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來源 | 悅智網(wǎng)

作者 | Rodney Brooks

制造電動(dòng)汽車和可重復(fù)使用的火箭相當(dāng)容易。制造核聚變反應(yīng)堆、飛行汽車、自動(dòng)駕駛汽車或超級高鐵系統(tǒng)卻非常困難。這二者有何不同呢？

簡而言之，答案就是：經(jīng)驗(yàn)?？赡苄耘c實(shí)用性的區(qū)別只能通過嘗試發(fā)現(xiàn)。因此，即便物理原理表明某產(chǎn)品未來可行，但只要尚未經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證或僅經(jīng)過原型驗(yàn)證，你就可以認(rèn)為它距離成功還遠(yuǎn)著呢。如果該產(chǎn)品相應(yīng)的版本已進(jìn)行量產(chǎn)，大部分必要改進(jìn)都已取得進(jìn)展，那么有可能很快就可用了。即使走到這一步，如果沒有人想要使用它，它也只能躺在倉庫的角落中淪為廢品，無論技術(shù)人員在制造過程中為其傾注了多少熱情。

究竟是什么造成一項(xiàng)有潛力的技術(shù)開發(fā)難易程度有所不同，這是非常值得考慮的問題，因?yàn)橐淮五e(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致一系列不明智的決策。例如，目前正在法國建設(shè)的國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER），預(yù)計(jì)建設(shè)費(fèi)用約為220億美元。如果各國政府認(rèn)為經(jīng)過如此的艱辛和努力之后，該項(xiàng)目自然會(huì)成功，并于短期內(nèi)發(fā)展成為可商用的聚變反應(yīng)堆，如果他們圍繞這種假設(shè)制定本國的能源戰(zhàn)略，那么國民們可能會(huì)很失望。

在此，我列出了一份簡短的技術(shù)項(xiàng)目清單，所列項(xiàng)目目前都正在進(jìn)行當(dāng)中，或者至少處于嚴(yán)肅討論階段。在每一種情況下，我都將指出這項(xiàng)技術(shù)的哪些特性有利于/不利于市場推廣。

電動(dòng)汽車是一項(xiàng)相對簡單的技術(shù)，因?yàn)槠囈呀?jīng)大規(guī)模生產(chǎn)了一個(gè)多世紀(jì)。在雨刷器、制動(dòng)器、車輪、輪胎、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、升降窗戶、汽車座椅、底盤等部件的設(shè)計(jì)和制造方面，我們擁有100多年的經(jīng)驗(yàn)。在制造數(shù)字化動(dòng)力傳動(dòng)控制系統(tǒng)方面，我們擁有20多年的經(jīng)驗(yàn)。

除此以外，我們已經(jīng)具備了駕駛車輛所需的全套基礎(chǔ)設(shè)施，包括道路、停車位、安全標(biāo)準(zhǔn)、汽車保險(xiǎn)以及車輛和司機(jī)的政府牌照。因此，從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)汽車到電動(dòng)汽車，你不必從零開始發(fā)明設(shè)計(jì)各個(gè)部件，然后解決如何量產(chǎn)的問題。

誠然，要以具有競爭力的價(jià)格大規(guī)模生產(chǎn)行駛里程較長、可靠性較高的電動(dòng)汽車，你必須明智地認(rèn)識(shí)到——首先要有性能良好的電池，并且資本充足。但是很多方面你無須改變。對于無須改變的這部分，有許多人已經(jīng)從事相關(guān)工作長達(dá)幾十年，制造和組裝的經(jīng)驗(yàn)豐富。電動(dòng)汽車是一項(xiàng)新技術(shù)，但其難度在合理范圍內(nèi)。

同樣，可重復(fù)使用的火箭聽起來可能充滿了革命性意味，但是我們?nèi)匀粨碛泻芏喱F(xiàn)有技術(shù)。所有用液體燃料推進(jìn)的火箭都是由V-2火箭演變而來，V-2火箭是沃納•馮•布勞恩（Wernher von Braun）為希特勒制造的。V-2火箭配有高流速渦輪泵（433千瓦），可以循環(huán)燃料冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)的部件，并攜帶液態(tài)氧，飛越大氣層。V-2火箭首次飛行是在76年以前，而后由苦役勞工進(jìn)行批量生產(chǎn)。

從那以后，世界上已研發(fā)出20多個(gè)不同系列的液體燃料火箭，其中某些火箭家族具有數(shù)百種不同的配置。聯(lián)盟號(hào)火箭的家族歷史長達(dá)52年之久，該系列火箭都是在20個(gè)液體燃料推進(jìn)室燃燒產(chǎn)生的助推力作用下發(fā)射升空的。德爾塔（Delta）火箭家族中的德爾塔IV重型火箭有3個(gè)連成排的相同核心，每個(gè)核心都是早期單核德爾塔IV火箭的第一級。

