作者：读书堂
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新版二十一世纪中小学生素质教育文库（）交通运输试读：
内容提要
识字是儿童从运用口头语言过渡到学习书面语言的最初的基本环节，它与儿童的认识能力的发展有着密切的关系，它是学习文化的开始，是启蒙教育的必要手段。书面语言体现着人类在许多世纪的实践活动和认识活动中所概括起来的知识、经验。学生识字，不仅熟记这些字词本身，同时是以字词为中介，间接地认识客观世界，并在记忆中以字词形式巩固认识的成果。
人类交通的历程
所谓交通，《辞海》中解释为“相互通达”。实际上我们今天所说的“交通”，常常与“运输”联系在一起，指人或物从一个地方移到另一个地方的方式和手段，不过，“交通”更多地指人的因素，而“运输”则主要是指货物的运送。
从交通所行经的地域来看，我们可以把它划为陆路交通、水路交通与空中交通；从交通本身的特点来看，则可以划分为公路交通、铁路交通、河运、海运和航空等等。从更长远的角度来说，航天也属于交通的范畴。
现代的交通运输已成为一个国家经济发展不可缺少的重要部门。但从人类原始的“肩挑手提”、“以脚代步”的交通方式演变为今天现代化的交通运输，却是经历了十分漫长的历史过程的。交通对人类来说是如此的重要，关系又是如此的密切，以致于我们完全有理由认为，交通的发展与变革，是人类文明的重要标志之一。
历史最久远的陆路交通
陆地是人类的基本栖息地。在那里，人们生产、生活、交互往来、迁移走动，自古如此。因此可以说，陆路交通的发展与人类本身的发展几乎有着一样久远的历史。
在人类的最远古时期，除了一根木棍外，没有任何器械可以凭借，双脚行走是当时交通最基本的、也是唯一的手段，肩挑手提、拖抬扛背是当时基本的运输方式。这种纯粹人力的交通时代，持续了相当长的时间，直到车马的出现才有所改观。
有人认为，世界上最早的车，大概出现于5500年前，是由生活在西亚美索不达米亚平原的苏美尔人发明的。发明车的过程，可能是人们在推拉沉重的石块或其他重物时，无意识地偶然发现石块或其他重物下的圆木棍可以减少推拉重物时所使用的力气。于是，在以后推拉重物时，用一些圆直的木棒排到重物下的地面上，借助木头的滚动，使重物的搬运变得轻松了许多。由于有些东西不适宜直接在地上拖拉（如粮食等），人类早期还可能采用过平板（即原始的爬犁之类）拖拉东西。平板的采用可能比圆木棍的使用来得更早。二者的结合，便是车辆原理的原始应用。再到后来，圆直木棍被固定在平板下转动的轮子所代替，最初的车便这样发明了。但从直接拖拉，到平板拖拉，再到圆直木棍的使用，再到真正的车的发明，其间的每一次变化，都是人类交通运输史上的大进步。
我国也是世界上最早使用车的国家之一。相传我国造车开始于5000年前的黄帝时代，并作为一种战争工具，与蚩尤大战于涿鹿之野。从考古发掘的材料来看，不仅甲骨文、金文、陶文中已出现有大量的“车”字，而且还在殷商遗址中发现了一辆四匹马驾的战车遗迹。文字是实物的反映，而从有车发展到四匹马驾的战车，则需要相当长的时间，因此，可以断定，我国在殷代以前就早已有了车。
人们最初发明的车靠人力拖拉，车轮用木头制成，很不坚固，再加上路面也很不平坦，所以，车行并不顺利。但不管怎么说，货物的搬运事实上因此方便了许多，效率也成倍地增长。
动物的驯化是人类交通史上的一个里程碑，人类交通从此告别了纯粹人力的时代。最初，人们直接以牛、马等驮物、代步，这可能是畜力的最早应用。后来，畜力逐渐被用来拖拉车辆，牛车、马车便就此出现了。
牛拉车最初由美索不达米亚平原传到腓力斯、巴比伦、埃及等中近东诸国，后逐渐传到希腊等其他地方。在传播的过程中，车有了很大的改进。如车轮就是在传播过程中由圆木板变为部分挖空的辐条式。马车也很早就成了人们的一种重要的交通工具，在世界上许多地方使用相当广泛。在二千多年前，中东地区就已经有了辐式车轮的快速二轮马车。不过，那时马车多用于战争中的物资运输，是作一种兵器来使用的。
我国的陆路交通也有着颇为悠久的历史。特别是在秦统一中国后，为了更好地实现全国政治、经济和文化的统一，拆毁了战国时期遗留下来的路障、城堑等，大力发展车马驿道，形成了以咸阳为中心的全国性陆路车马交通网。据说到唐代时，我国的陆路交通干线已经达到了五万华里。
中古和近代是畜力车发展的繁荣时期。我国历代皇帝乘坐的车辇以及在战争中使用的战车之类，记载颇多。美国设有驿马站，专供长距离运输之用。欧洲贵族的马车，漂亮而奢华。为了使人们乘坐舒服，还安装了弹簧式悬架和轴承之类。
进入19世纪后，汽车、火车制造技术的日益完善及其在交通运输中的普及，终于使曾辉煌一时的马车逐渐黯淡下去。人类从此揭开了现代化“动力交通时代”的序幕。而蒸汽机的发明和改良，则是其前奏。
1769年，法国人尼古拉・古诺制造了世界上第一辆完全靠蒸汽机带动前进的汽车，然而这辆时速不到三英里的汽车在试车之时，便人仰车翻，十分狼狈。尽管古诺的汽车失败了，但却引发了一场交通技术革命。在工业迅速发展，现有交通运输条件（主要是人力和畜力交通）已远远不能满足现实需要的情况下，许多国家都开始了对用蒸汽机带动的车辆——汽车的研制。
