數(shù)字技術(shù)進步與交通技術(shù)革命

林左鳴

縱觀人類近代史上四次交通技術(shù)革命，每一次革命既具有自身的特點，又具有某種共性。

人類科學(xué)技術(shù)的進步，從某種意義上說，一直是以仿生的立意，不斷拓展人類自身重要生理功能所引發(fā)的。而交通和通訊是人類最重要的兩個生理功能，人類對這兩種重要功能不斷拓展的需求，是人類科技進步重要的原發(fā)性驅(qū)動力。近代以來，通訊技術(shù)和交通技術(shù)獲得突飛猛進的進展，使人類步入了一個嶄新的時代?？v觀人類近代史上四次交通技術(shù)革命，每一次革命既具有自身的特點，又具有某種共性。一個重要的共性是，每次交通技術(shù)革命，都會與同時代的通訊技術(shù)、信息技術(shù)變革融合，使得交通技術(shù)裝備向高效化、便捷化、經(jīng)濟化、普及化和平民化邁進，同時迸發(fā)出強大的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟力量。

近代第一次交通技術(shù)革命，是蒸汽機的應(yīng)用。1769年英國人詹姆斯·瓦特取得了改良型蒸汽機專利后，蒸汽機作為一種能量轉(zhuǎn)換機械很快成為普遍使用的動力裝置。1807年8月17日，美國的羅伯特·富爾頓首次將蒸汽機運用于明輪輪船，設(shè)計制造的“克萊蒙特”號汽船，在哈得遜河試航成功，這標(biāo)志著水上航運蒸汽動力化的發(fā)端;1814年7月英國發(fā)明家喬治·斯蒂芬森造出他的第一輛蒸汽機車，被譽為首次成功的機車，這是陸路交通蒸汽化的開始。由于蒸汽機的功重比問題，這次以蒸汽動力為標(biāo)志的交通技術(shù)革命只出現(xiàn)在陸地和水上，沒有上升到天空。除了蒸汽機技術(shù)之外，兩個發(fā)明者分別對船舶推進系統(tǒng)和火車道路作了重新定義。由于蒸汽機的應(yīng)用，還促進船用螺旋槳推進器的成熟，更導(dǎo)致了對船體結(jié)構(gòu)材料（浮力材料）的重新定義，推動了鐵殼輪船取代木質(zhì)輪船。

近代第一次通訊技術(shù)進步，是電報的出現(xiàn)。鐵路的廣泛應(yīng)用和以應(yīng)用數(shù)字技術(shù)為特征的通訊技術(shù)發(fā)展有著密切的關(guān)系。1837年，英國的查爾斯·惠斯通和威廉·庫克發(fā)明了指針式有線電報。1839年，這個電報裝置安裝在大西方鐵路的兩個站點之間，確保了鐵路有效的商業(yè)運行。

近代第二次交通技術(shù)革命，是內(nèi)燃機的應(yīng)用。19世紀(jì)70年代內(nèi)燃機的誕生，為第二次交通技術(shù)革命奠定了基礎(chǔ)。1886年1月29日，卡爾·奔馳研制成功了單缸汽油發(fā)動機，首次用汽油機取代了傳統(tǒng)馬車的馬匹，這一天被認定為汽車的誕生日。此后，汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，僅僅不到30年，在美國工程師弗雷德里克·泰勒對現(xiàn)代生產(chǎn)管理重新定義的驅(qū)使下，美國人亨利·福特就創(chuàng)立了世界第一條汽車流水裝配線，開創(chuàng)了汽車大規(guī)模生產(chǎn)的先河，這也是歷史上大批量流水線工業(yè)生產(chǎn)的緣起。汽車工業(yè)的發(fā)展，導(dǎo)致車用活塞內(nèi)燃機不斷成熟和完善，為人類實現(xiàn)載人飛機動力飛行提供了可能。萊特兄弟正是以車用活塞發(fā)動機作為起點，不斷改進，減小其自重，提高其功率，使其最終成為“飛行者一號”的動力系統(tǒng)。1903年12月17日，搭載著這臺12馬力臥式四缸汽油機的“飛行者一號”，讓萊特兄弟把人類擺脫地心引力、飛向天空的永遠追求重新定義為有動力飛行。

近代第二次通訊技術(shù)進步，是電話的出現(xiàn)。航空事業(yè)的迅速發(fā)展，無疑得到當(dāng)時通訊技術(shù)長足進步的巨大支持。尤其是19世紀(jì)90年代，美國的尼古拉·特斯拉和意大利的馬可尼同時發(fā)明了無線電報，這樣一個最新的通訊技術(shù)，為人們之后在茫茫天空中長距離飛行提供了最重要的支持。而這些劃時代的通訊技術(shù)進步，都是以數(shù)字技術(shù)為的重要特征。

