飛行汽車真的來了！可為什么是現在？

彼得·戴曼迪斯史蒂芬·科特勒

2018年5月，優步公司在其舉辦的第二屆年度飛行汽車會議上，為解決交通擁堵問題制訂了一個非常激進的計劃——為這個世界引入一種全新的交通方式，也就是城市航空，優步公司稱之為“空中拼車”，并希望自2023年開始，在美國達拉斯和洛杉磯全面實現空中出行。而2018年，正是洛杉磯被連續評為世界上交通擁堵最嚴重城市的第6年。當糟糕的道路交通和“極端擁堵成為人們生活的一部分”，時任優步公司首席產品官杰夫·霍爾登說：“我們最終的目的是，讓現在這種擁有和使用汽車的方式在經濟上變得不合理。”

怎么不合理？讓我們先來看一些數字。

在2018年的美國，汽車的邊際成本，也就是除購買汽車的價格外，與汽車相關的所有其他成本（汽油費、維修費、保險費、停車費等）是每位乘客每英里59美分（約每千米24元）。相比之下，直升機的邊際成本約為每位乘客每英里8.93美元（約每千米36元），更不用說依靠直升機出行還要解決更多問題。霍爾登表示，優步希望在2020年左右推出飛行汽車時，將邊際成本降低為每位乘客每英里5.73美元（約每千米23元），然后再迅速降低至1.84美元（約每千米7.5元）。但是，優步的長期目標是改變游戲規則，將邊際成本下降至每位乘客每英里44美分（約每千米1.8元），至少要比開車便宜。

事實上，飛行汽車要改變的不僅是出行方式，優步的主要興趣在于開發“電動垂直起降汽車”（electric ve rtical take-off and lan dingvehicles，簡寫為eVTOLs）。為使其符合優步的空中出行計劃的要求，優步要求提供電動垂直起降汽車的供應商，必須保證能夠搭載1名飛行員和4名乘客，以超過240千米的時速，連續飛行3個小時以上。優步設想的最短飛行距離是40千米，而一架滿足上述要求的電動垂直起降汽車可以帶你從一座城市“一躍而至”另一座城市。

但是，電動垂直起降汽車本身并不會改變人們擁有自己的汽車的想法。優步正在與美國航空航天局（ NASA）和美國聯邦航空管理局（ FAA）合作，開發一個空中交通管理系統，以協調它們的飛行隊伍。優步還與建筑師、設計師和房地產開發商合作，設計建造一系列“巨型空中機場”，供貨物裝卸、車輛起飛和降落之用。就像飛行汽車一樣，優步只打算以租用的方式使用這些空中機場，并對合作伙伴有非常具體的要求——一個巨型空中機場必須能夠在7-15分鐘內為一架電動垂直起降汽車充好電，擁有每小時處理1000次（4000人次）起飛和著陸的能力，占地面積不超過1.2萬平方米——也只有小到這個程度，空中機場才能建在舊車庫或摩天大樓的頂上。

2027年前后，所有這些條件都將具備，到那時，就可以像今天預訂優步汽車一樣輕松地預訂空中拼車了。到2030年，城市航空可能會成為城際交通的主流方式。

為什么是現在？

當飛著出行的未來近在眼前，所有這些又都指向了一個基本問題：為什么是現在？飛行汽車為什么會現在突然準備好了開始起飛？在這個特殊的歷史時刻，到底是什么把我們最古老的科學幻想之一變成了最新的現實？

畢竟，幾千年來，擁有像電影《銀翼殺手》中的懸停汽車和《回到未來》中的時光車，一直是人類的最高夢想之一。造一輛“能夠飛行的車”的想法，至少可以追溯到兩個世紀前。即便是更現代的版本，也就是以內燃機技術為基礎建造飛行汽車的想法也已經存在了相當長的一段時間。1917年的柯蒂斯自動飛機、1937年的Arrowbile、1946年的陸空兩用機等，這樣的例子還有很多。在美國，有100多種不同的“可上路飛機”在申請專利，有一些已經飛起來了，但大多數并沒有。

事實上，我們對這種“遲遲未能交付”的憤怒已經變成一種模因（指文化領域內通過人與人之間相互模仿而散播的思想或主意）。千禧年的一則知名汽車廣告中，演員就在抱怨 “現在是2000年了，但是會飛的汽車究竟在哪里呢？他們答應會給我飛行汽車，但是我從來沒有看到過。為什么？”而10年后，投資界思想家彼得·蒂爾也表達了同樣的疑問：“我們想要一輛會飛的汽車，得到的卻是140個字符。”

然而，現在，漫長的等待終于行將結束。飛行汽車真的來了。基礎設施的建設也進展得非常迅速。當我們喝著咖啡、瀏覽網頁時，科幻小說已經變成了科學事實。這就讓我們回到了最初的問題：為什么是現在？而答案其實很簡單——融合。

