关于未来系列之三——还要跑多快?还能跑多远?

        我们人类奋斗了数万年,去过最远的地方是自己星球的卫星。不仅在上面没呆多久,迄今为止,才只送去过12个人。    

        跑得最快的载人工具是一种叫火箭的落后玩意,依靠燃料燃烧膨胀后喷射流的反作用力推动前进。说白了就是大号的“窜天猴儿”。迄今为止,还没法大规模普及为民用交通工具。因为运输成本高得惊人,最多也就送个几百吨的东西,危险系数还很高,时不时会炸。没有视死如归的勇气还是不要随便坐上去尝试为好。

        仔细想想,人类走过了十几万年的岁月,如果评选“发展最缓慢领域”奖的话,似乎交通这东西完全可以荣登领奖台。从智人走上历史舞台直到五六千年前的欧亚草原西部有了马的驯化,这十几万年的时间里,我们的老祖先们在陆地上基本只能靠“11路”丈量世界。

        以马、驴、牛、骆驼等动物为主的畜力作为主要的陆上交通动力,人类用了五千多年。

        1769年,一个法国人用蒸汽机带动一辆三轮车跑了起来。人们把这个蒸汽驱动,不停冒烟,跑得也没多快的东西叫做“汽车”。从那以后,人类的交通动力才有了新选项。从草料在动物肠胃里燃烧换成了煤在锅炉里燃烧。如今,249年过去,傲慢的人类都觉得自己统治地球了,汽车这种老掉牙的玩意,还跑在大街上,还是那么个做功原理,甚至依然是十分重要的一种交通代步工具。

        不久的将来,我们能够跑多快?我们可以走多远?

        今天我们就来聊聊未来的交通。


        说起交通,当然免不了要聊起石油。笔者在这里要问个问题:“你觉得在未来,地球上的石油会枯竭么?”

        很多人可能会说:“石油是一种不可再生的珍贵资源。人类已探明的石油储量也就够我们再烧个几十年。而且随着我们社会的飞速发展,汽车、飞机越来越多,石油的使用量也必然越来越大。所以问题不是石油会不会枯竭的问题,而是很快就会枯竭的问题。”

        虽然预测未来应该是包容性最强的一件事,因为毕竟不确定性太多,需要虚心一些,不要太轻易否认别人的观点。但是我还是要说,就算是曾经写进过教科书的观点,像石油很快要枯竭这种瞎扯的话,还是尽量忘了吧。

        我不是在为石油产业辩护,“三桶油”也没给我几毛钱,我说的确实是事实。不过接下来的话估计“三桶油”不爱听——我之所以说石油不会枯竭,是因为在枯竭这件事情还远没有发生之前,人类的交通就会放弃燃烧汽油、柴油这种落后的高成本方式。作为现代化工原料基础的石油,或许会更多地为未来的新聚合材料做出贡献,而不是拿来铺路,或者在内燃机里烧掉这么浪费。

        换个角度讲,人类之所以没有把所有的森林全砍光拿回家烧,是因为挖煤的单位能量成本更低。明明挖一小时煤可以烧半年,为什么要做砍一天树烧三天木头这样的事?人类现在可劲儿地在用石油,是因为在很多领域和地域,石油的单位能量成本依然低于煤炭。这包括开采、储存、运输、以及使用成本。中东之所以成为世界石油的主要产地,不仅是因为那里的石油储量大,更因为开采成本低。有自己从石头缝里渗出来的石油,干嘛还要费劲打井?有打完井自己往外喷的石油,干嘛还要费劲掏?有能够掏出来的地下油,干嘛还要去海底找?勘探出的储量,实际开采的最多也就是百分之四十,剩下大部分为啥不采了?因为越采,石油越粘稠,需要注水加压和很多复杂的技术,设备维护费用提高,成本提高,还不如干脆换地方采。所以,说石油不会枯竭,不是因为石油真的用不完。而是还远没有到用完的那一天,它的单位能量成本一定会超过某个临界值,使得人类转而投向新的能量来源。

        可控核聚变(注意不是核裂变)可以说是现阶段人类能够理解并在实际研究中的唯一未来能源解决方案。这种恒星级的能量一旦被驯服,对人类的影响将不可估量。或许需要专门分出一个章节来聊聊这种未来能源。这里我们还是回到交通的话题上来。

