从一个地方到另一个地方一直是个问题，而问题往往会激发创新。汽车、火车、飞机，甚至简陋的小船之所以存在，是因为有人需要更好的方式到达其他地方。那么未来会怎样呢？超高铁就在眼前，它可能是陆上交通的一场革命。这个想法，以及它背后的大部分科学，已经存在了很长时间——但在埃隆马斯克开始谈论他对超级高铁的愿景之后，它开始流行起来。

差不多十年后，我们仍然没有连接世界上两个城市的超级高铁。但在那段时间里，已经取得了进展——除了一些更古怪的说法。那么，您能否在半个多小时内从洛杉矶前往旧金山？你能在两个小时内从纽约到北京吗？电网甚至可以支持超级高铁之类的东西吗？让我们深入了解一下超级高铁现在的位置。

马斯克最初提出了一些巨大的主张

埃隆·马斯克对一个伟大的想法过于乐观并不是什么新鲜事——他在 2012 年对超级高铁的概念也做了同样的事情。马斯克声称，连接洛杉矶和旧金山的 350 英里长的超级高铁可以在十年内完成，成本将低于60亿美元。它会比加州提议的高速铁路网络做得更好，而成本只是其中的一小部分。

马斯克提出的一些说法看起来仍然很古怪，但更扎根于现实。特斯拉首席执行官表示，假设的洛杉矶至旧金山环线将达到 750 英里/小时的速度，每年双向运送 740 万人。Hyperloop TT 首席执行官Dirk Ahlborn回应了这些说法。Ahlborn 相信超高铁胶囊可以达到接近音速的速度，尽管它们最初的运行速度会比最大速度慢。Ahlborn 还预见到一个超级高铁胶囊每隔 45 秒就会离开一次。

不幸的是，速度预测并没有停在一个合理的点上。马斯克接着声称，超级高铁可以在 45 分钟内将人从纽约运送到洛杉矶，并在两小时内将人从纽约运送到北京。如果可能的话，这项任务将需要一个跨越大陆和世界上最大水域的数千英里长的系统。马斯克预测，从洛杉矶到旧金山 Hyperloop 的平均费用为 20 美元。2021 年，20 美元相当于两个城市之间的巴士票价，以及飞机或火车成本的三分之一（通过 Tripsavvy）

特斯拉将他们的超级高铁研究“开源”

尽管埃隆马斯克的几家公司都在积极参与超级高铁的开发，但他并不打算自己建造超级高铁。2012 年，马斯克提出了这个想法，并提出了一些关于它如何运作的建议。该提案包括特斯拉在 2013 年发布的一篇论文（PDF 下载），其中概述了该项目以及支持该项目的一些科学。

在论文发表前不久，这位特斯拉 CEO 在Twitter 上表达了对专利的蔑视，并表示超级高铁项目将是开源的。从实用的角度来看，特斯拉的超级高铁研究和设计对任何人都是免费的。其他公司可以免费将这些设计融入他们的工作中。

开源概念通常以软件为中心。软件的课程代码或核心部分是公开的，因此企业和公众可以在其上进行构建。流行的例子包括Linux、Android和Mozilla Firefox。

几家竞争公司正在开展该项目

全球有多家公司正在研究超级高铁技术，其中最著名的是Virgin Hyperloop、Hardt和Hyperloop TT。尽管支撑超级高铁的基本原则保持不变，但公司处理系统问题的方式不同。例如，维珍放弃了特斯拉原始设计背后的核心理念之一。他们的系统不再依赖于巨大的地下隧道，而是依赖于地上管道。

SpaceX 和 The Boring Company还在 2016 年至 2019 年期间举办了“超级高铁舱竞赛”。爱好者、公司和大学团队将他们的超级高铁太空舱带到了特斯拉位于加州的测试赛道，然后在多个类别中进行评判。尽管马斯克概述了 2020 年比赛的一些重大计划，包括增加一条带有弯曲路段的更长路线，但由于 COVID-19 大流行，特斯拉搁置了比赛。2021 年，它完全被The Boring Company 的隧道比赛所取代。然而，与超级高铁的开发一样，特斯拉的竞争并不是城里唯一的游戏。超级高铁设计师可以在欧洲超级高铁周期间在荷兰测试他们的原型。

这是一种高效的运输解决方案

超级高铁能够达到类似航空公司的速度，而只使用飞机所需能量的一小部分。这不仅仅是埃隆马斯克雄心勃勃的主张之一。美国交通部同意，超级高铁在短途距离上的效率是航空旅行的三倍。NASA对该概念的研究还证实，在 250 到 500 英里的距离内，乘坐超级高铁比乘坐飞机更有效。美国能源部报告称，目前的能源基础设施可以支持超级高铁网络，该系统所需的能源将比目前的交通方式少 20% 左右。

