比導(dǎo)彈還快的超級(jí)高鐵你敢坐嗎

孫永強(qiáng)

美國(guó)好萊塢曾經(jīng)推出一部風(fēng)靡全球的反恐電影叫《真實(shí)的謊言》，電影中有一個(gè)讓人印象深刻的鏡頭：主人公駕駛戰(zhàn)斗機(jī)與恐怖分子作戰(zhàn)，有一個(gè)恐怖分子意外爬上了飛機(jī)掛載的導(dǎo)彈，并且騎在了上面，主人公輕輕按下導(dǎo)彈發(fā)射按鈕，只聽“嗖”的一聲，這個(gè)倒霉的恐怖分子就騎著火箭呼嘯而去，開始了奔向死亡的“極高速”之旅……

影里“坐著導(dǎo)彈飛行”的鏡頭畢竟是個(gè)特技，換句話說(shuō)是“假的”。真實(shí)的情況是，導(dǎo)彈在發(fā)射的時(shí)候，導(dǎo)彈會(huì)飛走，但導(dǎo)彈上面的人會(huì)從導(dǎo)彈上摔下來(lái)，而不會(huì)隨著導(dǎo)彈一起飛走。電影里這個(gè)不可能真實(shí)存在的鏡頭，卻啟發(fā)了一些人對(duì)出行方式的“奇思異想”——如果真的能乘“導(dǎo)彈”去旅行，其不是“快哉”異常嘛！

2013年8月12日，有著“硅谷科技狂人”之稱的科學(xué)家艾倫·穆思克向外界披露了他的一項(xiàng)“超級(jí)高鐵”計(jì)劃。簡(jiǎn)單地說(shuō)，這項(xiàng)計(jì)劃就是要“無(wú)止境”地提升人們的出行速度。坐上艾倫·穆思克的“超級(jí)高鐵”去旅行，速度大約為1300千米/小時(shí)，這顯然比機(jī)載導(dǎo)彈的速度還要快！

1801年，英國(guó)煤礦工程師特里維克研制成功第一輛能在鐵軌上行使的蒸汽機(jī)車，拖著5節(jié)車廂的煤，在煤礦的鐵軌上行使。這是世界上最早的鐵路，也就是說(shuō)鐵路最早誕生于煤礦。

11年后，英國(guó)人史蒂芬遜把鐵路和火車從煤礦運(yùn)用到了普通地面上，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“鐵路運(yùn)輸”。不過(guò)，當(dāng)時(shí)史蒂芬遜的火車速度很慢，才6.4千米/小時(shí)，這不但比不上導(dǎo)彈的速度，就連馬車也會(huì)把火車遠(yuǎn)遠(yuǎn)地甩在后面。但是，史蒂芬遜對(duì)他的火車和鐵路進(jìn)行了持續(xù)改造，經(jīng)過(guò)艱苦不懈的努力，終于修通了一條長(zhǎng)達(dá)48千米長(zhǎng)的鐵路，并把火車速度提高到24千米/小時(shí)，有了可以進(jìn)行“商業(yè)運(yùn)營(yíng)”的速度。

火車自誕生之日起，其制造者就不斷追尋讓其速度更快的目標(biāo)，于是漸漸產(chǎn)生了高速鐵路，簡(jiǎn)稱“高鐵”。高鐵是指火車速度在250千米/小時(shí)以上的鐵路系統(tǒng)。目前，乘坐高鐵出行，已經(jīng)是僅次于飛機(jī)速度的出行方式了。不過(guò)依這樣的速度出行，人們?nèi)韵犹?，所以艾倫·穆思克決定讓他的火車達(dá)到導(dǎo)彈的速度。

1300千米/小時(shí)的速度，只是艾倫·穆思克的保守?cái)?shù)據(jù)。按照他的設(shè)想，超級(jí)高鐵的速度最終可達(dá)6500千米/小時(shí)的驚人速度。這個(gè)速度讓人們從美國(guó)的紐約到洛杉磯僅需要45分鐘，從紐約到北京也只要2小時(shí)，而來(lái)一次環(huán)球游也就6個(gè)小時(shí)罷了。