1834年，据说英国人已制造了20辆用蒸汽机带动的汽车，其中汉考斯制造的九辆蒸汽公共汽车，曾当作定期的班车使用。这些公共汽车的时速在20公里左右。法国巴黎则在这一年才开始使用蒸汽机汽车运货。然而，英国的汽车制造、运输业的发展因政府的干预就此停顿，而法国却在此后的五十余年间制造了形形色色的蒸汽机汽车，投入交通运输中。
由于以蒸汽机作为动力存在着许多缺点。因此，许多科学工作者都绞尽脑汁，试图制造出其它新的机器以代替蒸汽机。这个研究实际上早在1823年就已开始。1862年，法国人阿方瑟・贝奥・洛哈斯提出了四冲程内燃机的设想。1867年，德国工程师尼古拉・奥古斯都・奥托首先制造出这种以煤气为燃料的内燃机，成为现代内燃机的先驱。1876年，奥托终于制成了可供实用的四冲程煤气内燃机。
1883年，德国人戈特利布・戴姆勒制成了汽油、煤油两用发动机，1885年他把这种发动机安装在自行车上，成为世界上第一辆内燃机摩托车。1885年10月，德国人卡尔・本茨制造了第一辆以汽油发动机为动力的三轮汽车，获得成功。1886年戴姆勒又将汽油机装在四轮马车上，在坎斯塔特走上道路，成为世界上第一辆以汽油发动机为动力的四轮汽车。本茨与戴姆勒的创造仅间隔几个月，因此，他们同被誉为“现代汽车之父”。
自此，汽车在全世界迅速发展起来。而汽油发动机汽车因最为轻便、安全、实用，更受人们的欢迎。进入20世纪后，法、德、英、美都竞相建立汽车制造业，使汽车进入了商业性经营阶段。发展到今天，无论汽车的性能还是型制、规模，都有了根本的改变。除污装置、电子控制等技术的应用，使现代汽车显得更为清洁、安全。据统计，现在世界上已有公路达2200万公里，各种汽车四亿多辆。其中美国就有公路六百多万公里，居世界第一位。
铁路的出现要比火车出现早得多。早在16世纪欧洲的矿山中，已出现用木轨平车运煤。18世纪时，英国人就在木轨表面贴上一层铁皮，以提高效率。1789年，英国人杰索普最先使用铁轨铺路。但那时的铁轨路不是供火车使用而是供畜拉的平车使用的。
1804年，英国人特列维锡制成一台蒸汽机车，第一次开上矿区铁道，但试跑的结果却不理想。真正开辟火车铁路运输时代的，是英国的设计工程师乔治・史蒂芬生。1825年，他亲自驾驶着一台蒸汽机车“运动一号”，拉着数节货车和数百名乘客，总载重量约90吨，在铁路上迅跑，获得巨大成功。1829年10月，世界上第一条专供火车使用的铁路——从利物浦到曼彻斯特的铁路建成。1830年，美国也修建了从巴尔的摩到俄亥俄城之间的铁路，进行营运。
在蒸汽机车发明使用以来，世界的铁路发展很快。从数量到质量，由少到多，由低级到高级，走过了许多奋发改进的道路。铁路铺轨也由“有缝线路”向“无缝线路”过渡，轨道也由地面延伸到了地下（地铁）、空中（高架铁路），等等。目前，世界各国的铁路营业总里程计有一百三十多万公里。其中美国有32万公里，居世界第一。我国占第五位。
与此相应，机车的发展也十分迅速。从运行速度上看，1830年史蒂芬生的“火箭”号机车的平均时速为16公里，最高时速也只有50公里，到1899年，法国巴黎到马赛的特别快车平均时速已达67公里。而目前的高速铁路列车平均时速则达二百多公里，最高时速可达300公里以上。而未来的列车将朝着更加高速化发展。
蒸汽机车在过去的一百多年里，为铁路运输时代的开创作出了重大贡献。但是，它不仅需要不断地添煤加水，显得麻烦，更重要的是，它那极低的效率，浪费了大量的能源。因此，在电力机车和内燃机车出现后，它就日渐走上了被淘汰的命运。
1835年，美国的德凡伯在麻省展出了第一台电力机车模型。1895年，斯泼拉格和通用电气公司用一台四轴四个发动机、总共1440马力、由架空线和集电弓供电的直流电力机车，行驶于巴尔的摩到俄亥俄铁路的隧道区，全长三英里，揭开了铁路电气化的序幕。1920年，美国制成300马力电传动调车内燃机车，1925年由新泽西中央铁路正式投入使用。从此，在油源较充足的国家，内燃机车都发展很快。
与蒸汽机车相比，电力机车和内燃机车的优势是明显的。蒸汽机车的热效率仅占6～7%，而内燃机车则达19%，电力机车的热效率更高达27.6%。据日本的统计分析，同是牵引300吨公里，蒸汽机车要花费1011日元；柴油机车只花费423日元；而电力机车仅花费422日元。经济效益的差别显而易见。因此，本世纪50年代后，世界各国都加速了电力机车和内燃机车的发展。我国在缺煤、缺水、坡度陡及运输繁忙地段的不少铁路干线，已使用内燃机车和电力机车。
汽车、火车作为陆路交通的主要工具，其现代化的发展正日新月异。高速公路、高速铁路正在全球范围内兴起。人类正朝着高速化、智能化的21世纪陆路交通大步迈进。
漫游水世界
——水上交通人类使用船舶作为水上交通工具，几乎也同人类文明史一样悠久。
从远古的独木舟发展到现代化的运输船舶，大体经历了舟筏时代、帆船时代和轮船时代。这三个时代是按驱使船舶前进的动力不同进行划分的，即：舟筏时代是以人力通过桨、橹、竹篙等工具驱使船舶前进的；帆船时代船舶的行进则主要依靠自然风力对悬挂于船桅上的篷帆的吹送作用作为动力；轮船时代的船舶，则是以机械力通过推进装置驱使船舶前进。