超级高铁也可能比其他交通工具更清洁。吊舱本身由电力驱动，产生零排放。然而，电力必须来自某个地方，除非超级高铁由太阳能、风能或水力发电等可再生能源供电，否则就会产生碳足迹。诸如再生制动之类的系统可以将车辆在减速时损失的部分能量转化为动力，可以看到超级高铁将能量重新输入电网。特斯拉 2013 年关于 Hyperloop 的论文（PDF 下载）提到，该系统可以通过安装在 Hyperloop 管顶部的太阳能电池板和电池的组合轻松实现自供电。

部分技术在一个多世纪前获得了专利

超级高铁依赖于磁悬浮系统，世界上最快的火车几十年来一直在使用该系统。磁悬浮列车使用强大的电磁铁将火车提升到空中，并创造出一条无摩擦的“轨道”来行驶。电磁铁还推动火车前进并在必要时减慢它的速度。能源部表示，磁悬浮列车的最高时速为 375 英里/小时。虽然火车在实践中还没有达到这个速度，但它们已经非常接近了。

日本的子弹头列车可能是该技术最著名的用途，其时速为 374 英里，但第一列磁悬浮列车远没有那么令人印象深刻。1980 年代，第一列商业磁悬浮列车出现在英国伯明翰。伯明翰磁悬浮列车以 26 英里/小时的速度在城市机场和中央火车站之间穿梭。将磁铁与火车旅行相结合的想法可以追溯到 1900 年代初期，当时基于磁悬浮列车现在运行的科学原理申请了多项专利。火箭先驱罗伯特·戈达德博士和法国电工埃米尔·巴切莱特是两位最著名的磁悬浮先驱。

低压管将速度提升到一个新的水平

尽管采用了空气动力学设计，但风阻仍然是磁悬浮列车能够达到的速度的限制因素。空气动力阻力，或空气对高速行驶的物体的推力，会影响地球上的每一辆车。工程师将汽车和快速列车设计为“空气动力学”以限制阻力。在空气较厚的海平面上，阻力更多是一个因素，而在大气层较薄的空气中飞行数千英尺的飞机受到的阻力较小。

尽管完全真空不会提供空气阻力，并且可以看到超级高铁达到尽可能快的速度，但即使是埃隆马斯克也意识到创建和维护超级高铁的难度。关于真空，特斯拉的白皮书指出：“这种方法的问题在于，很难在一个房间内保持接近真空，更不用说 700 英里（往返）的管道以及数十个车站网关和数千个吊舱进入并且每天都离开。” 相反，特斯拉提出了一种局部真空，这将产生类似于在 150,000 英尺高度飞行的飞机的气压。

其他限制来自部分真空

在管中产生部分真空会导致工程师必须克服的另一个问题。Kantrowitz 极限是Arthur Kantrowitz发现的一种气体动力学原理，可以看到超级高铁撞上一堵空气墙。马斯克描述了这个限制，他将在部分真空的管中移动的胶囊比作注射器中的柱塞——压缩少量空气，直到空气变得更稠密并减慢胶囊的速度。在很短的距离内，可能没有足够的空气压缩来产生影响，但坎特罗维茨极限是超环线计划距离的一个重大问题。

特斯拉白皮书描述了绕过坎特罗维茨极限的传统方式，即非常缓慢、非常迅速地建造一条比沿隧道行驶的太空舱大得多的隧道。所有这些都是不切实际的。特斯拉提出的最实用的解决方案是空气压缩系统，它将空气从胶囊前面移动到胶囊后面。2021 年发表在《风工程与工业空气动力学杂志》上的一项研究表明，特斯拉是正确的，压缩机可以发挥作用。

马斯克的隧道公司可以发挥重要作用

Elon Musk于 2016 年成立了一家隧道公司，这可能在 Hyperloop 的实施中发挥重要作用。The Boring Company 专注于挖掘运输和货运隧道，以帮助缓解大城市的拥堵。它还可以在超级高铁的建设和降低成本方面发挥重要作用。

马斯克声称，他的公司将能够以每英里 1000 万至 1500 万美元的价格挖掘隧道——这只是目前挖隧道成本的一小部分。目前的隧道工程价格取决于几个因素，但基于隧道的项目在纽约等地的每英里成本可能在 25 亿美元到亚洲每英里 1 亿美元之间（通过Tunneling Online。）

马斯克的公司尚未完成每​​英里 1500 万美元以下的项目。然而，The Boring Company确实在内华达州完成了一个 1.7 英里长的隧道项目，耗资 4700 万美元，其中包括三个车站，并且比其他隧道项目——尤其是美国的隧道项目——便宜得多。

