l翁以前我住在加利福尼亚州圣克鲁斯市。几乎每天早上我会扔在潮湿的衣服，抢我的冲浪板从车库开出来，和头部的岩石峭壁离我家只有几个街区。我会下降到下面的海洋，桨陈年小道出来破了，花的海草和吠叫海狮，从烦恼追浪，感觉振奋，并且浮在我的船上，在地球另一边包围小时土地。
那些日子已经一去不复返了。我现在有了一个家庭，已经在纽约这个没有风浪的地方生活了很多年。但几个月前，我突然又感到了那种老旧的渴望。我想跑到车库拿块木板。这都是因为我在网上看到的一个浪潮。而且不是随便什么波浪。它昂着头，飞快地冲了进来，离开了，嘴唇甩下诱人的水珠，向前拱起，一片纯净的、阳光斑纹的水折叠在一起，形成了一个完美的桶。一个不断前进的桶。
海浪的形状和大小只是奇迹的一部分。它正在110英里外的加州中部一个700码长的人工湖上蔓延。这是11次世界冲浪冠军凯莉·斯莱特的梦想项目，现在已经实现了。在航空工程师的帮助下。斯莱特在视频中说:“我百分百肯定，我们的团队创造了有史以来最棒的wave。”这段视频迅速走红。“这是一种技术怪胎。”
与其说是怪物，不如说是自然的科技镜子。近年来，在传感和计算能力、机器人技术和机器工程的推动下，人类在所有运动领域模仿自然的能力出现了爆炸式增长。这些工具让工程师们能够测量和复制我们曾经认为只有神才能召唤出来的现象。在麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)，工程师们用齿轮和金属部件制造出了假肢，精确模拟了腿上数百个骨骼、韧带和肌腱在每一步中相互关联的运动方式。在哈佛大学，他们模拟了昆虫的飞行，并试图制造出能够复制大黄蜂能量效率的扑翼微型无人机。这是凯利·斯莱特的挥手。
斯莱特和他的工程师们并没有说他们是如何建造海浪的。他们拒绝了我的采访请求。凯利·斯莱特波浪公司(Kelly Slater Wave Company)副总裁诺亚·格里米特(Noah Grimmett)在电子邮件中解释说，“目前，我们正在低调行事。”但我还是去了加州采访其他的海浪工程师、企业家和海洋学家。我了解到，人工海浪业务的竞争就像在当地海滩上休息一样激烈。这些战利品将被奖励给普罗米修斯的工程师他们将海洋和风动力转化为计算，最终形成完美的波浪。
R此刻，我正站在加州索拉纳海滩的悬崖上，与布鲁斯·麦克法兰凝视着太平洋。麦克法兰是一家名为“美国波浪机器”的公司的首席执行官。麦克法兰是一个被太阳晒得发软的冲浪者，戴着一副红色太阳镜和一顶报童帽。他聚精会神地盯着远处一块陡峭的露头附近的空旷水域。他指着一个比鸭塘还平的地方说:“那里叫‘布鲁斯的左路’。”“它只是偶尔会坏一下。但当它来的时候……”
麦克海兰不必完成。我可以猜测他达到的最高级，枪管的图像，液体能量他在他的脑海中描绘。McFarland和我一直在谈论几个小时的波浪 - 是什么让他们，为什么有些人比其他人更好，骑着它们是什么样的。为什么这是20年前麦克海兰在航空航天工业中留下了一个完全良好的职业生涯，建立了一台战斗机和宇宙飞船的电脑模拟，为国防承包商建立了波动机器。
海浪的形状和大小只是奇迹的一部分。它向内陆突破了110英里。
在20世纪90年代麦克法兰满足名叫汤姆Lochtefeld一个企业家，谁曾发明了一种被他称为FlowRider设备。(Their partnership didn’t last: After McFarland left the company, Lochtefeld unsuccessfully sued him for patent infringement.) The device works by shooting water up a sloped rubber mat, creating a thin liquid wall that can be “surfed” with a modified version of a surfboard called a “flowboard.” Of course, balancing on a small board with no fins on a rubberized mat in a pool is a long way from dropping in on a 5-foot right in the ocean. I tried one once on a cruise ship. It was fun, for sure. But it didn’t feel much like surfing. Now McFarland and Lochtefeld, who is also a surfer, are determined to create something closer to the real thing.
你如何开始?麦克法兰说，答案就在风中。在遥远的太平洋，风会亲吻着海洋的表面，产生小小的涟漪。在海底，海洋将保持平静和不可调和。但在表面上，水分子会相互碰撞，就像绿色毡台球桌上成千上万个相隔几厘米的微小主球。每次碰撞，向前移动的分子的推力和方向都会改变，随着重力的作用，它们会以完美的360度弧线运动，这就是所谓的“轨道运动”。在这个过程中，它们的大部分动量和能量会传递给它们前面形式上静止的分子。这些分子会撞到前面的分子，前面的分子会撞到后面的分子。这种分子水平的交通堆积所产生的能量将继续沿着这条链向下传递，导致海水在海洋中波动。转眼间,一波。
“表面波最重要的方面和许多波浪，是他们在没有转移的情况下转移能量，”海洋学研究所的海洋学家Kenneth Melville Kenneth Melville告诉我。换句话说，各种水分子不会走得太远。但是动力移动它们可以从地球的一侧到另一侧旅行。
风产生波浪的开放空间，冲浪者将其长度称为“刮浪区”，这是制造适合冲浪的波浪所需的最后要素。每当水与风成一定角度上升时，风就会提供更多的能量。在开阔空间上，多个较小的波纹也可以组合成更大的波纹。随着时间和空间的增加，波浪的大小和威力也会增大。
当波浪穿过海洋时，它的能量不仅向前传播，还向下传播。这种台球式的动量转移导致水分子在较深处以指数级的小圈运动，直到这种动量在水的最深处消散。
冲浪不应该是神秘的，不可预测的，最重要的是自然的吗?
