我讀初高中時，住家離台糖小火車鐵道很近，每天看到同學從各鄉鎮搭火車通學，40年後仍歷歷在目。我對台糖鐵路還有一項深刻的記憶。
這種火車的主要功能，是把台糖在各地區契約耕作的甘蔗，採集後運到糖廠加工成各種正產品（各式各樣的糖）和副產品（例如健素糖、蔗板）。
這種白色製糖用的甘蔗，和街上或市場看到的黑色甘蔗（口嚼或榨汁）不同：黑蔗的甜度低、皮薄、肉脆，白蔗相反。
一九六○年代國際糖價高，那時台灣經濟尚未成長，鐵路沿途有不少人偷白蔗。我在小學高年級時，跟同學去看青少年的英勇作為。
蔗農把15-20根甘蔗，用蔗葉綁成一大綑，放在運貨物的平台式車廂上。如果最下層是南北方向置放，上一層就東西方向置放，再上一層又換成南北向，讓甘蔗之間的摩擦力互相牽制，只要火車速度不太快，就不會在運送途中掉落。
蔗農綁甘蔗時，因為甘蔗的長短不一，有幾根會較突出。較有力氣的青少年，不難從慢速行駛的火車抽下甘蔗。
一次沒抽出來也沒關係，他們約間隔15至20公尺站列，前面沒抽下的，下一位繼續，經過3至5人一定抽下來。第2種方法更狠：有些空軍眷村子弟，家裡有降落傘用的尼龍繩（這是買不到的高檔貨），他們在繩頭綁上鐵鉤，拋向最上層的甘蔗，整綑拖下來，或吃或送或賣。
台糖受不了這種損失，就在車廂之間不規則地穿插空車，上面坐人，手裡拿著催淚槍，朝這些偷甘蔗的青少年發射。我沒有上場的資格，但和其他人被催淚槍射過，還記得淚涕縱橫的滋味。
我那時知道台糖火車的車廂比台鐵的小，鐵軌也較窄。聽人說台糖火車叫做「五分車」，不明白是什麼意思。1970年到台北讀大學，那時以坐平快車為主，知道台灣的縱貫鐵路是日據時期修造的，聽人家說這叫做「七分車」，也不明白是什麼意思。
後來看電影《東方快車謀殺案》，看到洋人的火車竟然有包廂，廂外有通道，覺得洋火車比台灣的火車寬敞。1979年到巴黎第一次坐有包廂的火車，感覺台灣的火車還真窄。1992-3年在美國，更確定台灣的軌寬有點奇怪。
很慚愧，我一直沒去弄清楚五分車、七分車、歐洲車、美國鐵軌的寬度有什麼差別，為什麼會採用這麼不同的規格。這件事拖到2001年初，我讀到Douglas Puffert（2000）的論文後，才把整個事情弄清楚。
1995年夏我在慕尼黑大學三個月，在經濟史研討會上認識Puffert，是個溫文儒雅的年輕學者，他在史丹佛大學的博士論文（1991），就是以北美鐵軌的寬度為主題，在主要的經濟史期刊上發表好幾篇論文。
我從「維基百科」（Wikipedia）查「軌距」，得到許多具體的數字，摘述如下。維基百科說，1937年制定的國際標準軌（143.5公分＝4英呎8吋半）是英國提出的，這個說法不夠正確，稍後詳說。
現在歐洲大部份國家都使用標準軌，例外的國家有：愛爾蘭與北愛爾蘭（160公分）、西班牙（167.4公分，正在改為標準軌）、葡萄牙（166.5公分）。阿根廷與智利的軌距是167.6公分；俄羅斯及鄰近國家，以及蒙古、芬蘭都是152公分。
日本的軌距是106.7公分（3呎6吋），日據時期修築的台灣軌寬也是106.7公分，這是國際標準軌（143.5公分）的74%，稱為「七分車」。
台灣的糖業鐵路和阿里山的森林鐵路，是76.2公分的窄軌，是143.5公分的53%，簡稱「五分車」。日本在一九六○年代修建新幹線（高速鐵路）時，採用143.5公分的國際寬軌，提高行駛的穩定性。
台灣高鐵、台北和高雄的捷運，都採用143.5公分的標準軌。清朝末年中國的鐵道，由英國和比利時承建，採用143.5公分標準軌。
我在想：現在以電力帶動的火車頭，牽引力比20世紀初期的蒸汽機火車頭大許多，為何不把軌寬擴大為200公分，不是更寬敞又可載更多貨物嗎？
維基百科說：以現代的角度來看，(1)寬軌不一定可以載得更重更多；(2)寬軌車不一定較快；(3)建造標準軌與建造窄軌的成本相差不大；(4)窄軌也可以達到和標準軌一樣的負載量。
我覺得奇怪，不明白為什麼會這樣。有興趣的讀者，請在維基百科查「軌距」，內有豐富的資料，文末的「外部連結」（科普鐵路館），提供豐富的相關訊息。
其實1937年制定的國際標準143.5公分軌寬，是沿用美國1835年就存在的規格。Puffert（2000）的論文重點，是要分析為什麼143.5公分的軌寬，會在諸多規格的激烈競爭下脫穎而出。這篇文章的主題，可說是美國軌寬的發展與競爭史。
1835-90 年間，北美（美國與加拿大）至少有9種軌道：3英呎（91.4公分）、3英呎6吋（106.7公分）、4英呎8吋半（143.5公分）、4英呎9吋 （144.8公分）、4英呎10吋（147.3公分）、5英呎（152.4公分）、5英呎4英吋（162.6公分）、5英呎6吋（167.6公分）、6英 呎（182.9公分）。