然而，三个时代的划分并不是截然分明的，有时还相互协同作用。如帆船在利用风力的同时，少不了人力划桨来协助，特别是在风力微弱的时候，人力甚至成为帆船行进的主要动力；早期的轮船在使用机械动力的同时，也常常挂起风帆借用风力，以加快船舶行使的速度。
舟筏时代与帆船时代在水上交通史中，无疑占有十分漫长的时期，但在水上交通史上最具创造性的时代，当自轮船的出现始。
轮船是指以机械为动力的船舶的通称，因早期机动船以蒸汽机为动力，用明轮为推进装置而得名。在螺旋桨推进器发明以前，以蒸汽机作动力的船舶大多用桨轮作为推进器。桨轮是一种装有许多桨片的巨大的轮子，桨片有固定的和活动的两种形式。早期轮船的桨轮都采用固定式桨片，一艘轮船一般有两个桨轮，对称地装置在船的两舷，两桨轮之间以轴相连，也有把桨轮装置在船尾。由于桨轮上半部露出水面，所以桨轮又称明轮，装有明轮的机动船称为明轮船，简称轮船。当船上的蒸汽机带动桨轮转动时，桨轮周缘的桨片就不断地向后拨水，使船舶前进。后来，螺旋桨推进器取代了明轮推进器，但出于习惯，“轮船”这一名称却一直被沿用下来。
其实，以明轮作为船舶的推进装置，我国古代早有发明和应用，只是驱动明轮转动的不是蒸汽机而是人力。公元552年，梁朝水军将领徐世谱就曾使用一种“水轮船”与叛乱的侯景作战。唐德宗时的杭州知府李皋受到农民脚踏龙骨水车的启发，制造了一种桨轮船作战舰，在船舷左右各装一个浆轮，用横轴相连，轴上装有踏板，启航时叫士兵用力踩踏踏板，使船舷外的两个浆轮转动，桨轮上的桨片，好像许多把桨，不断地拨水，使船身前进。这件事在《旧唐书》卷131中有专门记载。桨轮船以轮代桨，成为一种半机械化的先进船舶，这是船舶推进装置的一大创新，比欧洲早了近1000年。虽然仍使用人力，但却大大提高了推进效率。它与以风力为动力的篷帆相比，有着许多优越之处，它不受风力、风向的影响或影响很小，在行船速度方面，也要比帆船快得多。
桨轮船到南宋初期得到进一步发展。公元113O年，以洞庭湖为根据地的钟相、杨幺起义军，在与宋朝官军的水战中，就制造了大量的桨轮船作为战舰，称为“车船”。这种车船的结构大致与李皋的桨轮船相仿，但其桨轮数量不只是两个，而是按船只大小不同而轮数不一，一般有11个桨轮，大型车船的桨轮有24个之多，而且船尾还装有尾轮。此外，桨轮外面都装有护轮板，使桨轮隐蔽其间，以防敌人袭击和撞毁。每个桨轮上安装八个桨片，轮与轴连，轴上装踏脚板，轴转轮也转，“以轮激水，其行如飞。”杨幺起义失败后，南宋朝廷也开始制造车船，规模更大，种类也更多。小型车船可容数十人，大型车船则可容700～800人之多。并按船体的大小而定车（桨）轮数，有2车、4车、5车、8车以及23车、24车等。这种车船成为当时南宋水军的先进战舰。宋将曾以此舰在采石矶击败了企图渡江南犯的金兵。
以车船作为战舰，沿用了相当长的时期。元末明初，陈友谅同朱无璋在鄱阳湖中决战时，陈友谅水军使用的也是车船。及至清朝道光年间爆发的鸦片战争中，中国方面也曾使用车船抗击英舰的进犯，英国的侵略军当时还以为是中国人看见其明轮战舰后仿制的，却不知中国人早在一千多年前就已经发明使用了。只是中国的人力桨轮船尽管比帆船大有进步，最终还是敌不过英人的以蒸汽机驱动桨轮的战舰。据英国著名科技史专家李约瑟博士分析，中国在中世纪时期制造的桨轮船估计已达到50马力，航速平均3.5～4.0海里/小时。
在国外，自18世纪中叶蒸汽机发明后，许多人都试图把蒸汽机作为动力用于船舶的行驶，以代替原始的风帆，并进行了大量的探索。
有比较可靠记载的是法国人乔弗莱，他于1783年7月制成了世界上最早的近代明轮，“波罗斯卡非”号，以两个直径为五米的巨大桨轮作为推进器。然而就在轮船于索思河上试航15分钟后，蒸汽锅炉发生了爆炸。这艘世界上最早问世的明轮船以失败告终。
1802年，对蒸汽机很有研究的英国机械工程师薛明敦，在一个名叫邓达斯的人的资助下，制成了一艘蒸汽明轮船，该船的桨轮装在船尾，以一台10马力的单缸蒸汽机驱动。并在苏格兰格拉斯哥附近的一条运河上试航成功，这是世界上第一艘试航成功的蒸汽机轮船。然而因运河公司怕轮船激起的水浪损坏两侧堤岸，这艘船没能投入运营。
世界上第一艘用于实际运输的轮船是美国人富尔顿制造成功的。他于1793年开始致力于蒸汽轮船的研究，并观看过薛明敦的蒸汽轮船试航，得到不少启发。1807年他在詹姆士・瓦特的支持下，终于在美国制造成功“克莱蒙特”号蒸汽轮船，该船长45.72米，宽为9.14米，排水量为100吨，两个直径4.6米的巨大桨轮装在船舷两侧，船中央安装着当时最先进的船用蒸汽机。8月18日，“克莱蒙特”号在纽约附近的哈得逊河上进行试航，以时速6.4公里的速度平稳地在哈得逊河上逆流而上，到达纽约州首府奥尔巴尼后再调头顺流而下，回到纽约，往返航程91.4公里，试航获得圆满成功。
后来富尔顿把“克莱蒙特”号投放到哈得逊河上进行实际运营，开辟了从纽约到奥尔巴尼的定期航班，载客运货，为社会服务。从此，轮船作为一种新的运输工具写进了世界交通史。富尔顿则被后人尊为轮船的发明人，载入史册。其实，他只能算是蒸汽轮船的改进者而不是发明人，但以轮船运输，却是由他开创的。
内燃机的发明，为轮船的航行提供新的了更为先进有效的动力。这触发了一场轮船制造技术的革命。从此，轮船的制造技术越来越高，航运能力越来越强，规模越来越大。与现代舰船相比，早期的轮船无论从排水量、运载量、航速、续航能力还是船舶本身的装备看，都显得十分简陋。但正是这些早期的蒸汽轮船及其制造者们，揭开了人类航运交通史的新篇章。
