儒勒·凡尔纳:从地底到太空,超级高铁的前世与今生( 二 )


儒勒·凡尔纳:从地底到太空,超级高铁的前世与今生
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马克思·施力格用大气铁路的模型进行演示:在管道一端向内吹气 , 列车模型就会在气压推动下行进 。
2、从旧理论到科幻到新理论 在梅德赫斯特去世后的一个多世纪里 , 真空管道运输的理论研究逐步走向深入和完善 。 而且 , 此种运输方式在刚刚兴起的科幻文学中也大放异彩 。 那些作品中的设想看似超前 , 但其实从时间线上看 , 要滞后于科学家的理论研究 , 都有各自的理论原型 。
1888年 , 儒勒·凡尔纳的儿子米歇尔·凡尔纳受大气铁路的启发 , 发表了超短篇小说《未来快车》 。 小说中设想了一种铺设在大西洋海底的钢铁管道 , 长度超过4800公里 , 直径约1.5米 , 重量超过1300万吨 , 将欧洲和北美连接起来 。 管道被三层铁网包裹 , 外表面涂满树脂 , 以使其免受海水活动的侵害 。
在强大的气流吹动下 , 管道内列车的时速高达1800公里 , 从波士顿出发 , 两小时四十分钟内就能抵达利物浦 。 这种系统的优点显而易见:管道的内表面经过精细抛光 , 有抑制乘客紧张不安情绪的作用;根据季节的不同 , 气流可以调节、均衡管道内的温度;抛开重力和损耗等问题 , 该系统的建造和运营费用低廉 , 所以票价也难以置信地低 。
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艺术家A. J. Johnson为《未来快车》绘的插图
不过 , 大气铁路需克服空气阻力 , 以及车轮与铁轨间的摩擦力 , 理论速度天花板较低 。 另外 , 即便车辆能够达到很高的速度 , 那时的气动噪声和气动振动也会变得很大 , 能量消耗也随之大幅提高 。 因此 , 随着科学的发展 , 理论研究逐渐朝着摆脱摩擦力和空气阻力的方向前进 。
1904年 , 现代火箭技术之父罗伯特·H.戈达德提出vactrain的设想 , 这是首个现代意义上的真空管道运输系统 。 其时 , 他还是美国伍斯特理工学院的大一新生 。 他设想列车在保持真空状态的管道中滑动 , 为了通过非磁性手段使列车加速、减速 , 以及防止摩擦 , 需要在相对可移动部件 , 比如车轮与车轨之间施加流体压力 , 方法是用喷嘴喷出高压高温液体 , 液体被喷出后立刻就会变成高压蒸汽 , 从而使车体悬浮于轨道上 。
实质上 , 列车可以看成是在一层高压液膜上行驶 。 1906年 , 戈达德在短篇小说《高速往返》中完善了这一设想 。 三年后 , 《科学美国人》以《快速交通的极限》为题发表了该作品的概述 。
儒勒·凡尔纳:从地底到太空,超级高铁的前世与今生
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戈达德vactrain专利中的示意图
戈达德的设想可以说是大气铁路向超级高铁的过渡 。 与大气铁路相比 , vactrain的管道处于真空状态 , 列车不再利用气压差提供动力 , 并且首次考虑到降低空气阻力 , 杜绝列车与轨道间产生摩擦 。 与超级高铁相比 , vactrain的形式已经与之非常接近 , 只不过在使列车悬浮和行进的手段方面 , 绝大多数超级高铁方案均采用磁悬浮技术 , vactrain利用的是高压气体 。
1955年 , 波兰科幻大师斯坦尼斯拉夫·莱姆出版了《麦哲伦星云》 。 这部小说以32世纪的共产主义乌托邦为背景 , 人类已经完成整个太阳系的殖民 , 正在尝试星际旅行 。 在小说中 , 莱姆描写了一种名为“Organowiec”的洲际真空列车 , 这种列车在透明的真空管道中能够以超过1666公里的时速行驶 。 这显然受到了vactrain的影响 。
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《雇佣兵》封面
1962年 , 美国科幻作家麦克·雷诺兹发表在《类比》上的短篇《雇佣兵》 , 更是将真空管道运输提到至关重要的位置 。


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