[英] 汤姆·斯丹迪奇 著，李晓霞 译，《车轮上的历史》

• 今天看似可以快速解决问题的方法，很可能会在明天产生严重且出乎意料的长期后果。从马车到汽车的转变，看似是一个美妙且及时的技术解决方案，事实却并非如此，因为汽车以各种出乎意料的方式改变了世界——从城市地理到石油地缘政治——并衍生出各种各样由其自身带来的问题。

贵族在左，平民在右

• 从18世纪80年代开始，苏格兰工程师约翰·马卡丹进行了一系列实验，提出一项相当关键的技术改进——用边缘锋利的压碎了的岩石子铺路，而不是圆圆的鹅卵石。这些小石子笔直的边缘使它们能够在车辆经过时更紧密地贴合在一起，而不是分散开来。马卡丹的方法后来被称为“马卡丹碎石路面”，在19世纪20年代被英国正式采用，并传播到其他国家。

机械马上的动作宛若溜冰

• 德雷斯随后出版了一本插图小册子来描述该设计，其他人看到后也开始尝试制造自己的“德雷斯机”（在图纸中，德雷斯巧妙地将用绳子操纵的刹车机制隐藏在骑手的一条腿后面，让那些未经授权的仿制者无从发现）。
• 1868年，发表在《科学美国人》杂志上的一封信这样写道，让两轮自行车“保持直立的姿态，在肤浅的观察者看来，是实用力学中最惊人的壮举之一”。
• 与此同时，其他方面的创新也在稳步推进，成为后来众所周知的“自行车”（英文为bicycle）标准设计的一部分。这些创新包括：使用滚珠轴承来保持车轮的平稳转动；使用钢管框架减轻重量；改善刹车；采用带有钢丝辐条的轻型金属轮；采用飞轮装置，让驾驶者不需要蹬踏板就可以滑行。
• 给车轮外围包上橡胶圈，并由此演变出充气轮胎；采用后轮链传动技术，解决了直接蹬踏安装在前轮上的踏板所带来的影响转向的问题。到19世纪80年代末，所有这些元素都被组合在一起，构成一个耀眼的、有两个大小相同的轮子，被称为“安全双轮自行车”（safety bicycle）的现代设计。这个名字想要强调的是，自行车，曾经被认为是富有的年轻人昂贵而危险的玩具，现在已经成为普通人的选择。

汽车之路

• 蒸汽火车证明，不用马匹奔跑，出行也可以迅疾飞速；自行车证明，不用马车的遮篷，出行也可以私密得悄无声息。有可能二者兼有吗？有没有这样一种交通工具，可以像火车一样飞速奔驰，像自行车一样方便隐蔽，还能像马车一样在现有的道路上行驶？有一种方法发明家一直没有放弃，就是像屈尼奥和特里维西克所做的那样，在马车上安装蒸汽机。19世纪30年代，在大西洋两岸，蒸汽铁路的成功重新激发起人们对“蒸汽马车”的兴趣。英国城市甚至短暂尝试过几次提供蒸汽公共马车服务。但是出于种种原因，“蒸汽马车[1]”并没有流行起来。
• 一辆真正的汽车，奔驰专利机动车，诞生于1886年。