        汽车这种现代人最为熟悉的陆上城市交通工具,或许在未来几十年内还会保留它的名字。但是其工作和使用方式却会有巨大的变化。

        首先是驱动方式的变化。正如前文所述,内燃机也该退休了,是时候省下点石油做珍贵的合成材料和日化用品了。在不远的未来,随着电池技术的进步,在10到40年左右的时间里,燃油汽车会逐渐让位于电池驱动的汽车。因为能量密度的低下,对电池汽车最悲观的预计就是在十几年内满世界插满充电桩。笔者想象了一下,觉得那画面太悲催,不忍直视……

        当然办法总是人想出来的,如果我们能够再将汽车电池的能量密度提高一个数量级(当然不那么容易,可毕竟说的是未来嘛),那么汽车电池就可以做到跟现在的汽车油箱差不多大,然后满电跑它个五六百千米。这个大小的电池,更换起来就很容易了。所以替代方案之一就是,大家开着电动汽车到处跑,没电了就近找一个加电站,换一块充满了电的电池就好了。现在为啥不能这么做?不仅是因为现在的汽车电池成本太高,各厂商的供电接口也不一致,更因为现在的汽车电池太大太重了,常见的特斯拉Model S,电池重量接近一吨。换个电池跟换整车底盘的工作量差不多,搞不好还得电死一两个人……

        再设想得远一些,如果某一天人类可控核聚变的技术获得了突破,那么我们就相当于拥有了取之不尽用之不竭的能量来源。而到那个时候,能量密度这类电池指标就可以成为历史了。因为当我们不必再费心考虑是否浪费,如何有效传输储存能量的时候,大规模、远距离的电力无线传输就可以成为一个值得考虑的选项。那个时候,电力就可以像今天的wifi信号一样充盈在城市的每一个角落。汽车将主要依靠无线感应获得电力,至于车上的电池,只是防备你开出电力圈的应急手段而已。

        再进一步,如果无线电力感应的能量已经达到这个级别的话,又何必把汽车拘束在陆地上呢?只要按个按钮,不管是涡轮喷射压缩气体还是螺旋桨,不论是反重力装置还是像鸟一样扑扇翅膀,总之飞起来就是了,连油箱都没有,电池组也不用带多少,有效载荷的占比就会很高。只搭载几个人的小型飞行器就可以做得非常轻。未来的城市交通,必然要利用立体空间,楼都建得那么高,为什么车就非要停在楼下,直接停窗口不是还省了等电梯的麻烦么?从这个角度来看,未来的主要交通工具应当是这样一种介乎于汽车和飞机之间的东西。轮子嘛,或许早该退休了。即使贴地行驶,也是飘着的。轮子的滚动摩擦阻力也很大的,能飞起来,又何必费那力气。轮子还是留给扫地机器人这类东西用吧。

        说到这里,你可能脑海中已经浮现出了很多科幻电影中的城市场景——奇形怪状的建筑物,漫天飞舞的各类飞行器,男主人公带着美女驾驶着飞行器快速地穿梭于其间,躲避着警察的追捕……

        大部分场景还算合理,至于驾驶飞行器这件事就有点扯。别说飞行器,就是地上跑的车,估计用不了几年也没人开了。

        下面给大家普及一下2032年1月1日颁布施行的《中华人民共和国道路交通法》。其中第一章,第三条规定:“位于任何交通设施中的乘客,(包括自然人以及任何形式的生命体),不得以任何理由接管、干扰或是停止交通设施中自动驾驶设备及其相关附件的正常工作。因以上行为造成的后果,将依据交通管理处罚条例的规定进行处罚。情节严重者,将依法追究刑事责任。“