自由地飞翔
——空中交通航空作为一种较新型的交通方式，应该说是在本世纪初才出现的。飞机的首次试飞成功是一个重要标志。但人类像鸟一样翱翔于天空的梦想，却萌发于相当久远的时代，先人们为此还作了大量的试验。据说，四千多年前的大舜曾手持两个斗笠，从着了火的谷仓顶上跳下，幸免于死，这大概可算是最早的“空降”试验。春秋时期鲁国的巧匠公输班曾研制出能飞的木鸟，“盘旋九日而不下”，是研究航空模型的最早尝试。西汉王莽年间，有人“取大鸟翮为两翼，头与身皆着毛，通环引纽，飞行百步堕”，这是最早的人力飞行试验。
在模仿鸟的动作上天尝试屡遭失败后，人们便从仿鸟转向仿烟雾的升空方法。《淮南万毕术》载：“艾火令鸡子飞。注：取鸡子去其汁，燃艾火内空卵中，疾风因举之飞”。这是热气球升空原理的最早叙述。五代时，莘七娘入闽作战，以松脂灯升空为军事信号，这可以说是热气球在实际生活中的最早应用。
1783年6月，法国的蒙特戈菲尔兄弟从炊烟升腾中得到启示，用布和纸制造了一个直径11米的大球，内中装烟气，然后将其封闭，大气球竟升到了1800米的高空，可说是最早创造的上天飞行器。同年8月，夏尔在巴黎试飞一只直径为四米的氢气球。10月，法国人路德泽尔乘蒙特戈菲尔的热气球升空，持续四分钟之久，这是人类第一次飞上天空。不久，人们开始乘坐装满氢气的大气囊上天。1785年1月，布朗夏尔同美国人杰弗利斯博士同乘一只氢气球，从英国起飞，利用天空中的气流，横渡英吉利海峡到达法国。然而这时的气球全凭风力摆布，人类还不能按照自己的意志决定活动的方向。想降落时，减少囊中的氢气是唯一的选择。
1852年，法国人亨利制造了一条长44米的飞艇，艇上安装有三马力的蒸汽机，带动螺旋桨推进器推动飞艇前进，飞艇在试飞中获得成功，时速为10公里。从飞艇活动开始，飞行受人的意志控制，是人类航空试验的一个大进步。
1900年，德国人齐伯林用轻金属为骨架，制造了一架长130米的大型硬式飞艇LZ—1，仍以氢气为升空浮力，于7月2日试飞成功。除驾驶员外，飞艇还携带了五名乘客。
气球和飞艇体积庞大，不仅行动笨拙，受气候影响大，而且，充满囊中的氢气，极容易引起爆炸。为了避免这些危险，人类开始寻找一种更为安全、实用的上天方法。
1903年12月17日，美国俄亥俄州的威尔伯・莱特和奥维尔・莱特兄弟俩研制的、以12马力功率内燃机为动力的双翼机“飞行者号”，在大西洋边的比卡罗里纳州基蒂霍的沙丘上作试飞，这是人类在可操纵的重于空气的、有动力的活塞飞机上所作的第一次持续成功的飞行。尽管升空飞行仅持续了59秒，但却宣告了一个新时代的到来。在喷气式飞机出现之前，“飞行者号”的飞行原理一直被沿用，其双机翼的造型成了20世纪前30年飞机的典型特征。
第一次世界大战是飞机成长的一个重要时期。飞机第一次在战场上投入使用，飞机的性能也在战争中得到很大发展。战争初期，飞机时速一般约60公里，到战争结束时，战斗机的时速已达240公里。
随着飞机航速的不断变快，双翼机使得空气对机体的阻力剧增，双翼反成为一大缺点。于是以铝合金制成的单翼逐渐开始替代以木头和金属骨架覆以布和合成板构成的双翼，这是飞机制造史上的一大变化。
一战的结束，使大量的军用飞机和飞行员转入民用航行，飞机逐渐被广泛地用作交通工具。从某种意义上说，航空作为一种普遍意义上的交通方式，应该是从这时才开始的。
本世纪30年代，是飞机实现现代化的重要时期。在这段时期里，单翼机对双翼机的替代取得了决定性的胜利；莱特兄弟螺旋桨式飞机臻于完善；一系列先进的技术，如可收藏式起落架、增加升降时机翼升力的襟翼和缝翼装置等开始采用；30年代末40年代初，喷气式飞机和直升飞机开始出现……世界各国特别是主要航空国家的航空技术水平也迅速发展。
世界上第一架喷气式飞机诞生于1939年8月二战前夕的德国。1941年，英国一架格洛斯特E28/39型喷气式飞机也飞行成功。这种飞机的发动机是弗兰克・惠特制造的，他至今被人尊称为“喷气发动机之父”。喷气式飞机的出现是飞机制造史上的一次重大革新与进步。一方面，喷气式飞机克服了螺旋桨式飞机所无法克服的“音障”问题，使飞机的超音速航行成为可能，极大地提高了飞机的飞行速度与效率；另一方面，喷气式飞机减少了螺旋桨式飞机的许多负荷，轻而有力，由此产生了过去不可想象的巨型飞机，飞机的运输能力大大提高。喷气式飞机的这些明显的优势引起了世界各国的关注。第二次世界大战以后，世界各国的飞机制造都纷纷采用喷气式技术，出现了一场航空领域的“喷气式革命”。以此为契机，世界航空运输业迅速地发展起来。
英国人德・哈维兰在二战期间设计的“彗星”号飞机是世界上最早的喷气式客机。这种飞机于1952年开始投入实际运营，后因连续发生两次爆炸而停止使用。1954年夏天，美国波音公司制造的707型客机，运载一百多名乘客在大西洋上作不着陆飞行，横越太平洋时，中间也只着陆一次。1958年10月，波音707飞机正式投入到横越大西洋的航线上使用，受到人们的欢迎。波音公司从此登上了世界客机制造业的王座，至今它仍是世界上技术最先进的飞机制造企业之一。其最新研制的波音777型飞机以其独特的设计、先进的性能被认为是为21世界制造的未来型飞机。
