今天，在拉斯维加斯北部阳光炙烤的沙漠中，一家科技公司进行了一项尖端推进系统的演示。这家公司是众多竞相建造首个超级高铁的公司和大学之一。
超级高铁是一种未来主义的交通系统，类似于银行得来速窗口的超大型气动管。它的工作原理如下：人们跳进一个舱体，该舱体将在管道内以高达每小时 760 英里的速度行驶。这距离突破音障只有一步之遥。
图片来源：超级高铁一号
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今天下午，一个 10 英尺长的雪橇在一秒钟内从零加速到每小时 60 英里。目前还没有管道，但该公司表示，一个 200 英尺长的管道正在组装中，将于今年晚些时候进行全面测试。由 Uber 早期投资者 Shervin Pishevar 和前 SpaceX 工程师 Brogan BamBrogan 创立的超级高铁一号，已经筹集了 1 亿美元，计划在 2018 年前用超级高铁系统连接洛杉矶和拉斯维加斯。
这是一笔巨款，但也引出了一个基本问题：超级高铁安全吗？
两分钟的呕吐之城
当 SpaceX 和特斯拉汽车公司的创始人兼首席执行官埃隆·马斯克在 2013 年提出这个概念，作为在 35 分钟内往返于旧金山和洛杉矶之间的方式时，它受到了大量的兴奋和怀疑。当时，《连线》杂志写道：
超级高铁是一种完全虚构的交通设备，它吸引了企业家埃隆·马斯克，他一直在谈论它。它至少在 100 年前被设想出来，基本上看起来像是《飞出个未来》中的那些绿色管道的某种版本。
似乎不再是虚构的了。如果一切按计划进行，超级高铁一号的舱体将以 760 英里/小时的速度运送人员和货物——比 747 飞机快 30%。
“我们对老人友好，对狗友好，而且不会让人呕吐，”超级高铁一号公司工程高级副总裁乔什·吉格尔说。“用户的体验不会与他们在传统航空公司上的感觉有太大不同。”
但是，极限速度不是通往呕吐之城的车票。是加速度——当你身体从静止状态移动到接近 1 马赫的速度时，那些令人兴奋的时刻——会产生恶心感。
想象一下乘坐飞机起飞。喷气发动机释放能量，将你压在座位上，拉紧你的肌肉和骨骼。这种加速度通常表示为 G 力或重力（技术上表示为“g”，但为了方便阅读，我们将使用大写 G）。
如果你现在站在人行道上或坐在桌子旁，那么你正在体验 1 G 的力。商用飞机在起飞和降落时会让乘客承受额外的 0.1 到 0.3 G 的力。但是，一旦飞机达到恒定的巡航速度，每个人基本上都会恢复到 1 G 的感觉。
“如果你以正好 700 英里/小时的速度行驶，你可以喝可乐，你可以做任何你想做的事情，”美国宇航局艾姆斯研究中心的研究心理学家李·斯通说，他没有参与任何超级高铁团队。“这就像坐在公共汽车上一样。”
超级高铁希望通过在舱体启动和停止时仅诱发额外的 0.1 到 0.3 G 的力来模仿航空公司的体验。所需的加速度将持续约两分钟。
因此，乘客将体验到接近两分钟的飞机起飞程度的不适……这将是旅途中唯一的不适……除非超级高铁转弯。
“任何以 50 英里/小时的速度急转弯的人都知道，离心力会把你拉到座位的一侧，”斯通说。“最重要的是，轨道的轨迹也会产生你必须注意的 G 力。”
原始 G 力限制
在太空计划的早期，美国宇航局艾姆斯研究中心建造了一系列离心机，以测试人体在火箭发射过程中对高加速度的反应。
图片来源：美国宇航局艾姆斯研究中心
