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科技

馬斯克超級高鐵成真背后的質疑、競爭和難題

鉅亨網新聞中心 2015-12-04 13:29


我們在科幻小中常常見到這樣的場景:城市裏布滿了錯綜複雜的“管道”,在鑽進位於這些管道中的車輛后,人們可以從某一地點飛速前往另一地點。

請想象一下,未來你乘坐這樣的車輛,在半小時內從洛杉磯抵達舊金山。當你坐進沒有發動機、與公交車尺寸差不多的車廂后,座椅能記憶你的娛樂設置,並自動調節。借助管道內近乎真空的環境,車廂將加速至時速760英裏(約合1223公里)。你不會感覺到任何發動機噪音,而智能管道能測量車輛的速度和位置。車輛將會加壓,從而使重力的影響最小化。整個旅程就像航空旅行一樣舒適,而所有動力都來自太陽能。


乘坐這樣的交通工具出行,你可能連喝飲料的時間都沒有。

質疑中的前進

被視為現實版“鋼鐵俠”的伊隆·馬斯克於2013年8月12日在SpaceX網站上提出了這一概念。在當時題為《Hyperloop Alpha》的白皮書中,馬斯克將超級高鐵稱作未來的“第五種交通出行方式”,作為現有4種交通方式,即飛機、火車、汽車和輪船的補充。當時,加州建設高鐵項目的方案刺激了馬斯克,他一直認為,加州的夢想代表了美國的未來。在了解方案中的高鐵系統(“每公里成本最昂貴、行駛速度最慢的高鐵”)后,馬斯克發起了開源設計挑戰。他設想了一種位於管道中的車輛,乘員28人,採用太陽能作為動力,行駛速度接近音速,單程票價僅需20美元,而建設成本估計為60億美元。與加州的高鐵方案相比,其成本只有1/10。

當時,外界對馬斯克這一概念的反應既有興奮,又有懷疑,也有直接的否定。一些人甚至認為,馬斯克是出於商業目的去破壞加州的高鐵項目。不過,馬斯克在聲明中表示,他沒有計劃自行開發商用版Hyperloop,同時將相關設計工作交給了參與挑戰的學生、工程師和創業者。在隨后兩年時間裏,馬斯克在Twitter上為開源的Hyperloop設計及開發搖旗吶喊。Hyperloop Transportation Technologies(HTT)和Hyperloop Technologies Inc(HTI)在開發商用Hyperloop車輛方面處於領先,而馬斯克是這兩家公司的密切合作伙伴。

然而今年1月15日,馬斯克宣佈將建設Hyperloop測試管道,並於2016年夏季在加州Hawthorn的SpaceX總部舉辦挑戰賽。這一消息引爆了整個行業。挑戰賽的具體內容是什麼?這就是開發能正常運行、尺寸約為實際一半的車輛。測試管道的參數於今年10月公佈。到11月,來自162所大學和16個國家的318支團隊提交了車輛設計。最終入圍者將參加於2016年1月13日在德州農工大學舉辦的Hyperloop設計周末活動,而美國交通部長安東尼·福克斯(Anthony Foxx)將在此次活動中擔任主題演講嘉賓。

為何馬斯克選擇將這一無價的理念開源,同時又留下一扇門供自己介入?馬斯克沒有透露這樣做的原因,但自發布《Hyperloop Alpha》以來,他的生活狀態沒有改變。他仍然很忙,除了擔任SpaceX CEO兼首席技術官之外,還是特斯拉CEO以及SolarCity董事長。以往,馬斯克曾與自己提出的理念保持緊密聯繫。有傳聞稱,他將選擇一家Hyperloop創業公司,為該公司背書並加入其董事會。不過,馬斯克並不願意被外界認為自己具有傾向性。

目前,馬斯克似乎正在將他的發明帶回家,看看這一概念有了什麼樣的新發展。在這一過程中,他將在美國有史以來規模最大免費科技品的發展中扮演重要角色。不過,並不是所有對Hyperloop感興趣的人士都已決定參加此次競賽。與馬斯克舉辦的競賽相比,“Hyperloop運動”的規模更大。

HTT:即將商用的Hyperloop

在加州聖莫妮卡的會議室裏,Grow Holdings的奎伊·海耶斯(Quey Hays)正在描繪關於Quay Valley的規劃。Quay Valley是一座理想中的城市,海耶斯希望使其成為加州未來的樣板。第一眼看來,這與加州其他富人區沒有太大不同,其中包括購物中心、度假酒店、酒莊和SPA。不過,Quay Valley的不同之處在於,這裏將全部採用太陽能,並確保極低的水資源消耗量。小鎮中將建設2.6萬棟互聯的智能房屋,而公寓建設從一開始就將強調環保。海耶斯希望給這裏的7.5萬居民帶來綠色的生活方式,打破批評者口中“不可能”的斷言。