設(shè)計(jì)師已經(jīng)對(duì)外公布了這種超級(jí)高鐵的設(shè)計(jì)樣本：鐵路不再是傳統(tǒng)的鋼軌，而是架在高空中的管道，火車廂則由傳統(tǒng)的相互連接的模樣變成了一個(gè)個(gè)單體的“膠囊”，這些“膠囊車廂”被放置于高空管道中，會(huì)像導(dǎo)彈一樣被發(fā)射至目的地。換句話說(shuō)，乘坐這樣的超級(jí)高鐵出行，真的如坐進(jìn)了導(dǎo)彈一樣。

這種可發(fā)射的“膠囊車廂”制造出來(lái)大概是這樣的：重約183千克，長(zhǎng)約4.87米，能容納4～6名乘客，還有存放行李的貨廂。

蠻荒時(shí)代，人們的出行速度是“步行速度”；農(nóng)業(yè)時(shí)代，人們的出行速度就是“馬車速度”了，這兩種速度都沒(méi)有什么科技含量。到了工業(yè)時(shí)代，人們掌握的科技元素越來(lái)越多，所以提升速度的技術(shù)手段也就越來(lái)越全面了，人們的出行速度也有了“自行車速度”“汽車速度”“火車速度”“飛機(jī)速度”等。

某個(gè)時(shí)代里的出行速度，其實(shí)是這個(gè)時(shí)代科技水平最直觀明顯的體現(xiàn)。艾倫·穆思克之所以敢說(shuō)能把火車的速度提升到1300千米/小時(shí)，并不是信口雌黃，而是有憑有據(jù)，因?yàn)樗馈八俣取笔强萍及l(fā)展的產(chǎn)物。當(dāng)前已有科技手段的提升和完善，將有效支撐艾倫·穆思克1300千米/小時(shí)的速度夢(mèng)想。

那么，超級(jí)高鐵需要什么樣的高科技支撐呢？

一、 材料高科技?；疖囈詫?dǎo)彈的速度“飛馳”，那么制造火車的材料必定不能是一般材料，普通材料的強(qiáng)度無(wú)法適應(yīng)高速度的“撕裂”，很容易在運(yùn)行過(guò)程中被撕成碎片。目前抗高溫高壓、密度小強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)的納米材料很適合制造超級(jí)高鐵的車廂。納米材料已經(jīng)通過(guò)航天工程的實(shí)用檢驗(yàn)，將這一成熟的高科技材料運(yùn)用于超級(jí)高鐵項(xiàng)目已經(jīng)不是什么困難的事。

二、 制造高科技。黃金自古就有，但古代人只是把黃金做成項(xiàng)鏈，現(xiàn)代人則把黃金用在了電腦芯片里。黃金在科技領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，說(shuō)明這樣一個(gè)問(wèn)題：材料并不一定能制成高科技的產(chǎn)品，要想把材料轉(zhuǎn)化成高科技產(chǎn)品，還需要有高科技的產(chǎn)品制造技術(shù)。開發(fā)超級(jí)高鐵，已經(jīng)具備了相應(yīng)的高科技制造技術(shù)，比如與超級(jí)高鐵相關(guān)的“真空運(yùn)輸管道制造技術(shù)”已經(jīng)在上世紀(jì)90年代被提出來(lái)，并且于1997年被注冊(cè)為專利技術(shù)。既然是專利技術(shù)，則表明這項(xiàng)“管道制造高科技技術(shù)”已經(jīng)成熟，可以用來(lái)鋪設(shè)超級(jí)高鐵的運(yùn)行管道了。另外，人們借助已經(jīng)掌握的太空飛行倉(cāng)的制造技術(shù)，就可用納米材料制造出超級(jí)高鐵的“膠囊車廂”。

