跨越百年的汽车时代：蒸汽汽车、内燃、电动车

  如果一个环保主义者穿越回 20 世纪初，站在繁华的纽约第六大道上，他会格外欣赏眼前的黄金时代，路面轨道电车和地铁网络四通八达，这些交通工具能源清洁、噪音极小、票价便宜，社会各个阶层的人在同一个车厢内其乐融融，似乎没什么不满意的，但终究是感觉缺少了点什么，因为城市中还有很多角落并未被看似庞大的轨道交通触达，受到轨道交通班次和运营时间的限制，人们并不能随时随地、自由自在地出行。庆幸的是，在接下来的数十年时间里，一种叫做汽车的钢铁怪兽开始崛起，以摧枯拉朽之势将大部分城市中庞大的电车网络尽数摧毁，给予了人们梦寐以求的出行自由。

  汽车是由谁发明的，一直以来有很多争议。比较公认的说法是，德国人卡尔· ((Karl Benz)发明了汽车，他首次将内燃机应用于汽车，至今以他名字命名的奔驰汽车，仍然活跃于世界舞台，是富裕和高贵的象征。1886 年，奔驰研制成功了单缸汽油内燃机，并创造性地将内燃机安装在了三轮车上，这是世界上第一辆不用马拉的三轮车，直到现在仍然完好地保存在德国慕尼黑的汽车博物馆中。由于技术的不成熟，奔驰制造的汽车在行驶过程中总是有些小故障，甚至被邻居形容是「浑身乌烟瘴气的怪兽」，因此，奔驰从来不敢在公共场合驾驶它，怕人笑线 月，奔驰的夫人贝瑞塔·林格做出了一个勇敢的决定，用行动来支持奔驰，为汽车正名。她准备带上孩子，驾驶奔驰发明的汽车，到 100 多公里外的普福尔茨海姆(Pforzheim)探望孩子的祖母。那是 8 月的第一个周末，早上 5 点多钟，奔驰还没起床，贝尔塔叫醒两个孩子，并给丈夫留了封信，然后把汽车从车库中推了出来，发动内燃机朝着 100 多公里外的娘家普福尔茨海姆出发，去看望孩子们的祖母。在当时，世界上还没有一点一辆机动车辆，无论是蒸汽汽车，内燃机汽车，或是电动车，行驶过过这么远的距离，不得不佩服贝尔塔的勇气。

  贝尔塔驾驶汽车离开家不久，天就渐渐亮了，马路两旁居住的居民都听到了一阵轰隆的声响，只见一辆没有马拉的马车上一个女人带着两个孩子飞奔而来，人们不禁惊呼女巫来了！有胆大的行人还试图走近这辆马车，但立刻又被它怪异的声响和难闻的汽油味吓跑了。汽车行驶 14 公里后，汽油耗尽了，当时可没有加油站，购买汽油只能去药店。贝尔塔只好到附近一家药房按桶购买汽油，加满油后继续上路。行驶 70 公里后，汽车被一个斜坡拦住了去路，只得由小儿子掌握方向，贝尔塔和大儿子推车，花了一个多小时才把车推过斜坡。这一路确实是一波三折，可谓是人在囧途：发动机的油管堵塞了，贝尔塔就用缝衣针疏通；汽车电路发生短路，贝尔塔甚至用袜子作为绝缘垫。一路颠簸，直到太阳下山，母子三人才又累又饿地抵达目的地。孩子们的祖母十分震惊，小城普福尔茨海姆的居民都出来围观「马车怪物」。

