「未來機器」實現到什麼程度了呢？－空氣動力車、超級超音速機、錶型通訊機、自動調理機、機器人

<作者簡介>

石川 憲二
科學技術記者、作家。1958年出生於東京，東京理科大學理學部畢業。曾任週刊雜誌記者、編輯、作家。除了進行書籍和雜誌的製作及小說的執筆外，還有25年以上採訪企業經驗，目前也持續撰寫有關技術和商務解說的報導。專門負責科學技術領域如：電氣、電子、機器、航空、宇宙、設備、材料、化學、光學、電腦、系統、通訊、機器人、能源等等（本資料根據本書發行當時所刊載的內容）。

<譯者簡介>

李友君
畢業於元智大學企管系，平時熱愛閱讀，喜歡吸收知識，深信最理想的學習方式是寓教於樂。希望能透過自己微薄的力量，促使更多人體會到學問的奧妙之處。現為日翻中譯者。電子信箱：yaruo@xuite.net

<本書特色>

怎樣才能製造出原子小金剛？
車子真的可以「去車輪化」嗎？
什麼時候可以搭到把12小時的航程縮短成3小時的極超音速機？
未來的手機是手錶型還是懷錶型？
東京理科大學畢業、在日本有25年以上採訪企業經驗的石川憲二用邏輯推導和科學理論驗證的方法來分析我們目前（或未來）有沒有技術和能力能夠實現這些「未來機器」。只有想像是沒有用的，這些「未來機器」實際出現於我們生活中的可能性到底有多高呢？

<本書簡介>

在科幻小說、科幻電影中常會出現一些很先進的科技。關於這些「未來機器」的夢想，有幾個雖然已經實現，但是大部分還是只是個「夢想」。
關於這些我們所憧憬的「未來機器」，目前到底開發到什麼樣的地步了呢？又或是我們已經有哪些相關的技術了呢？本書針對「未來機器」的可能性、盲點，或是不太可能完成的原因等做深入探究及介紹。

<序>

這本書所介紹的「未來機器」，主要是在一九五○至一九六○年代高度經濟成長期中，幻想出來的「超」高性能機器。在諸多登場於未來預想圖及科幻作品的空想機械中，因日後科學與技術進步而順利實現的事物，也有些令人匪夷所思的東西，讓現代人難以明白當初為什麼會想要推廣這樣的產品。前者的代表是太空站。從一九七一年的禮炮計劃發展到現在的國際太空站（ISS），總之人類仍持續停留在宇宙當中。達到近似與「想像的未來」的結果，其實是一件很棒的事。然而這種卓越的未來機器隨處可見，沒有討論的空間，所以在此不提。與其關心這項議題，我更好奇命運有點坎坷的未來機器「將來」會怎麼發展。
接下來各位讀者將會看到格外受到期待卻沒落實到正規的開發上，或是成品與想像相差甚遠，而沒能獲得矚目的未來機器，來龍去脈可說是千奇百怪。但這種歷史的背後，正暗示著人類與科學技術的關連性為何，而在深入思考未來機器的時候，也能幫助我們尋找下一個未來。

二○一二年三月
石川憲二

<目錄>

前言

序章　在乎未來機器的「將來」

第1章　空氣動力車——永無止境的「去車輪化」願望
隨著時代而進化的「空氣動力車」原理
飛機靠機翼的揚力，空氣動力車靠地面效應來「飛翔」
從空氣動力車的構想來製造的翼地效應機
突破石油危機讓「空氣動力車」實用化
空氣動力車也為鐵路帶來龐大的影響
擁有將近六千年歷史的「車輪」
為什麼非得要懸浮列車不可？
即使空氣動力車並不高速，也終究成真了

第2章　超級超音速機——百折不撓的「協和式客機第二」
沒能發揮超音速優勢的協和式客機
超音速機的挑戰到此完結？
實際達到「五馬赫」所需的技術之一：「機體」
實際達到「五馬赫」所需的技術之二：「引擎」
實際達到「五馬赫」所需的技術之三：「機體材料」

第3章　錶型通訊器——超越未來機器的現代手機之旅
通訊系統納入電腦當中
時代的氣氛也會大幅影響通訊器的款式
個人通訊器會朝哪個方向進化？

第4章　自動調理機——微波爐是一場自動烹調之夢嗎？
微波爐是人類文明史上光輝燦爛的發明
為什麼微波爐會淪為再次加熱的工具？
讓微波爐進化為自動調理機的方法
自動搬運系統具有超越自動調理機的功能