為什麼會這麼複雜？因為：(1)各地區修築鐵路時，鐵路工程師的技術來源與傳承不一，有些採英國體系，有些則否。(2)故意不相容，阻擋其他地區的農工業產品進入。(3)各地區的地形地勢不一，對軌道的需求自然不同。
為什麼後來會統一使用145.3公分，1937年之後成為國際標準軌寬呢？這就是本文的要點：說不出合乎邏輯的道理，這是政治與經濟交互角力後，一步步發展的結局，這正是典型的path dependence問題（依發展途徑而異、受到隨機性的因素干擾）。
市場機能、競爭、效率、最適化這類的觀念，在這個議題上無法發揮功能，因而稱為「市場失靈」。
美 國最早的鐵道，是承襲英國的4英呎8英吋（142.2公分）規格，這是18世紀末，在英國礦區發展的原初型鐵路，在Newcastle地區最通行。有位叫 George Stephenson（史蒂文生）的工程師，在Stockton和Darlington之間建造一條運煤鐵道。
1826-30 年間，他被任命在利物浦和曼徹斯特（Liverpool and Manchester, L&M）之間建造鐵路，特點是用蒸汽機來推動火車頭。這是第一條靠蒸汽機推動的鐵路，也是第一條完全依靠載運乘客與貨運的鐵路，更是第一條與礦冶 完全無關的鐵路，在鐵道史上有顯著的開創地位。
不知為什麼原因，Stephenson把鐵軌加寬了半英吋（1.3公分），成為4呎8吋半 （143.5公分），這就是日後國際標準軌的規格。1826年，Stephenson在競爭L&M鐵路時，他的對手刻意提出5呎6吋（167.6 公分）的寬軌（加大24.1公分），但沒被採用。
George Stephenson的兒子Robert，後來在國會的委員會上說：143.5公分軌寬也不是他父親訂的，而是從家鄉地區的系統「承襲」 （adopted）來的。Samuel Smiles是Stephenson的朋友與早期傳記的作者，他說143.5公分的軌寬，「沒有任何科學理論上的依據，純粹是因為已經有人在用了。」 （Puffert 2000:939注11）。
美國早期的鐵路建造者，參觀L&M與其他地區的鐵道，認為L&M的規格較適合，就把整套工程技術搬回美國。
另有一批工程師，1829年參觀英國鐵路，回國後在巴爾的摩（Baltimore）與俄亥俄（Ohio）之間築了另一條鐵路（B&O），把原本的4呎6吋軌寬改為4呎8吋半，目的是要和L&M系統的火車「接軌」。
但有幾批工程師卻另有盤算，有些採用3呎5吋，有些認為5呎較易使用（整數較簡潔），有些人用4呎9吋（何必用8吋「半」 這麼奇怪的規格呢？），有人堅持4呎10吋也不錯。簡言之，在最複雜的時候，美國鐵路有過9種軌寬並存。
現 在回過頭來，看鐵道的發源國（英國）。他們在建築Great Western Railways（GWR）時，把軌寬擴大為7呎（沒錯！213.4公分），幾條較短的路線，用5呎或5呎6吋。有些美國工程師，看到鐵路老大改為寬軌， 為了迎頭超越，就把紐約與愛力（Erie）之間的鐵路，建為6呎寬（182.9公分），希望能達到三個目的：最高速、最舒適、最低成本。
但事與願違，有些人認為5呎6吋就夠了。幾經實驗，19世紀中葉的美國鐵道工程師，在考慮火車頭的拉牽力之後，覺得還是以5呎至5呎6吋之間較合適。加拿大的鐵路學者也有同感，而這正是英國當時採用的軌寬。
1860年之後，又有人感覺寬軌太耗動能，對蒸汽機的負擔過重，認為還是老規格（4呎8吋半）較合適。在地勢變化較大的地區，其實3呎6吋更合用，因為較容易轉彎。
在多山的地區，若用3呎寬的鐵軌，就不必挖太寬的隧道，可以省下不少成本：3呎的鐵路成本，比4呎8吋半的建造費用便宜三分之一（枕木、石塊、人工、管理都較省）。
建造鐵路時，美國政府只負責土地與公共事務，對具體的投資、興建、技術規範都不插手。如果你是第一位在某個區域的鐵道投資者，只要考慮自己喜歡哪種軌寬；第二位投資者，或許也可以自由選擇軌寬；但第三位投資者，就必須考慮接軌問題，沒有多大選擇空間。
在這種機制下，美國的鐵道系統就出現一項特質：地區性的軌寬整合度很高，但全國性的相似度很低。
簡言之，美國的軌寬是由民間工程師決定，而這又受到他們之前的經驗影響：或是向英國某個地區學來的，或是依所購買的火車頭帶動力，來決定軌寬。
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