作為一名前發行商和電影行業高管,海耶斯表示:“過去多年,在環保設計和智能性方面出現了許多進步。而我們的理念是將所有這些發展集中於同一地點。”他關於Quey Valley的首次嘗試被一起用水權訴訟和2008年金融危機挫敗,但最新計劃的選址已經確定,即介於洛杉磯和舊金山之間一片7200英畝(約合4.37萬畝)的土地,動工時間預計將為2016年。當這一理念成為現實后,全世界都將會關注。這不僅是由於承諾的可持續性,Quay Valley還計劃引入全球首條Hyperloop交通。這條線路將由HTT建設,成本估計為1億至1.5億美元。

HTT CEO德科·阿爾伯恩(Dirk Ahlborn)並不認為,他需要在SpaceX的競賽中做些什麼。在馬斯克公佈《Hyperloop Alpha》的3個月之后,阿爾伯恩就創立了HTT。盡管他與馬斯克保持良好的關係,但他認為SpaceX的此次競賽偏離了重點。他表示:“半尺寸車輛對我們來沒有任何用途,他們的參數對我們也沒有意義。”目前,HTT專注於Quey Valley項目。“我們已經走過了原型品階段,並開發了私有的技術。”他表示,“我知道,你需要將這項工作描述成競賽,但我並不認為這是一場競賽。我們並不會與他們競爭。我們的競爭對手是其他交通出行方式。如果這是一場競賽,那麼很快就會結束。”

阿爾伯恩生於德國。通過在義大利創立的一家可替代能源公司,他發了一筆小財。隨后他前往美國尋找新機會,但迅速耗盡了自己的財富。有段時間,他不得不為了生計而在飯館打工,同時尋求新的創業概念。這段失敗經歷給他帶來了經驗和教訓,而他也於2012年成立了在創業孵化器JumpStart Fund。JumpStart Fund採用包的科技中心模式。這樣的模式也被HTT繼承。HTT只有不到500名員工。最初這些員工每盩厔少工作10小時,但只能獲得公司股份,這意味他們還要從事別的工作來養家糊口。不過,HTT因此實現了快速發展。

在“Hyperloop運動”中,HTT給業內的印象是對未來充滿了不確定感。不過,阿爾伯恩正在完成一系列引人注目的合作。2013年,HTT與工程軟件開發商Ansys達成合作,后者負責了Hyperloop流體力學的模擬建模。2014年,HTT又與加州大學洛杉磯分校Suprastudio碩士生建築設計項目合作,而后者主要負責HTT用戶體驗中“人的因素”,例如車廂、車站建築,以及進站和購票流程。今年8月,HTT宣佈與國際工程巨頭Aecom和Oerlikon達成合作關係。這些公司提供了全球最初的真空技術。這也表明,HTT的計劃已不僅限於Quay Valley。此外,HTT已開始在Quay Valley的所在地加州國王郡啟動審批申請流程,這也將是Hyperloop項目首次獲得審批。

Quey Valley中的Hyperloop被設計用於載人和載貨,最大時速能達到300英裏(約合482公里),遠低於馬斯克的夢想。不過,這一短距離交通將證明Hyperloop在城市郊區的潛力,而這是新交通工具發展中必不可少的一步。與此同時,通過管道上的太陽能電池、支架上的風力電機,以及剎車過程中生的動能,這一交通系統的發電量將超過耗電量。HTT計劃將這些電力出售給電網,在發展公交系統的同時也建設一家能源公司。阿爾伯恩拒透露技術的具體細節,而Aecom和Oerlikon的人士表示,在達成合作協議之前,他們已評估過HTT的計劃,目前他們將積極參與所有方面的開發。

盡管HTT和Quay Valley似乎將贏得關於Hyperloop的競爭,但海耶斯有不同的看法。他表示:“為何市場上只能有一家Hyperloop公司?為什麼不能多幾家?”

HTI:已獲得中鐵的支持

外界常常會混淆HTT及其主要競爭對手HTI,這令阿爾伯恩感到遺憾。HTI的成立比HTT晚8個月。阿爾伯恩表示:“他們非常聰明,原本他們可以起一個不同的名字。”

阿爾伯恩對HTI的這兩點看法都沒有爭議。HTI的創始人是Sherpa Ventures的謝爾文·皮謝瓦(Shervin Pishevar)。皮謝瓦是馬斯克的好友,也是Uber的早期投資人之一。他的合作者、工程師布羅根·班布羅根(Brogan BanBrogan)此前曾供職於SpaceX,而目前則是HTI首席技術官。關於加入HTI的過程,班布羅根這樣:“我前往位於Napa的謝爾文辦公室原本是要拒他,但他關於Hyperloop的計劃,即水下Hyperloop,深深吸引了我。”HTI董事會的構成可以稱得上“硅谷夢之隊”,其中包括名聲在外的大衛·薩克斯(David Sacks)、吉姆·梅西納(Jim Messina)、皮特·戴曼迪斯(Peter Diamandis)、喬伊·朗斯戴爾(Joe Lonsdale),以及最近的艾米麗·懷特(Emily White)。后者是Snapchat前首席運營官。