        可以肯定的是,用不了多久,人类驾驶交通工具这件事情就将永远地成为历史。如果你现在还没有驾照,算了别考了。反正你也没必要拿个本给任何人销分了……

        今天,人工智能操纵的无人驾驶汽车,还在小范围测试阶段。最主要的技术瓶颈在于图像的空间识别和传感器的分辨能力。即使是现在的自动驾驶汽车,虽然看起来还有点像玩具,但它们实际上已经可以做到比人类驾驶员更安全。它们不会疲倦,很会用导航,反应十分迅速,没有情绪的干扰,永远遵守交通规则,而且几乎没有观察死角。在未来,一旦自动驾驶的技术普及,人类驾驶的交通工具将成为道路运输效率低下的最主要原因。人类司机即使不疲劳没喝酒心情不错精神集中驾驶技术熟练,从发现情况到大脑做出判断到神经传导信号到肌肉出现反应到交通工具做出规避动作,最快最快也需要半秒到一秒的时间。如果情况稍微复杂一点,就需要3秒以上的反应时间。3秒,对于以时速60千米每小时行驶的汽车而言就是50米的距离,而对于时速120千米每小时行驶的汽车而言就是100米。换句话说,前面发生了某件紧急事件,司机从看到这个事件到开始踩刹车踏板之前,车已经跑了100米远。如果是前方95米的紧急情况,还没等司机踩刹车,就已经把前车顶出了好几米。所以只要有人在开车,车速就不能太快,车距就需要拉开较长距离。而人工智能的反应速度可以比人类快几个数量级,而且智能网络连接的数辆车可以协同驾驶,保持极近的车距和极高的车速。所以在未来的交通领域,人工驾驶是在拖后腿,相当于赶了一辆牛车上高速公路的快车道,必然会被禁止。

        接下来我们再聊聊轨道交通,我想说的是,未来这玩意估计要消失。

        为什么?因为轨道的主要作用有两点:首先,降低单体车轮对地面的压强,以便于大质量物体的高速移动。另外,利用轨道确保高速移动物体的行驶轨迹,以保证行驶安全。

        在未来,这两点都可以通过人工智能交通网络的调配来实现。未来的货运车辆,应该就像今天的一个个集装箱,因为不需要驾驶室,不用油箱,不用车轮,所以最大化空间利用的结果就是一个个箱子。因为飘着飞,所以无所谓用轨道来降低对地压强来减少阻力的需求。至于行驶安全这件事,人工智能可以做得和轨道一样好。因为它的反应速度很快,为了提高运输效率,无数的“集装箱”可以贴在一起飞行,即使只留出几微妙的反应时间,人工智能也可以应对自如。

        如此说来我们花了那么大工夫,铺了那么多的铁轨就白费功夫了?我只能耸耸肩。咱们来举个实际点的例子,没有多少年前,中国的君王们致力于一件事儿——垒墙。他们世世代代地垒了好多年,也确实造福了很多子孙。但是如今,这些被称作长城的伟大工程除了被瞻仰之外,实在是没有留下什么有意义的使用价值。

        未来的城市,真的会是漫天飞车纵横往来么?估计会有一小段时间接近那样,但大部分飞舞的也应该是货运的箱子。那路上的人呢?我想说的是,未来的人,宅在家里的时间应该是最多的。

        因为不需要到处乱跑。出去干嘛呢?上班?家里解决了。购物?家里解决了。交友?家里解决了。娱乐?家里解决了。看病?家里解决了。旅游?还有什么没见过的?带上虚拟交互器,一切感官享受全部让你满足。在家里你可以闻一闻亚马逊丛林的湿气,可以摸一摸非洲象的耳朵,可以尝一尝依云的山泉水,可以在瑞士的雪山上凉快凉快,也可以在日本的温泉里泡一泡。只要是人类能够到达的地方,扔个全系传感器进去,你在家里就完全可以身临其境了。我们常说地球村的概念,而到了那个时候,你的家就是人类可以到达的任何一个角落。从出生到肉体消亡,只要你乐意,完全不需要走出家门一步。

        说了那么久,我们的交通范围依然局限在地球上。未来多久我们可以冲出地球,移民宇宙。相信你就算是去问埃隆·马斯克,他也会苦笑着摇摇头:“你知道俺的重型猎鹰炸了几颗么?”

        不过既然是说未来,我们就需要谈谈理想。关于这个理想,我要说,可以肯定的一点是,想要利用如今这些燃料引擎推动的火箭(或者姑且叫做飞船)来实现人类的太空梦,基本上和古人想要骑着马跑到月亮上去一样困难。曲率驱动?你是不是看《三体》陷得太深了,那玩意别说技术实现,现在连理论还没真正成型呢。我也只能依靠我们如今理解的宇宙来解释未来,对于我们还没理解的东西,就先别想那么远了。

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