橡胶轮胎横空出世

• 一开始它只是一个科学实验，接着就成了冒险家的工具，然后做富人的玩具，之后又成就了穷人的野心，最后成为所有人的仆人。
• 世界上第一次家庭自驾游就这样发生了！这次旅行为汽车技术带来了几项改进，在妻子的建议下，卡尔·本茨额外增加了一个较低挡位，让汽车在爬坡的时候，不需要人在车后撅臀振臂，奋力推动了。因为刹车片在下坡时的减速效果不佳，本茨还改进了刹车系统，保留了伯莎的创新——在刹车片上覆盖一层皮革。最重要的，妻子的这趟旅行以及由此带来的惊喜让本茨信心爆棚，让他的发明得以继续推进，让车辆距离上市更近了。
• 可以说汽车时代是从一场不寻常的比赛开始的。比赛的组织者是在法国广受欢迎的《小日报》，一家在利用宣传噱头提高发行量方面颇负盛名的报纸。报社希望可以将人们对无马马车新技术日益增长的兴趣转化为商业利益。但是这些交通工具的实用性到底如何？它们有哪些局限性？哪类车的前景最为广阔？“到19世纪末，人类在不到100年的时间里创造了蒸汽、燃气、电力以及一些其他种类的驱动力，但是，这样的创造力仍然没有让人们找到以机械形式的驱动装置代替马匹的方法。”《小日报》在1893年12月写道，“《小日报》希望可以在1894年解决的正是马车的替换问题，但愿我们能够取得重大进展”。
• 在日内瓦和瑞士的其他地方，当地政府采取了相应措施，在道路上铺设“防尘层”，即热的煤焦油或柏油。事实证明，用这种方法铺路能有效地减少汽车扬尘，有些人甚至自己花钱在自家房前的道路上铺设“防尘层”。但是对所有现有的道路进行这样的处理似乎不切实际，因为成本太高了。因此，人们开始呼吁更严格的速度限制，或是对特定路线的限制。

改变一切的那款车

• 到了1908年，想买车的美国人已经有的选了。潜在的客户可以在那一年的汽车广告上看到数十家汽车制造商，品牌之多，令人眼花缭乱。这些汽车如今多数已销声匿迹。那时汽车广告的共同特点便是特别强调有车一族的社会地位。这也不奇怪，因为当时的汽车相当贵：那一年，美国自产汽车的平均售价为2 834美元（约为现在的8万美元），而一辆进口欧洲车的平均售价更是高达6 730美元（约为现在的20万美元）。
• 一种全新的制造方式——流水线作业，成为T型车降低生产成本的关键。T型车不仅重新定义了汽车的制造方式，还为各类消费品的大规模生产创建了20世纪的模型。

什么颜色都可以，只要是黑的

• T型车的生产过程总共被拆解为7 882个独立任务。如此高的专业化程度，再加上流水装配线的有序协调，量产的效率达到了一个新水平。一辆汽车的生产时间从12小时降至93分钟，每3分钟就有一辆新车下线。
• 越是优化单一车型的生产，福特就越难跟上时代的步伐。作为第一辆面向大众的汽车，T型车让全世界数百万人获得了自己的汽车，成为有车一族。到20世纪20年代中期，T型车的比例已经占到美国道路上行驶的汽车的一半。但是，这也正是问题所在：美国人开始想要一些不同的东西。T型车便宜可靠，但买家想要更多。

与福特背道而驰

• 通用汽车庞大的汽车品牌组合与专注于单一车型的福特汽车形成了鲜明对比。但是市场已经发生变化。
• 斯隆不仅仅使通用汽车成为汽车行业的典范，还对公司进行了重组，以确保日常决策按步骤下放给每个部门的经理，但财务监督权仍集中在公司高层。每个部门以标准化的形式汇报其财务状况，获得所需资源。正如亨利·福特为高效的大规模生产制定了模式，阿尔弗雷德·斯隆为20世纪的多部门公司创建了新模式，也由此成了地球上最著名的商人。通用不仅是当时世界上最大的汽车制造商，也是当时世界上最大的公司。
• 通用汽车这种将汽车作为地位象征的模式，本是轮式车辆一经出现就伴随而至的一个古老概念，但是通用将它提升到了一个新水平——“开什么样的车，你就是什么样的人”——车如其人！突出设计的重要性，每年进行型号更新，分期付款，经常升级。这些始于20世纪20年代的通用汽车公司的理念，一直延续到今天。福特汽车彻底改变了汽车的制造模式，而通用汽车彻底改变了汽车的营销模式。

