近期，在武汉举行的“第三届中国商业航天高峰论坛”上，爆出一个惊动世界的大消息：中国航天科工集团正在研发高速飞行列车，最高时速可达4000公里 。
4000公里时速是一个什么概念？就拿我们常见的高铁来说，它的速度仅仅只是高速飞行列车的10%，我们坐的飞机时速也才900公里。这列车速度够快了吧，一小时就能跑遍整个中国。
假设这个“超级列车”要是用到社会中来，那人们生活方式的改变绝对是革命性的。比如你完全可以在武汉、成都这些中部城市买个房，然后工作的地方却可以在北京、深圳这些一线城市，甚至周末的时候还可以去上海逛逛街。
工作一个城市，安家一个城市——这可是上千万在一线城市打拼的年轻人的梦想。
未来，“逃离北上广”，再也不是说说而已了。
当然这个只是理想速度，现实还是会差那么一些的。
“高速飞行列车”到底是什么？
“高速飞行列车”，实际就是利用“低真空环境”和“超声速外形”，大幅减小空气阻力，再通过磁悬浮轨道，减小摩擦阻力，从而构建一个超声速运行的运输系统。
说明白些，就是把列车做成“导弹”样子，再悬浮在几乎没有摩擦力的近真空管中，最后给它加到最大速度。
根据航天科工集团的计划，研究分为三步。
第一步：研制出最大运行时速1000公里的列车，建设区域性城际飞行列车交通网；
第二步：研制最高时速2000公里的列车，建设国家超级城市群飞行列车交通网；
第三步：研制出最高时速4000公里的列车，建设“一带一路”飞行列车交通网。
预计不久的将来，我们就可以坐上1000公里时速的飞行列车了。
高速飞行VS马斯克的“超级高铁”
1000公里以上时速的“超级列车”概念并非中国最早提出。
在2013年，特斯拉CEO埃隆·马斯克（Elon Musk）就提出过“超级高铁”计划，该计划显示，超级高铁的时速可以达到1200公里，但它的原理却是通过超高速城际运输“超级回路”（Hyperloop）来实现。
“超级回路”运输系统以“铝制胶囊”为运输工具，将“铝制胶囊”置于钢铁管道之中，然后像发射炮弹一样将它发射至目的地。很显然，中国“高速飞行列车”的运输系统更为安全、合理。
当前，全世界对外宣布开展时速大于1000公里陆地运输系统研究的有3家公司，包括美国HTT公司、Hyperloop One公司以及中国航天科工集团。
两家美国公司起步早，但航天科工是全球首个利用航天超声速相关技术提出超声速地面运输系统的企业，起点更高。
在时速400公里的高速列车尚未实现商业化运营的大背景下，且不说借助真空管道的“地面飞行”从实验到实用还有多远，我只想问：时速4000公里，要这么快干嘛？
我认为是有用。京津之间，真是“分分钟”的事情；京沪、京汉等，理论上仅需十几二十分钟；以北京为圆点的“一小时都市圈”，可以画到广州，甚至乌鲁木齐……但是兴奋之余，且慢，如此美好遐想，好像从北京城的任意一点到火车站，也都能“分分钟”似的。不然，跌回现实，花1小时、2小时赶到北京站，十几二十分钟到上海，再花1小时、2小时进上海，这有意义吗？
时速4000公里是什么概念？
歼10战机的1.5倍；声音空气传播速度的3倍；DAP92式手枪子弹速度4倍；现有先进民航客机速度的5倍；正在运行的高速动车速度的10倍。
不吹不黑、聊点靠不靠谱的问题，从技术角度来讨论这个问题。
首先，是加速度的问题。
假设1：所有人工高速行驶工具，必须考虑加速度问题，排除物理约束，加速段最少得5分钟，减速段还得5分钟，瞬间上4000公里。有些人坐个过山车都会坐出心脏病来呢，那普通人能承受多大的加速度呢?
