我们无法从根本上改善一个低效的交通系统
每次驾车出行,我都难免会遇到一些小事故。虽然这些事故并不严重,但每一次都让我反思我们交通系统的低效。即使是小心翼翼地驾驶,也可能有人追尾;闯红灯的人可能会撞到你的车;出租车也可能与其他车辆发生碰撞;有时你与前车的距离本已足够安全,但还是发生了追尾,导致你也撞到了前车。这些经历让我意识到,尽管我们在交通设施上投入了大量资源,但并未能从根本上改善这一系统。
从一个角度来看,我们现在的交通状况远优于几个世纪前。我们能够方便地驾车前往各地,几乎不受天气的影响。汽车比马匹更快速、更可靠,也不会在路上留下粪便。无论是道路、车辆还是交通信号,都经过了精心设计,投入了大量的工程资源。然而,从另一个角度来看,我们的交通方式显得有些疯狂。车辆体积庞大,机动车道宽于人行道,而许多司机并未经过充分训练。如果我们从零开始建设交通基础设施,有多少会保留原样?如果由具备全局思维的斜杠科学家重新设计,是否会更加安全高效?我认为答案是肯定的。我相信,他们很快就能做到这一点。
目前,我们的交通运输系统达到了较高的“服务水平”。汽车和卡车能在道路上顺畅行驶,只要路上车辆不多且无事故。然而,过多车辆会导致问题:车辆之间需保持一定距离;高速公路并道和驶离时的车流交叉会造成延误;车速快慢不一会导致车辆减速。交通事故是最糟糕的情况,因为任何人都可能犯错。尽管你驾驶技术高超,周围仍有很多不负责任的司机。统计数据令人震惊:2015年,美国有3.83万人死于交通事故,440万人受伤。这意味着你的亲朋好友中可能有人因此丧生或受伤。这些事故不仅带来医疗费用、诉讼费用和生产力损失,更重要的是给个人带来的痛苦。这些后果本可以避免。汽车如同金属和玻璃制成的导弹,且对愚蠢行为的约束措施有限。一旦事故发生,我们就要付出代价。
尽管如此,现有的系统运作尚可。基础物理学发挥了重要作用,这归功于工程师的努力。虽然我曾批评过某些车型的设计失误,但工程师们一直在努力改进。尽管人们仍会偶尔发生车祸,但严重的事故已大幅减少。交通事故死亡率多年来持续下降,因为工程师不断努力完善系统,提高车辆在碰撞时的安全性。
我们对能量有了更好的理解,并能有效分配能量,从而减少碰撞造成的伤害。你可能听说过“碰撞缓冲区”这一概念。它是汽车的一部分,旨在让车身在撞击过程中变形,以吸收撞击能量。新式轿车和SUV都设计了可吸收撞击能量的可弯曲区域,以保护司机和乘客。要理解碰撞缓冲区的作用,可以看看实际发生的碰撞测试。
如果你还未看过,可以搜索1959年款雪佛兰贝尔艾尔与2009年款雪佛兰迈锐宝的碰撞测试视频。视频显示,新式的迈锐宝在保护司机和乘客方面表现优异,而Bel Air则显得脆弱。同样的品牌、同样的车型,仅相隔50年,后者在安全性方面有了显著提升。
全局思维的方法改进了汽车装配过程
老旧的金属板不仅影响美观,还影响了汽车最重要的“载人”功能。打开旧车引擎盖,你会发现大量未利用的空间。中等身材的成年人可以轻松跳过前格栅,站在发动机和前挡泥板之间。老式汽车长度较长,部分原因是出于造型考虑,但主要是因为设计不佳。汽车长度很大程度上取决于发动机曲轴与车身的对齐,以便将动力传输到后部。早期汽车都是后轮驱动,因为让前轮兼具转向和驱动功能的工程较为复杂。如今,大多数乘用车都是前轮驱动,这样可以获得更大的牵引力,并为乘客提供更多空间。我们称之为更“紧凑”的设计。
新式轿车(或卡车或SUV)是极为复杂的设备,就像炉子、冰箱、手机和起居室的家具捆绑在一起装上轮子。我们需要少数几种配置就能使轿车或卡车正常行驶,但可能导致故障的配置方式无穷无尽。现代工业产品也是如此。设计过程中容易出现混乱,有效的协调需要付出很大努力。好的设计者需要广泛的洞察力,并对细节高度关注。
全局思维的方法关注冲击力、发动机动力传递、座椅形状和位置等上千个细节,比简单的直线排列更复杂。如今,这种复杂性带来了更好的性能。全局思维的方法还改进了汽车装配过程。工程师考虑的细节越多,最终结果越好。许多人忽视了几十年来科技进步带来的巨大回报:几乎所有产品都比过去设计得更好。冰箱、洗衣机、滑雪服、自行车和风车。比较一台有半个世纪历史的吸尘器和一台新式吸尘器,你更愿意用哪个?