使用噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)器的軟著陸技術(shù)始于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)勞斯萊斯展示了其研發(fā)的“飛行試驗(yàn)器”。其后10年，鷂式戰(zhàn)斗機(jī)出現(xiàn)，該款戰(zhàn)斗機(jī)也能垂直起降。1969年，載人火箭——登月艙——載著宇航員垂直登陸月球。20世紀(jì)90年代，麥克唐納-道格拉斯公司研制了單級德爾塔 “三角快帆”試驗(yàn)火箭（Delta Clipper Experimental，DC-X），在美國新墨西哥州的白沙導(dǎo)彈靶場進(jìn)行了多次垂直起降。

今天的獵鷹火箭是由美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）研制的一款可重復(fù)使用的運(yùn)載火箭，在返回至發(fā)射場或回收駁船進(jìn)行軟著陸的過程中，其利用柵格翼控制第一級。柵格翼所依據(jù)的理論于20世紀(jì)50年代由蘇聯(lián)的謝爾蓋•別洛采爾科夫斯基（Sergey Belotserkovskiy）提出。自20世紀(jì)70年代起，裝有柵格翼的火箭就被用于導(dǎo)彈和循航衛(wèi)星導(dǎo)彈以及聯(lián)盟號(hào)載人宇宙飛船的應(yīng)急離機(jī)系統(tǒng)。

很多人說研發(fā)電動(dòng)汽車或可重復(fù)使用火箭是勇敢的、艱難的和令人感動(dòng)的創(chuàng)造性工作，我并不反對。但是，它們確實(shí)以大量前期工作以及現(xiàn)有業(yè)務(wù)和實(shí)體基礎(chǔ)設(shè)施作為基礎(chǔ)，所有這些都增加了它們成功的概率。對于可能出現(xiàn)的部分（并非全部）問題，也有已知的解決方案。因此，我們懷著某種程度的信心，可以估計(jì)這些技術(shù)將會(huì)取得成功，并批量生產(chǎn)。

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然而，全新的理念很難評估。它們何時(shí)甚至是否會(huì)成功尚不清楚，不管這些想法乍一看多么合乎邏輯。

熱核聚變反應(yīng)堆就是一個(gè)例子，盡管它早已有之，但與作為全新理念出現(xiàn)時(shí)相比，其距離目標(biāo)實(shí)現(xiàn)方面幾乎沒有進(jìn)展。這項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)自20世界50年代開始，那時(shí)我們就知道持續(xù)核聚變是“可行的”。畢竟，太陽就是這樣發(fā)光的。66年前，第一顆氫彈“艾維•邁克”（Ivy Mike）爆炸，人類制造出一種短暫的核聚變反應(yīng)。在那時(shí)，未來主義者就信心滿滿地預(yù)測，在合理的時(shí)間內(nèi)，核聚變將被用于發(fā)電，但時(shí)至今日仍未實(shí)現(xiàn)。我懷疑，現(xiàn)在是否還有很多人會(huì)相信在可預(yù)見的未來某日能實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電。

實(shí)現(xiàn)持續(xù)核聚變需要在極高壓力下控制極熱的氣體。任何物理容器都承受不了這種高溫和高壓。必須采用超強(qiáng)磁場作為非實(shí)體性容器。這種必需的磁場很難產(chǎn)生和控制，即使已經(jīng)研究了50年，仍然無人相信我們即將解決所有的工程問題。

無須進(jìn)一步討論：這確實(shí)是個(gè)難題。

飛行汽車是另一個(gè)昔日夢想，現(xiàn)在又重新流行起來。最初，這個(gè)夢想藍(lán)圖是能夠開車沿道路一直跑，找到一個(gè)清晰的空域，飛行至目的地附近，然后著陸，在道路上跑完最后一段路程。飛行汽車能夠騰空跨過擁堵路段，以更快的速度前進(jìn)。這一夢想過去一直未能實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在有十幾家創(chuàng)業(yè)公司正在追逐這一理念，積極從事這一工作的工程師數(shù)量在過去十幾年內(nèi)猛增。

這一問題難度較大的原因在于，飛行汽車需要結(jié)合兩種完全不同的工程體系。不僅要求既能在離地面數(shù)千米的空中飛行，又能適合道路和公路網(wǎng)狹窄空間對傳統(tǒng)汽車的約束，還要始終滿足飛行和地面交通的各種安全和效率要求。對其中一種系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，就意味著限制另一種系統(tǒng)的功能。