在世界航空技术突飞猛进的时候，处于半殖民地半封建社会的中国的飞机研制工作却进展缓慢。1910年，旅美华侨冯如在美国制造的一架双翼机是中国人制造的第一架飞机。1918年，北洋政府海军部在福州马尾海军船政局设立的海军飞机工程处（后改为海军制造飞机处）是我国历史上第一个正规的飞机制造厂，前后20年共设计制造水陆飞机17架，仿制16架。1929年，“中国航空公司”成立，标志着中国航空运输业的开始。
建国四十多年来，我国飞机制造从小到大，从修到造，从仿制到自制不断地发展起来。我国自行研制的多功能、超轻型“蜜蜂”、“蜻蜒”型飞机已开始出口他国。为了加强国内、外联系和交往，我国还不断开辟新航线、延伸旧航线，增加航行班次，加大航行运输量，航空运输发展得极快。目前，我国已开通国内国际航线二百多条，与世界各大洲及主要国家都有航空联系，四通八达的航空运输网络初步形成。
飞机的发明与应用，使人类摆脱了水陆交通的局限。实现了遨游天空的梦想。发展至今，已成为构成人类水陆空立体交通的重要工具。特别是在小宗、急件、快速、长距离的客、货运输中，航空运输可谓风流占尽。
21世纪飞机的发展，主要在于电子控制技术的普及、紧急情况的自动化处理及地面指挥、导航技术等方面的突破。至于航天飞机、太空飞船等新的交通形式，无疑是未来发展的必然趋向。
人类交通的大发展
进入20世纪以来，世界交通运输技术的发展，可谓是日新月异，其变革的速度之快，也是前所未有的。那么，到21世纪，世界的交通将怎样发展呢？我们认为，绿色（无污染或低污染）化、高速化、智能化以及舒适、便捷是21世纪交通发展的基本趋势。
自行车的命运
自行车自1839年问世以来，至今已走过了一个半世纪的历程。发展至今，全世界自行车年产量已达一亿多辆，其中亚洲占70%，而我国自行车产量就占了世界总产量的近一半，目前我国平均每三人就拥有一辆自行车，不愧是自行车王国。
纵观当今自行车的世界潮流，山地车/全地形车已成为世界自行车的主流。该车自80年代问世于美国的海岸，现已遍及欧洲、日本、澳洲和广大第三世界国家。目前，山地车/全地形车及其派生车款式多达上百种，已占世界市场的50～60%以上。
进入90年代，随着人民生活水平和现代化技术的不断提高，自行车的品种日新月异，性能不断提高，山地车的档次和品种也在不断增加，为使山地车在越野骑行中更为舒适、安全，国际市场上正兴起一种带避震装置的山地车。
为了达到车体自重轻的优势，许多厂家已不仅把铝合金用于车把、链轮曲柄、前后轴壳、闸、车圈、脚蹬等零部件，而且扩大应用于车架、前叉；甚至用钛合金和碳纤维制造车圈和车架，从而保证了强度，减轻了重量。最近，日本、美国及台湾的一些自行车厂商采用碳纤维制造的自行车，重量仅1.6～2.4公斤，令人赞叹。
为了达到骑行轻便的目的，变速自行车的变速比不断增多，由原来的五速、10速发展到18速、21速，不少车已发展到24速，而且车把也集变速、制动、导向于一体，使调速时，手不必离开闸把，从而保证导向和制动不受影响，以确保安全。达到骑行轻便的另一途径是利用发动机助动。近年来在我国部分城市，助动自行车发展较快，上海、杭州、青岛等城市的一些助动自行车厂先后生产了几十万辆助动自行车。这些助动自行车最高车速多在25公里/小时左右，油耗在1.5升/百公里以内，质量好、性能稳定，深受消费者欢迎。
美观大方也已成为90年代自行车发展的重要标志。自行车除五颜六色的漆膜涂饰外，包塑产品也有了新的发展。此外，产品规格越来越齐全。如MTB山地车，最小的16英寸，最大的26英寸。车架也各种各样，有菱形的也有非菱形的；有前避震的、后避震的，也有前后混合避震的。各厂家都以新的款式和表面装饰来赢得消费者的青睐，以提高在市场上的竞争力。
然而，随着汽车工业的发展，汽车进入家庭已成为不可逆转的趋势。特别是在欧、美发达国家，家庭汽车已成为现实，而到21世纪，汽车也将走进发展中国家的家庭。那么，自行车是否就将从此退出历史舞台，被推进21世纪的博物馆呢？我们认为情况恰恰相反，这种便捷、无污染（助动车除外）的交通工具，即使在汽车大发展的21世纪，仍有其广阔的市场。
自行车之所以不会被汽车挤下历史舞台，是因为它与汽车相比，存在着许多优势。
一是便捷。骑自行车不受时间影响，受空间、地域的限制也很小，不像公共电汽车那样受发车时间、间隔、行车路线的制约。在交通拥挤使汽车举步维艰的城市，体积小、重量轻、灵活方便的自行车却可以“见缝插针”、游刃有余。
二是便宜。自行车的价格与汽车相比，仅只有其几十分之一甚至几百、上千分之一，这个价格比的悬殊，是相当具有魅力的。特别是像我国这样的发展中国家，时下买得起汽车的人甚少，能玩得起摩托的也不是太多，而买一辆自行车仅需三四百元，即使是漂亮时髦的山地车、变速车，也仅需七八百元左右，一般的工薪阶层都能承受得起，还省去了挤公共汽车的许多麻烦。
三是骑车有益健康。骑车是一种极好的锻炼身体的体育运动，男女皆宜，老少受益。即使在城市交通现代化程度很高、私人汽车十分普遍的发达国家，自行车仍然颇受欢迎。例如作为世界汽车大国之一的德国，1993年自行车销售竟达55.5万辆之多，目前拥有自行车6000万辆。