碰巧的是,我小时候家里有一辆1963年产的雪佛兰贝尔艾尔,与碰撞测试视频中的车差不多。有一次,我父亲猛踩刹车,导致我的脸撞到方向盘上。那时安全带还不是标配,父亲自己加装了安全带,但中间没有配备。这次撞击改变了我鼻子里软骨的形状,导致嗅觉受损。直到多年后,我在玩极限飞盘时又受了伤,我的鼻子才得到专业矫正。所以,我可以告诉你,老式汽车非常野蛮。如果没有半个世纪来斜杠科学家在工程领域的努力,这些汽车不会有太大改变。新设计需要在安全性方面做得更好。营销团队做得很好,但买家接受原有安全标准只是暂时的。
车祸是当前系统和现有解决方案下不可避免的
真正推动汽车行业发展的是监管。就像蕾切尔·卡森推动环保运动一样,拉尔夫·纳德等人让人们认识到需要更安全、更不易撞毁的汽车。虽然纳德后来变得有些极端,但他批评雪佛兰Corvair时,大家听取了他的意见。通过制定法律,我们能更好地保护所有人免受缺陷产品的伤害。人们提出要求,立法者给予支持,工程师开始开发更好的产品。这就是为什么新式汽车在侧面、背面和正面都有碰撞缓冲区。斜杠科学家考虑了所有限制条件,并找到了一个很好的解决方案:让汽车在碰撞中变形,起到缓冲作用。
在碰撞事故发生后,新式汽车虽然通常会被送往废品站,但车祸致死率大幅降低。有一辆汽车在严重事故后看起来像一把手风琴,这表明那些你不认识的工程师确实出色地完成了工作。设计汽车是一项复杂的工作,我们经历了很长时间才达到现在的水平。但我见过一种半途而废的作风,这阻碍了汽车行业的发展。尽管我们已经取得了一些进展,但前方仍有很长的路要走。
新式轿车和SUV为防止致命车祸采取的物理结构令人赞叹,但同时也造成了很大的浪费。我们接受让汽车产生褶皱而舍车保命的做法,这意味着我们接受了许多汽车的报废。我们认为车祸是当前系统和现有解决方案下不可避免的事情,这似乎是一个永恒的限制条件。现在,我们需要审视这个限制条件,寻找更好的解决方案:不仅要减少车祸风险,还要彻底消除车祸。我认为,更好的方案已经形成,而且似乎得到了广泛认可,因为它确实能有针对性地解决问题。
如果你还没猜到,我所说的解决方案就是无人驾驶技术。这是一个全局思维的过程,需要从宏观角度审视所有影响和可能性。无人驾驶技术的安全性显而易见。我们将最终完善这项技术,不仅将车祸损失降到最低,还要完全避免车祸。现在,乘飞机比开车安全20万倍。
想象一下,从俄勒冈州的波特兰到佛罗里达州的奥兰多往返10次,你需要几个月时间。而我可以用飞机往返10次。你认为哪种方式更可能让人受伤或死亡?显然是驾驶汽车。飞机本身及空中交通控制系统都更安全。未来的无人驾驶汽车也将如此,尽管车祸仍会发生,但概率会很低,而且那时的汽车会具有更好的保护性能。工程师会不断努力提高安全系数。我敢说,我们的后代在听到长者讲述关于车祸的故事时会感到难以置信,因为他们几十年没看到车祸了。
一旦我们拥有了超级安全、无需人工控制的私人汽车,我们就可以探索新的出行方式。你可能不太喜欢乘坐公共汽车,可能因为路线和车程不符合需求,或没有足够的座位。但如果你能召唤一辆能立即出现在你家门口的私人汽车,可以把你带到确切目的地,你会选择这种出行方式吗?如果你和其他人一起乘车,你会介意吗?特别是当你能放松地使用笔记本电脑工作或边走边玩手机游戏时?这样,拼车将以前所未有的方式流行起来。