  关于奔驰汽车，还有个跟中国有关的有趣小故事值得一提，而且同样跟慈禧太后有关。在卡尔·奔驰的汽车事业开始蒸蒸日上的时候，中国仍处在清朝统治末期，慈禧太后成为中国历史上第一位拥有汽车的统治者，这辆车就是奔驰汽车。1901 年，袁世凯从香港购买了一辆奔驰小轿车献给慈禧太后，但汽车送进紫禁城后，大臣们纷纷上奏，劝谏慈禧不要乘坐汽车，以免坏了祖宗规矩，中了洋人的邪气。但慈禧却十分好奇，一心想坐坐「洋车」，开开眼界。不过，当她见到司机居然坐在自己的前面时，却又认为十分有辱她的身份，十分可笑地命令司机跪下开车，而人跪着肯定无法驾驶，于是慈禧只得放弃，转而去坐她所谓的能够代表皇家尊严的十六抬大轿了。慈禧拒绝接受新时代和新事物，不可避免的，新时代和新科技也摧枯拉朽地摧毁了这个没落的封建王朝。

  实际上，汽车动力的解决方案并不只有内燃机，还有电动机和蒸汽机。让人惊讶的是，电动汽车的发明，还要早于内燃机汽车。第一台实用的电动汽车是由英国人托马斯·帕克(Thomas Park)在 1884 年发明，汽车的动力来源于他自己设计的高容量蓄电池，比埃隆·马斯克(Elon Musk)炫酷的特斯拉电动车早了一百多年。再往前追溯，更令人震惊的是，世界上第一辆汽车其实是在中国制造的，是一辆装载了蒸汽机的三轮车，它是由比利时传教士南怀仁(Ferdinand Verbiest)在 1669 年制造的。南怀仁 1658 年来华，是康熙皇帝的科学启蒙老师，精通天文历法、擅长设备制造，尤其是火炮铸造，是当时国家天文台（钦天监）的最高负责人，官至工部侍郎，正二品。他把蒸汽机车的动力原理写在了自己的著作《欧洲天文学中》，「利用一定温度和压力的蒸汽的喷射作用，推动叶轮旋转，从而带动轴转动以获得动力」，这简直就是现代汽车的雏形！不过因当时制造水平的限制，南怀仁的蒸汽机车，只能行驶很短的距离，沦为康熙皇帝的玩具罢了。

  众所周知，整个 20 世纪生产的汽车主要动力都是由内燃机提供的，但在汽车刚诞生时却并非如此。1880 年到 1920 年期间，汽车市场是蒸汽汽车，内燃机汽车和电动汽车的三国演义，这三种车型不仅在销量上不相上下，行驶速度也旗鼓相当。早期的内燃机汽车和中国农村 90 年代常见的手扶拖拉机一样，需要靠人工转动摇把才能发动，内燃机汽车行驶过程中会产生剧烈的震动，巨大的噪音和大量废气，而且因为内燃机的动力输出不如电动机和蒸汽机平缓，还需要给内燃机汽车装上变速箱和离合器，极大地限制了内燃机车的推广和普及。甚至连汽车大亨亨利·福特的妻子克莱拉都更偏爱清洁，舒适，驾驶体验佳的电动车。

  1910 年代以后，由于电启动器的发明，内燃机汽车变得更易于操作，同时内燃机的效率持续提高，导致内燃机汽车销量开始领先，高销量促进了大规模生产，成本也逐渐降低，远低于蒸汽汽车和电动汽车，形成了一个慢慢地增加的正反馈循环，最终内燃机汽车成为汽车市场的垄断车型。亨利·福特(Henry Ford)和他的 T 型车在这个进程中起到了至关重要的作用，1903 年，39 岁的福特度联合 12 位合伙人筹资 2.8 万美元成立「福特汽车公司」。然而在公司运营之初，福特的生意丝毫不见起色，连续五年，公司的利润都只够勉强生存，福特决心开始改变。爱迪生曾说过：「我要把电灯变得如此便宜，以至于只有富人才会去点蜡烛。」这句线 世纪的工业精神——廉价，更廉价；大众，更大众。福特把这种工业精神发挥的淋漓尽致，他集合全公司最优秀的设计师，发誓要用最低成本造出最高质量的汽车，终于，汽车史上最经典的杰作--福特 T 型车诞生了。104 年后，在电子消费品领域，同样的事情又发生了一次。没错，就是在 2007 年，史蒂夫·乔布斯(Steve Jobs)发布了具有划时代意义的第一代苹果 iPhone 手机。如果说，乔布斯重新定义了手机的话，福特就是第一重新定义汽车的人，特斯拉电动车公司 CEO 埃隆·马斯克也是福特精神的传承者。