今年6月,皮謝瓦找到思科前聯席總裁羅博·洛依德(Rob Lloyd)擔任CEO。洛依德在此前20年中一直從事萬維網基礎設施的開發,領導過全球2.5萬人的工程團隊。在未能成功上位思科CEO之后,洛依德選擇從思科離職。他被認為是HTI CEO的合適人選,因為該公司的品常常遭受質疑。洛依德曾被告知,沒有人會在網上支付賬單。當皮謝瓦向洛依德描述遍佈美國和全世界的Hyperloop管道時,洛依德認為這一交通系統與互聯網基礎設施有類似之處。他表示:“隨信息流動速度的加快,一切都在變得更快。這種模式就像是移動一個比特的數據,但這樣的數據是有形的。”

HTI正在融資8000萬美元,用於下一輪擴張。皮謝瓦、洛依德和班布羅根常常會提到,目前Hyperloop正迎來“小鷹時刻”,即首輛車將在完整尺寸的管道中上線運行。HTI近期與洛杉磯至拉斯維加斯高鐵項目的開發商中鐵國際(美國)達成合作。中鐵國際(美國)是中國鐵路總公司與美國XpressWest成立的合資公司。屆時,拉斯維加斯將迎來HTI的“小鷹時刻”。考慮到參與的開發商,這一交通系統未來也可能進軍潛力巨大的中國市場。

如果HTT和HTI的Hyperloop均獲得成功,那麼海耶斯關於多家Hyperloop公司參與競爭的設想將成為現實,而美國人或許將看到“全國版”的紐約地鐵系統。紐約地鐵興建於20世紀初,開發商是具有競爭關係的兩家公司,並分別採用了不同的地鐵車型。不過,如果一家公司的車輛無法進入另一家公司的管道,那麼美國全國性Hyperloop網絡或許並不容易實現,導致馬斯克在《Hyperloop Alpha》中提出的夢想,即利用Hyperloop變革交通出行方式,成為泡影。不過,Hyperloop概念的提出只有兩年時間。盡管關於馬斯克是否會親自參與這一項目存在許多猜測,但如果將馬斯克排除在外,那麼無疑也是錯誤的。

公認知難題

SpaceX的競賽規則顯示,不得有任何人或動物搭乘測試車輛。在品發展早期,這是標準的安全預防措施,但也反映了公對Hyperloop的認知問題。即使“Hyperloop運動”有能力解決監管、土地使用和技術問題,但仍需要服公有意願去乘坐這種交通工具。《Hyperloop Alpha》給出了車輛的假想圖,其外觀類似子彈,座椅有半彎曲的角度。人們對這一交通工具還有其他擔憂:如果管道破裂或剎車系統失靈,那麼車輛將會變成真正的“子彈”,而管道就像是槍管。如果管道某處坍塌或堵塞,那麼情況將更危險。因此,關於“第五種交通出行方式”的設想正遭遇阻礙。

在“Hyperloop運動”中,確保新技術的吸引力和用戶體驗很重要。HTT近期與加州大學洛杉磯分校的Suprastudio建築項目合作。這一項目將企業合作伙伴與最優秀的建築系學生和教師聯繫在一起。在SpaceX競賽中,馬斯克邀請了數百支團隊,開發半尺寸的車輛。與此不同,阿爾伯恩的HTT向加州大學洛杉磯分校的25人團隊提出了新的挑戰:圍繞當前尚未存在的核心技術,為Hyperloop的用戶體驗開發解決方案。挑戰的重要部分是改變人們對於這一技術“不可能”的固有印象。Suprastudio團隊的負責人克雷格·霍吉茨(Craig Hodgetts)表示,他們的目標是“改變人們對Hyperloop的情緒”。該團隊另一名成員瑪爾塔·諾瓦克(Marta Nowak)則提出了這樣的法:“我們希望將Hyperloop從無人願意乘坐的交通工具變成無人願意下車的交通工具。”

在討論早期測試用例時,一名名為周亞雲(Yayun Zhou,音)的學生提到,她在中國的祖母永遠不可能乘坐這種運行速度接近音速的膠囊式車輛。霍吉茨要來了她祖母的照片,將照片貼在工作室牆上,並問到:“我們要如何才能讓周亞雲的祖母乘坐Hyperloop?”這位中國的老年女性給項目帶來了靈感。

