也许是音响里播放的Guns N’ Roses乐队的音乐起了作用。也或许是迪拜这座新兴的超级都市本身就充满了魔力,它从阿拉伯的沙海中崛起,宣告着过去已逝,未来已来。无论是什么原因,当Dirk Ahlborn在三月份的中东铁路会议上发表他的演讲时,他几乎是在用一种挑衅的姿态面对着在场的各位高管。“铁路行业已经很久没有真正的创新了,”他说,“要么颠覆自己,要么被颠覆。”
在会议厅里认真听讲的听众,有穿着传统迪什达沙长袍的男士,也有穿着黑色阿巴亚长袍的女士。其他与会者则穿着西装革履,甚至还有穿着高跟鞋和短裙的女士。他们共同构成了这个行业的精英,一群建造火车、运营铁路的人,而Ahlborn只是一家初创公司Hyperloop Transportation Technologies(HTT)的首席执行官,这家公司还没有载过一名乘客,也没有铺设一英寸的轨道。
但克制并不符合Ahlborn的风格,他穿着一件黑色西装,内搭一件衬衫,领口解开了好几颗扣子。他身材高大,头发稀疏,面色红润,像TED演讲一样在舞台上走来走去,阐述着他对交通未来的设想。“什么是超级高铁?”他问道,“它是一种装满人的胶囊,在一个管道里,由支架支撑,以极快的速度行驶。就是这么简单。”
超级高铁的胶囊将利用磁场或持续的压缩空气喷射来悬浮在管道底部上方。泵将抽出管道内的大部分空气,创造一个极低压的环境。极少的空气意味着极低的摩擦力,因此胶囊将以高达每小时760英里的速度行驶,全程由太阳能电池板供电。“如果能以30美元的票价,半小时内行驶600公里,你的生活会是怎样的?”Ahlborn问道,“如果我们能实现这一点,我们就能真正改变我们的生活方式。”
啊,超级高铁——正是埃隆·马斯克(SpaceX和Tesla Motors的首席执行官)在2013年8月的一份白皮书中提出的那个方案。这个声明在互联网上引起轩然大波,有人赞叹,也有人惊呼“你是在开玩笑吗?”工程师们认为,尽管存在巨大的技术挑战,但它们是潜在可解决的。然而,经济学家估计,马斯克提出的连接旧金山和洛杉矶的60亿美元预算,至少低估了10倍,这还不包括用于获取线路土地的成本的严重低估。这场炒作逐渐平息,但这个非凡的想法仍然活着。
到年底,Ahlborn创立了HTT。2014年6月,Hyperloop Technologies(HT)进入这个领域,由硅谷的风险投资家Shervin Pishevar和前SpaceX火箭工程师Brogan BamBrogan创立。今年1月,马斯克本人又回到了公众视野,发推特表示打算建造一条超级高铁试验轨道,可能在德克萨斯州。两家初创公司随后也宣布了各自的试验轨道计划,都希望在2016年破土动工。这场近乎超音速陆地旅行的竞赛开始了。
超级高铁的支持者们面临着无数的挑战——技术、政治和财务上的。但巨大的挑战似乎激励而非吓倒了他们。他们相信,超级高铁将是一种全新的交通方式,比以往任何一种都更快、更便宜、更节能。“如果你想想历史上最令人兴奋的事情,那些吸引眼球的事件,比如人类的飞行、林德伯格横渡大西洋、进入轨道甚至登陆月球,”XPRIZE基金会主席兼首席执行官Peter Diamandis说,他也是HT董事会成员,“我们热衷于让人们更快、更远地旅行,超级高铁就是属于同一种范畴,只是维度不同。”
在迪拜,Ahlborn结束了他的演讲,听众们热情地鼓掌。他走下舞台,一位穿着传统白色长袍的男士走过来。我认出他是Etihad Rail DB的经理Saqqaf AlAttas,该公司负责阿联酋国家铁路的运营。他握住了Ahlborn的手。“一切都始于梦想,”AlAttas说,“从我所见,超级高铁不仅仅是梦想。它已经在这里了。”
II.