近代第三次交通技術(shù)革命，是渦輪發(fā)動機的應(yīng)用。

第三次交通技術(shù)的革命同樣發(fā)端于動力系統(tǒng)。20世紀(jì)30年代末德國和英國分別在渦輪噴氣發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。從工程學(xué)上考量，噴氣發(fā)動機是一次巨大的進步，它用美妙的旋轉(zhuǎn)運動取代了傳統(tǒng)內(nèi)燃機活塞的往復(fù)運動，以更流暢更高效的方式實現(xiàn)了進氣、壓縮、燃燒和排氣程，為航空器提供了前所未有的強勁動力，并且重新定義了飛行的推進形式。自二戰(zhàn)以來，噴氣推進技術(shù)不僅應(yīng)用于各類軍用和民用噴氣式飛機，由其衍生出的船用燃氣輪機還極大地促進了船舶動力的變革;更有甚者，由渦軸發(fā)動機衍生而來的緊湊型燃氣輪機還成為美國M1“艾布拉姆斯”主戰(zhàn)坦克的動力核心。

近代第三次通訊技術(shù)進步，是電子計算機的出現(xiàn)。

在渦輪發(fā)動機出現(xiàn)的同一時代，計算機問世了。計算機的出現(xiàn)，逐步形成了人類更復(fù)雜交通運載活動的控制能力。而這個時候，數(shù)字技術(shù)日臻完善，并為交通技術(shù)革命插上了強勁的翅膀。

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縱觀前三次交通技術(shù)革命，我們可以發(fā)現(xiàn)動力技術(shù)躍進在其中扮演的重要作用。如果以內(nèi)燃機和汽車作為參照，我們會發(fā)現(xiàn)汽車最終是以進入千家萬戶成為重要家用消費品作為終極成就。而在第三次交通技術(shù)革命所帶來的飛行器產(chǎn)業(yè)變革程中，其中一個重大的缺憾就是通用飛機還不夠及，特別是城市飛行器和家用飛行器遠遠未達到汽車的及度。中國航空工業(yè)集團有限公司旗下的美國西銳公司，研發(fā)出了SF50愿噴氣私人飛機，正在為第三次交通技術(shù)革命畫上句號。不，渦輪發(fā)動機在第三次交通技術(shù)中的作用顯然不如內(nèi)燃機的地位顯赫。所以，這也正是新技術(shù)革命所瞄準(zhǔn)的方向。

第四次交通技術(shù)革命，就是電動力的應(yīng)用和對操作使用的重新定義。展望第四次交通技術(shù)革命，就是電動力的應(yīng)用和對操作技術(shù)的重新定義。目前采用電力驅(qū)動的高鐵的及已經(jīng)對我國交通出行產(chǎn)生了革命性的影響。而電動汽車相比于傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車，具有比較明顯的優(yōu)勢，成為未來地面交通重點的發(fā)展方向。全新的燃料電池和電推進技術(shù)一旦應(yīng)用于飛機，再結(jié)合全新的AI技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，意味著操控飛機的專業(yè)技術(shù)壁壘將被消融，飛機的短距/垂直起降能力大幅增強，安全性和可靠性也能得到改善，飛機會以全新的姿態(tài)向城市交通必需品或家用消費品進。我認為第四次交通技術(shù)革命，將在通用航空領(lǐng)域以前所未有的及度畫上句號，帶來的是近百萬億美元保有量的市場。

人類近代以來，已經(jīng)歷四次交通技術(shù)革命。其如同農(nóng)作物一樣，有一次“小季”，就有一次“大季”，如此波浪式地發(fā)展前進。在經(jīng)歷了渦輪發(fā)動機的第三次交通技術(shù)革命的“小季”之后，第四次電動力的交通技術(shù)革命，一定是再次成為進入千家萬戶消費品的“大季”。而這將必然體現(xiàn)在電力通用飛機的及上。目前消費級無人機已經(jīng)為此拉開了序幕，只要我國及時開放低空空域，大力促進通用航空的發(fā)展，必定會迎來數(shù)字技術(shù)和交通技術(shù)最完美結(jié)合的新時代，從而引爆第四次交通技術(shù)革命的實現(xiàn)。并且促成我國經(jīng)濟發(fā)展實現(xiàn)換道超車，為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興奠定重要的基礎(chǔ)。