四、又一條大魚——城市規劃的細胞模型
上麵說的手機和自路創意還是有一點難度的。
比如，喬布斯請教的那位高人，從六十年代就開始朝這個方向努力。他還給了喬布斯iPad的建議，他給出的屏幕尺寸是5”x8”，後來蘋果優化為5-3/4”x7-3/4”。這個蘋果優化的尺寸與我想的一樣，這是巧合，英雄所見略同。但蘋果的iPad mini比我想的7”要大一些，有的公司也出過6.5”的產品，我覺得稍小了一點。
我說的是uphone和universal communication system，喬布斯改了一個字母為iphone，比爾蓋茨改了一個單詞叫unified communication system。我看到比爾蓋茨群發的電子郵件，就知道微軟的理解稍欠火候。有時候就差一點點你沒有看到的東西，所謂差之毫厘 繆以千裏。如果你知道自己不知道，你會主動尋求幫助。問題是你不知道自己不知道，你會自以為是對的。發明家的獨特角度，可能看到了一般專家看不到的地方，專家的角度一般比較狹窄（tunnel vision）。而專家評審重大創新技術時，往往隻見樹木 不見森林，看到的是醜小鴨，而看不到其巨大發展潛力。
任何以語言描述的東西都並存一部分不可以用語言表達的部分，這部分需要悟。就像一個設備操作說明書，原則上你可以按照說明書進行操作，但對於複雜的設備，需要進行培訓。我在一個國家實驗室工作時，所有設備操作都需要一個標準的培訓過程，第一遍，看師傅操作，第二遍，在師傅指導下操作，第三遍，在師傅監督下獨立操作。
個人自動交通係統，美國從50年代就出現了相關發明專利。有位社會學家還以此作為案例，寫了一本探討技術創新與公共政策的書。這本書我在馬裏蘭大學圖書館看到過一次，我再去的時候就沒有找到，我在一個交通網站提起，一位陌生人給我寄來一本。
我在做的事情就是探索一條可持續的重大技術創新之路。重大技術創新在現代社會的重要作用就相當於農業社會的開疆辟土。傑斐遜對美國的開疆辟土功莫大焉，組織了三次西部探險，大家熟知的是路易斯和克拉克的探險，是第三次，之前兩次都失敗了。
當一個發明家公布他的發明，可以說這個發明是完成了，但作為一個business，要等到發明產業化並且得到相應的回報才可以說成功。我的手機創意創造了萬億美元級的公司，如果作為創始人，可以得到大約10%，即千億美元，這個可以參照蘋果的沃茲和微軟的艾倫。如果專利訴訟獲勝，也可以獲得千億美元。如果做顧問，對公司來說，相當於買個保險以確保成功，付1%的顧問費應該是劃算的，這樣就相當於百億美元。這些都沒有實現，我是失敗了。這三種可能如果一件成功了，我的重大技術創新之路就走通了。我個人生活簡撲，不需要這麽多錢，但重大技術創新是一個試錯的過程，是非常燒錢的，而發明家先行做探索比大部隊失敗要效益高得多，發明家每花費10億美元可能將減少政府和企業相應的投資損失100億美元甚至1000億美元。
失敗了需要反思。第一條是創業之路，需要說服投資者。第二條是專利訴訟之路，需要有一大筆錢來請律師。第三條是現有公司合作，需要說服董事會和管理層。
順便簡單說一下美國的專利法。專利在最初的製憲大會上被一致通過寫入憲法，如果傑斐遜參加了製憲大會的話，專利很可能不寫入憲法，因為他是反對專利的。雖然美國憲法主要采用了弗吉尼亞方案，傑斐遜是弗吉尼亞方案的主謀，但在製憲大會的時候，他遠在巴黎擔任美國駐法國大使。後來他在擔任國務卿期間兼管專利，所以現在美國專利局把傑斐遜當成創始人。美國一直有取消專利法的呼聲。
英國的專利思路是特許，就是皇帝給與的壟斷，幾乎所有國家采用這一思路。美國的專利思路是私有財產權，私有財產不可侵犯，可以買賣不可以偷搶。美國以前采用的是先發明製度，但在2013年改為世界通行的先申請製度，很多人反對這個改變，包括IEEE。有人認為這個改變是違憲的。
前幾天旁聽了一個著名專利學者的會議講話，他說這二十年來蘋果穀歌英特爾等公司對國會、最高法院和專利局的遊說對獨立發明家是災難性的，後果就是專利訴訟費用昂貴，獨立發明家的權益得不到保護，專利流氓（patent troll）橫行。
獨立發明家占重大發明的73%，其中絕大多數是美國的獨立發明家。大家熟知的愛迪生、特斯拉、貝尓，都是獨立發明家。不少人沒有什麽正規教育背景，比如愛迪生隻有三年小學教育。縫紉機、電視機、飛機、火箭，都是獨立發明家的發明。獨立發明家歇菜了，那就會內卷，衰退。