演讲结束后,Ahlborn大步穿过会展中心,一副托尼·斯塔克(Tony Stark)式的风范。会场看起来就像一个巨大的宜家展厅,唯一目的就是卖火车。由牛油果色通道组成的迷宫,将参会者引导到展示了轨枕和车轮的灯光明亮的展位之间。Ahlborn是一位德国人,曾居住在意大利,后定居南加州,他能流利地用多种语言与供应商交谈。他的举止有些疏离,评论有时也带刺。“这次展会有什么新东西吗?”他问一个推销软件的人,“过去十年有什么新东西吗?”
事实上,Ahlborn并不是一位资金雄厚的科技巨头——至少现在不是了。当然,这位38岁的企业家从18岁就开始创业,并且作为一家颗粒炉公司的首席执行官赚了几百万。然而,在房地产投资在金融危机中暴跌后,他损失了全部财富。虽然他在迪拜看起来像斯塔克,但在家里,他却在Airbnb上出租他的房子。
Ahlborn也以最低的成本运营着HTT。公司最初是通过他的另一个项目JumpStartFund启动的,这是一个在线众包平台,人们可以在上面提出公司想法,然后招募志愿者社群来将这些想法变为现实。马斯克宣布超级高铁想法后不久,Ahlborn就发布了这个想法,并收到了压倒性的回应。超过300名志愿者签署了合同,正式加入这家初创公司,每周工作至少10小时,以换取公司上市后的股票期权。他们中有工程师、企业高管、人力资源和市场营销专业人士,他们构成了HTT的全部员工。他们同时还在Northrop Grumman、Airbus和Cisco等公司担任日班工作,并在UCLA、斯坦福和哈佛等大学学习。由于任何利润都还遥遥无期,他们更像是被超级高铁的潜力所驱动,而非物质利益。团队成员将自己视为第一条铁路的建造者,第一架飞机的飞行员。“我们不一定要求你有合适的资质,”Ahlborn说,“但我们要求你有激情。”
超级高铁可能是一种全新的交通方式——一种比以往任何一种都更快、更便宜、更节能的交通方式。
Ahlborn在展会现场寻找新的支持者。“我们是一家人民的公司,”他向一位潜在客户解释道,“我们是由群众驱动的。”这番话引起了共鸣。一位软件工程师同意免费进行乘客流量模拟。一位建材供应商提出了替代混凝土的方案。保罗·普里斯特曼(Paul Priestman),最近设计了伦敦地铁新线路的车辆,表示他的公司可以协助视觉概念设计。而TÜV Rheinland(一家安全服务提供商)的移动和铁路副总裁Stephen Bradbury-Knight则表示愿意考虑安全标准。
第二天,Ahlborn与HTT的一位团队成员——一位前意大利流行歌星转型的科技企业家Gabriele “Bibop” Gresta——会合。我们三人跳上了新的迪拜地铁,穿梭于几何扭曲的摩天大楼组成的峡谷中。世界上最高的建筑——哈利法塔的尖顶刺破天际。我们在棕榈岛朱美拉(一个树状的人工岛群)下车,走进一家昂贵酒店芬芳的门厅。在那里,我们遇到了一位健谈的意大利人Giuseppe Ugge,他的工作是向阿联酋皇室介绍有商业想法的外国高管。
Ahlborn已经准备好了。他说,迪拜将是建设超级高铁的完美地点。加州以及美国和欧洲几乎所有大城市周边的土地都非常昂贵,而且要克服监管和政治障碍需要数年甚至数十年的时间。相比之下,迪拜拥有充足的空地,一个大型项目可以在迪拜酋长穆罕默德一人的点头下完成。此外,Ahlborn提醒Ugge,迪拜将主办2020年世界博览会。自1851年第一届世界博览会以来,博览会向数百万人介绍了电话、打字机、自动扶梯和有声电影等技术奇迹。Ahlborn提议,迪拜可以成为超级高铁的全球首秀之地。
Ugge说:“把你的计划发给我,如果好的话,我们可以引荐你。”
III.
