)生的事件。但鐵道部為洗刷自己的名聲，確實越來越強調(diào)自主創(chuàng)新，不僅逐漸放松了對自主開發(fā)的限制，而且極力推進時速350公里的高鐵，以證明自己的成就。2007年夏天，一位國務院領導在視察高鐵建設時指示科技部領導要關心高鐵技術的發(fā)展和自主創(chuàng)新。此后經(jīng)過一段時間的準備，科技部和鐵道部于2008年2月簽署了《中國高速列車自主創(chuàng)新聯(lián)合行動計劃》（以下簡稱“兩部聯(lián)合行動計劃”）。為了支撐京滬高鐵的建設運營，該計劃“旨在盡快建立和完善具有自主知識產(chǎn)權、時速350公里及以上、國際競爭力強的中國高速列車技術體系的支持措施”。為此提出了該行動計劃的6個原則，第一個就是“堅持自主創(chuàng)新”，規(guī)定“在鞏固發(fā)展既有引進消化吸收再創(chuàng)新成果的基礎上，進一步加大自主創(chuàng)新力度，形成適合中國國情、路情的具有自主知識產(chǎn)權的時速350公里及以上高速列車技術體系……”。其他5個原則包括：“堅持支撐國家重大戰(zhàn)略需求”，“堅持產(chǎn)學研用相結合”，“堅持動員和集成全國優(yōu)勢科研及產(chǎn)業(yè)資源”，“堅持培育與形成自主知識產(chǎn)權體系”。從這些表述看，以自主創(chuàng)新原則建設京滬高鐵已成為決策層的既定方針。回顧歷史，兩部聯(lián)合行動計劃實際上代表了中央決策層對原來由鐵道部主導的高鐵技術發(fā)展的重大“干預”。該計劃支持下的CRH380系列開發(fā)是中國高鐵技術發(fā)展的一個轉折點和里程碑，扭轉了中國高鐵技術發(fā)展的方向。它堵死了繼續(xù)依靠引進來升級換代高速列車技術的大門，否則時速350公里的京滬高鐵就需要繼續(xù)從外國企業(yè)購買升級版的車型。這個變化使中國鐵路裝備工業(yè)的技術能力基礎再次發(fā)揮主要作用。三、中國工業(yè)的技術能力基礎及其與技術引進的關系中國高鐵發(fā)展令人“意外”的一個主要原因是其技術進步的速度超乎預料。例如，在引進初期，川崎重工認為四方對引進技術的消化吸收需要16年，即8年消化、8年吸收，然后才能達到可以創(chuàng)新的階段。但預期的第一個8年尚未結束，四方自主開發(fā)的380A不僅已經(jīng)在當時運營里程最長的京滬高鐵上投入運營，而且被公認是當時世界上最先進的車型。由于中國高鐵技術來自“引進消化吸收再創(chuàng)新”的說法完全不能解釋這種“突然加速”的力量來源，所以我們必須分析中國鐵路裝備工業(yè)的技術能力基礎及其與引進技術之間的互動。（一）分析技術能力基礎與技術引進關系的理論視角從理論上講，僅僅依靠技術引進是不足以實現(xiàn)技術進步的。例如，中國引進的高速列車“技術”具體表現(xiàn)為，以購買一定數(shù)量的列車為前提，從外國企業(yè)獲得所購列車的產(chǎn)品設計和工藝設計，以及能夠按照這些設計生產(chǎn)所購車型的技術許可。嚴格地講，中國并沒有因為這種引進而得到技術：第一，所有引進技術的知識產(chǎn)權仍然屬于出售方，中國在許可的范圍內(nèi)可以使用這些技術進行生產(chǎn)，但必須按照生產(chǎn)產(chǎn)品的數(shù)量付費。第二，中方得到的產(chǎn)品設計只是信息，不是知識，因為定型的產(chǎn)品設計并不反映設計背后的因果關系。因此，如果中國企業(yè)完全或純粹依靠技術引進，那么中國企業(yè)就只能按照引進的技術進行生產(chǎn)，并陷入技術依賴狀態(tài)。如果中國企業(yè)能夠從引進技術獲益，就必須能夠理解引進的技術信息所反映的因果關系，并在這個基礎上產(chǎn)生新的知識；而如果能夠做到如此，中國企業(yè)在引進之前就必須具有技術研發(fā)活動及其經(jīng)驗基礎——這就涉及技術能力。