回到自車（自動車）和自路（自動道路）的話題。我做這個事情的時候，我是不在乎以前人家做過什麽，這與做博士論文是不一樣的。做博士論文先要來一個文獻綜述，看看前人已經做了什麽。做重大發明，我的經驗，是先不要看文獻，文獻往往是坑，而是從基本原理出發。做完了之後，再看文獻，這樣就不會掉進坑裏了。
我還進一步評估了其他交通工具的可能進展。我比較自路的優勢，不是與現有交通工具的現有水平比，而是要與現有交通工具將來可預見的發展水平比。比如，目前汽車的能耗是25mpg，它可能達到的水平是80mpg。當時，汽車X Prize設定的目標是100mpg，我告訴組織者這個目標設得太高，不是不可以達到，而是這樣的車沒有人買。
再進一步，就是看自路怎樣改變城市的結構。未來的房子怎樣建？未來的社區和城市采用什麽樣的結構？這個也是一個萬億美元數量級的行業，下麵簡單介紹一下顛覆城市建設的整體思路——細胞模型，省略了一些細節。
城市規劃的細胞模型是這樣子的：把家庭、社區和城市看成不同層次的細胞，細胞間采用自路、公路、和城市步道三種獨立的（grade separated）交通係統相連接。大道至簡，21世紀的城市發展的細胞模型就是一句話。
這樣建設的21世紀的城市是什麽樣的呢？這是一個花園城市，看起來像花園，50%的綠化麵積，聽起來像花園（沒有交通噪音），聞起來像花園，整體感覺就像花園。這個城市有適度的人氣但不擁擠，密度約每平方英裏兩三萬人，比美國現在一般城市的人口密度高十倍，但低於曼哈頓的每平方英裏七萬人。這樣的城市人均能耗低於每年1500kg標準油，美國現在是7000kg標準油。這樣的城市對環境的影響基本上是中性的。
每一個細胞都設計為最舒適和有效的大小。比如，家庭住房有最低麵積要求（香港的那種鴿子樓是不允許的），社區約一千人數量級，城市約5-25萬人，10平方英裏數量級。每一個細胞應該是完整的，比如，一個城市的工業、商業、娛樂、住宅是配套協調的。作為一般原則，大多數人工作和居住在同一個城市。
城市發展邊界的說法以前就有，但沒有給出畫定邊界的方法，而一旦城市發展到邊界，則擴大邊界。而在細胞模型中，一旦城市發展到邊界，不是擴大邊界，而是產生一個新的城市。
有人會問，你這個城市才5-25萬人，更大的城市怎麽辦？每一個城市是有發展邊界的，就像細胞是有合適的大小，亂長就是病態的癌細胞。多個獨立的城市可以組成超級城市，規模最大可以達到一億人口。因為每一個城市都是環境中性的，超級城市也是環境中性的，不會出現熱島效應引起的城市水災。
街是兩車道寬，長度不會超過社區的範圍（半英裏），所謂十裏長街是不合理的設計，街上的車流是很少的，車速是很低的，人可以隨便過街。自路至少要通到社區，甚至通到一些家庭，自路可以實現超級城市間點到點的快速直達交通。社區間的公路是兩車道，設計速度為45英裏。城市間的公路是四車道，設計速度為65英裏。城市步道與公路一般不重合，而是單獨的路線，如果橫穿公路則需要天橋或者地道。行走在城市步道上就像漫步在公園裏。城市步道形成一個遍布城市的交通係統是細胞模型的21世紀城市的一個特征。
城市步道看起來是這樣子的。
有人會問，21世紀的城市為什麽沒有地鐵？在細胞模型的城市發展方式中，城市比較小，隻有5-25萬人口，不需要地鐵。而超級城市中，自路這種個人交通係統才能滿足這種分散、複雜、遠距離的交通需要，地鐵不能滿足這種需求。在一億人口的超級城市中，自路可以實現高速（65英裏/小時）點到點的24小時即時自動客運服務，你既不用等車，也不用轉車，也不需要知道上那一路車，七歲小孩就可以單獨使用。
違反細胞模型的例子比比皆是。比如美國的州際高速公路在很多城市是貫穿市中心的，這個違反了細胞模型。根據細胞模型，州際高速應該設計在城市的比緣。聯邦公路，比如15號公路，有些城市把它放在城市邊緣（正確），但不少城市選擇將主街與公路合為一體（錯誤）。Strip mall也是類似。攤大餅式的城市發展（sprawl）更是屢見不鮮。
比如，一些大城市附近的州際高速現在已擴充到10車道，引入自路以後，可以在原來一條車道的寬度內建兩條自路而其車流量相當於30條公路車道，這樣10車道的高速公路可以縮小到4車道，路麵麵積也就減少到原來的一半。
我已經講了通訊、交通、城市建設這些萬億美元級的顛覆性創新，還有一個萬億美元級別的創新。
下一篇，還有一條大魚。