沉默的警察与密尔沃基蘑菇

• 伊诺的座右铭是“从混乱中寻找秩序”。他制定的规则主要是将现有约定俗成的一些做法正式固定下来。驾驶者被要求靠右行驶，靠左超车；转弯时使用手势；为紧急车辆让路；不要超过“安全合理”的速度（尽管没有给出实际数字）。伊诺也提出了一些自己的想法。他最重要的创新是“绕大弯”或者“更向外”的转弯概念，也就是当车辆左转时，司机不应该简单地直接转向，抄近过马路，而是应该尽可能地先向前开，晚些时候再转弯，就像开车绕过路中央一个想象中的桩子一样。

红灯停ﾠ绿灯行

• 1917年，底特律一位名叫威廉·波茨的警察添加了一个琥珀色的信号灯，表示信号即将改变，从而缓解了因红绿两种指示灯瞬间切换导致的交通事故。
• 汽车界最有效的策略，就是让政府站在自己这边。1924年12月，为了起草一套全美通用的交通安全规则，当时还是商务部长的赫伯特·胡佛组织召开了第一次全美道路与高速公路安全会议。汽车行业成功地让胡佛放下了他最初对汽车的敌意，并在一些关键委员会中安插了自己的代表，其中包括统计委员会。统计委员会开始向媒体报告事故统计数据，并将大多数事故归咎于行人。由此，这些数据现在得到了一个本应公正客观的政府机构的认可。
• 1934年颁布的一项新法律废除了所有城市以及新建高速公路的速度限制。新建高速公路是专为汽车使用而修建的公路网络（因此得名autobahn）。

 通用汽车为你搭建的未来

• “未来奇观”为决策者和美国公众普及了高速公路的概念，为战后高速公路建设的繁荣奠定了基础。1956年出台的《高速公路法》，明确了拨款数十亿美元建设州际高速公路系统，因此该法规是美国高速路建设中最闪耀的明星 。
• 美国城市学家刘易斯·芒福德曾经在1961年写道，郊区就是“许多统一的、不具备性格特征的房屋，在统一的道路旁，靠近没有树木遮挡的公共垃圾场，以统一的距离一成不变地排列着。房屋里住着同一阶级、同一收入、同一年龄群的人，他们观看着同样的电视节目，吃着从同样的冰箱里取出来的同样无味无趣的预制食品，从外表到内心都符合一种共同的模式”。郊区的平淡无奇被认为是孤独、疏离和青少年犯罪的罪魁祸首。小说和电影描绘了郊区在虚假的幸福快乐与循规蹈矩的外表下的黑暗现实。

从快车到快餐

• 如果汽车可以变成剧院的私人包厢，那么它也可以变成一家私人餐厅。公路旁的快餐店帮助人们实现了这一愿望。赶时间的司机想吃得快一些，而汽车工业正好为标准化产品的快速制造提供了模式。在美国高速公路沿线涌现的免下车餐厅，或称汽车餐厅，以快捷的服务、统一的品牌，以及对口味绝对一致的承诺，让时间紧迫又急于果腹的司机们可以迅速填饱肚子，快餐这个现代概念由此诞生。和汽车文化的许多其他方面一样，第一家汽车餐厅出现在第二次世界大战之前的美国，汽车餐厅的理念在战后得到完善，然后扩展到全球。
• 由汽车餐厅引导的快餐模式，可以追溯到1921年，杰西·柯比在得克萨斯州达拉斯和沃斯堡之间的高速公路上开办了第一家汽车餐厅——“猪摊”（Pig Stand）。
• 麦当劳取消了“汽车应侍”，要求顾客下车，到窗口点餐。当意识到汉堡在餐厅销售的比例超过80%时，他们精简了菜单，把提供的食品从25种减至9种。餐厅里不再有托盘、盘子、玻璃器皿和餐具，因为这些东西有可能被打碎或偷走，取而代之的是一次性的纸袋、包装纸和杯子。最重要的是，他们从汽车工业的大规模生产技术中汲取了灵感，彻底改变了汉堡的制作方法。参考规模化、系统化是如何被应用到莱维敦的房屋建筑上的，他们想到，为什么不将同样的方法应用到食品加工上呢？餐厅的新运行模式要求每个员工只专注于一项任务，不管是接单，还是烧烤，或是包装汉堡。这使得新员工培训变得更容易、更迅速，也确保了员工不会浪费时间切换任务，同时意味着不再需要熟练的厨师。大部分的食物都是预先准备好的，每个汉堡用的都是同样的调味品，顾客不用再做选择，也就不会再因此耽误时间。汉堡组装并包装好后，在加热灯下保持温度。厨房也进行了重新安排，确保员工不会互相妨碍。为了优化厨房布局，两兄弟在网球场上反复用粉笔画来画去，绘制并评估厨房里不同位置的实物大小地图。 兄弟俩将这一成果命名为“快速服务系统”。