國際創(chuàng)新學界對于技術能力有一個經(jīng)典定義，即“技術能力是產(chǎn)生和把握技術變化的能力”（Bell and Pavit，1993）。根據(jù)這個分析，技術能力的兩個構成要素是產(chǎn)品開發(fā)能力和技術積累。產(chǎn)品開發(fā)能力指的是使用技術設計出產(chǎn)品的能力；技術積累指的是對技術的理解程度（知識的深度和廣度）和使用技術解決問題的技能熟練程度。很顯然，技術能力的獲得離不開研究和使用技術來開發(fā)產(chǎn)品的經(jīng)驗，對技術的理解和使用技術的熟練程度也只能在研發(fā)和使用技術的過程中加深或提高。正是由于這種經(jīng)驗性質(zhì)，技術能力只能是組織內(nèi)生的，即隨著工業(yè)組織的研發(fā)活動積累起來，但無法從市場上買到。技術能力還包括吸收外部知識的能力。在國際創(chuàng)新文獻中，吸收能力是指工業(yè)組織辨認新的外部信息、將其吸收并應用于商業(yè)目的的能力（落后者吸收先進技術的能力也落在其范疇之內(nèi)）。因此，一個工業(yè)組織的吸收能力對于它的創(chuàng)新活動具有關鍵意義。在其來源上，Cohen和Levinthal（1990）的研究證明，吸收能力是企業(yè)技術研發(fā)的副產(chǎn)品，因為企業(yè)已有的相關知識水平?jīng)Q定其能夠有效吸收和利用外部技術信息的能力。Dedrick和Kraemer（2015）在分析不同國家從同一項科學突破上獲取商業(yè)利益的績效差異時，大大擴展了吸收能力概念的外延。他們證明，一個國家利用新的科學知識（無論其發(fā)明是在哪里）的能力來自多個層次：在企業(yè)層次上，對研發(fā)的長期投入才能積累吸收能力；在工業(yè)層次上，隨著知識越來越復雜并加快變化，企業(yè)需要依靠產(chǎn)業(yè)鏈上的供應商才能利用新知識；在國家層次上，吸收能力有賴于包括骨干企業(yè)、供應商、用戶和互補技術提供者在內(nèi)的工業(yè)集群?？傊?，任何工業(yè)組織吸收和利用外部或外來知識的能力取決于它在此之前的知識和經(jīng)驗積累。上述簡要的理論分析已經(jīng)說明，如果技術接受方?jīng)]有足夠的能力基礎或為能力發(fā)展付出足夠的努力，技術引進就不會對引進方的技術進步起到正面作用。中國鐵路裝備工業(yè)之所以沒有因為大規(guī)模引進而重蹈汽車工業(yè)和民用航空工業(yè)的覆轍，恰恰在于它具有強大的技術能力基礎，而且自主創(chuàng)新方針對引進路線的扭轉使這個能力基礎很快就重新發(fā)揮主導作用。為理解這個能力基礎，我們需要追溯這個工業(yè)的技術研發(fā)歷史。（二）中國鐵路裝備工業(yè)的技術能力來源理解中國鐵路裝備工業(yè)的技術能力基礎可以從這樣一個事實出發(fā)，從1949年中華人民共和國成立直到2004年的大規(guī)模技術引進，這個工業(yè)從來沒有中斷過產(chǎn)品開發(fā)。換句話說，這個工業(yè)的技術能力是在長達50多年的自主產(chǎn)品開發(fā)過程中積累起來的。全面分析這個能力基礎是篇幅不允許的，所以本文集中于與高速列車直接相關的電力牽引技術。按照國際慣例并結合本國技術進步的情況，中國電力機車的發(fā)展可以劃分為四代。第一代：調(diào)壓開關、交—直電力牽引。中國在1956年制訂的“向科學進軍”十二年科學技術發(fā)展規(guī)劃提出，鐵路牽引動力要從蒸汽機車轉向電力機車和內(nèi)燃機車。當時電力牽引的主流技術是機車從電網(wǎng)取交流電，經(jīng)引燃管（電真空器件）整流變成直流電驅(qū)動牽引電機，并通過有級的調(diào)壓開關來調(diào)壓調(diào)速。1958年，在鐵道部的組織下，株洲機車車輛修理工廠（以下簡稱株機廠）和湘潭電機廠以蘇聯(lián)剛剛定型的H60型電力機車為原型車，開始試制型號為6Y1的電力機車。