人体的胸腔保护着心脏免受撞击的伤害，它的保护功能在现代科学技术的发展下却日趋脆弱。在达到一定程度的加速度时，胸腔也根本起不到保护的作用。
横向加速会因为对人体施加不对称力而对人体造成伤害。根据《大众科学》最近刊载的一项研究表明，14个g的加速度可以让人的器官分离，而2.7到7.6个g的加速度可以让人昏迷。以普通人对加速度的承受力（舒适度感觉），超过1.2G就非常不舒服。
那贴地飞车从0到4000Km/H，加速度是多少？人体结构能否承受，我们来计算一下一个最简单的加速度的问题。
题目：以京港线为例，从北京到香港约2000公里，所花时间60分钟，中间设立3站，也就是每站15分钟，每站15分钟包括启动和制动时间。计算在启动和制动期间的火车加速度。
等加速度五个公式,每个公式都取其中四个量来运算：(其中Vo^2=初速平方,以此类推)
S=Vt^2+a(t^2)/2
Vt=Vo+at
S=(Vo+Vt)*t/2
Vt^2=(Vo^2)+ 2aS
计算出加速度大概是1.6G。
假设2：有没有办法解决? 答案是有。
当然，若是不设中间站，不用中途降落，或许可能消除这个加速度问题，那么在一站到达的情况下，北京到上海半小时到达，同时满足最高时速达到4000公里的要求，所需要的最低加速度是多少呢 ？
假设距离为1200公里，火车以恒定的加速度加速直至4000公里/小时，然后以相同的加速度减速，到达终点时，速度为零。
根据高中物理的这个公式：V2=2aS
V=4000KM/h=1111.11m/s
S=600km=600,000m
算出来a=1.03米/秒2，也就是0.1个G多一点。
用这个加速度，汽车加速到0-100KM/h需要27秒钟，别说赛车跑车，就是随便一辆家用轿车的加速能力都远比这个强。
可见，对于高速列车，加速度并不是一个过不去的坎，以此判断“时速4000公里对于地面交通来说是毫无意义的，在航天航空领域才有意义”是毫无依据的。
其次是地球曲率问题。
为什么要考虑地球曲率，举个例子，北京到香港并不是一个标准水平面，北京的纬度是北纬39°54’，香港的纬度是北纬22°18’，跨过了纬度17°36’，这是一条弧度不小的曲线了。平面曲线的曲率是密切圆的曲率半径的倒数，空间曲面的曲率更加复杂，用切西瓜打个比方，在西瓜上选定一个点，垂直西瓜曲面切下去，切出来的切口曲线的曲率，就是西瓜曲面上该点的曲率。
还是有点生涉？简而言之：地球表面是弯的，所以时速4000公里的高铁能不能拐这个弯？答案是阔以的。
学过初等几何的朋友都知道，曲率的单位是m-1，其实就是曲率半径的倒数，所以km/h和曲率是完全不同的两个量纲，怎么也不会“跟上”。
算算，高速铁路能不能贴着地球表面转弯吧！根据另一个高中物理公式，a=v2/R
我们把向心加速度取0.2个G，也就是2米/秒2
速度为1111.11m/s
很容易算出来，铁路的转弯半径是617公里。
地球的赤道半径是6378公里。一个能转617公里弯的车子能不能拐过6378公里的弯呢。
对于高速列车，转弯是个问题，但不是“飞出地球”那么大的问题。
最后，就是安全性的问题。
高速飞行列车的安全的确非常重要，出了事就是一枚巨型洲际导弹。但，高速就一定不安全？这又是一个典型的经验主义：历史判断未来。如果总这么思考，那相对于轿子，汽车太不安全了；相对于汽车，高铁太不安全了；相对于高铁，飞机太不安全了，而事实是，飞机速度最快，却是最为安全的交通工具。
另外，高铁相对于飞机有一个很重要的区别：一个是在相对封闭的环境中运行，而另一个是在开放环境中运行，前者天然拥有更高的安全性，如果技术能够满足，就能以更高的速度安全运行。
最后最后，再提一句，在一个成熟的交通工具上，随随便便把速度提高50公里/小时，其实也不是很实在的。4000公里/小时的速度出行，颠覆想象，它的建成，不仅会改变人类的出行方式，也将改写中国乃至世界经济版图，从此不再有区域差异，或许也不再有居住证、学区房，但是，任何得到都会有付出，这笔投资估计又是千亿级。
参考：量子学派、公开新闻报道
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