因此并不奇怪，今天的初創(chuàng)公司所稱的飛行汽車通常是完全不同的東西：他們研究的是一種點(diǎn)對點(diǎn)的飛行交通工具，主要靠電能驅(qū)動(dòng)，一些人聲稱這種交通工具能夠由未經(jīng)專門培訓(xùn)的普通人駕駛。這種交通工具通常沒有在路上行進(jìn)的輪子，這意味著你需要通過其他方式到達(dá)飛行汽車的停泊地點(diǎn)，著陸后，你還需要通過其他方式到達(dá)目的地。

雖然這種飛行汽車的變體無須在路上行駛，但是也存在其他問題：它們需要以某種方式進(jìn)行充電或加注燃料。作為超輕型飛機(jī)，它們不允許飛越建筑物上空，這一限制將阻礙它們在通勤中發(fā)揮作用。業(yè)余飛行員幾乎沒有受過任何訓(xùn)練，但仍須遵守空中交通管制規(guī)則，并通過保險(xiǎn)公司的審查。

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到目前為止，還沒有任何一次公開演示飛行發(fā)生，甚至沒有人聲稱進(jìn)行過。相關(guān)的規(guī)章制度和保險(xiǎn)條例尚未開始實(shí)施。請不要對飛行汽車抱有任何迫切的幻想。

自動(dòng)駕駛汽車可以說是當(dāng)前最值得期待的一種技術(shù)。其面臨的困難是要嘗試沒有先例的事情。

我在一篇文章中論述了問題的一個(gè)方面：意想不到的結(jié)果是，自動(dòng)駕駛汽車可能會(huì)改變?nèi)祟惖男袨榉绞健Ｎ抑赋?，行人和其他汽車的駕駛員可能會(huì)受到引誘，將自動(dòng)駕駛汽車當(dāng)作實(shí)施反社會(huì)行為的目標(biāo)。同時(shí)，我還指出，自動(dòng)駕駛汽車車主也有可能會(huì)屈服于反社會(huì)行為，以不同于駕駛普通汽車的方式使用自動(dòng)駕駛汽車。

另一個(gè)問題是所謂的邊緣情況，涉及提高機(jī)器人汽車能力極限。其中有些極限是事先未知的。我們確實(shí)已知的情況包括：汽車必須理解和解釋臨時(shí)道路標(biāo)志，比如道路施工警告；回避法律條文的適當(dāng)條件；叫車服務(wù)中必須算出允許乘客擁有多大控制權(quán)；當(dāng)駕駛員無法與其他駕駛員進(jìn)行溝通時(shí)汽車必須決定采取何種措施，比如進(jìn)入一個(gè)小巷子時(shí)。

無人駕駛汽車不會(huì)簡單地替代有人駕駛的汽車。我們將安裝專用車道，甚至?xí)谧詣?dòng)駕駛汽車的車道入口處或整條專用車道上設(shè)置地理柵欄，以保護(hù)自動(dòng)駕駛汽車免受有人駕駛汽車的傷害，反之亦然。同時(shí)，我們還將更改乘客上下車地點(diǎn)、停車地點(diǎn)等相關(guān)規(guī)范。

自動(dòng)駕駛汽車似乎突然間取得了巨大的進(jìn)步。然而，如果你回顧一下，從恩斯特•迪克曼斯（Ernst Dickmanns）和其德國慕尼黑聯(lián)邦國防軍大學(xué)的同事在開放的高速公路上實(shí)現(xiàn)無人面包車自動(dòng)駕駛至今的32年里，這種進(jìn)步其實(shí)是漸進(jìn)式的。

直至2017年，真正的無人駕駛汽車（無安全駕駛員）才開始在公共道路上行駛，這是Waymo（谷歌母公司Alphabet旗下的另一子公司）在鳳凰城附近的拼車項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)的。Waymo的這個(gè)項(xiàng)目當(dāng)前還僅處在演示階段。

傳感器的價(jià)格仍需大幅降低，這類汽車的使用方式也需要確定。我們還需要修改安全法規(guī)和法律責(zé)任分配。在法律改變的同時(shí)，態(tài)度也必須改變。

當(dāng)這些汽車通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證并進(jìn)入商業(yè)企業(yè)時(shí)——也就是說，當(dāng)這些汽車的制造商實(shí)際上開始從銷售（無論是銷售給個(gè)人還是車隊(duì)運(yùn)營商）中獲利時(shí)，自動(dòng)駕駛汽車才真正有實(shí)現(xiàn)的證據(jù)。起初，這類汽車只能在有限的區(qū)域和市場內(nèi)行駛，比如商場、工業(yè)園區(qū)以及其他有人駕駛的汽車不能進(jìn)入的區(qū)域。在一天中的某些時(shí)段或特定天氣條件下，這類汽車的使用可能會(huì)受到限制。自動(dòng)駕駛汽車的各種問題終會(huì)得到解決，但比熱衷者想象的要慢。