我们可以通过召唤无人驾驶汽车前往公共交通难以到达的偏远地区。即使对于“华盛顿特区—纽约—波士顿”这条交通便利的路径,你可能会发现,轻松地坐在电动无人驾驶汽车里,比自己开车去机场或美铁车站更快捷、更愉快,而且肯定比自己驾车沿I—95公路拥挤车道行驶更舒适、更高效。
我由此想象出一个世界,在这个世界里,只有一小部分人会买车。汽车制造业将彻底变革,以前是每年推出时髦的新车型,而以后则更可能制造一些结实的车型和配件。大多数时候,交通出行将成为一种只需激活的服务,就像有线电视或互联网一样。你也许还会时不时地开着车去兜风,但大多数时候,你可以让运输公司和市政当局承担拥有和保养汽车的不便之处。以工程师的视角来看,这是很有可能实现的事情。行为的改变会带来基础设施的改变。例如,我们可以在密集的城市中心重建街道,让未来车型更紧凑的无人驾驶出租车彼此更加靠近,不再需要超宽车道。停车位可能会改造成新的步行区或社交区。我们可以重新利用当前的车库和车道来修建房屋。许多今天的设想可能会成为明天的旧闻。
接受无人驾驶汽车的概念,司机需要经历思考模式的转变
有些人可能怀疑我们能否在现有情况下实现彻底改变。私家车在美国文化中根深蒂固,取消私家车的想法显得激进,甚至令人不安。不过,我认识几个没有车的年轻人,他们无论去哪里都用手机叫车。在我看来,开车类似于一个世纪前的骑马。只有一小部分人喜欢马,他们仍会把时间和收入花在骑马和养马上。但对我们大多数人来说,骑马并不如开车和乘地铁那样舒适、便利。
试想,如果我们每周不再花费数小时亲自驾车往返两地,我们可以做多少事情,挽回多少时间?我们还能避免劳累、痛苦、就医,节省保险费用和律师费。我不再担心被追尾,或撞到别人的保险杠,或看着我的车被边发短信边开车的少年撞瘪。如果我们不必再集中精力把握方向盘,平均每天会多出45分钟时间。这些失去的时间将被找回,我们可以腾出大脑去阅读、写作、创作艺术品、玩游戏、交友,从事各种不需要体力劳动的工作,享受各种现代娱乐形式。我们将有更多时间思考更多事情,随之而来的是积极的反馈循环:思考带来的是斜杠科学家式的灵感,进而引领我们走向下一个自动化系统,让我们的生活变得更加美好。
如果你不喜欢无人驾驶的想法,我希望你能坐下来,因为我有个坏消息要告诉你:你所乘坐的飞机使用的也是自动化系统。很多时候,控制现代客机的“飞行员”就是无人驾驶仪。这些系统基于为军用飞机开发的高级版本。这让我想起了波音公司的工程师曾讲过的笑话:“你听说过B—3轰炸机吗?机上有一个飞行员和一只比特犬。飞行员在那里监视仪器,而这只狗的作用就是确保飞行员不乱碰任何东西。”尽管没有真正的B—3轰炸机,但这个笑话很有趣,因为我们不难想象这个场景。我由此想到许多在当今重大问题上有决策能力的领导人和官员。他们可能是飞行员,但我们必须是比特犬。
我完全赞成让系统尽可能实现自动化,前提是人类是自动装置的监控者。如果我们让机器变得不安全,那不是机器的错,而是我们的错。如果我们放任政府胡作非为,那同样是我们的问题。
