文章来源：SME科技故事
没有几个孩子会拒绝游乐园，因为在那里有他们日常中所体会不到的刺激和快乐。游乐园里有各式各样的游乐设施，有碰碰车、摩天轮、旋转木马，但站在金字塔顶端的一定是过山车。
为什么？因为过山车有很高的速度带来视听上的刺激，又有强烈变化的加速度带来生理上的刺激，俯冲、急转、翻滚这些原本应当被我们识别为危险的空间运动，反而给我们带来了巨大的快感。
从原理上来看，我们在经历巨大生理刺激时，恐惧的状态引发战逃反应，人体就会释放肾上腺素和去甲肾上腺素等激素，进而出现心跳加速、呼吸急促等反应，相关研究发现，约有十分之一的人在体验过山车的过程中的最大心率甚至要高于公式估算的极限心理。
以上这些反应或许并不愉悦，但当我们的理智意识到自己其实并不是真的危险时，大脑就会分泌两种物质来应对，一种是起镇静作用的内啡肽，另一种是提供快感的多巴胺。
乘坐过山车是一件颇耐人寻味的事，从人体的角度出发，它一方面带来了恐惧感，一方面又产生了愉悦感，看似矛盾但却如影随形。
同样如影随形的还有过山车的双重属性，既要足够刺激吸引游客，又要足够安全稳定运行。
不管有没有坐过，大概每一个知道过山车的人都好奇甚至质疑它究竟会不会飞出轨道，如果想象力丰富的话可能在短短几秒钟内就已经在脑子里过了一遍各种如电影《死神来了》中的画面。
过山车事故其实并不罕见，严重的非死即伤，轻微也可以是虚惊一场。就在不久前的5月9日，苏州乐园森林世界“绝处重生”过山车发生急停，大约20名游客被困在高空，原因是气温过高触发了设备安全传感器，急停反而是确保游客的安全。
所幸急停发生后的20分钟内，维修人员手动打开了安全压杠，引导游客从安全通道返回地面，没有人员受伤。
当然，这仅仅只是过山车运行过程中的小插曲，但从过山车的发展历史来看，有些事故可能就没有那么温和了。
如果从过山车的本质追根溯源，即以重力获得速度提供高速刺激的感官体验，它最早的起源应该是俄国在16-17世纪流行的木质坡道滑冰。
参与者登上木头修建的坡道高处，有的可高达21米，然后乘坐简易的雪橇顺着有冰面覆盖的坡道滑下，享受重力和高速带来的刺激体验。
这种原始的过山车几乎没有安全措施，仅有的是坡道末端用于减速的沙堆。一般认为，在那之后法国人发扬了这种玩法，但是由于法国的气候不够寒冷，因此他们在雪橇上增加轮子。
然而，今天游乐园里的过山车可能还是起源于美国的铁路。19世纪初，有人开发出了运煤矿车的新玩法，这些铁路通过重力运行，早上运送煤矿，下午则变成了游客的娱乐项目。
半个世纪后美国人拉马库斯·阿德纳·汤普森发明了一种以重力为动力的过山车，但它仍然以观光为主，游客面向轨道的侧面乘坐，在起伏的滑行中欣赏路途上的人造景观，是真正字面意思上的“过山车”。
后来，人们逐渐发现过山车乘坐过程中的速度感，上下起伏以及失重和超重交替的奇妙感觉要远比观景更为有趣，真正意义上的现代过山车才算是出现。
早期的过山车都是木质的，车体在与传统铁轨相似的轨道上运行，车轮的设计也一脉相承，内侧的轮缘与轨道侧面接触，起到了横向的限位作用，但在垂直方向上没有约束。
因此，早期的木质过山车的花样基本局限于轨道上下起伏和转向带来的失重和超重感，设计不合理或运行速度过快还会发生脱轨的事故。
另外，由木头搭建的轨道支架据说会在乘坐的过程中产生一定的形变，带来一种无可替代的微妙体验，有部分爱好者就好这一口，至今仍有一定数量的木质过山车仍在运营。
1920年代，过山车设计者为了提高车辆运行的速度，提供更刺激的体验，设计了第三条用于给车辆供电的轨道，并且还将速度控制开放给游客操作。
这个看似先进的尝试很快就被过山车狂热爱好者玩坏了，他们不顾危险地追求更快更刺激，导致了很多脱轨事故。而供电的第三轨道也电死了不少过山车维修工人。