第5章　機器人——「機器人」的定義與技術開發的現實
機器人到底是什麼？
工廠中的機器人地位微妙
自主機器人的可能性及其極限
怎樣才能製造原子小金剛？

終章　未來機器打造的「快樂未來」

<精采摘錄>

第1章　空氣動力車——永無止境的「去車輪化」願望
孩提時代在高度經濟成長期度過的人，對未來機器的第一印象就是空氣動力車。
首先要為不知道的人說明一下，空氣動力車是沒有車輪的汽車，行駛時會藉由從車體下方噴出來的空氣浮空滑行。這種車輛能高速駕駛，還可以在水上行進。描繪在圖鑑的未來預測圖與漫畫中的外型很帥氣，讓人覺得就像是夢幻世界裡的交通工具一般。
當然，這本書裡還出現超音速客機和太空站，以及許多更搶眼的未來機器。但與空氣動力車相比則距離感太大，不太能將感情投入。那個時代飛機還只有部分人士可以搭乘，太空旅行則更是遙不可及，所以很難想像自己在「現場」的模樣。
相形之下，汽車（客車）在一九六○年代後半則變成相當切身的交通工具。擁有家用車的家庭也逐漸出現，就連小孩都能輕易想像得到，我們長大後每戶人家都該會有一輛以上的汽車。正因如此，圖畫中才會流露「未來的汽車全都會變成空氣動力車」的天真囈語，夢想在其中膨脹，讓人怦然心動。當時人們相信，靠輪胎行駛的過時汽車，也馬上就會從世界上消失。
現在想想，這只不過是場幻想，但腦海裡描繪這種想法的人不只是小孩。當時許多大人也想著同樣的事。
儘管大眾期盼空氣動力車能實現如此恢宏的願景，但用不著多說，各位也知道如今行駛在街上的空氣動力車一輛也沒有。豈止如此，就連我們搭乘的汽車也多半是「汽油車」，基本規格與一八七○年代發明的車款相同。而將動力傳到地面的零件，則是一八八八年發明的充氣橡膠輪胎。汽車的發展完全顛覆半世紀前的未來預測。
為什麼結果會變成這樣？
最簡單的答案如下：

「一九七○年代前半掀起的石油危機讓石油價格上漲，人類開始注意到節能的必要性。空氣動力車的能源消耗量遠高於一般的汽車，因而難以開發。」

假如是學校的考試，或許這會是正確的答案吧。但在實際的歷史中，卻不見得完全如此。原因在於以下事實：

．空氣動力車的概念本身在一九七○年以後仍持續受到探討，大批人士都以實現這種交通工具為目標。
．「幾近空氣動力車」的產品被開發出來，截至二○○○年為止仍運用在世界上。
．以產品開發為目標而發展空氣動力車的計劃，隨時隨地都在進行。

因此，為了貼近更為正確的答案，本章將要分析這些實例。

隨著時代而進化的「空氣動力車」原理
首先就從空氣動力車的稱呼與概念開始談起。
我們都將未來機器之一「氣流噴射式浮空汽車」稱之為空氣動力車，是因為圖鑑的未來預想圖及科幻漫畫用了這個名字。說不定連國外都這麼稱呼它（而克拉克的書上則還用過GEM這個名稱，關於這一點我會在後面詳述）。
不過，要是重新調查國外的趨勢，用「air car」搜尋，就會出現「你指的是：環保車（エコカー）」，引導使用者到相關的說明網頁，長篇大論地介紹環境性能優異的汽車。到網路上搜尋，則出現的網頁幾乎都不是原本期待的內容，而是關於壓縮空氣車的資料。看來現在的英語圈不常將浮空汽車稱為空氣動力車。
而相近的詞彙……要是真的去找，就會在歷經千辛萬苦下發現skycar或flying car的稱呼。但這兩個詞在翻譯後，卻都是「飛天車」的意思。從中可以想像得出，許多車款豈止會往上浮，升到高空都沒問題。
這麼說起來，電影《回到未來》系列。一九六○年代只能在地面上滑行的空氣動力車跟上新趨勢，變成一九八五年科幻電影中飛到更高空的科技形式，從中可以看出未來機器的概念也會隨著時代而變化。
不過請等一下。
儘管skycar或flying car能自由飛到高空，但這已經不是汽車（car），而是飛機（plane）了吧？兩者的差別在哪裡？
在此就來看看實際以商品化為目標的飛天車案例。