由于涉及的速度，任何超级高铁轨道都必须尽可能笔直。即使是高速的轻微转弯也涉及 G 力，而且地球并不平坦。直接穿过丘陵和山脉等障碍物比越过或绕过它们更有意义。如果马斯克的 Boring Company 能够以低廉的价格建造这些隧道，该项目的总成本可能会下降数十亿美元。

有乘客的超级高铁之旅已经发生，而马斯克并不是背后的亿万富翁

2020 年首次成功搭载乘客的超级高铁之旅发生在 Space X、特斯拉或 The Boring Company 的支持下。英国亿万富翁理查德布兰森部分支持的维珍超级高铁在拉斯维加斯的 500 米测试环路上派出了两名乘客。该循环远小于为未来计划的版本。维珍航空最终计划的载客量约为每个吊舱 28 人——但成功地将人类送上超级高铁是一个重要的里程碑。

不过，下一个乘客旅程可能不会涉及维珍超级高铁。2022 年 2 月，英国《金融时报》报道称，维珍超级高铁缩减了客运旅行的发展并裁员 111 人。该公司的超级高铁研究现在将集中在货运上。维珍的重新聚焦对超级高铁来说未必是件坏事。其他几家公司正在开发这一概念，许多公司仍然专注于乘客旅行。Virgin Hyperloop 的大股东 DP World 的一位发言人告诉英国《金融时报》，该公司希望创建一个以“飞行速度和更接近卡车运输成本”的速度运送货物的系统。这样的系统将对全球物流和商品供应产生巨大影响。

监管将影响超级高铁

尽管 Hyperloop 与现有的交通系统（如磁悬浮列车）有相似之处，但立法者可能会将 Hyperloop 置于自己的交通类别中。物流网站Freightwaves专家表示，在 Hyperloop 成为可行的交通方式之前，将通过立法。该网站还推测，法规可能会减缓 Hyperloop 的发展，并且不同的规则将适用于客运和货运系统。Freightwaves 采访的一位律师表示，立法者将根据一项名为“普通运输”的旧立法制定客运法规，这使得乘客安全成为运输提供商的一项关键职责。物流公司老板 Chris Facey 推测货物运输将受到国家汽车货运分类系统的监管，他称之为“过时”。

美国国会在其 2021 年基础设施法案中纳入了超高铁条款。该法案为从事美国超级高铁项目的公司提供资金。国会还编纂了非传统和新兴交通技术 (NETT) 委员会，该委员会是交通部的一部分，负责监管新的交通方式。Virgin Hyperloop 的首席执行官兼联合创始人 Josh Giegel 对这一消息表示欢迎：“Hyperloop 的加入表明我们正处于一个新时代的边缘，这将改变我们对这个国家的出行方式的看法。”

第一个可公开访问的超级高铁可能在加利福尼亚

特斯拉的超级高铁白皮书将洛杉矶到旧金山作为第一条超级高铁的路线，将其描述为“美国西部最受欢迎的走廊之一”。这两个城市人口众多，相距约 350 英里——这是超级高铁旅行的理想距离。特斯拉最初预测，在这条路线上建造的超级高铁每年可以向每个方向运送 740 万人，每次行程需要 35 分钟，费用为 20 美元。

维珍超级高铁也看到了洛杉矶到旧金山航线的潜力。尽管此后将重点转移到货运上，但维珍声称它可以在 2030 年之前建造一个能够在城市之间运送乘客的超级高铁。

在特斯拉的白皮书中，其他人口稠密的加州城市包括拥有 310 万人口的圣地亚哥和拥有 260 万人口的萨克拉门托，作为潜在的 Hyperloop 车站位置。

它也可以在美国以外建造

超级高铁的发展不仅限于美国，全球多个地点都在竞相成为首批超级高铁地点之一。迪拜、中国和以色列都是顶级竞争者。

迪拜政府已在超级高铁开发上投入巨资，并打算在 2020 年中期之前拥有功能齐全的超级高铁货运服务。迪拜政府拥有的公司DP World是Virgin Hyperloop的大股东。2017 年，迪拜成为 Virgin Hyperloop 首个国际办事处所在地。DP World 还支持维珍航空最近将重点从客运转向航运。

与埃隆马斯克一样，中国也将超级高铁视为解决交通拥堵的一种可能方法。中国政府支持的公司已向两家美国超级高铁开发公司——Arrivo 和超级高铁运输技术公司投资了 13 亿美元。随着Hyperloop TT现在在中国土地上开发部分技术，这项投资似乎得到了回报。

以色列公司Hyperloop IL正在游说建立一个将在特拉维夫和红海之间运行的环路。该公司的推介进入了 2017 年 Hyperloop One 全球挑战赛的半决赛，该竞赛旨在为公司的第一个 Hyperloop 找到完美的位置。从那时起，Hyperloop IL 一直致力于以色列的超级高铁试点计划。