我读初高中时，住家离台糖小火车铁道很近，每天看到同学从各乡镇搭火车通学，40年后仍历历在目。我对台糖铁路还有一项深刻的记忆。
这种火车的主要功能，是把台糖在各地区契约耕作的甘蔗，采集后运到糖厂加工成各种正产品（各式各样的糖）和副产品（例如健素糖、蔗板）。
这种白色制糖用的甘蔗，和街上或市场看到的黑色甘蔗（口嚼或榨汁）不同：黑蔗的甜度低、皮薄、肉脆，白蔗相反。
一九六○年代国际糖价高，那时台湾经济尚未成长，铁路沿途有不少人偷白蔗。我在小学高年级时，跟同学去看青少年的英勇作为。
蔗农把15-20根甘蔗，用蔗叶绑成一大捆，放在运货物的平台式车厢上。如果最下层是南北方向置放，上一层就东西方向置放，再上一层又换成南北向，让甘蔗之间的摩擦力互相牵制，只要火车速度不太快，就不会在运送途中掉落。
蔗农绑甘蔗时，因为甘蔗的长短不一，有几根会较突出。较有力气的青少年，不难从慢速行驶的火车抽下甘蔗。
一次没抽出来也没关系，他们约间隔15至20公尺站列，前面没抽下的，下一位继续，经过3至5人一定抽下来。第2种方法更狠：有些空军眷村子弟，家里有降落伞用的尼龙绳（这是买不到的高档货），他们在绳头绑上铁钩，抛向最上层的甘蔗，整捆拖下来，或吃或送或卖。
台糖受不了这种损失，就在车厢之间不规则地穿插空车，上面坐人，手里拿着催泪枪，朝这些偷甘蔗的青少年发射。我没有上场的资格，但和其他人被催泪枪射过，还记得泪涕纵横的滋味。
我那时知道台糖火车的车厢比台铁的小，铁轨也较窄。听人说台糖火车叫做“五分车”，不明白是什么意思。1970年到台北读大学，那时以坐平快车为主，知道台湾的纵贯铁路是日据时期修造的，听人家说这叫做“七分车”，也不明白是什么意思。
后来看电影《东方快车谋杀案》，看到洋人的火车竟然有包厢，厢外有通道，觉得洋火车比台湾的火车宽敞。1979年到巴黎第一次坐有包厢的火车，感觉台湾的火车还真窄。1992-3年在美国，更确定台湾的轨宽有点奇怪。
很惭愧，我一直没去弄清楚五分车、七分车、欧洲车、美国铁轨的宽度有什么差别，为什么会采用这么不同的规格。这件事拖到2001年初，我读到Douglas Puffert（2000）的论文后，才把整个事情弄清楚。
1995年夏我在慕尼黑大学三个月，在经济史研讨会上认识Puffert，是个温文儒雅的年轻学者，他在史丹佛大学的博士论文（1991），就是以北美铁轨的宽度为主题，在主要的经济史期刊上发表好几篇论文。
我从“维基百科”（Wikipedia）查“轨距”，得到许多具体的数字，摘述如下。维基百科说，1937年制定的国际标准轨（143.5公分＝4英尺8吋半）是英国提出的，这个说法不够正确，稍后详说。
现在欧洲大部分国家都使用标准轨，例外的国家有：爱尔兰与北爱尔兰（160公分）、西班牙（167.4公分，正在改为标准轨）、葡萄牙（166.5公分）。阿根廷与智利的轨距是167.6公分；俄罗斯及邻近国家，以及蒙古、芬兰都是152公分。
日本的轨距是106.7公分（3呎6吋），日据时期修筑的台湾轨宽也是106.7公分，这是国际标准轨（143.5公分）的74%，称为“七分车”。
台湾的糖业铁路和阿里山的森林铁路，是76.2公分的窄轨，是143.5公分的53%，简称“五分车”。日本在一九六○年代修建新干线（高速铁路）时，采用143.5公分的国际宽轨，提高行驶的稳定性。
台湾高铁、台北和高雄的捷运，都采用143.5公分的标准轨。清朝末年中国的铁道，由英国和比利时承建，采用143.5公分标准轨。
我在想：现在以电力带动的火车头，牵引力比20世纪初期的蒸汽机火车头大许多，为何不把轨宽扩大为200公分，不是更宽敞又可载更多货物吗？
维基百科说：以现代的角度来看，(1)宽轨不一定可以载得更重更多；(2)宽轨车不一定较快；(3)建造标准轨与建造窄轨的成本相差不大；(4)窄轨也可以达到和标准轨一样的负载量。
我觉得奇怪，不明白为什么会这样。有兴趣的读者，请在维基百科查“轨距”，内有丰富的资料，文末的“外部连结”（科普铁路馆），提供丰富的相关讯息。
其实1937年制定的国际标准143.5公分轨宽，是沿用美国1835年就存在的规格。Puffert（2000）的论文重点，是要分析为什么143.5公分的轨宽，会在诸多规格的激烈竞争下脱颖而出。这篇文章的主题，可说是美国轨宽的发展与竞争史。
1835-90年间，北美（美国与加拿大）至少有9种轨道：3英尺（91.4公分）、3英尺6吋（106.7公分）、4英尺8吋半（143.5公分）、4英尺9吋（144.8公分）、4英尺10吋（147.3公分）、5英尺（152.4公分）、5英尺4英寸（162.6公分）、5英尺6吋（167.6公分）、6英尺（182.9公分）。