在洛杉矶一个工业区尽头,经过一个脱衣舞俱乐部和一位躺在毒品罐子里熟睡的无家可归者,我进入了BamBrogan和Pishevar的Hyperloop Technologies总部。我被里面不协调的景象惊呆了——6500平方英尺的开放仓库,天窗透进光线,四周是裸露的砖墙。员工们敲打着电脑,在白板上涂写着。
HTT没有办公室,没有全职员工,基本上没有现金流,而HT拥有30多名全职员工和1000万美元的种子资金,这笔资金在短短几个月内就筹集到了。公司目标是在今年年底达到8000万美元。(Pishevar,凭借在Uber和Airbnb等公司投资的成功,正朝着成为亿万富翁迈进,如果需要,他承诺会出资一半。)该公司还招募了一个人脉广泛的董事会。除了Diamandis,还有政治操盘手Jim Messina,他是奥巴马2012年竞选活动的总策划人,以及创业家David Sacks,PayPal的创始首席运营官。
那是四月份,在我从迪拜回来不久。BamBrogan走了过来,他是一位身材瘦长的43岁男人,浓密的胡子和闪烁的眼睛让他看起来像一个蒸汽朋克马戏团的驯兽师。当我问起他挂在脖子上的那把 Skeleton Key 时,他神秘地说:“这是万能钥匙,但不是万能的。”尽管带着几分顽皮,BamBrogan却是一位认真的工程师:在SpaceX,他曾负责龙飞船的早期设计和猎鹰1号火箭的上面级发动机。
BamBrogan告诉我,超级高铁实际上是工程师们一个世纪以来一直追求的那个想法的最新迭代:将火车置于管道中,并移除大部分或全部空气。火箭先驱Robert Goddard在1904年提出了被称为真空管道运输系统的基本计划。1969年,《Popular Science》杂志上的一篇文章写道,政府正在研究几种“管车系统”的概念。HT和HTT现在都在追求同一个想法。
这两家公司设想将超级高铁管道的压力降低到约100帕斯卡——不是完全真空,而是地球表面自然大气压的千分之一。由于空气阻力如此之小,胶囊只需要很少的能量就能达到近乎超音速的速度。管道顶部的太阳能电池板,每辆胶囊大约相当于给五辆Tesla Model S电池充电,应该能为整个系统提供足够的动力。
工程师SandEEP Sovani,独立于HT和HTT工作,最近为软件公司Ansys运行了超级高铁的气流模拟。Sovani表示,整体概念是有效的,并且非常有前景。“我认为管道运输技术对这个世纪来说,就像铁路对19世纪一样重要。”
这种平静的氛围是经过精心设计的。毕竟,第一次乘坐的乘客会因为穿过世界上最长的枪膛而感到焦虑。
然而,实现这个相对简单的想法将非常困难。为了驱动胶囊在管道中移动,HT正在研究使用线性感应电机,它将利用超级高铁胶囊和管道地板之间的斥力来产生推力。地铁系统和过山车已经在使用这种电机,所以BamBrogan最初认为他可以现成地购买主要部件。但由于这些系统的最高速度约为每小时70英里,而不是700英里,现有的技术可能无法奏效。“我们宁愿发明尽可能少的东西,”BamBrogan说,“但看起来我们可能需要定制一个系统。”
