160年的煤炭理论竟能预测自动驾驶未来？

Illustration by Alex Castro / The Verge

在经历了颇为残酷的 2023 年之后，围绕自动驾驶汽车的氛围正在好转（https://www.fastcompany.com/90994141/why-2023-was-the-year-of-the-e-bike-and-not-the-self-driving-car）。行业领导者Cruise的车辆去年秋天在旧金山卷入了一起可怕的事故，如今在新的管理层下已重新启动，而其竞争对手Waymo正在扩大服务范围，涵盖旧金山湾区和洛杉矶更广泛的区域，特斯拉也承诺推出全新的机器人出租车服务。

尽管美国人表示他们仍然对自动驾驶持谨慎态度，但支持者坚称没有什么可害怕的。事实上，他们预见到道路上到处都是比现状更安全、更清洁的自动驾驶汽车，在一个交通是温室气体排放最大来源的国家（https://www.epa.gov/ghgemissions/sources-greenhouse-gas-emissions#:~:text=Transportation%20Sector%20Emissions%20Trends&text=When%20considering%20only%20direct%20emissions,decreased%20by%20less%20than%201%25.），且居民在车祸中死亡的可能性是其他富裕国家居民数倍的国家，这堪称是一个诱人的前景（https://www.bloomberg.com/news/features/2022-11-03/why-us-traffic-safety-fell-so-far-behind-other-countries）。

尽管这些论点很诱人，但它们掩盖了一个逻辑漏洞。正如19世纪一个名为Jevons paradox（杰文斯悖论）的经典理论所阐释的那样，即使自动驾驶汽车最终完美运行——这是一个巨大的“如果”——它们也可能会增加总排放量和车祸死亡人数，仅仅是因为人们会大量使用它们。

在19世纪，煤炭是经济发展的必要条件，对从供暖到运输再到制造业的一切都至关重要。在英国，煤炭首次推动了工业革命，国家领导人就他们应该对煤炭储量的潜在枯竭有多担心进行了辩论。一些人认为，供应永远不会耗尽，因为蒸汽机设计的改进将稳步减少为火车、制作服装或其他任何事情提供动力所需的煤炭量。生产率的提高将使英国的煤炭资源越来越丰富。

在1865年出版的《煤炭问题》一书中，经济学家William Stanley Jevons解释了他不同意的原因（https://energyhistory.yale.edu/w-stanley-jevons-the-coal-question-1865/）。Jevons从当时的近代历史中得出结论，蒸汽机的效率促使人们部署了更多的蒸汽机。耶鲁大学环境与能源经济学教授Kenneth Gillingham说：“燃烧煤炭在经济上变得可行，因此需求激增。到处都是蒸汽机，人们使用蒸汽机而非水力。实际上，所使用的煤炭比最初多得多。” Jevons认为，尽管蒸汽机设计有所改进，但煤炭总使用量仍将继续上升。

如今，Jevons paradox描述了一种情况（https://www.newyorker.com/magazine/2010/12/20/the-efficiency-dilemma），即部署资源（如水、汽油或电力）的效率提高会导致对该资源的需求飙升，从而抵消了总使用量的预期下降。电灯经常被引用为一个例子：人们通过安装更多的灯泡来应对灯泡效率的提高，以至于照明的总能耗没有下降。Jevons paradox已成为环境经济学的基本原理，用于解释为什么效率的提高会适得其反，并导致与预期相反的结果。

其经验教训也能够为交通运输带来启示（https://www.vox.com/future-perfect/363013/wide-highways-climate-environment-pollution）。考虑一下公路机构为缓解道路拥堵而开展的项目。公职人员常常为其进行辩护（准确地，https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/2019-36-0297/#:~:text=However%2C%20a%20higher%20engine%20speed,tending%20to%20decrease%20engine%20efficiency.）并指出，如果燃气发动机陷入交通堵塞而不是稳定行驶，效率会更低，释放的污染物会更多。因此，他们认为，高速公路扩建或交通技术缓解交通拥堵也将减少排放。

Jevons paradox揭示了这种说法中的一个盲点。如果增加车道或新的交通技术确实缓解了拥堵，更多的人将决定开车，因为使用汽车的“成本”下降了——在这种情况下，就是在交通中停留的时间。即使现在每辆车因行驶速度加快而产生的排放量减少，但新增出行次数众多，可能会使这些好处大打折扣，因为这些新增出行原本不会发生。换句话说：事与愿违。（当考虑到汽车数量增加最终可能迫使交通像以前一样缓慢移动的可能性时，扩建高速公路的好处就更值得怀疑了——只是现在有更多的汽车在缓慢前行时排放废气。这种现象被称为诱导需求。）