多種指數型技術的融合

如果你想理解技術的融合，從頭開始分析會給你很大幫助。

首先，我們需要引入一個概念——指數型技術加速。任何一種技術，只要它的“功率”翻倍，而價格不斷下降，就可以稱為指數型技術。摩爾定律就是一個經典的例子。

1965年，英特爾的創始人戈登·摩爾注意到，集成電路中的晶體管數量每18個月就會增加1倍。這意味著，在一年半的時間里，計算機的性能就可以提高1倍，同時成本卻保持不變。摩爾認為這是相當驚人的，他預測這種趨勢可能還會持續幾年，也許5年，也許10年。但是到現在，早已過去了20年、40年，甚至都快60年了。摩爾定律就是使你口袋中的智能手機比20世紀70年代的超級計算機輕便得多倍、便宜得多，同時卻強大得多的原因。

而且，摩爾定律沒有減速。

盡管有報道稱，我們正在接近摩爾定律的“熱寂期”。但是到2023年，平均價格僅為1000美元的筆記本電腦，就將擁有與人腦相近的計算能力。再過25年，同樣的筆記本電腦將擁有與目前地球上所有人類大腦相同的計算能力。

更加重要的是，不僅僅是集成電路在以這種速度發展。20世紀90年代，發明家、未來學家雷·庫茲韋爾發現了這樣一個規律——一旦技術變得數字化，或者一旦它可以被編輯為以O和1表示的計算機代碼，它就能夠脫離摩爾定律的束縛，開始呈指數級加速發展。簡單來說，我們會用新電腦來設計更快的新電腦，這就創造了一個正反饋循環，進一步提高了加速度，也就是庫茲韋爾所稱的“加速回報定律”。現在，正以這種速度發展的技術包括一些迄今為止最強有力的創新——量子計算機、人工智能技術、機器人技術、納米技術、生物技術、材料科學、網絡技術、傳感器、3D打印、增強現實、虛擬現實、區塊鏈等。

但是，所有這些技術進步，無論看起來多么強大，實際上都是舊聞。而新聞是，以前獨立的指數型加速技術浪潮，已經開始與其他獨立的指數型加速技術浪潮融合起來了。例如，藥物開發的速度之所以正在不斷加快，不僅是因為生物技術正在以指數級的速度發展，還因為人工智能、量子計算和其他幾個指數級加速發展的技術也在向這個領域靠攏。換句話說，這些浪潮開始匯聚、疊加到一起，產生的擁有海嘯般力量的滔天巨浪，將會沖走前進道路上的幾乎所有東西。

當一項創新創造了一個新市場、沖擊了一個舊市場時，我們就會用“顛覆性創新”這個術語來描述它。在數字時代初期，硅芯片取代了真空管，這是一項顛覆性的創新。然而，隨著各種指數型技術的融合，它們的顛覆潛力也在擴大。一項單獨的指數型技術可能會擾亂產品、服務和市場，融合為一體的多種指數型技術則會將產品、服務和市場沖刷得一干二凈，甚至包括支撐它們的結構。

不過，現在就說這些似乎有點超前，讓我們先從一個更易于思考的角度來審視這種融合現象，也就是先回到我們最初提出的關于飛行汽車的問題為什么是現在？

為了回答這個問題，讓我們先來看看優步的電動垂直起降汽車必須滿足的3個基本要求——安全、低噪聲和價格便宜。直升機是我們現有的最接近飛行汽車的原型，它已經存在了近80年，但它并不能完全滿足這3個要求。除了噪聲大和價格昂貴之外，直升機也容易出事故，并不那么安全。那么，為什么在今天，貝爾、優步、空中客車、波音和巴西航空工業公司等企業就要將空中拼車推向市場呢？

原因仍然是——融合。

更多新技術的融合

直升機之所以噪聲大且不安全，是因為它們需要使用一個巨大的旋翼來產生升力。不幸的是，這種單旋翼高速轉動時產生的噪聲，正處在那種足以惹惱每個人的頻率上。而且，如果單旋翼失靈，直升機就會在重力作用下直接墜地。

現在想象一下，如果直升機不是只有頂上那個主旋翼，而是裝了一組更小的旋翼，就像在機翼下裝一排小風扇那樣，那么在保證升力的同時，噪聲也能低得多。再往更好的方面想象——有了這樣一個多旋翼系統，即便出現一對旋翼停止工作的故障，也能在其他旋翼的支持下安全著陸;在此基礎上再加一個單旋翼，就能將速度提高到240千米/時以上。所有這些，當然都是很好的想法，但除了關鍵的一點之外——由于可怕的功率重量比，汽油發動機可能無力將這一切變為現實。

那么，裝上分布式電推進系統（Distributed Electric Propulsion，簡寫為DEP）又會怎么樣呢？在過去10年里，商用和軍用無人機的需求激增，這種情況促使機器人專家構想了一種新型電磁馬達——自重極輕，工作時悄無聲息，而且能夠承載重物。

要設計出這樣的馬達，工程師必須依靠技術融合的“三部曲”——

第一步，機器學習的進步，讓工程師能夠運行非常復雜的模擬飛行;第二步，材料科學的突破，讓工程師可以制造出各種各樣的既輕便又牢固的部件;第三步，出現新的生產工藝，如運用3D打印技術打印任意大小的馬達和旋翼。在功能性上，這樣的電動發動機的效率能達到95%，而汽油引擎只有28%。