全速运行时,超级高铁胶囊将不使用车轮,所以HTT可能会产生一个磁场来使其悬浮。这是一项成熟的技术:看看上海的磁悬浮列车;它的列车最高时速可达268英里。问题在于成本。磁悬浮列车的建造费用比传统列车高——据一位消息人士称,Transrapid每英里轨道造价为6320万美元——如果HTT有什么激进的想法来削减这笔开销,Ahlborn还没有透露。
两家公司也在研究一种不同的策略:气垫。从胶囊下方喷出的空气将使它们能够像在气垫球桌上滑行的冰球一样在管道中穿梭。计算机设计师目前使用气垫来悬浮硬盘内的旋转盘片,制造商则利用它们来提升工厂中的重物,使其更容易操作。气垫在交通工具上理论上也是可行的——摩擦力小,而且不像车轮那样磨损。美国空军在20世纪60年代成功地在火箭雪橇上测试了气垫。BamBrogan说,HT可以从这些实验中吸取教训,但雪橇是在单轨轨道上行驶的,因此是一种根本不同的车辆。超级高铁的气垫,就像它的电机一样,将需要几乎从头开始发明。
由于超级高铁管道不会完全减压,剩余的空气又带来了另一个工程挑战。如果胶囊与管道的间隙非常小,它将不得不推动越来越多的高压空气团向前,这种现象被称为“活塞效应”。(想象一下一个活塞通过注射器推动液体。)马斯克提出的一种解决方案是让管道的直径大约是胶囊的两倍,这样一些空气就可以绕过它。他还提议在车辆前端安装一个巨大的压缩机。压缩机将吸入空气,并将其压缩到约20分之一的体积,然后通过气垫喷出,并将其泵入胶囊后面的隧道。
HT正在以马斯克提出的2:1的管径与胶囊直径比例作为设计的起点。公司也在研究如何集成空气压缩机。Josh Giegel,一位HT工程师,给我看了一小块他最近用3D打印的扭曲金属,可能是超级高铁压缩机叶片的样子。他很快就会在办公室后面的风洞里进行测试。
但当NASA格伦研究中心的航空工程师们对超级高铁的概念进行独立分析时,他们得出结论,为了防止活塞效应,即使有压缩机,管道的宽度可能需要是胶囊的四倍。NASA团队成员Justin Gray在电话联系他时解释说,这一发现并没有否定超级高铁的概念。但如果一个数百英里长的管道需要比预期宽两倍,那么建造费用将大幅上涨。
在我访问期间,BamBrogan在创业者的傲慢和工程师的谨慎之间摇摆。“我认为没有人认为超级高铁是个坏主意,”他说,“但确实有人认为超级高铁不存在或不能存在。”这就是为什么公司急于尽快建造一条试验轨道。BamBrogan表示,一次成功的演示将是“我们的莱特兄弟时刻,那时它就能飞起来。”
四。
硅滩(Silicon Beach),位于HT总部对面的城市,是谷歌、雅虎、Snapchat和其他数百家科技初创公司的所在地。然而,在这些公司出现之前,这个地区是另一类创业者的家园:飞行员霍华德·休斯(Howard Hughes)。他曾经建造飞机的宽敞木制机库现在有一个全尺寸的超级高铁模拟器。它宽八英尺,周围环绕着发光的白色灯光,看起来像一个巨大的Cheerio(一种圈形麦片)和一个通往来世的入口。我走进胶囊,坐在了参与设计的建筑师Marta Nowak旁边。“好了,”她说,“你准备好出发了吗?”