现在考虑自动驾驶汽车的情况。为了赢得持怀疑态度的监管机构和公众的支持，自动驾驶汽车的支持者常提及用永远不会酒驾、吸毒驾驶或分心驾驶的技术取代易犯错的人类驾驶员所带来的所谓安全益处（https://slate.com/technology/2023/07/cruise-autonomous-vehicles-safety-waymo-self-driving-cars-ad-new-york-times.html）。

还有一些人认为，自动驾驶汽车能减少能源使用和排放，因为其能避免影响发动机效率的人类驾驶陋习。“道路上自动驾驶汽车的比例越高，整体交通流量理应越顺畅，从而减少能源消耗大的走走停停的交通状况，”Mobileye公司2021年的一篇博客文章预测道，该技术公司声称正在“推动自动驾驶汽车的发展”（ https://www.mobileye.com/blog/earth-day-autonomous-electric-vehicles-environment/）。

这两种所谓的好处都值得怀疑；自动驾驶汽车的计算机可能会犯人类不会犯的驾驶错误，即使它们完全靠电运行，它们的软件、硬件和传感器也需要大量的电力，在生产过程中会产生自己的排放（https://ieeexplore.ieee.org/document/9942310）。

尽管如此，可以合理地预期自动驾驶汽车的可靠性和效率会随着时间的推移而提高。为了论证，让我们大胆地假设，一辆普通的自动驾驶汽车最终会比人类驾驶的汽车更安全、更清洁。那么，车祸死亡和排放总量会下降吗？

Jevons paradox表明，我们不应该指望它。

正如自动驾驶汽车公司的广告所展示的那样（https://go.skimresources.com/?id=1025X1701640&xs=1&url=https%3A%2F%2Fwww.youtube.com%2Fwatch%3Fv%3D0kJPDg207oc&xcust=__vg0909awD__23996427__________________https://www.theverge.com/archives/2），自动驾驶汽车存在的理由是让驾驶变得更轻松、更愉快，乘客可以自由地举行工作会议、唱歌或小睡一会儿。当一项活动变得不那么繁重、更有趣时，人们会作何反应？他们会更多地去做。

与高速公路扩建类似，自动驾驶汽车的可用性可能会导致人们进行更长的机动车旅行，或者在原本会使用公共交通、骑自行车或呆在家里的情况下选择汽车。其结果将是道路上出现更多（现在是自动驾驶的）汽车。正如弗吉尼亚大学历史学家Peter Norton在2014年一篇有先见之明的文章中所写，自动驾驶技术可能会导致人们“在车辆中花费更多的总时间[并且]将其用于更多的任务”（ https://robohub.org/autonomous-vehicles-a-powerful-tool-if-you-can-get-the-problem-right/）。

Norton在课堂上教授Jevons paradox，他表示，写那篇文章是因为“看到聪明的工程师们在争论，这让我大为惊讶，他们居然认为（自动驾驶汽车的）效率只会带来节省——没有抵消成本。他们怎么能一直否认这个基本事实，我实在搞不懂”。

支持他这一观点的是，交通研究委员会的一份近期的论文得出结论：当自动驾驶汽车可用时，“进行额外出行的可能性会增加”，即便它们是共享的而非个人拥有的。由于每一英里的自动驾驶都会产生一些污染，并带来一定的车祸死亡风险，因此总驾驶量的增加将抵消一次相同的人类驾驶旅程所造成的理论气候风险等。

当考虑到与土地使用相关的二阶效应时，自动驾驶汽车的社会影响看上去更糟糕。就像20世纪汽车拥有量的上升助推了郊区化一样，自动驾驶汽车可能致使人们搬迁到城市边缘更大、能源效率更低的房屋，那里的车程——如今更能忍受——时间更长。

目前，就自动驾驶汽车的集体效应而言，问题比答案多，目前它们仅在美国的少数几个城市能够使用。随着自动驾驶公司投入数十亿美元以推进其技术，无法知晓其产品最终能达到何种程度的安全和节能。但Jevons paradox表明，这些并不是唯一需要考虑的问题。另一个同样关键的问题是：自动驾驶汽车会引发多少额外的驾驶里程数——而这些新增的里程是否会抵消掉任何可能存在的好处？