超越磁悬浮：可能是地表最快

说起陆地上的高速交通方式，很多人都会想起磁悬浮。

2003年10月1日，上海磁悬浮列车正式投入运营。这段磁悬浮列车线路西起地铁二号线龙阳路站、东至浦东国际机场，全长31公里，单线运行时间仅为7分20秒。

运行在上海龙阳路车站到浦东机场间的磁悬浮列车

利用“同性相斥，异性相吸”的原理，上海磁悬浮列车能够抵抗地心引力、使车体完全脱离轨道并悬浮在轨道上方约1厘米处腾空运行，因此它的设计时速也到达了惊人的430公km/h。

这是世界上第一段投入商业运行的高速磁悬浮列车路线，但并不是磁悬浮列车的最高速度。作为一种新型尖端轨道交通技术，磁悬浮的优势早已被许多国家关注，德国的磁悬浮列车最高试验速度达到过505km/h，日本的超导磁悬浮列车则在2015年实现过603km/h的载人试验。

对高速磁悬浮交通而言，时速600公里正是一个“大关”。也正因为如此，高速磁悬浮交通系统关键技术研究课题也成为当前科技部“十三五”国家重点研发计划“先进轨道交通”的重点专项课题之一。该课题由企业牵头组织实施，目标正是攻克时速600公里高速磁悬浮系统核心技术。

埃隆·马斯克则希望用“真空管道运输”的方式来突破这个障碍。根据他的说法，Hyperloop在即将到来的测试中先要提速到“一半音速”，然后在1200米之内完成制动停车。

这里的“一半音速”有多快？考虑到大多数人不知道低压真空状态下的声速，我们假定埃隆·马斯克在这里所指的“音速”即声音在正常空气中的传播速度，为343.2m/s。“一半音速”则是171.6m/s，换算一下时速超过617km/h！

这个速度不仅将其最大竞争对手维珍高铁在去年12月创下的386km/h测试速度纪录踩在脚下，更超越目前陆上最快的磁悬浮列车速度测试记录，也就是上面提到的603km/h。

高速度自然也会带来高风险，何况Hyperloop本次测试的限定测试距离为1200米。因此马斯克在公布测试消息后随即再发一条动态说，在如此短的距离内刹车制动是“疯狂”的，一旦出现问题，车体将被完全粉碎。但测试本身依然让他感到兴奋。

当你以“一半音速”前进……

但兴奋之余，人们似乎也意识到了另一个重要的问题：测试速度毕竟是测试速度，即便马斯克的Hyperloop能够取得此前SpaceX“重型猎鹰”那样的成功，我们似乎也并不能“坐地日行三万里”（注：这里的三万里是根据时速617km/h计算而来，并非原文）。

问题出在哪里？我们不妨再来理一理Hyperloop的测试流程：Hyperloop的客舱将从静止状态加速至171.6m/s，然后在1200米处完美制动停下。

Hyperloop One客舱

在这个测试中，如果加速和减速过程中客舱加速度相同（但方向显然相反），那客舱必须在测试路线0.6km的中点处达到最大速度171.6m/s。为了粗略探寻这样的加速度大致会对乘客带来怎样的影响，我们在这里必须得简单引入一维运动中的加速度计算公式，也就是“速度差除以时间差”。

一维运动加速度公式

在上面所探讨的情况中，这里的速度差显然就是“一半音速”——171.6m/s，那时间差呢？

虽然我们暂时无从得知Hyperloop这次的测试用时，但根据一维运动中用来描述物体位置变化快慢的“平均加速度概念”我们可以推算，Hyperloop在加速过程中的平均加速度为[(171.6-0)/2]m/s，也就是85.8m/s。进一步，我们用前半段测试路程600m除以平均加速度85.8m/s，即可得到Hyperloop客舱达到171.6m/s这一速度的时间约为7秒。

测试终归只是测试

7秒完成0~171.6m/s的加速是怎样一种体验？

从客舱启动到达到最高速度这600m距离内，客舱的加速度将达到(170 m/s)/(7s)≈24.2m/s²。如果我们让一颗保龄球从楼顶自由落体，在下坠过程中，保龄球的加速度将达到9.8 m/s²，也就是物理学和天文学中描绘地面附近物体受地球引力作用在真空中下落的加速度，记为“G”。

换句话说，Hyperloop客舱在测试过程中的加速度将接近2.5G。这是个什么概念呢？

一般而言，民航公司处于舒适考虑会将飞机起飞和降落时的平均加速G值限定在1.2G以内，当民航客机起飞、乘客能够感受到“推背感”的时候，平均加速G值才仅仅为0.2G左右。

而事实上，未经过专业训练的普通人在长期承受3G左右的平均加速度G值时就会陷入休克，因此当我们在平均加速度G值为2.5G的Hyperloop上时，显然是不能够安然而舒适地“刷刷微博看看剧的”。