四、又一条大鱼——城市规划的细胞模型
上面说的手机和自路创意还是有一点难度的。
比如，乔布斯请教的那位高人，从六十年代就开始朝这个方向努力。他还给了乔布斯iPad的建议，他给出的屏幕尺寸是5”x8”，后来苹果优化为5-3/4”x7-3/4”。这个苹果优化的尺寸与我想的一样，这是巧合，英雄所见略同。但苹果的iPad mini比我想的7”要大一些，有的公司也出过6.5”的产品，我觉得稍小了一点。
我说的是uphone和universal communication system，乔布斯改了一个字母为iphone，比尔盖茨改了一个单词叫unified communication system。我看到比尔盖茨群发的电子邮件，就知道微软的理解稍欠火候。有时候就差一点点你没有看到的东西，所谓差之毫厘 缪以千里。如果你知道自己不知道，你会主动寻求帮助。问题是你不知道自己不知道，你会自以为是对的。发明家的独特角度，可能看到了一般专家看不到的地方，专家的角度一般比较狭窄（tunnel vision）。而专家评审重大创新技术时，往往只见树木 不见森林，看到的是丑小鸭，而看不到其巨大发展潜力。
任何以语言描述的东西都并存一部分不可以用语言表达的部分，这部分需要悟。就像一个设备操作说明书，原则上你可以按照说明书进行操作，但对于复杂的设备，需要进行培训。我在一个国家实验室工作时，所有设备操作都需要一个标准的培训过程，第一遍，看师傅操作，第二遍，在师傅指导下操作，第三遍，在师傅监督下独立操作。
个人自动交通系统，美国从50年代就出现了相关发明专利。有位社会学家还以此作为案例，写了一本探讨技术创新与公共政策的书。这本书我在马里兰大学图书馆看到过一次，我再去的时候就没有找到，我在一个交通网站提起，一位陌生人给我寄来一本。
我在做的事情就是探索一条可持续的重大技术创新之路。重大技术创新在现代社会的重要作用就相当于农业社会的开疆辟土。杰斐逊对美国的开疆辟土功莫大焉，组织了三次西部探险，大家熟知的是路易斯和克拉克的探险，是第三次，之前两次都失败了。
当一个发明家公布他的发明，可以说这个发明是完成了，但作为一个business，要等到发明产业化并且得到相应的回报才可以说成功。我的手机创意创造了万亿美元级的公司，如果作为创始人，可以得到大约10%，即千亿美元，这个可以参照苹果的沃兹和微软的艾伦。如果专利诉讼获胜，也可以获得千亿美元。如果做顾问，对公司来说，相当于买个保险以确保成功，付1%的顾问费应该是划算的，这样就相当于百亿美元。这些都没有实现，我是失败了。这三种可能如果一件成功了，我的重大技术创新之路就走通了。我个人生活简扑，不需要这么多钱，但重大技术创新是一个试错的过程，是非常烧钱的，而发明家先行做探索比大部队失败要效益高得多，发明家每花费10亿美元可能将减少政府和企业相应的投资损失100亿美元甚至1000亿美元。
失败了需要反思。第一条是创业之路，需要说服投资者。第二条是专利诉讼之路，需要有一大笔钱来请律师。第三条是现有公司合作，需要说服董事会和管理层。
顺便简单说一下美国的专利法。专利在最初的制宪大会上被一致通过写入宪法，如果杰斐逊參加了制宪大会的话，专利很可能不写入宪法，因为他是反对专利的。虽然美国宪法主要采用了弗吉尼亚方案，杰斐逊是弗吉尼亚方案的主谋，但在制宪大会的时候，他远在巴黎担任美国驻法国大使。后来他在担任国务卿期间兼管专利，所以现在美国专利局把杰斐逊当成创始人。美国一直有取消专利法的呼声。
英国的专利思路是特许，就是皇帝给与的垄断，几乎所有国家采用这一思路。美国的专利思路是私有财产权，私有财产不可侵犯，可以买卖不可以偷抢。美国以前采用的是先发明制度，但在2013年改为世界通行的先申请制度，很多人反对这个改变，包括IEEE。有人认为这个改变是违宪的。
前几天旁听了一个著名专利学者的会议讲话，他说这二十年来苹果谷歌英特尔等公司对国会、最高法院和专利局的游说对独立发明家是灾难性的，后果就是专利诉讼费用昂贵，独立发明家的权益得不到保护，专利流氓（patent troll）横行。
独立发明家占重大发明的73%，其中绝大多数是美国的独立发明家。大家熟知的爱迪生、特斯拉、贝尓，都是独立发明家。不少人没有什么正规教育背景，比如爱迪生只有三年小学教育。缝纫机、电视机、飞机、火箭，都是独立发明家的发明。独立发明家歇菜了，那就会内卷，衰退。