为什么会这么复杂？因为：(1)各地区修筑铁路时，铁路工程师的技术来源与传承不一，有些采英国体系，有些则否。(2)故意不相容，阻挡其他地区的农工业产品进入。(3)各地区的地形地势不一，对轨道的需求自然不同。
为什么后来会统一使用145.3公分，1937年之后成为国际标准轨宽呢？这就是本文的要点：说不出合乎逻辑的道理，这是政治与经济交互角力后，一步步发展的结局，这正是典型的path dependence问题（依发展途径而异、受到随机性的因素干扰）。
市场机能、竞争、效率、最适化这类的观念，在这个议题上无法发挥功能，因而称为“市场失灵”。
美国最早的铁道，是承袭英国的4英尺8英寸（142.2公分）规格，这是18世纪末，在英国矿区发展的原初型铁路，在Newcastle地区最通行。有位叫George Stephenson（史蒂文生）的工程师，在Stockton和Darlington之间建造一条运煤铁道。
1826-30年间，他被任命在利物浦和曼彻斯特（Liverpool and Manchester, L&M）之间建造铁路，特点是用蒸汽机来推动火车头。这是第一条靠蒸汽机推动的铁路，也是第一条完全依靠载运乘客与货运的铁路，更是第一条与矿冶完全无关的铁路，在铁道史上有显着的开创地位。
不知为什么原因，Stephenson把铁轨加宽了半英寸（1.3公分），成为4呎8吋半（143.5公分），这就是日后国际标准轨的规格。1826年，Stephenson在竞争L&M铁路时，他的对手刻意提出5呎6吋（167.6公分）的宽轨（加大24.1公分），但没被采用。
George Stephenson的儿子Robert，后来在国会的委员会上说：143.5公分轨宽也不是他父亲订的，而是从家乡地区的系统“承袭”（adopted）来的。Samuel Smiles是Stephenson的朋友与早期传记的作者，他说143.5公分的轨宽，“没有任何科学理论上的依据，纯粹是因为已经有人在用了。”（Puffert 2000:939注11）。
美国早期的铁路建造者，参观L&M与其他地区的铁道，认为L&M的规格较适合，就把整套工程技术搬回美国。
另有一批工程师，1829年参观英国铁路，回国后在巴尔的摩（Baltimore）与俄亥俄（Ohio）之间筑了另一条铁路（B&O），把原本的4呎6吋轨宽改为4呎8吋半，目的是要和L&M系统的火车“接轨”。
但有几批工程师却另有盘算，有些采用3呎5吋，有些认为5呎较易使用（整数较简洁），有些人用4呎9吋（何必用8吋“半” 这么奇怪的规格呢？），有人坚持4呎10吋也不错。简言之，在最复杂的时候，美国铁路有过9种轨宽并存。
现在回过头来，看铁道的发源国（英国）。他们在建筑Great Western Railways（GWR）时，把轨宽扩大为7呎（没错！213.4公分），几条较短的路线，用5呎或5呎6吋。有些美国工程师，看到铁路老大改为宽轨，为了迎头超越，就把纽约与爱力（Erie）之间的铁路，建为6呎宽（182.9公分），希望能达到三个目的：最高速、最舒适、最低成本。
但事与愿违，有些人认为5呎6吋就够了。几经实验，19世纪中叶的美国铁道工程师，在考虑火车头的拉牵力之后，觉得还是以5呎至5呎6吋之间较合适。加拿大的铁路学者也有同感，而这正是英国当时采用的轨宽。
1860年之后，又有人感觉宽轨太耗动能，对蒸汽机的负担过重，认为还是老规格（4呎8吋半）较合适。在地势变化较大的地区，其实3呎6吋更合用，因为较容易转弯。
在多山的地区，若用3呎宽的铁轨，就不必挖太宽的隧道，可以省下不少成本：3呎的铁路成本，比4呎8吋半的建造费用便宜三分之一（枕木、石块、人工、管理都较省）。
建造铁路时，美国政府只负责土地与公共事务，对具体的投资、兴建、技术规范都不插手。如果你是第一位在某个区域的铁道投资者，只要考虑自己喜欢哪种轨宽；第二位投资者，或许也可以自由选择轨宽；但第三位投资者，就必须考虑接轨问题，没有多大选择空间。
在这种机制下，美国的铁道系统就出现一项特质：地区性的轨宽整合度很高，但全国性的相似度很低。
简言之，美国的轨宽是由民间工程师决定，而这又受到他们之前的经验影响：或是向英国某个地区学来的，或是依所购买的火车头带动力，来决定轨宽。@(待续)
摘编自 《经济史的趣味》 允晨文化实业股份有限公司 提供
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