三、 能源高科技。凡是高速度的東西，都離不開高科技的能源傳輸或是轉(zhuǎn)化方式。比如超級(jí)高鐵需要用“超導(dǎo)體”來(lái)傳輸電能，產(chǎn)生“磁懸浮”效果，以便能讓“膠囊車廂”懸浮在管道內(nèi)高速運(yùn)行。利用“超導(dǎo)體”產(chǎn)生“磁懸浮”是在現(xiàn)實(shí)生活中得以驗(yàn)證尚需提升的能源技術(shù)。再比如超級(jí)高鐵還要運(yùn)用先進(jìn)的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化電能技術(shù)獲取電能供給機(jī)車運(yùn)行，而將太陽(yáng)能高效率地轉(zhuǎn)化成電能的“光伏技術(shù)”也已經(jīng)相當(dāng)成熟了。

人造機(jī)車的行進(jìn)速度一直受“能量轉(zhuǎn)換效率”的制約，換句話說(shuō)能量轉(zhuǎn)換效率越高，人造機(jī)車的行進(jìn)速度就會(huì)越快。比如火箭飛行時(shí)需要攜帶大量的燃料，如果燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的效率提升一個(gè)百分點(diǎn)，則可以少帶十個(gè)百分點(diǎn)的燃料，這就會(huì)有效降低火箭的重量，從而提升飛行速度。再比如汽車將汽油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的效率大約是30%，因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化效率不高，動(dòng)能不足，所以汽車飛不起來(lái)。專家發(fā)現(xiàn)只要不斷提升人造機(jī)車能量轉(zhuǎn)化效率，其獲得的前進(jìn)力量才會(huì)越來(lái)越大，行進(jìn)速度才會(huì)越來(lái)越快，所以研制轉(zhuǎn)化效率更高的“動(dòng)能裝備”成為突破快速度的關(guān)鍵。目前，傳統(tǒng)機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)能量的轉(zhuǎn)換效率已達(dá)40%的極限，所以工程技術(shù)專家在超級(jí)高鐵項(xiàng)目中拋棄了傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)車前行的做法，而是采取了“導(dǎo)彈發(fā)射”的方式進(jìn)行。這種方式的能量轉(zhuǎn)換效率在真空狀態(tài)下理論上可達(dá)百分之百，即每一次發(fā)射的能量都可以百分之百地轉(zhuǎn)化成“膠囊車廂”前進(jìn)的動(dòng)能，能量足速度當(dāng)然快。

在真空管道里發(fā)射“火車膠囊”聽起來(lái)是一件非常懸的事，可是這件事將在十年之內(nèi)“懸而有決”，因?yàn)榘瑐悺つ滤伎瞬⒎鞘且粋€(gè)“平俗凡人”。艾倫·穆思克因?yàn)橛兄S多新科技創(chuàng)意成功的事例，被稱為“硅谷狂人”，目前他創(chuàng)建并掌控了世界最先進(jìn)的電動(dòng)汽車公司、民營(yíng)航天公司、太陽(yáng)能發(fā)電企業(yè)等多家高科技公司。艾倫·穆思克所從事的“專業(yè)”主要有兩類，一是“飛行”，二是“新能源”。借助這兩項(xiàng)中的先進(jìn)技術(shù)，艾倫·穆思克的愿望曾經(jīng)是制造“太陽(yáng)能太空帆船”，然后駕著太陽(yáng)能帆船飛向火星，所以他的名言是“我希望自己能夠死在火星上——當(dāng)然不是在進(jìn)入火星大氣層時(shí)就摔死”。這樣一個(gè)想飛向火星的科技牛人，想讓火車跑出1300千米/小時(shí)的速度，不過(guò)是“小菜一碟”。

超級(jí)高鐵的項(xiàng)目一經(jīng)提出，然后就將要快速進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)階段。艾倫·穆思克具體的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是在2013年年底開建一條4.8千米長(zhǎng)的超級(jí)高鐵模擬系統(tǒng)。修建一條超級(jí)高鐵的模擬系統(tǒng)主要有兩個(gè)作用：