机库里的灯光暗了下来。大气音乐响起,钢琴琶音优雅地跳跃在之上。“我们还在站台,车门刚刚关闭,”Nowak说。然后,她告诉我,胶囊开始加速。超级高铁的批评者抱怨说,乘坐体验会让人头晕恶心——《洋葱报》(The Onion)讽刺地写道:“乘客尖叫驱动的新型超速交通系统”。但根据Nowak的说法,由于加速缓慢(需要几分钟才能达到全速)和宽阔的转弯,乘客实际上会感觉和听到很少。这种体验将像在30,000英尺的高空乘坐飞机,但更安静。模拟器内的灯光昏暗,呈紫色。“我们可以回头看看我们的同伴,”Nowak说,我朝后瞥了一眼,看到后面有十几排座位。
超级高铁的管道是实心的,消除了任何视野,所以胶囊墙上没有窗户,取而代之的是平板显示器。它们最初显示的是星空,然后车厢变亮,景色变成农田、湖泊和森林掠过。当我们到达目的地时,我觉得我穿越到了一个高端水疗中心。Nowak说,这种平静的氛围是经过精心设计的。毕竟,第一次乘坐的乘客会因为穿过世界上最长的枪膛而感到焦虑。“如果人们第一次尝试超级高铁并喜欢它,他们会再次乘坐,”Nowak说,“但如果他们不喜欢……”
胶囊的模型——一个用泡沫和胶合板制成的容器,辅以一台视频投影仪——是由加州大学洛杉矶分校建筑与城市设计系的博士后学生制作的。在建筑师Craig Hodgetts和David Ross的指导下,学生们还创建了车站和胶囊的计算机模型。加州大学洛杉矶分校团队与HTT合作,作为Suprastudio项目的一部分,该项目将学生与行业合作伙伴配对,为他们提供实际操作经验。
我感觉美妙地走出了模拟器。但对于批评者,比如交通博主Alon Levy来说,我的体验可能是一个象征:超级高铁是一个海市蜃楼——不可行且昂贵。更重要的是,他们说,马斯克最初提出这个概念可能另有动机。他毫不掩饰他对加州建造680亿美元常规高铁线的计划的蔑视。Levy和其他人怀疑马斯克的目的可能是通过吹嘘更具吸引力的超级高铁来削弱人们的支持——看看吧,各位,才60亿美元就能造出一列超音速的悬浮列车!
无论马斯克的动机是什么,这个想法现在已经超越了他。这就是为什么一位加州大学洛杉矶分校的学生告诉我,她和她的朋友们每天花14个小时在原型机上劳作,为什么BamBrogan和Pishevar投入了如此多的资金,为什么HTT的志愿者构成了一种超越公司、更接近于一种运动的东西。他们都深受华特·迪士尼式的未来主义的影响,在这种主义下,你试图创造一个更大、更美好的明天,而不是仅仅又一个智能手机应用程序。在胶囊里,我问Nowak是否愿意乘坐真正的超级高铁。“当然,”她说,“我们现在就可以走到车站,30分钟后就能在旧金山吃晚饭。这太疯狂了!”
试乘结束后,我穿过工作室后面的门,进入了旁边的机库。它更加巨大——315,000平方英尺的寂静和阴影。这是一个大胆工程的圣殿,这里就是休斯建造Spruce Goose的地方,它的翼展320英尺,至今未被超越。
这架飞机只飞行过一次,航程一英里,然后就被封存了。这架昂贵、饱受嘲笑的无用项目,成为了超级高铁创造者们的警示故事。但Spruce Goose,比足球场还宽,几乎完全由木头建造,也是一种激励。你可能无法成功建造一些疯狂的东西,一些如此宏伟而复杂以至于大多数人都认为它不可能实现的东西。但很难抗拒去尝试的冲动。
如何解决活塞效应问题
留在超级高铁管道内的空气会在胶囊前方堆积并减慢其速度。NASA工程师分析了一个潜在的两部分解决方案。
1. 让它流过
马斯克提出让管道的尺寸几乎是胶囊的两倍。这将为部分空气(但不是全部)在胶囊以0.99马赫的速度穿行时绕过它提供足够的空间。
2. 泵入
一个压缩机可以吸入空气,并在胶囊下方和后方将其排出。但空气必须先由扩散器减速到0.6马赫。更高的速度需要更大的扩散器——以及更大的胶囊。
底线
管道可能需要是超级高铁胶囊宽度的四倍,速度应限制在620英里/小时,或约0.80马赫。这将增加建设成本,并将洛杉矶到旧金山的行程延长五分钟。
本文最初发表于《Popular Science》2015年7月号,标题为“Hyped Up”。