  空前的性价比背后是空前的智慧，这份智慧叫做「量产」思维（Mass Production），也就是我们常说的大规模工业化生产。为实现量产，福特引进了两样关键法宝——流水线和福利资本主义。在当时汽车工厂中，每个工人都要掌握一件产品的全部制作工艺，这不但增加了工人的人力培训成本，而且非常低效。而福特则将汽车的组装分成 84 个小步骤，每个工人只负责其中一个步骤，并用传送带将上一个步骤的半成品运送到下一步骤，也就是现代工厂中常见的流水线 年，借助于这样的流水装配线，组装一辆福特 T 型车只需要短短 93 分钟，极大地提高了汽车生产效率，量产真正成为可能，这是福特之前的工业资本家很难来想象的。

  另一宝是福利资本主义，根据亚当·斯密(Adam Smith)在《国富论》中提出的自由市场理论，理想状态下工人是不可能失业的，当劳动市场供大于求时，只要工人肯降低薪水到一定水平就总会有企业愿意雇用。实际上，这正是 20 世纪初工人阶层的生活方式，一方面企业竭尽所能压榨工人，工人们工作强度大，上班时间长，工资低，生活没有保障，所以卡尔·马克思(Karl Marx)才会说，「资本家来到世间，从头到脚，每个毛孔都滴着血和肮脏的东西」；另一方面，工人也不把工作当回事，干上一段时间觉得辛苦就辞职，没钱了就再找份工作，基本没忠诚度可以。福特改变了这一切，他和工人签订劳务合同，承诺给福特的工人一天 5 美元的工资，每天工作 8 小时，一周工作 5 天，并极大地改善了工人的福利。而在当时，工人平均日薪只有 2 美元，这无疑在美国工业界是个大新闻，来福特工厂找工作的人排起了几公里的长龙。高工资和高福利也是有条件的，福特制定了远远高出当时中等水准的用工考核标准，从成千上万个应聘者中筛选出了优秀且忠诚的工人。正是福特的创举，让找工作变成了一种残酷竞争，就像《金融时报》专栏作者、经济学家蒂姆·哈佛德（Tim Harford）所说：「福特发明了失业。」但也正是借助于这种高标准的用工选拔，福特工厂里的每名工人都有一种自豪感，他们充满斗志，生产效率开始高歌猛进。这种给工人高福利，通过流水线量产配以薄利多销的经营策略被后人称为「福特主义」，它让福特汽车公司从美国底特律一家小工厂变成了一个庞大无比的汽车帝国，开启了人类交通方式的又一次革命，福特也成了名副其实的「汽车大王」。很快，拥有高福利用工制度和流水线的汽车工厂就在全美遍地开花，宣告「汽车时代」的到来。

  在福特的领导下，美国汽车工业产量开始迅速增长。1900 年，美国的汽车产量仅有一千多辆，仅仅 5 年之后，美国的汽车产量就超过了马车。到了 20 世界 20 年代，全美汽车产量达到惊人的 230 万辆，占该年全世界汽车产量的 90% 以上，当时世界上第二大汽车工业国法国的汽车年产量仅仅只有 4 万辆，当时，美国每千人汽车拥有量就与与现在中国的水平相当，在大萧条（The Great Depression）之前，美国每 5 个人中就有 1 个人拥有汽车。汽车业在美国的增长使美国经济进入了快速地增长的工业化时期，也改善了美国交通网络，促进新生活方式的形成。1925 年，美国已建成长达 50000 公里的高速公路网，而这一数字仅仅 7 年之后就增长到 130 万公里，基本形成了美国以公路为主，铁路和航空为辅的交通格局，如今在美国乘坐火车和高铁并不方便的原因就在于此。19 世纪以来发展缓慢的石油工业也迎来了腾飞，在此之前，提炼的石油主要作为煤油灯的燃料，用作照明，产量很小。汽车发明之后，从石油中提炼的汽油成为汽车最重要的燃料，早期的汽油被当做药品，只能去药店购买，1905 年，世界上第一座加油站才在美国出现，司机得去柜台按桶买油。七年之后，最早的现代化加油站真正成型，配备了油量测量设备，能够按加油量计价收费，也就是我们今天看到的样子。