提供適合周亞雲祖母的體驗需要將城市規劃、建築、工程和商業營銷結合在一起考慮。霍吉茨邀請了迪士尼主題公園的傳奇設計師拉裏·格茨(Larry Gertz),以及在《星際迷航》和《創戰紀》等電影中設計了標誌性車輛和機器人的視覺未來學家希德·米德(Syd Mead)共同參與這一項目。Suprastudio的學生們建議,採取類似飛機機艙的做法給Hyperloop車輛加壓,從而減小重力。而為了彌補車輛沒有窗戶的缺點,Hyperloop的車廂內將可以通過投影展示風景,例如森林、星空和草地。在這一項目結束時,阿爾伯恩邀請周亞雲和她的幾名同學加入HTT的團隊。

安全性和可靠性

在Suprastudio團隊為HTT解決用戶體驗問題的同時,伊利諾大學香檳分校正在開發尺寸只有1/24的Hyperloop模型。他們設計了磁感線圈及3D打印車輛。5月4日,這一車輛模型如預期中一樣進入了軌道行駛。隨后,這些學生拍攝了6秒鐘視頻,並上傳至YouTube。

這段視頻的上傳時間恰逢SpaceX宣佈啟動Hyperloop競賽。該校機械科學和工程系本科生項目負責人艾麥德·加西姆(Emad Jassim)表示:“我們的視頻突然火爆起來。但實際上我們一直在從事這項工作。”

伊利諾大學的團隊在SpaceX競賽中有明顯的競爭優勢。這已經是該團隊的第4個Hyperloop設計項目,而首個項目啟動於2013年秋季。Hyperloop甚至成為了該校機械科學和工程系的課程之一。團隊的成員有多種背景,包括航空工程、熱動力學、機械工程、電子工程和軟件等。此外,團隊的兩名成員曾是SpaceX的實習生,其中包括團隊負責人扎克·李-裏切森(Zak Lee-Richerson)。不過,團隊的教師負責人、教授卡洛斯·潘塔諾-盧比諾(Carlos Pantano-Rubino)表示,最終測試車輛的成本尚未確定。對於製造全新設備來,這是另一大障礙。不過,該項目的企業贊助商牌公司給予了大力的資金支持。

伊利諾大學團隊分成了5個小組,4個小組專注於車輛設計的不同領域,而另一個小組專注於安全性和可靠性,並安排成員參與到其他4個小組的工作中。高級團隊負責人傑克·哈塞爾廷(Jake Haseltine)指出,安全性團隊的任務是預防“裂變性故障”。這樣的故障會引發連鎖反應,從而造成災難性后果。那麼,關於這一競賽,哈塞爾廷最大的擔憂是什麼?他表示:“我們擔心會有其他團隊首先參賽,導致管道損壞。如果是這樣,那麼我們辛苦一年的工作將無法得到展示。因此我們希望首先參賽。”

關於馬斯克測試管道面臨的挑戰,“裂變性故障”是最佳形容詞。競賽指南顯示,測試管道可以支持各種磁性軸承和空氣軸承,使車輛離地幾毫米。在參賽之前,所有車輛都沒有機會進行測試。因此,故障很可能會發生。馬斯克的管道具有智能性,可以與車輛的作業系統通信,同時比地鐵軌道的通信更精確。然而,甚至極小的凹痕也會影響下一輛車的軸承。此次競賽將向全世界展示多種多樣的Hyperloop設計,而我們也很可能會看到,修理管道要花多少時間和成本。

從組織形式來,SpaceX的Hyperloop挑戰賽是傳統工程競賽。此前,許多工科學生也會參加一年一度的F1賽車競賽,開發低排放的原型車並參與競速。馬斯克甚至表示,他希望未來可以有Hyperloop競速賽。SpaceX競賽網站上明確顯示,該公司沒有計劃開發商用的Hyperloop,而接近SpaceX的消息人士表示,作為概念的提出者,馬斯克樂意扮演Hyperloop佈道師的角色。在競賽結束后,SpaceX的測試管道將記錄所有參賽車輛的數據,而這也正是智能管道設計的初衷。如果SpaceX改變計劃,決定開發自主的系統,那麼將會推出私有的管道,並採用多種類型的車輛。這將解決奎伊·海耶斯提出的兩家Hyperloop公司設備互不兼容的問題。舉辦競賽將使SpaceX在Hyperloop商用過程中處於更有利的地位。

隨后,我們將更可能看見“第五種交通出行方式”的到來,硅谷顛覆當前的公交行業,以及某家創業公司獲得馬斯克的投資和支持。不過對馬斯克來,夢想更遠大。在《Hyperloop Alpha》白皮書中,馬斯克向美國提出了尖的問題:“你們是否真的希望花680億美元,建設全球最慢的高鐵?”在提出這一問題的同時,馬斯克拋出了Hyperloop的概念。2016年,他或許將得到自己的答案。(維金)

編譯自《華爾街日報》

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