回到自车（自动车）和自路（自动道路）的话题。我做这个事情的时候，我是不在乎以前人家做过什么，这与做博士论文是不一样的。做博士论文先要来一个文献综述，看看前人已经做了什么。做重大发明，我的经验，是先不要看文献，文献往往是坑，而是从基本原理出发。做完了之后，再看文献，这样就不会掉进坑里了。
我还进一步评估了其他交通工具的可能进展。我比较自路的优势，不是与现有交通工具的现有水平比，而是要与现有交通工具将来可预见的发展水平比。比如，目前汽车的能耗是25mpg，它可能达到的水平是80mpg。当时，汽车X Prize设定的目标是100mpg，我告诉组织者这个目标设得太高，不是不可以达到，而是这样的车没有人买。
再进一步，就是看自路怎样改变城市的结构。未来的房子怎样建？未来的社区和城市采用什么样的结构？这个也是一个万亿美元数量级的行业，下面简单介绍一下颠覆城市建设的整体思路——细胞模型，省略了一些细节。
城市规划的细胞模型是这样子的：把家庭、社区和城市看成不同层次的细胞，细胞间采用自路、公路、和城市步道三种独立的（grade separated）交通系统相连接。大道至简，21世纪的城市发展的细胞模型就是一句话。
这样建设的21世纪的城市是什么样的呢？这是一个花园城市，看起来像花园，50%的绿化面积，听起来像花园（没有交通噪音），闻起来像花园，整体感觉就像花园。这个城市有适度的人气但不拥挤，密度约每平方英里两三万人，比美国现在一般城市的人口密度高十倍，但低于曼哈顿的每平方英里七万人。这样的城市人均能耗低于每年1500kg标准油，美国现在是7000kg标准油。这样的城市对环境的影响基本上是中性的。
每一个细胞都设计为最舒适和有效的大小。比如，家庭住房有最低面积要求（香港的那种鸽子楼是不允许的），社区约一千人数量级，城市约5-25万人，10平方英里数量级。每一个细胞应该是完整的，比如，一个城市的工业、商业、娱乐、住宅是配套协调的。作为一般原则，大多数人工作和居住在同一个城市。
城市发展边界的说法以前就有，但其画定边界的方法不对，而一旦城市发展到边界，则扩大边界。而在细胞模型中，一旦城市发展到边界，不是扩大边界，而是产生一个新的城市。
有人会问，你这个城市才5-25万人，更大的城市怎么办？每一个城市是有发展边界的，就像细胞是有合适的大小，乱长就是病态的癌细胞。多个独立的城市可以组成超级城市，规模最大可以达到一亿人口。因为每一个城市都是环境中性的，超级城市也是环境中性的，不会出现热岛效应引起的城市水灾。
街是两车道宽，长度不会超过社区的范围（半英里），所谓十里长街是不合理的设计，街上的车流是很少的，车速是很低的，人可以随便过街。自路至少要通到社区，甚至通到一些家庭，自路可以实现超级城市间点到点的快速直达交通。社区间的公路是两车道，设计速度为45英里。城市间的公路是四车道，设计速度为65英里。城市步道与公路一般不重合，而是单独的路线，如果横穿公路则需要天桥或者地道。行走在城市步道上就像漫步在公园里。城市步道形成一个遍布城市的交通系统是细胞模型的21世纪城市的一个特征。
城市步道看起来是这样子的。
有人会问，21世纪的城市为什么没有地铁？在细胞模型的城市发展方式中，城市比较小，只有5-25万人口，不需要地铁。而超级城市中，自路这种个人交通系统才能满足这种分散、复杂、远距离的交通需要，地铁不能满足这种需求。在一亿人口的超级城市中，自路可以实现高速（65英里/小时）点到点的24小时即时自动客运服务，你既不用等车，也不用转车，也不需要知道上那一路车，七岁小孩就可以单独使用。
违反细胞模型的例子比比皆是。比如美国的州际高速公路在很多城市是贯穿市中心的，这个违反了细胞模型。根据细胞模型，州际高速应该设计在城市的边缘。联邦公路，比如15号公路，有些城市把它放在城市边缘（正确），但不少城市选择将主街与公路合为一体（错误）。Strip mall也是类似。摊大饼式的城市发展（sprawl）更是屡见不鲜。
比如，一些大城市附近的州际高速现在已扩充到10车道，引入自路以后，可以在原来一条车道的宽度内建两条自路而其车流量相当于30条公路车道，这样10车道的高速公路可以缩小到4车道，路面面积也就减少到原来的一半。
我已经讲了通讯、交通、城市建设这些万亿美元级的颠覆性创新，还有一个万亿美元级别的创新。
下一篇，还有一条大鱼。