知名的加拿大發明家保羅．穆勒（Paul Moller）的公司，正在開發四人座的「飛天車」Moller Skycar M400。這種車款在垂直起飛後，會上升到與噴射客機同樣的高度，從東京到大阪約要一個小時。這種性能無論再怎麼想，都只不過是飛機。所公開的規格數值大致上全都與飛行有關，而不太清楚路面行走的功能有哪些。
然而，儘管飛天車的宣傳格外龐大（傳播媒體的曝光度也很多，只要查詢skycar，則多半會連到這裡），但總覺得實現的可能性不太高。
維基百科的飛天車條目中，關於穆勒飛天車的概念與價格是這樣說明的：

「飛天車到頭來要與飛機和直升機等交通工具劃清界線，終究要如汽車一般，研發的目標是讓平民人人都能駕駛，普及為便利的交通方式。儘管現在的拍賣價格高達四億日圓左右，然而只要開始大量生產，就會在不遠的將來以十萬美金以內（一千萬日圓左右）的賣價呈現在大眾眼前。」

一輛價格降到一千萬日圓！這麼一來平民也能勉強弄到手。但無論怎麼想，要實現這樣的價格也是不可能的事。
從發表的照片和插圖來看，穆勒飛天車是以四個引擎垂直上升飛行。換句話說，要升起的重量為車體（機體？）總重量加上載重量（最大裝載量）共一千四百二十八公斤，假如每具引擎有四分之一的三百五十七公斤以上的推力就沒問題……才怪。要是上升途中引擎故障一個，整輛車就會在瞬間墜落。因此必須保持最少靠三個引擎飛行的能力，每具引擎的推力要四百七十六公斤以上，全部約一千九百公斤以上，是絕不能妥協的條件。
我們在此要看看私人噴射機——本田技研工業開發的噴射機HondaJet，以當做比較的對象。就如稍後的說明一樣，普通飛機藉由主翼的揚力飛翔於天空，效率不錯，而HondaJet最大推力為八百五十三公斤（正確的單位是公斤重）的引擎有兩具，以總共一千七百○六公斤的力量讓四千一百七十三公斤的機體飛在天空上。乘客人數包含駕駛員在內最多八名。
HondaJet搭載總推力幾乎相同的引擎後，每架飛機的價格約為四億三千八百萬日圓。只要想到這點，則任何人都能明顯看出，「飛天車一輛一千萬日圓！」的跳樓拍賣價是不可能的。
此外，儘管說明指出，「飛天車終究要如汽車一般，研發的目標是讓平民人人都能駕駛」，但穆勒飛天車的車體尺寸卻比勞斯萊斯的Phantom大上一截，想在路上行駛似乎相當困難。當然，耗油量和加裝飛行用引擎的部分，也絕對比勞斯萊斯來得糟。
與其買這麼不方便的交通工具，還不如坐高級車跑到機場，轉搭自己的私人噴射機還比較方便（註：這是在有錢的情況下）。而且HondaJet的最大巡航速度為七百七十八公里，是穆勒飛天車的一‧五倍以上，所需時間反而變短了。
穆勒飛天車還有另外一個大問題。官方網站說明書中關於安全的資訊，就只寫了一句「Emergency parachutes／Yes」，說明「發生意外時有降落傘可用」。降落傘通常要三百公尺以上才會發揮作用，特殊款式也要五十公尺以上的高度。掉落時間太短，降落傘就不會打開。
因此，當起飛或降落途中的高度很低時，要是有兩個以上的引擎故障，或是平衡遭到擾亂，就已經沒有機會脫險了。飛天車不像戰鬥機一樣會安裝彈射椅，用火藥發射到高空去。
既然要飛到天空上，則不管再怎麼堅稱這是一輛飛天「車」，所追求的安全基準也要等同於飛機。而若想在世界市場上販賣，這方面的要求會最嚴格。產品必須獲得實質上的世界標準——美國聯邦航空局（FAA）的認可，這已是航空業界的常識。
通過FAA的審查相當困難，就連波音和空中巴士開發新機種時，該單位也會屢次要求重新審查。戰後初期的國產客機YS-11也在第一次檢查時不合格，花了將近一年的時間改造。所以我並不覺得身為新手的飛天車廠商能夠輕鬆過關。
原本空氣動力車就該乖乖地稍微浮在地面上，這樣商品化就能稍微容易一點。但當它變成skycar和flying car而上升到高空後，就會被歸類為飛機，頓時可行性就降低了。就像是伊卡洛斯飛得太高，翅膀被太陽的熱度融化一樣。
或許，空氣動力車被當成未來機器而備受期待的一天永遠不會來到世上，而其反作用則是行駛性能更好的skycar和flying car。但飛機與空氣動力車的「飛行原理」截然不同，要是混為一談，就會解釋得讓人愈來愈迷惑。因此，接下來要思考空氣動力車飛行（浮空）的機制。