另一条没选的路

• 从石油中提取煤油会产生一种更轻的副产品——汽油，而汽油最初被认为几乎毫无价值。油漆店或一般日用品商店会少量出售作为溶剂和清洁剂的汽油，但是石油生产商通常只是简单地将其倾倒在地上，让其蒸发或冲入河流。（据说在主要产油区俄亥俄州，如果把滚烫的煤从汽船上扔到凯霍加河里，河水就会着起火来。）然而，19世纪八九十年代，随着电气化的发展，煤油作为照明燃料的需求骤减。与此同时，随着第一批汽车的出现，以及固定汽油发动机在农场和工厂的安装，人们对汽油作为发动机燃料的需求迅速增加。汽油价格从1899年的1加仑7美分涨到1902年的20美分。到1910年，它已经取代煤油成为石油工业的主要产品。
• 然而，通用汽车的工程师也发现了另一种防止“爆震”的方法：在汽油中加入铅。在每加仑汽油中加入3克铅与加入15%的酒精具有相同的抗爆震效果，但是便宜得多。这样一来，通用汽车就可以生产拥有更强大发动机的大型汽车，而不用担心发动机因“爆震”而损坏。

石油危机与电动汽车带来的失望

• 也有人曾经预测，耗油量巨大的汽车的可持续性令人担忧，人们可能因此转向电动汽车。但是，电动汽车技术自20世纪20年代以来几乎没有什么进步。最大的问题依然是电池：铅酸电池仍然非常笨重，单位重量无法储存太多能量。其他不同材料（如镍氢）的可充电电池，也不比铅酸电池好，而且会更贵。
• 然而，电动汽车在21世纪的重新出现，依然可以追溯到石油危机时代。1972年，埃克森石油公司（Exxon）的研究员斯坦利·惠廷厄姆对一种基于锂的新电池设计进行了研究。锂是元素周期表上最轻的金属，每千克重量的锂在电池中存储的电荷是铅的15倍。
• 1991年，索尼公司推出了第一款商用锂离子电池，用于便携式电子设备，如便携式摄像机。索尼的工程师通过增加安全功能对原设计进行了改进。锂离子电池在过度充电的情况下，会变得过热、解体并着火。索尼为锂离子电池添加了一种多孔聚合物，如果电池过热，这种聚合物就会融化，将电池关闭。该公司还开发了一种“智能”充电器，可以在电池充满时停止充电。到21世纪初，锂离子电池已经成为笔记本电脑和移动电话的首选电源。
• 2003年，两人决定将一辆原型车的电池组由铅酸换成锂离子。他们用6 800个小型锂离子电池组装了新的电池组，这些小型锂离子电池原本是用于笔记本电脑、电动工具和摄像机的。小型锂离子电池比大型锂离子电池要便宜得多，因为它们被用于消费型电子产品，所以产量也大得多。新电池组比旧的轻了1/4，却可以存储三倍于旧电池组的能量，将tzero的续航里程从90英里延长到250英里左右。这辆车还可以在不到4秒钟的时间内，从0英里加速到每小时60英里。
• 2003年末，就在通用汽车开始回收并粉碎EV1汽车时，tzero引起了两位美国科技企业家及汽车爱好者的注意，他们就是马丁·埃伯哈德和埃隆·马斯克。两人都对tzero的表现印象深刻，同时也对EV1的终结感到愤怒，他们分别敦促科科尼和盖奇将tzero投入生产，以证明通用汽车的错误。
• 2006年，马斯克（2008年接替埃伯哈德担任特斯拉首席执行官）在一篇博客文章中称，“Tesla Roadster”是“特斯拉汽车总体计划”的第一步：我们的长期计划，是要打造多种车型，包括价格合理的家庭用车。这是因为特斯拉汽车的首要目标（也是我资助该公司的原因）是帮助促进从以开采-燃烧为模式的碳氢经济向太阳能电力经济的加速转变。我相信，这是一个主要的，但不是唯一的，可持续的解决方案……特斯拉的战略是，首先进入高端市场，客户愿意支付溢价，然后尽可能快地压低市场价格，每一款后续车型的销量都会更高，价格都会更低……在不透露过多信息的情况下，我可以说，第二款车型将是一款运动型四门家庭用车，价格约为目前89 000美元的Tesla Roadster的一半，第三款车型将更加实惠……当人们购买Tesla Roadster时，他们实际上是在帮助支付低成本家庭汽车的研发费用。
• 2019年，诺贝尔化学奖授予了斯坦利·惠廷厄姆、约翰·古迪纳夫和吉野彰，以表彰他们在锂离子电池开发方面的工作。评奖委员会宣布：“这种重量轻、可充电、功能强大的电池现已广泛应用于从手机到笔记本电脑和电动汽车的方方面面。自1991年首次进入市场以来，锂离子电池已经彻底改变了我们的生活。它们为一个无线的、无化石燃料的社会奠定了基础，令人类受益无穷。