四是体积小，便于存放。对于家庭来说，小巧的自行车不象私人汽车那样，还得建造专门的停车库或停车场，只要你认为安全的地方，就地安置即可，甚至可以置放于家居室内，省下了许多的空间。
五是无污染公害。以燃烧柴油、汽油为动力的汽车，产生的噪声、污染气体已成为当今城市环境的一大公害，而作为一种重要的绿色交通工具，自行车在这方面却显出了其独特的优势。有人认为，在新的无污染交通工具——电动车问世和普及以前，自行车依然有着广阔的市场和发展前景，至少在百年之内不会被淘汰。
除以上五个优点外，自行车还因主要依靠人力驱动，无需燃烧燃料（助动车除外），因此日益迫近的能源危机对它也不构成威胁。鉴于上述这些优点，我们可以认为，自行车是短距离交通的最佳选择。由于它具有便捷、便宜、健身等其他车辆不具备的特点，即使在电动车普及的时代，自行车仍将具有广阔的市场。
21世纪，自行车仍将魅力无穷，前景光明。
汽车有了新能源
安全、舒适的生活始终是人类追求的目标；洁净、优美的环境，则是生活舒适与安全所不可缺少的条件之一。
然而，众所周知，汽车是依靠燃烧汽油或柴油来产生行进动力的。汽车在燃烧燃料时又产生了大量的废气排入大气环境中，这使得它在造福人类的同时，又成为一种大气环境的污染源。长期以来，人们却对于汽车排气是否对大气环境造成危害不曾介意。直到1943年，美国洛杉矶地区突然出现一种严重危害植物、使人眼和咽喉刺疼、使受力橡胶件产生断裂的奇怪烟雾，而且逐年加重，这才引起美国社会舆论及政府的重视。经过15年的研究，才发现这种含有大量臭氧（O）3的光化学烟雾，正是由于当地250万辆汽车所排放的1000吨碳氢化合物、400吨氮氧化合物汇集于洛杉矶这样一个经常呈现静风、逆温的狭谷地带上空，经强烈阳光照射而形成的二次污染物。这一结论的证实，首次向世人揭示了汽车排气对大气污染危害的严重性。
汽车排放的污染物因其所使用的燃料不同而有差异。汽油车排放的主要有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、二氧化碳和颗粒微尘。此外，还有少量的二氧化硫、醛类、三四苯芊芘等。柴油车排放的污染物与汽油车类似，但由于柴油车的燃烧过程与汽油车截然不同，其排放污染物的情况也有所不同。柴油车颗粒物排放量是汽油车的50倍，但其二氧化碳、碳氢化合物的排放量却大大低于汽油车。
由于汽车越来越多，汽车污染也呈现越来越严重的趋势。根据对全球汽车保有量、排放量的统计：1990年全球汽车保有量为六亿多辆，预计到2000年将达到8亿多辆；全球汽车的大气污染物排放量，也将由1990年的四十多亿吨增加到2000年的五十多亿吨。我国汽车保有量与发达国家相比尽管显得非常小，但到2000年预计也将达到1500万辆。我国的汽车主要集中在城市，而且汽车的单车排放量大，加上一些大城市道路建设缓慢，汽车运行速度低，堵车现象严重，使交通干线上汽车排放的污染物浓度常年都很高，污染严重。
世界上针对汽车排放污染物的严重局面，采取了一些综合性控制措施。如改进装置，控制污染物排放；采取废气净化技术等。然而，这些措施仍不可能根本杜绝汽车废气的污染，而发展中国家由于经济实力所限，还没有能力和余力致力于排污控制与净化问题的研究。这表明，燃料汽车面对追求洁净、舒适、安全环境的21世纪，将是一种危机，寻找一种安全、无污染的能源代替柴油、汽油作为汽车的动力，是今后研究的基本方向。
另一方面，经过一百多年的挖掘，油井已呈现日渐枯竭的迹象。尽管至今仍有不少新的油田被发现，然而油气的总体储量总是有限的，而人类用于汽车和机器的油料消耗却是一个无底洞，而且需求量越来越大。1980年，全球石油钻探业者共找到新油源150亿桶，世界各国同年耗用旧有油源就达100亿桶。而一些发达国家无节制地用油，也加重了问题的严重性。今天，世界石油总产量的1/3为美国所耗用。据估计，美国一年所耗用的石油，大自然需要用1500万年去创造。而全球的石油在未来的不到100年的时间内将最终枯竭。如果能源仅指石油而言，那么能源危机已是一个不争的事实。面对这种局面，21世纪的汽车将如何发展？这是一个值得思考的问题。寻找一种新的、无污染的能源作为汽车的动力将是今后必要而且必须面对的研究课题。
为了解决汽车燃料的危机，各国的科学家进行了许多有益的探索，以寻求新的出路。美国的一些未来学家曾预测“酒精汽油”是我们解决未来汽油短缺问题的答案。卡特总统在宣布对苏联实施谷物禁运后，就曾以生产“酒精汽油”作为解决国内玉米滞销问题的办法。然而所谓的“酒精汽油”事实上是一个“跳向灾难的跳板”，决不是长久之计。就美国而言，要生产一加仑乙醇酒精，就要其农民耗用2.3加仑的汽油，何况“酒精汽油”仍无法解决污染问题，反而在生产“酒精汽油”的过程中将排出更多的污染气体。有人提出利用压缩天然气作为未来汽车的新能源，然而世界的天然气蕴藏量也毕竟有限，仅够我们挨过二十余年。
就目前来看，讨论的较为成熟的方法是利用太阳能和电来驱动汽车。太阳能和电力用来驱动汽车，不仅是一种零污染的能源，而且取之不竭、用之不尽。利用太阳能驱动汽车实际上是利用特殊材料把太阳能转换成电能来驱动汽车，运行中不产生任何污染。电能可来源于水力发电站，也可来源于核电厂和火电厂。核电厂只要运营得当，污染甚微；火电厂尽管污染较大，但其所生产的电力在未来的电力结构中仅占极小的比例，因此，电能总体来说是一种相当洁净的能源。