从公众对早期无人驾驶汽车实验及其衍生产品的追捧来看,我们很快就能接受有轨电车和飞机的无人驾驶技术,并愿意交出其他方面的控制权。很快我们就会接受“大撒把”乘车的想法,即车上只有我们一个人。在某种程度上,汽车就像飞机,但也有截然不同的地方。现在,空中交通管制员通过操作系统指挥和控制飞机,确保飞机之间保持一定距离,每架飞机都在指定位置起飞,并安排好着陆顺序。空中交通控制系统基本上遵循自上而下的操作:中央计算机系统监控和指挥空中交通,飞机根据总体计划接受调度或延迟。
无人驾驶轿车和卡车则是另一种操作方式。人们可以在上车后命令汽车把你带到指定地点。我们所设想的无人驾驶汽车仍在设计阶段,但这一技术正日益进步。我们正在完善系统并不断取得进展。在我写这本书的时候,优步已经在匹兹堡推出了无人驾驶汽车实验车队,其他类似的出租车网络也很快会出现,而且之后还会有卖给个人的无人驾驶汽车。在万事俱备之前,我们还有很多问题需要解决,但世界各地的工程师正在努力找出限制因素,并想办法克服。公司正在沿着设计的倒金字塔行进。简而言之,我们必须采取全局思维,对每个阶段的设计方案进行批判性评估。当发现有些方法不能达到预期效果时,我们就需要转换思维。总的来说,我们必须对无人驾驶汽车实施严格标准,使其比人类驾驶员更可靠,始终确保乘坐者的交通安全。
回头来看,你会发现这些想法并不新鲜。早在1939年纽约世界博览会举办时,我的父母还是一对年轻的大学情侣,而我的存在还是未知。在那次博览会上,未来世界馆展示了以无线电引导为特色的无人驾驶汽车,但这些车并非真实存在,而是由工业设计师诺曼·格迪斯的灵感创造。尽管当时的技术还无法实现这种汽车,但后来人们花了70多年时间找到了最优的解决方案(或至少是更好的解决方案),实现了格迪斯的愿望。真正酷的是,尽管花了几代人的时间,我们正在迎头赶上。
每当我透过飞机窗户往下看,或从高楼向外望去,都会因为周围巨大的资源浪费而感到触动。人脑是一种稀有而宝贵的生物系统,既能控制簧管上的按键,又能计算微积分曲线,如此珍贵的资源却被用来加速、刹车和控制汽车,在缺乏秩序的道路上,一个抽搐或片刻的注意力不集中都可能造成致命后果。作为一名工程师,我一直渴望找到更好的解决方案,而不是像保险杠和碰撞缓冲区这样的“接受现状”的方案。现在,这个问题即将被解决,手动汽车将从日常生活中消失,因为我们很快会认识到它们是危险和低效系统的一部分。我们将接受更好的设计,正如我们过去一次又一次地推陈出新一样。
第一辆无人驾驶汽车不会完全自动化,其系统只具备和设计者一样的驾驶水平,但这是一个好的开端!无人驾驶汽车将迅速发展,并且目前已经在完善过程中。工程师将致力于解决与无人驾驶相关的各种问题,包括自动导航、自动避障以及在交叉路口的通行规则。这些问题解决后,我们的出行将变得更加简单。这些汽车将大大减少被迫走走停停或在高速公路上漫长、单调的驾驶体验,并在很大程度上提升残疾人士或老年人的出行便利,晚上喝多了酒的人也能安全乘车回家。无人驾驶汽车上可能仍会有一个你可以控制的方向盘,但不一定允许你在车道上疯狂驾驶。未来可能不再需要机器人警察,只要你开始肆无忌惮地飙车,系统就会调动其他车辆将你围住。
要接受无人驾驶汽车的概念,我们需要经历一种思考模式的转变,但为了更广泛的利益,我们仍需放弃个人控制权。这并非责任,而是我们的义务。换句话说:技术将使我们更加和谐,更好地对待彼此。
本文内容经出版社授权节选自《怪客思维:像斜杠科学家一样思考》,标题为摘编者所加。
原文作者 | [美]比尔·奈
摘编 | 何安安