电动汽车与气候变化

• 电动汽车将在多大程度上帮助我们应对气候变化？在全球范围内，交通运输（包括陆地、海洋和空中）占化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放量的24%，而汽车（包括货运和客运车辆）的排放量占交通运输排放的72%。总的来说，汽车的排放量占全球总排放量的17%。在这些排放中，约1/3是由主要以柴油为动力的重型车辆（如卡车和公共汽车）产生的，另外2/3是由主要以汽油为动力的轻型车辆（如轿车和厢式车）产生的。因此可以说，使用电动汽车，或减少使用汽车，将会为缓解气候变化做出重大贡献。
• 此外，历史经验表明，你如果认为，从一种动力形式转换到另一种动力形式，并不会影响其他方面的事情照原样继续发展，那将是幼稚的。汽车取代马车后，其他的一切也跟着发生了变化。有些人认为，现在不仅要重新思考驱动汽车的推进技术，还要重新思考“拥有汽车”这个整体概念。100年前，托马斯·爱迪生在锂离子电池技术方面的探索以失败告终；100年后，埃隆·马斯克取得了成功。如今，锂离子电池技术不仅支撑着电动汽车，也支撑着智能手机。正是由于智能手机的发展，21世纪初才出现了许多探索新型交通模式的试验，人们希望能够在私人车辆与公共交通之间找到可以交错的空间。与人们对电动汽车的思考一样，其中一些想法的根源可能比我们想象的要深。

从历史深处看拼车

• 小公共汽车”的吸引力在于它的灵活性，让司机可以在他们想干的时候才干，但这也意味着，“小公共汽车”司机作为一个群体，根本无法与人脉广泛的有轨电车公司及其商业和政治上的支持者较量。
• 今天关于网约车服务的许多争论，与一个世纪前关于“小公共汽车”的争论非常相似。私家车价格昂贵，但是灵活性更强；公共交通系统对乘客来说更便宜，但运行路线和时间表都是固定的。企业家再一次试图在这两者之间寻找到一种新的、响应更加迅速的交通方式。而反对者再一次声称，这样的交通方式在保险、安全和税务等方面都不守规矩——这样说也不无道理。但是网约车与“小公共汽车”有一个重要的不同点，那就是“小公共汽车”司机无法发出集体的声音，在与监管机构、有轨电车信托公司和出租车公司的对抗中几乎没有取胜的机会。相比之下，网约车平台拥有雄厚的资金，而且早已成为熟练的说客。网约车平台虽然做不到随心所欲，而且也不应该随心所欲，但是它们的出现却意味着，一种新的、更灵活的交通服务将会比一个世纪以前拥有更好的前景，为司机、乘客和城市本身带来更多好处。
• 新技术与新商业模式结合，为我们提供了越来越多的交通选择。总的来说，网约车、微移动和按需租车为越来越多的人提供了新的出行方式，为不需要自己拥有私家车的人提供了便捷。