无疑，太阳能和电能尽管是两种洁净、永恒的能源，但用它们来驱动汽车，目前仍存在着许多技术上的问题。例如，如何更充分地利用太阳能？如何提高电动车的速度？如何延长蓄电池的续航时间？等等。尽管存在这许多问题，但随着科技的进步，这些问题正在逐步得到解决。一俟这些问题得以解决，汽车电动化和太阳能化的时代就将到来。
我们深信，电汽化时代即将在21世纪出现。到那时，燃料汽车将作为“上个世纪的遗迹”送进历史博物馆，而光化学烟雾也将彻底从地球上消逝。
迎来高速公路时代
公路交通的出现尽管只有一百多年的历史，却取得了突飞猛进的发展，成为人们使用最广泛、接触最频繁的一种运输方式。汽车的出现与普及，深刻地改变了人们的生活方式，美国就被称为“汽车轮子上的社会”。
与铁路交通相比，公路交通在造价上占有明显优势。此外，公路运输还具有机动灵活、能实现从门到门运输等铁路、航海、航空等所不可企及的优势。且能通达穷乡僻壤、没有航运、不通铁路的地方；它不受航班或班次的限制，且能快速直达，符合现代社会快节奏、高效率的需求，是空间和时间利用上自由度最大的一种运输方式。因而公路汽车运输以它特有的魅力赢得了世人的青眯。
然而，早期的公路交通运输因路况、管理等问题，运营速度很慢，在长距离的运输中处于明显劣势。进入本世纪以后，随着高速公路的出现，公路交通的劣势地位有了很大的改变。高速公路运输的速度已不亚于甚至超过了铁路。
随着经济的发展，各主要工业国家纷纷投放巨资修建公路，特别是技术等级高的高速公路，使其公路既成为交通的毛细血管，又成为运输的大动脉。例如，美国有公路620万公里，其中干线公路约57万公里，高速公路7.2万公里。稠密的公路网是实现面上运输的毛细血管，而干线运输特别是高速公路，是通行能力大的公路网的骨架或主干线，它与铁路和水运主航道一样，能起到运输大通道的作用。
由于高速公路具有质量高、运输速度快等优点，日益得到世界各国的关注。预计到21世亿，高速公路将成为公路运输的主要承担者和最繁忙的交通线路之一。
然而，高速公路的普及也不能完全解决交通问题。随着汽车的日益普遍和家庭化，交通拥挤、安全事故等成了世界性的令人头疼的问题。据统计，美国公路上，合计每行驶一亿英里就有一名司机死于交通事故，其中90%的事故是由于驾驶失误造成的。通过修建新的高速公路来解决日益增多的交通问题并非总能奏效，因为这需要占用大面积的可耕地，甚至居民密集区的土地。
那么，怎么解决21世纪因车辆的增多而不可避免的交通拥挤问题呢？一些专家认为，较好的办法是设法增加现有高速公路的通行车辆密度，建造自动化高速公路系统，研制和发展由计算机驾驶的汽车，使汽车能快速、安全又畅通无阻地行使在原已十分拥挤的公路上。
到2050年，在自动化高速公路上，所有车辆将一起以100公里/小时的速度成阵列式前进。在美国，也许2020年首批这种公路将投入运行。在自动化高速公路上行驶的汽车均带有用于监测交通情况的传感器，装在汽车内的计算机可以控制汽车的启动、速度、方向和刹车。前后车辆可以通过无线电互相交换信息，使车与车之间维持最佳间距。公路上也装有计算机，用于监探公路整体行驶状况，它们根据各辆车行驶的目的地，安排各自进入相应的车道。当某辆车需要离开正行驶的道路时，计算机会合理进行调度，使该车安全驶入出口。
阵列式行驶的自动化高速公路将大大增加每条公路上的车流量。据专家估计，在未来的自动化高速公路上，每条单行车道每小时至少可以通过6000辆机动车，是目前高速公路单行道上车流量的三倍。而且，用计算机驾驶汽车，行车平稳且功效高，不仅大大降低了事故率，也大大减少了耗油量，废气的排放量也因此相应减少。
近年来，美国的一些专家和学者对自动化高速公路系统和无人驾驶汽车的关键技术展开了研究并进行了一系列实验，取得了不少令人欣喜的成果。
加利福尼亚大学运输学院的张卫彬研究的自动驾驶系统是沿公路设置磁性标志，使带有对应装置的汽车能感应它们。这个以磁铁的两极作为二进制码的系统能将公路上的情况及时传递给汽车上的计算机。这些信息包括：汽车前方的物体、到下一个拐弯处的距离、道路的坡度等等。如果某些标志有损坏或汽车某刻没有收到信号，汽车片刻后仍会收到再次重复播出的信息。汽车上的计算机会根据收到的信息并结合当时的天气资料迅速将汽车调整到最佳安全行使速度。在实验条件下，整个系统运行良好，但因在一些方面如磁场干扰等还存在许多需解决的问题，离正式启用还要假以时日。
由计算机来控制汽车速度较为困难。它需要研制一种性能优良的传感器，必须能精确测定与前面汽车的距离与逼近速度，并能在各种情况下准确无误地工作，而且造价还要低。里士满的史蒂夫・什莱多弗和他领导的实验小组所研制的小型雷达，已能在与前方车辆相距几米的情况下正常工作。1994年他们在一条分隔开的道路上成功展示了由计算机控制的阵列式行车试验。参加试验的四部车都由自己车上的计算机控制油门，以此产生必要的加速和减速。
但用计算机还不能操纵刹车，还得由驾驶员驾驶。只有在自动刹车系统的安全可靠性得到完全确认后，研究人员才能放心地让计算机完全控制汽车。