斯通应该知道。自 20 世纪 60 年代初以来，美国宇航局艾姆斯研究中心一直关注着这些 G 力。他们的初步工作延续了对战斗机飞行员和美国水星计划中的第一批宇航员的体验的军事研究。多年来，艾姆斯研究中心建造了一系列巨型离心机，以测试人类和设备对高加速度的反应。离心机像旋转木马一样旋转乘客。艾姆斯设计的最大离心机可以将人以高达 20 G 的力或我们地球上经历的正常重力的 20 倍的速度推进。
在太空计划的早期，美国宇航局艾姆斯研究中心建造了一系列离心机，以测试人体在火箭发射过程中对高加速度的反应。在这里，水星计划宇航员小沃利·M·希拉准备于 1963 年 7 月在美国宇航局艾姆斯研究中心的“5 自由度”运动模拟器中接受测试。
受过训练的人可以承受极端的加速度。斯通说，乘坐土星五号火箭进入太空的早期宇航员承受的加速度高达 4 G。最近送宇航员斯科特·凯利回家的俄罗斯制造的联盟号返回舱可以达到令人难以置信的 9 G。（像悬崖燕子这样的鸟类可以以高达 7.8 G 的力倾斜，这超过了地球上最艰难的过山车——南非约翰内斯堡的恐怖之塔的 6.8 G。）
受过训练的人可以承受极端的加速度。斯通说，乘坐土星五号火箭进入太空的早期宇航员承受的加速度高达 4 G。最近送宇航员斯科特·凯利回家的俄罗斯制造的联盟号返回舱可以达到令人难以置信的 9 G。（像悬崖燕子这样的鸟类可以以高达 7.8 G 的力倾斜，这超过了地球上最艰难的过山车——南非约翰内斯堡的恐怖之塔的 6.8 G。）
“航天飞机宇航员在发射时通常经历的加速度低于 2 G。事实上，这是其设计的一部分，因为我们希望能够将普通人送入太空，”斯通说。“这些水平不会伤害你，但是一旦你超过 4 和 5 G，就会非常具有挑战性。”
宇航员在发射过程中平躺在背部，因此所有这些加速度都直接作用在他们的胸部。
美国宇航局艾姆斯在 20 世纪 60 年代设计了 20-G 离心机，但该设施在 20 世纪 90 年代进行了升级。这是 2006 年 4 月该设施的视频片段。
“发射和下降过程中的座椅角度是一个非常热门的话题。G 力会直接击中你的胸部，这是最安全的方向，”斯通说。“因为最好的办法是把所有的血液都推到你的背部，只要你健康且没有怀孕。”
这是因为，即使座椅位置最佳，转弯产生的过量 G 力也会导致血液在动脉和静脉内晃动。对于宇航员来说，当他们起飞时，血液会从身体前部滑向后部。这种极端的加速度使得呼吸困难，并且更难拿到东西。宇航员处于最佳身体健康状态以应对这些情况，而战斗机飞行员则穿 G 服以防止他们流动的血液导致中风或意识丧失。
超级高铁一号公司及其竞争对手超级高铁运输技术公司都表示，他们最终的舱体将在急转弯时减速，但减速多少仍然是一个悬而未决的问题。舱体可能由磁悬浮驱动——与子弹头列车使用的技术相同。最快的商用子弹头列车上海磁浮的最高速度徘徊在 300 英里/小时左右。但是，以这种速度，它需要一个倾斜的半径为 4400 米的曲线，以防止乘客失去午餐。相比之下，美国铁路公司列车上最难的转弯只需要一半的距离。因此，除非超级高铁计划进行巨大的转弯或急剧减速，否则轨道将需要相当笔直。
紧急制动也会带来类似的问题，因为快速减速对身体的影响与加速完全相同。正如《连线》杂志中所解释的那样，如果舱体使用磁悬浮，那么突然断电只会减慢移动速度，直到它以每小时零英里的速度停下来。超级高铁运输技术公司提出了反向推进器来降低速度。但是，突然停止的冲击力将是 70 英里/小时的汽车碰撞的 10 倍。
斯通说，除了转弯和紧急停车之外，如果加速度和减速度最大为 0.1 到 0.3 G，那么普通人的健康影响应该不存在。他说，他不知道有任何研究表明反复短暂暴露在高 G 水平下会导致健康问题。
“有些可怜的商人每天都在飞行，所以很明显，这些水平不会造成任何问题，”斯通说。