自动驾驶汽车大赛开始了

• 在20世纪50年代对自动驾驶汽车进行的实验中，汽车是通过在道路上放置电线或磁铁进行引导的（贝尔·格迪斯在“未来奇观”中设想的就是一种类似的方法）。但是，DARPA想要的自动驾驶汽车，是能够像人类驾驶那样，在任何地方都能运行，且不需要任何特殊的基础设施。它希望通过设立奖金鼓励来自不同背景的创新者，而不仅仅是通常的军事供应商，去找寻制造这种汽车的方法。果不其然，申请参加比赛的团队超过了100个，其中一些来自顶尖大学、工程公司、机器人公司和初创公司，也有一些团队是由爱在自家车库里摆弄汽车的技术狂热爱好者组成的。经过严格选拔，来自21个团队的车辆进行了为期5天的资格测试。这些车需要在一条封闭的赛道上穿越一条1英里长的障碍跑道，以确保它们能够避开危险，并在没有人工协助的情况下沿着预定的路线行驶。在2004年3月13日举行的比赛中，15辆车参加了比赛。就像1894年7月在巴黎一样，在起跑线上蓄势待发的车辆各式各样，外观看起来非常不同。
• 塞巴斯蒂安·特龙是雷德·惠特克在卡内基梅隆大学的前同事，他领导了斯坦福大学的团队。他们的汽车被命名为“斯坦利”，原型是一辆蓝色大众SUV，车顶安装了一连串激光扫描仪。
• 两年后，也就是2007年11月，DARPA组织的第三次比赛进一步提高了标准，要求车辆在模拟的城市环境中完成任务，应对道路标志、交通信号和其他车辆。有6个团队完成了这个更复杂的挑战，卡内基梅隆大学获得了冠军，斯坦福大学位居第二。

自动驾驶汽车的工作原理

• 制造一辆完全自动驾驶的汽车需要解决三个彼此独立的问题：感知（弄清外面的世界正在发生什么）、预测（确定接下来会发生什么）和驾驶策略（向左还是向右转弯，加速还是刹车）。
• 自动驾驶汽车是通过相机、雷达和激光雷达等传感器组合来感知世界的。激光雷达是一种类似雷达的技术，它利用不可见的光脉冲，而不是无线电波，来创建周围环境的高分辨率三维地图。（自动驾驶汽车车顶上的那个圆顶状或圆柱状的小设备，就是旋转的激光雷达扫描仪。）这些传感器可以说各有利弊。摄像头价格便宜，可以看到路面上的标线，但不能精准测量距离；雷达可以测量距离和速度，但无法看到细节；激光雷达可以提供细节，但价格昂贵，而且会在下雪的环境中犯糊涂。
• 汽车驾驶在很大程度上依赖于常识，以及人们对这个世界运行方式的理解（例如，小孩是不会飞起来的）。人类认为这些事情是理所当然的，但计算机不这样认为。

汽车走向终结的漫长历史

• 20世纪90年代，随着SUV的出现，汽车非但没有变得更小、更省油，反而走向了完全相反的道路。SUV的出现利用了美国的一个监管漏洞：由于被归类为轻型卡车，SUV成功地避开了政府为客车制定的排放、燃油经济性和安全标准。SUV的崛起恰逢另一波为汽车时代即将结束而欢呼的评论浪潮，不仅是在美国，在欧洲也是这样。

历史的教训

• 所有的技术都会有一些意想不到的后果，交通技术因其需求的广泛性而跨越了物理世界，它们的影响可能特别深远，正如汽车的历史所证明的那样。
• 在交通技术带来的所有意想不到的后果中，有一点特别值得密切关注：排放物。