在阵列式行驶中，车上的计算机通过无线电保持相互联系。最前面的车出现情况时，紧跟其后的各辆汽车均能及时作出反应，并进行调整，而不是只有当自己前面的那辆车发生情况时才作出反应。研究者一直在改进计算程序，以使任何外界干扰均不会被传递或放大，而是在阵列车中渐渐消失。
然而，无论自动驾驶系统的设计如何完善，在阵列式高速行驶时完全无碰撞也是不可能的。虽然碰撞不可避免，但未来的计算机内存储的程序仍可及时作出安全调整。突然情况发生时，计算机系统可以将这种强烈冲击化解为一连串微碰撞，从而避免使头辆车承受猛然的正面冲击。
科学家们所取得的研究成果使21世纪的自动化高速公路出现了曙光。诚然，自动化高速公路的建成还需解决诸多问题，如经费、技术的完善、责任等，但曙光既露，高速公路自动化的到来也将不很遥远了。
陆上交通宠儿
——高速铁路自1825年英国建成世界上第一条铁路，使陆上运输进入“铁路时代”以来，铁路就强有力地推动了19世纪资本主义工业化的发展。如果说在20世纪里，高速公路和航空运输的迅猛发展使西方发达国家的传统铁路客货运输业相形见绌、衰败不堪的话，专家们预言，在21世纪，铁路运输将随着“高速铁路”的兴起而重展雄风，世界将近入“高速铁路时代”。
何为高速铁路？目前，人们把行车时速在200公里以上的铁路称为高速铁路。在运行中，列车的速度涉及到机车车辆、线路桥梁、通信信号、运输组织管理等各个环节，也就是说，列车速度是机、车、工、电、辆五大系统技术水平先进性的反映。因此，高速铁路的技术是新型牵引机车、高性能轻型车辆（车厢）、高速线路结构、运行自动控制和行车严密组织等一系列新技术的成果。
世界上第一条高速铁路是花了五年时间、于1964年10月1日建成通车的日本东海道新干线（从东京到大阪），运行时速为210公里，比以前的特快列车运行时间缩短了一半。现在时速又提高到了270公里，从东京到大阪同30年前的特快列车运行时间相比较，差不多缩短了2/3。如今这条日本太平洋沿岸的大动脉新干线又增加了山阳、东北和上越等线路，构成了高速铁路干线网。平均每天运送旅客达75万人次。东海道高速列车新干线总长度已达1835公里，1993年全年共运送旅客2.76亿人次。客运时间的缩短节约了日本国民大量时间，创造了良好的经济效益。
1995年启用的日本新铺设的东京到新泻的新干线，设计时速为350公里，是当今世界上最快的列车之一。据报道，日本将修建五条高速铁路新干线，一旦建成，从北海道的札晃到九洲的鹿儿岛，将形成一个日本列岛的高速铁路网络。
日本高速铁路的建成和通车所产生的巨大经济效益，使各国政府和公众对这种速度快、舒适度高、经济便利的新型交通方式刮目相看。继日本之后，许多国家都竞相发展高速铁路，使高速铁路不仅成为发达国家的时尚，也成为发展中国家实现交通运输现代化的必然选择和趋势。
法国于1967年开始提高列车运行速度，到1980年，时速200公里以上的线路已达900公里；1983年，全长427公里，时速达270公里的东南线全线开通；1985年开始兴建的大西洋高速铁路干线（从巴黎到波尔多）于1989年通车运营，时速达300公里；1993年8月，巴黎到里尔的北方干线通车，时速可达320公里。上述三条高速铁路的开通运营，大大减少了高速公路的堵塞现象。法国政府还准备大力发展高速铁路运输，到2015年，法国将形成联系全国的高速铁路网络，总长将达4000公里。
耗资167亿美元的英吉利海峡隧道于1993年6月建成，1994年5月正式通车。乘高速火车通过这条长达50公里的海峡仅需30分钟，从巴黎到伦敦只需三个多小时，从此，高速火车往返于伦敦——巴黎——布鲁塞尔之间。目前，法国、比利时、荷兰和德国正在联合修建巴黎——布鲁塞尔——阿姆斯特丹——科隆——法兰克福之间的高速铁路。
德国把发展高速铁路作为实现铁路现代化的根本途径。第一条高速铁路（汉堡——法兰克福——斯图加特—慕尼黑）已于1991启用。第二条高速铁路从汉堡至不来梅经维尔茨堡和纽伦堡到慕尼黑，于1992年5月建成通车，时速为250公里，在经过原有铁路部分时，时速维持在200公里。德国和日本的高速列车载客量比法国大，但是速度低于法国。
意大利的高速铁路开通于1988年，行驶于罗马到佛罗伦萨之间，时速300公里。
英国和西班牙也已经有了自己的高速铁路。比利时、荷兰、瑞士、葡萄牙、奥地利和挪威已着手修建高速铁路。俄罗斯、波兰和捷克也制定了高速铁路计划。欧洲联盟已制定出欧洲高速铁路网发展大纲，并拟投资760亿美元，在2010年到2020年建成四通八达的西欧高速铁路网络，并与计划中的波兰到圣彼得堡和莫斯科的独联体高速铁路网相衔接。
在美洲地区，美国、加拿大和巴西也都在积极规划高速铁路的建设事宜。美国国会于1991年通过新运输法案，把高速铁路列为优先建设项目，并有12个州计划集资建设高速铁路。目前，美国已建成了东北走廊的高速铁路线，列车运行时速201公里。但到本世纪末，美国预计至少将拥有3000公里高速铁路。
在亚澳地区，除日本外，目前第一个大规模的高速铁路项目是韩国的汉城——釜山线，全程400公里，已于1992年6月动工，计划在
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