一是檢驗(yàn)作用。目前超級(jí)高鐵項(xiàng)目還只是處于概念階段，雖然這個(gè)項(xiàng)目的提出者宣稱這個(gè)系統(tǒng)不會(huì)崩潰也很安全，但以快于導(dǎo)彈速度飛行的超級(jí)高鐵是不是安全，不能只是口頭上的預(yù)測(cè)，應(yīng)該是實(shí)踐檢驗(yàn)之后才能做出的判斷。建造這條4.8千米長(zhǎng)的超級(jí)高鐵的模擬系統(tǒng)，可以發(fā)現(xiàn)并克服超級(jí)高鐵運(yùn)行中的細(xì)節(jié)技術(shù)難題，以完善超級(jí)高鐵的“理論和實(shí)踐”，從而讓這項(xiàng)計(jì)劃能真正從人的“頭腦”中走進(jìn)“實(shí)用”。

二是展示作用。修建超級(jí)高鐵系統(tǒng)是一項(xiàng)投資特別大的事，簡(jiǎn)而言之是很“燒錢”的事。顯然，幾乎任何一家公司都無(wú)法獨(dú)立完成這個(gè)項(xiàng)目的全部投資。如何吸引更多的資金投入到這項(xiàng)計(jì)劃中呢？最好的方法當(dāng)然就是向外界提供一個(gè)運(yùn)行樣本，這段4.8千米長(zhǎng)的模擬系統(tǒng)可作為一個(gè)樣本，向企業(yè)家或是政府展示其運(yùn)行潛力，成為吸引投資者的“誘餌”，從而募集到足夠的資金，最終獲得項(xiàng)目的正式啟動(dòng)。

風(fēng)險(xiǎn)投資是一種起源于美國(guó)的投資方式。一項(xiàng)新技術(shù)的誕生，并不能立即引起人們對(duì)它的普遍青睞，于是一些擁有技術(shù)卻沒(méi)有財(cái)力的人常常為無(wú)法讓理論技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)用技術(shù)而苦惱。后來(lái)，有一些企業(yè)愿意把手里的錢投向這些“前途未卜”的新技術(shù)，希望新技術(shù)能成功轉(zhuǎn)化為可以賺錢的實(shí)用技術(shù)，如果成功則可大賺一筆，如果失敗則自認(rèn)倒霉。風(fēng)險(xiǎn)投資成為新技術(shù)推廣和應(yīng)用的巨大推動(dòng)力。在計(jì)算機(jī)還是個(gè)“龐然大物”的年代里，喬布斯在自己的汽車房里制造了一臺(tái)名為“蘋果一號(hào)”的微型計(jì)算機(jī)，用來(lái)自己玩。一名叫馬克·庫(kù)拉的企業(yè)家認(rèn)為微型計(jì)算機(jī)是一項(xiàng)很有前途的新技術(shù)，于是給喬布斯的微型計(jì)算機(jī)投了一大筆錢，讓他把這項(xiàng)新技術(shù)做大做強(qiáng)。喬布斯有了錢，果然是大干一場(chǎng)，這才有了我們的“家庭電腦”，才有了現(xiàn)在仍舊創(chuàng)新不斷的“蘋果”。風(fēng)險(xiǎn)投資制度讓美國(guó)成為全球最有創(chuàng)新力國(guó)家的動(dòng)因。有了“風(fēng)險(xiǎn)投資”來(lái)助陣，坐著“導(dǎo)彈火車”周游世界的事將最終從幻想變成現(xiàn)實(shí)。

超級(jí)高鐵除了“速度極快”外，還有一項(xiàng)特別的設(shè)計(jì)會(huì)讓人感覺(jué)它非常了不起，就是該系統(tǒng)的自供電設(shè)計(jì)：管道頂端裝有太陽(yáng)能發(fā)電面板，推動(dòng)“膠囊車廂”發(fā)射后前進(jìn)的動(dòng)能就來(lái)自系統(tǒng)的自供電裝置，這會(huì)讓超級(jí)高鐵更節(jié)能環(huán)保。如果機(jī)車暫時(shí)不需要這些能量，多余的電量則能以壓縮空氣的形式存儲(chǔ)起來(lái)，如果機(jī)車再需要能量時(shí)，壓縮空氣又可以驅(qū)動(dòng)電扇來(lái)發(fā)電，輸出電能供超級(jí)高鐵運(yùn)行，這么說(shuō)來(lái)超級(jí)高鐵幾乎可算是一臺(tái)“永動(dòng)機(jī)”了。

（編輯 孫世奇）