  随着汽车渗透到了生活的方方面面，汽车影院，汽车旅馆和汽车餐厅等新商业形态慢慢地发展起来。神奇的是，甚至会出现了汽车教堂，可以在车上进行祷告，不知道上帝会不会不开心。很多远离城市中心的小城镇因为通了公路快速地发展起来，汽车让原本松散的社会结构紧密联系起来，它还成为了商业的布道者，哪里有汽车，哪里就有商业。有趣的是，我们今天熟知的米其林餐厅指南(Le Guide Michelin)，正是由当年的米其林汽车轮胎厂为了鼓励轮胎销售出版的米其林旅行指南演变而来的，汽车在无意中成了美食文化非常非常重要的一部分。在汽车普及的冲击下，美国的公共交通也迅速萎缩。内燃机效率的提高使得公共汽车逐渐取代了有轨电车，二战后随着城市高速公路的建设，汽车的进一步普及，使得公共汽车在美国也逐渐没落。美国政府自 1950 年就开始补贴公共交通行业，直到今天，在许多美国城市，对汽车的过度依赖和因郊区化出现的种族隔离现象都十分严重，堵塞的公路也使得城市变得更不适合居住，甚至许多科学家认为当代美国人的肥胖状况和健康问题是由汽车引起的，因为人们宁愿驾车，也不愿多走几步路，这算是汽车带来的「成长的烦恼」吧。

  汽车带来的尾气污染和交通事故问题同样十分严重。早期的汽车发动机效率低，汽油燃烧不充分，尾气不经过处理直接排出到空气中，蕴含大量有害成分。在 20 世纪 60 年代以前，为减少发动机内部汽油燃烧过程中的剧烈震动，汽油中都添加了四乙基铅，燃烧过后排出的含铅的尾气会严重损害人体的神经系统。1940 年，拥有全世界数量最多汽车的城市--洛杉矶出现了严重的光化学烟雾，洛杉矶市 65 岁以上的老人死亡数百人，许多人出现眼睛痛、头痛、呼吸困难等症状，甚至让很多居民以为是遭遇了化学武器。洛杉矶光化学污染事件成为了美国环境管理的转折点，催生了著名的《清洁空气法》，开启了环境保护立法的先河。随着尾气排放法规逐步建立，和汽车发动机燃烧效率的提高和尾气处理技术的优化，经过近 40 年的治理，尽管洛杉矶的人口增长了 3 倍、机动车增长了 4 倍多，但该地区发布健康警告的天数却从 1977 年的 184 天下降到了 2004 年的 4 天，空气质量得到非常明显改善。工具产生的新问题，需得靠工具自身的进化来解决。

  汽车带来的交通安全问题也经历了逐步改善的过程，汽车刚开始普及时，驾驶员的安全意识薄弱，交通法规也不健全，交通事故数量迅速增加。随着驾驶员培训认证体系的建立和汽车的安全性能的提高，比如：增加了安全带，安全气囊，刹车防抱死系统及辅助驾驶系统，如今汽车交通安全问题已有巨大改善，交通事故致死率也逐步下降。在 21 世纪，继美国之后，许多国家也实现了汽车普及，截止至 2011 年，全球处于使用状态的各种汽车，包括轿车、卡车以及公共汽车等的总保有量已突破 10 亿辆。根据世界著名的美国汽车行业杂志《Wardsauto》的统计，自 1970 年以来，全世界汽车数量几乎每隔 15 年翻一番。美国是目前最大的汽车拥有国，其汽车注册量达 2.4 亿辆。中国第二，汽车拥有量为 7800 万辆，日本的汽车拥有量为 7400 万辆。汽车给人类的出行带来了自由和便利，但就像马车带来马粪泛滥的问题，火车带来的噪音和空气污染问题，汽车也同样给人类带来了一些新的问题和考验。对这些问题，人类应该采取什么措施？是和当年用内燃机汽车替代马车一样，让新问题掩盖旧问题？还是通过持续不断的发展技术、优化管理、提升效率，尽可能解决新交通工具带来的问题？数百年的交通工具演史已经告诉了我们答案。