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超級高鐵是另一種較難實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。這一概念是建造一條真空通道，載滿乘客或貨物的太空艙可在空氣壓力或磁感應(yīng)線圈的作用下加速穿越這一通道。這一概念激發(fā)了很多企業(yè)家的想象力，也從很多銀行獲得了投資。但到目前為止，尚未有任何類似的車輛進(jìn)入驗(yàn)證階段，更不必說規(guī)?；\(yùn)營了。

問題之一是如何找到建造這樣一條通道——一個(gè)超穩(wěn)定密閉的圓柱體，直線延伸數(shù)百公里——的方法。你還需要設(shè)計(jì)太空艙，并能以接近音速的速度載人運(yùn)行。封閉的太空艙內(nèi)需要有一個(gè)完全獨(dú)立的生命支持系統(tǒng)。經(jīng)過不?？康恼军c(diǎn)時(shí)，太空艙需要保持密封狀態(tài)；在站點(diǎn)停靠時(shí)，要保障乘客上下車。艙內(nèi)需要具備應(yīng)急措施，例如，太空艙在距離最近站點(diǎn)100公里處被困時(shí)，要能夠?qū)⒊丝途瘸觯缓笠谱吖收咸张?，以便通道重新暢通。你需要與太空艙內(nèi)通信，而太空艙可能是一個(gè)相當(dāng)嚴(yán)密的法拉第籠。

還要研發(fā)能保護(hù)乘客安全的座椅和約束設(shè)施，還要保持乘客頭腦清醒——擠在加速度極高又無窗戶的車廂里，座位上的乘客很難保持清醒。整個(gè)系統(tǒng)需要具備防震功能，且不受地殼板塊發(fā)生一兩厘米位移導(dǎo)致通道微小位移的影響。而且不要忘記，還需獲得該路線的土地使用權(quán)，確定保險(xiǎn)（包括明確如何實(shí)現(xiàn)超級高鐵本身的保險(xiǎn)與乘客已有保險(xiǎn)之間的協(xié)調(diào)）、經(jīng)營模式等等。

你可以認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)超級高鐵的任何一個(gè)方面都不是太困難，但是將所有方面加在一起就會(huì)構(gòu)成難題。很多新技術(shù)和設(shè)計(jì)必須從頭開始進(jìn)行研發(fā)，然后進(jìn)行驗(yàn)證。這方面的問題不勝枚舉。

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所有技術(shù)挑戰(zhàn)得以解決并經(jīng)過成功驗(yàn)證后，還存在一個(gè)完全不同的問題，即心理問題：說服乘客進(jìn)入無窗的高速系統(tǒng)，至少一開始是很難的。最后，即便超級高鐵已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了安全性且功能強(qiáng)大，可能也會(huì)有很長一段時(shí)間無法獲得投資收益，起碼比支持者預(yù)期的長得多。

有時(shí)，即便不存在明顯的障礙，一項(xiàng)簡單技術(shù)的進(jìn)展可能也會(huì)非常緩慢。其中一個(gè)最好的例子就是我們管理互聯(lián)網(wǎng)地址的方式。

互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv6的尋址方式由之前版本IPv4的32位升級為128位。這樣就將互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備中潛在唯一地址的數(shù)量由40億劇增至7.9×1028。工程師在20世紀(jì)90年代開發(fā)出這一新版本時(shí)就清楚地認(rèn)識(shí)到，加入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備將遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于此前的預(yù)期——不僅是計(jì)算機(jī)，還有電表、工業(yè)傳感器、交通傳感器、電視機(jī)、電燈開關(guān)等。設(shè)計(jì)人員耗費(fèi)了大量的精力才把遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過數(shù)萬億計(jì)的設(shè)備塞進(jìn)小小的40億設(shè)備地址空間。雖然IPv6在1996年就已完成，但是至今仍未完全取代IPv4。

2010年，人們預(yù)測2012年將完成從IPv4向IPv6的轉(zhuǎn)換。2014年，99%的網(wǎng)絡(luò)流量仍在使用IPv4。2017年底，在IPv6上運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)流量由不足2%（阿姆斯特丹國際網(wǎng)絡(luò)交換中心使用）提高到剛剛超過20%（谷歌服務(wù)的用戶使用）。很明顯，IPv6是一項(xiàng)正在發(fā)展的技術(shù)，進(jìn)展緩慢。

我的目的在于指出造成技術(shù)難易不同的因素，并不是要宣揚(yáng)技術(shù)失敗主義。我只是建議，無論別人說哪一項(xiàng)技術(shù)會(huì)成為下一個(gè)爆點(diǎn)，我們都要正確估計(jì)其難度。如果某個(gè)想法是建立在實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，那么對其抱有謹(jǐn)慎的樂觀態(tài)度便順理成章。如果不是，就不要盲目天真。希望難得，我們不應(yīng)該浪費(fèi)它。