但是，讓一個擁有分布式電推進系統的裝置飛起來又是另一回事了。每隔1微秒就要調整十幾個發動機，對人類飛行員來說，這是不可能完成的任務。分布式電推進系統采用的是“線傳飛控技術”，也就是說，它是由計算機控制的。那么，到底是什么產生了這種程度的控制？

答案是另一組融合起來的技術——

首先，人工智能革命給我們帶來了強大的計算處理能力，讓我們能夠接收大量數據，并在微秒之內“理解”這些數據，同時，利用這些數據實時操控多個發動機和飛行操縱面板。

其次，要想獲取這些數據，需要把飛行員的眼睛和耳朵換成在瞬息之間就能夠處理千兆比特信息的傳感器。而這又意味著全球定位系統、激光定位、雷達、先進的視覺成像套件和大量的微型加速度計，這其中許多都是近10年來智能手機“戰爭”帶來的紅利。

最后，你還需要電池。這里需要這些電池的連續工作時長足夠克服人們的“里程焦慮”（擔心行至中途沒電），還要能產生足夠強勁的動力，或者用工程師的術語來說，要有足夠高的“功率密度”。將汽車、1名飛行員和4名乘客拾離地面，需要非常大的升力，而要達到這個升力，功率密度的最低要求為每千克350千瓦時。目前，這還是遙不可及的。由于太陽能和電動汽車的爆炸式增長，對能量存儲系統的要求更高、需求更大了，這促使續航能力更強的新一代鋰離子電池出現，而且，它們有足夠的動力抬起飛行汽車。

在解決了安全和噪聲問題后，為了讓價格降得足夠低，還需要更多創新。此外，強大的電動垂直起降汽車的生產力也是一個不小的挑戰。為此，供應商需要比二戰期間還要快地生產出這種飛行汽車——二戰期間，美國在兩年多的時間里生產了18萬架B24戰斗機，也就是說，在最高峰時，每63分鐘就能生產一架飛機，這個紀錄至今未被打破。

要想實現這個目標，同時也讓飛行汽車成為主流交通工具，而非精英階層獨享的奢侈品，我們還需要另外3種技術的融合

首先，足夠靈活的計算機輔助設計和仿真，不然無法設計出商業飛行所需的翼型、機翼和機身;其次，足夠發達的材料科學，以生產出碳纖維復合材料和復雜的金屬合金，這些材料既要輕到飛得起來，又要安全、堅固和耐用;最后，3D打印機的速度必須足夠快，才能將這些新材料轉換成可用的部件，進而打破以往所有的飛機制造紀錄。而這正是我們今天所處的位置。未來呼嘯而來

當然，你也可以用任何新技術來玩這個游戲。在材料革命把植物纖維變成柔軟的織物、工具制造革命把動物骨骼變成縫紉針之后，襪子才被發明出來。當然，這是一種進步，但本質上仍然是線性的。從最早的植物纖維襪子到下一個重大創新——動物的馴化（獲得了羊毛），花了數千年的時間。然后又過了幾千年，電力的大規模使用才使制襪業實現了規模化。

但是今天，十多種不同的技術相互融合，我們有目共睹，這種急劇加速是非線性的，也正是“為什么是現在”這個問題的答案所在。這是一種我們從未見過的發展速度，也將會給我們帶來一個問題。

人類的大腦是在本地化和線性化的環境中進化的。本地化意味著，我們所接觸的幾乎所有東西都位于步行不到1天的距離之內;線性化意味著，變化的速度特別慢，比如你的曾曾曾祖父的生活和他曾曾孫的生活大致相同。但是現在，我們生活在一個全球化和指數級發展的世界中。全球化的含義是，如果某個事件在地球的另一邊發生了，我們在幾秒之后就會聽說，而我們的計算計幾毫秒后就會“聽到”。與此同時，指數級也指向今天閃電般的發展速度。忘掉所謂的代際差異吧，現在僅僅幾個月就會發生一場變革。然而，我們的大腦在過去的20萬年中，一直沒有進行過真正意義上的“硬件”更新，因為它并不是為這種變化規模或速度而設計的。

既然我們的大腦在追蹤單一的創新發展時都會覺得困難，那么面對不斷融合的多個創新，大腦可能就完全無能為力了。對此，我們可以用庫茲韋爾的“加速回報定律”來說明。他的計算結果表明，在未來的100年里我們要經歷的技術變革，將會相當于以往的2萬年，這意味著，我們將在下一個世紀里兩度重新見證農業的誕生和互聯網的誕生。這當然意味著范式的轉變、游戲規則的更替和前所未有的突破，比如廉價的空中拼車。而且，這些都將不再是偶然的事件，它們將會持續發生。

當然，飛行汽車只是一個開始。

文本內容摘編自《未來呼嘯而來》，彼得·戴曼迪斯、史蒂芬-科特勒著，蕢擁民譯，北京聯合出版公司.2027年