1959年，鐵道部又依托株機廠成立株洲電力機車研究所（簡稱株洲所）。1960年蘇聯(lián)專家撤走后，中國依靠自己的力量在困難中堅持研制。1961年12月通車的寶鳳線是中國第一條電氣化鐵路（它是1975年全線貫通的寶成鐵路從寶雞至鳳縣的一段）。當時國產(chǎn)電力機車尚在研制中，于是中國從當時與之關系最好的西方國家法國第一次購買若干臺6Y2電力機車。寶鳳線通車時，剪彩用的是6Y1，但實際運營的是6Y2。1961年，株洲所的領導在去歐洲考察時了解到已經(jīng)出現(xiàn)半導體（硅）整流器，回國后力主發(fā)展硅整流器。當時半導體技術被西方封鎖，中國不可能進口，從此株洲所走上自主研發(fā)功率半導體器件的道路。1966年，株洲所與株機廠和北京變壓器廠合作，在6Y1型的4號車上成功地用硅整流器替代了引燃管整流器。這是中國電力機車第一次采用半導體器件，也是中國在掌握核心技術上邁出的一大步。中國第一個電力機車的研制經(jīng)歷了漫長的歲月，但反映出從無到有地掌握技術所必需的能力積累。從1958年到1967年，中國一共生產(chǎn)了7臺6Y1，都在寶鳳線上試運行。直到1968年研制成功的第8號車被命名為韶山1，中國終于有了開始批量生產(chǎn)的第一個電力機車型號。1969年，廠所合作又在引進的法國6G1的基礎上研制了韶山2，但只生產(chǎn)了1臺。第二代：級間平滑調(diào)壓、交—直電力牽引。改革開放迎來了中國電氣化鐵路的更大發(fā)展。1978年，鐵道部決定株機廠的主營業(yè)務從蒸汽機車修理轉為電力機車制造。那時，世界先進國家的電力機車走到相控階段，即不僅使用晶閘管（可控硅）整流，而且代替調(diào)壓開關來進行無級調(diào)壓。但當時株洲所研制的晶閘管功率不夠大，又無法引進。株機廠的工程師從外國期刊上發(fā)現(xiàn)關于有級和無級調(diào)壓結合的原理，便采用有級和無級結合的方式解決調(diào)壓問題，于1979年成功開發(fā)出韶山3。這種調(diào)壓方式被稱為“級間平滑調(diào)壓”，從結構上看是有級的，從牽引特性上看是無級的，同時為應用自己的晶閘管提供了經(jīng)驗。韶山3成為中國很獨特的一代電力機車，在國際上沒有與此相對應的一代。它于1982年年底通過部級鑒定，1989年為替代韶山1而投入大批量生產(chǎn)。第三代：相控調(diào)壓、交—直電力牽引。第三代電力機車的技術標志是相控無級調(diào)壓。20世紀80年代，電力牽引的地位越來越高，中國在功率半導體技術上也進步很大。株洲所在1970年研制出第一個晶閘管后，緊跟世界發(fā)展潮流，從80年代初開始研發(fā)不對稱晶閘管，從90年代初研發(fā)可關斷晶閘管。第三代電力機車從1985年研制成功的韶山4開始，經(jīng)過韶山5、6、7，一直發(fā)展到準高速的韶山8和9（時速160~170公里）。這些車型及其衍生型號的總趨勢是功率和速度不斷提高。株機廠和株洲所仍然是研制和生產(chǎn)電力機車的主力，不過也有更多的企業(yè)（如大同廠、資陽廠、大連廠）加入這個行列（特別在生產(chǎn)上）。20世紀80年代，中國分別從歐洲、日本、蘇聯(lián)購買了世界上技術最先進的直流相控電力機車，特別是通過購買150臺法國8K機車從法方得到技術轉讓。但中國沒有仿制8K車，而是把從“聯(lián)合設計”中學到的關鍵技術運用到韶山4上。在吸收8K車技術的基礎上，株洲所從1987年開始研發(fā)電力機車微機控制系統(tǒng)，其間又與大學合作開發(fā)了微機診斷、事故記憶和顯示功能。1991年，株洲所把韶山4型0038號機車改造成微機控制車，完成30萬公里運用考核。這臺機車于1992年初在寶成鐵路投入運行后，雖然微機系統(tǒng)的用戶界面、抗干擾能力仍有不足之處，但控制性能已達到設計要求。1997年，微機控制系統(tǒng)被批量應用于韶山8。