  如今，拥有一百多年历史的汽车工业迎来了新的拐点，内燃机汽车将逐渐被淘汰，取而代之的是对环境更为友好的新能源汽车，新的交通工具和人类未来的可持续发展息息相关。2017 年，法国能源部长尼古拉斯·霍洛(Nicolas Hulot)在巴黎气候大会上表示，法国计划从 2040 年开始全面停止出售汽油车和柴油车。事实上，法国不是全球唯一一个提出禁售内燃机汽车计划的国家。全世界电动车市场占有率最高的两个国家--挪威和荷兰也通过了从 2025 年起禁止内燃机汽车销售的法规。就连内燃机发明国、传统汽车工业强国——德国也以多票通过了 2030 年后禁售传统内燃机汽车的提案。与此同时，沃尔沃和丰田等车企也积极做出响应，宣布在未来某一个时间节点，将不再生产和制造传统燃油车。内燃机汽车的时代似乎将走向终结？但是，事实真是如此吗？内燃机是人类交通史上里程碑式的发明，直到今天，内燃机也是世界上最主要的动力来源，现在真的是内燃机的末日吗？

  其实，内燃机并不会很快消失，目前全世界内新能源汽车市场占有率仅为 1%-2%，想要在二十年内上升至 50% 都尚且存在巨大挑战，电动汽车想完全取代内燃机汽车，必然还要经历比较长的过渡时期，甚至在很长一段时间内，内燃机都将和电动机一起组成混合发动机，以一种中间态持续存在，这也是工具普遍的发展规律，就好像是马车和轨道的结合物——轨道马车一样。很多国家实际上禁止的是「仅有内燃机的汽车」，而混合动力汽车因为有电动机的存在，是不在禁售范围内的。真正全面禁止内燃机汽车的国家，比如挪威，荷兰等，基本上没什么汽车工业，不影全世界汽车市场大局。

  重新焕发生机的电动汽车拥有很多优势：加速快，能耗低，无污染。它在 100 年前完败给了内燃机，一个很重要的缘由是成本劣势，太贵！随着科学技术的发展，电池的成本下降远远超出人们的想象。麦肯锡咨询公司(McKinsey & Company)发布的汽车动力电池调研报告数据显示，仅仅六年间，电池包平均成本从 1000 美元/千瓦时下降到了 227 美元/千瓦时。2017 年初，特斯拉为 Model 3 电动车新建的电池超级工厂的制造成本已经低达每千瓦时 150 美元。虽然电池制造成本仍在下降，但就目前的电池制造水平而言，电动汽车还难以对内燃机汽车造成「致命一击」。当前电动汽车电池的电量存储、常规使用的寿命和安全程度等均需较大的提升，这些都是制约电动汽车在全世界内大规模使用的主要的因素，但我们仍需报以期待，因为工具的进化从来不会缺席。

  电动车发展还有一个至关重要的瓶颈--充电的方便程度。快充设施的普及需要政策支持和巨大的资源投入，即便是电动车充电速度最快的特斯拉超级充电站，充电的速度也不足内燃机汽车加油速度的十分之一。电动车要像内燃机汽车一样普及的话，对充电站的普及程度、充电速度和充电方式的要求仍旧很高，保守估计，还需花费数十年的时间才能实现。因此，内燃机汽车最终会消亡，但这样的一个过程可能要比想象中的时间长很多。科学家预测，在 2040 年以前，拥有内燃机的汽车仍然会是人们的首选，至于洲际旅行的飞机，以及对动力需求极大的远洋渡轮，电动机仍然取代不了内燃机的作用。内燃机终将完成使命，退出历史舞台，但那是很久很久之后了......

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