1915年，纽约康尼岛上的“rider riders”过山车就因为乘客操纵车辆的速度过快，在急转处发生了侧翻脱轨，6名乘客中的3人被甩出当场死亡，另外3人也都受伤。
今天我们常常能见到过山车的回环结构其实也在19世纪初就出现了，但因为轨道结构的限制，运行的车辆需要以较高的速度通过才能保持与轨道的稳定接触，所以回环的尺寸只能设计得很小。
带来的问题就是，车辆也不能设计得很大。1901年开放的“Loop the Loop”过山车是世界上第二个回环过山车，它采用了非固定曲率的圆弧轨道来降低产生的G力。
当时过山车的座位上并没有配备安全带，因此轨道旁还设有防止乘客坠落的防护网。然而最致命的是由于小回环的存在，车辆也必须设计得非常小，单次仅能容纳4人，技术上的成功没办法弥补商业上的失败，这个项目运行了9年之后宣布倒闭。
过山车的另一个危险环节其实是起步前的爬坡，就是那个酝酿恐惧感的漫长过程。过山车的爬升使用的是轨道中的链条，链条由电动机带动。
问题并不在前进，而是在于倒退，一旦爬升过程中出现意外，车辆可能从陡坡上向后滑落，就有可能发生严重的碰撞事故。
解决的办法是给过山车加上一个止逆的安全结构，这让过山车的安全性得到了很大的改善，爬升过程中发出令人不安的机械声就来自这个结构。它的发明人是约翰·米勒，被认为是过山车发展中最重要的人物，此外他还拥有100多项过山车相关的专利。
不过，机械结构也有失灵的时候，1997年，美国俄克拉荷马州塔尔萨的贝尔游乐园就发生了这样的事故。园区内的野猫过山车由于止逆结构出现了故障，车辆在爬到坡顶前向后滑落，撞上了坡底的另一辆车，一名14岁的男孩在碰撞中被抛出，最终死亡，另有6人受伤。
另一项对过山车项目影响深远的改进是1950年代由迪士尼乐园率先引入的管状钢制轨道，车轮也发生了巨大的改变，从原来钢制轮变成了尼龙或聚氨酯材质，还增加了侧向和底部的车轮，可以牢牢地让车辆只沿着轨道方向运动。
这项改进不仅大大提高了过山车的安全性，而且还极大的提高了过山车的可玩性，原本木质传统轨道的过山车仅能提供上下起伏、急转弯、回环等体验，而新式的管状钢制轨道还能提供螺旋、倒置、更大更多的回环。
就连乘坐的方式也出现很多新颖的改变，乘客可以位于轨道的上方、两侧、下方，甚至连乘坐的姿势也可以发生改变。
今天的过山车从技术的角度来看已经足够安全，但仍然有乘客伤亡的事故发生，其中有两方面原因，第一是维修检测上的疏忽，这通常是发生重大机械故障的原因。
1986年，西埃德蒙顿购物中心游乐园梦幻世界过山车因车轮组件中缺少螺栓而发生脱轨事故，造成3名乘客死亡，15人受伤。
1999年，新泽西州大洋城的过山车因为更换了错误的制动器而引发了事故，车辆向后高速运动急转甩飞了一对母女，后不治身亡，最终故障车辆撞上另一辆车致两人受伤。
2007年，日本大阪万博纪念公园游乐园过山车因车轴断裂发生脱轨事故，车辆向左倾斜导致一名女乘客头部撞上铁栅栏当场丧生，另有21名乘客受伤。
2019年，墨西哥首都墨西哥城一处游乐园发生过山车事故，运行过程中车厢从弯道处脱轨，从大约10米的高处落下，两名男子被甩出车外遇难，经调查涉事过山车相当老旧，已经使用了几十年，期间几经易手。
另一方面原因是乘客不遵守安全规定，例如超龄超重超高，或是隐瞒相关病史等等。
不过总的来说，现代过山车的事故率其实还是极低的，大约为几千万分之一，死亡率更是低至7.5亿分之一，远远小于被雷劈中的概率（约百万分之一）。
如果你热爱过山车，那就选择正规的游乐园尽情享受，但要注意自己身体的情况，不要为了刺激而伤了身体。如果你本来就对它不感兴趣，也不必落井下石拿着个例唱衰它，毕竟我们无法预料自己以后会不会坐上生活的过山车。