中國的前三代電力機車的主力機型（韶山1、韶山3、韶山4、韶山8等）都實現(xiàn)了大批量的生產(chǎn)，每一代的功率級別都比上一代有明顯提高。韶山4以后的中國第三代電力機車在功率級上實現(xiàn)了系列化、型譜化。第四代：交流傳動、高速機車和試驗動車組。中國電力機車的高速化從1995年開始提上日程。由于直流傳動限制了機車的功率，所以實現(xiàn)高速化就必須采用交流傳動技術。1.從直流傳動向交流傳動的轉化：鐵道部的“十年轉換工程”交流傳動技術（交—直—交）從20世紀70年代初在西歐開始研發(fā)。該技術把從電網(wǎng)的交流電經(jīng)整流變成直流電，再通過變流器（亦稱逆變器）把直流電轉換為三相交流電（過濾掉電網(wǎng)的波動電流），然后驅(qū)動三相異步牽引電動機。由于變換后的電能可使電機的額定電壓隨電網(wǎng)電壓提升，所以交流傳動可以大大提高電力機車的效率。隨著大功率半導體器件從晶閘管到GTO（可關斷晶閘管）再到IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的發(fā)展，交流傳動成為劃時代的電力牽引技術。在外國的技術封鎖下，株洲所自20世紀70年代就開始進行交流傳動的理論研究和實驗，在1989年完成當時國內(nèi)最大功率（300千瓦）交流傳動系統(tǒng)試驗研究（包括整流器、變流器、異步電機和晶閘管等全部自主開發(fā)）。在鐵道部組織的技術攻關中，株洲所于1995年開發(fā)出1000千瓦交流傳動系統(tǒng)。1996年，該系統(tǒng)被裝在株機廠和株洲所共同研制的AC4000交流傳動原型車（4根軸，每軸1000千瓦）。此車是試驗車，但它對中國掌握交流傳動技術具有里程碑意義。受這個成功的鼓舞，1998年鐵道部決定加快交流傳動技術的研發(fā)，爭取到2008年實現(xiàn)轉型，被稱為“十年轉換工程”。就在這個關鍵階段，西門子利用中國政府鼓勵引進外資的政治導向，企圖通過與株機廠建立合資企業(yè)的方式“封殺”中國交流傳動技術的發(fā)展，即中方不得在合資企業(yè)之外再研發(fā)和生產(chǎn)交流傳動的機車，而且還要限制株洲所。對于不同意這個條款但又必須按照政治需要與西門子建立合資企業(yè)的中方來說，使對方讓步的關鍵就是盡快開發(fā)出自己的交流傳動機車，打破對方以為可以壟斷中國技術發(fā)展的想法（趙小剛，2014）。1998年5月，廣鐵集團宣布建成中國第一條高速鐵路廣深線（時速200公里），因外國車太貴，便主動邀請株機廠研制動車組。為了給中國尚在開發(fā)的交流傳動系統(tǒng)提供高速列車的基礎，鐵道部和株機廠經(jīng)過國際招標從總部設在柏林的安達公司（AdtranZ）購買10套交流傳動系統(tǒng)，其中2套用于時速200公里的機車“九方號”，8套用于開發(fā)時速200公里的動力集中式動車組“藍箭號”。由于那時中國鐵路還沒有過時速200公里的運行經(jīng)驗，使用了鐵道部組織改造的一臺韶山8的傳動比和氣動布局，由長客、四方和浦鎮(zhèn)各提供一輛拖車，于1998年6月21日在京廣線許昌至小商橋段進行高速試驗，試驗時速達到240公里。這是中國人第一次體驗到時速200公里的國產(chǎn)車。這次試驗采集了上億個實驗數(shù)據(jù)，增強了高速列車開發(fā)者和用戶的信心，“九方號”和“藍箭號”均于2000年研制成功，在廣深線投入商業(yè)運行。到1999年，株洲所完成1000千瓦級交流傳動系統(tǒng)及GTO變流器、IGBT變流器等部件的研究。在此基礎上，株機廠于2001年研制出“奧星號”高速機車，實現(xiàn)了交流傳動、牽引電機和微機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的自主化。此后，株洲所的系統(tǒng)又裝在株機廠向哈薩克斯坦出口的電力機車上。“奧星號”生產(chǎn)了3臺，在2005年完成100萬公里考核后被廢棄。