但在浅水中流动的水粒子开始打硬底所有的能量已经消散了。波能集中，当它接近岸边。表面上，水开始上升，直到它变得这么陡，以至于翻倒并在自身折叠。这是底部的轮廓，以及它们是如何推高能源决定一个波浪形的形状。在合适的角度倾斜的缓坡会产生剥离轻轻波。更戏剧性的斜率将导致其更迅速突破。
这就是为什么麦克法兰在他的眼睛里看着布鲁斯的左手，想象出可能性 - 不仅适用于辉煌的浪潮，这不仅仅是在海湾休息，而且在他梦想的波浪公园。
米cFarland的工作室位于索拉纳海滩主要商业地带的尽头，一个普通的办公园区的一层。到目前为止，他的核心业务一直是一项名为SurfStream的紧凑技术，它能产生一种“静态”波浪，更像你在河口冲浪时可能遇到的情况。波浪不会向前移动;你在原地冲浪。但其紧凑的体积使其更便宜的室内居住和更容易市场。他的冲浪技术非常好，以至于两个海浪公园——新罕布什尔州的纳舒厄和魁北克——最近都用他的技术举办了室内比赛。
几年前，麦克法兰与航天工程师、工程公司Flometrics的首席执行官史蒂夫·哈林顿(Steve Harrington)合作，举办了一场展览，展示了海啸造成的海水巨大位移所引起的海浪与在开阔海面上形成的风浪之间的不同。两人开始谈论海浪和冲浪公园。“所有那些波浪池的问题是，它们并不能产生真正的波浪，”工程师告诉他。“海槽处的水也向岸边流去，但在海浪底部的海洋里，水向你流来。因此，海洋中的动力比冲浪池中要强烈得多。”
麦克法兰发明了一种他现在称之为PerfectSwell的海浪，它在纽约北部的一个公园首次亮相。(PerfectSwell系统正在俄罗斯索契的一个度假胜地和新泽西州Meadowlands的一个新开发项目中建设。)使这一切成为可能的工具是一个平凡的工具:计算机。更具体地说，这台计算机可以用麦克法兰的程序做什么。它们基于算法，考虑了影响流体运动的无数因素:水的固有温度、空气的环境温度、重力、气压、海拔、与水粘度相关的内摩擦，以及包围波池本身的空间和边界。
他按下一个按钮，还有空气中，KA-块的一个响亮的嘶嘶声，和五脏俱全波浪出现。
麦克法兰按下键盘，调出一个名为“SW4水上公园斜坡剥落波”的文件。在他的屏幕上，一个虚拟的波浪池出现了，用一片平静的蓝色来代表。一个彩虹色的波浪从屏幕的一端升起，随着它的移动而变大，凝胶状的质量在屏幕表面泛起涟漪，直到它轻轻地卷起来。这是一个5英尺7英寸的波浪的运动模拟提供了一个14秒的滑行。“PerfectSwell会产生剥离波，但我们也会产生波峰，”麦克法兰说。“我们制造糊状波浪和桶状波浪。只要按下一个按钮就可以了。”
在房间的另一边，是PerfectSwell的十二分之一比例模型。大约8英尺长，5英尺宽，充满了大约半英尺的水，麦克法兰的模型波浪池能够将麦克法兰屏幕上的虚拟水转换成精确校准的真实世界的运动。他按下按钮，空气嗖的一声，就ka-chunk，和一个完全形成的波从微型波浪池和果皮完美的一侧出现，因为它移动到另一个。
在泳池的背面是充水室。当压缩空气涌入腔室时，它以向下的角度将水推入后壁。当水分子撞到墙壁时，它们会反弹它，在圆形颗粒运动中旋转，类似于开放海浪中的水分子。这些分子在休息时锤击其邻居，并将在腔室中射出射击并穿过池中的纹波。
lochtefeld共同创立美国西海岸第一个水上主题公园，被称为愤怒的水域，在洛杉矶。他领导一个名为波湖，其FlowRider浪池世界各地安装的公司。他开发了一个新的波技术，SurfLoch，他计划在鹿特丹，荷兰运河和布里斯托尔英格兰650英尺的游泳池安装。自然，Lochtefeld解释说，是非常是他的蓝图。
“刮得越长，风越强，海浪就越大，”他说。SurfLoch模拟了这一过程，使用巨大的鼓风机将水推入定制的沉箱中，形成波浪波峰，然后通过沉箱将水吸上来，形成波浪波谷。这种波动能量从沉箱流入水池。Lochtenfeld说:“一旦能量流被传输到游泳池中，水就会在泳池底部的一个定制设计的礁石上移动，它就会激起“冲浪者喜欢的桶状波浪”。
其中最雄心勃勃的户外冲浪公园是冲浪斯诺多尼亚威尔士北部。这是一个人工湖，以及创建三种不同类型的波，有的超过6英尺，和游乐设施，去年高达18秒的轮廓底部。波设计属于西班牙公司称为Wavegarden，并且与“流体动力学Wavefoil”，即拖下了水在马达供电轨道扫雪机形装置产生。
这是在Slater Wave工作的技术可能在研究视频的专家上。电动机沿着水下轨道牵引翼状水翼。这种运动提升了水，而箔的工程轮廓和湖底底部雕刻到波浪中的所有液体。在Surfer Seperhanie Gilmore乘坐长管骑行，乘坐长管，Lochetefeld说，水翼膜似乎将水以一定角度拉。“当它移动时，它向水赋予某种轨迹，”他说。“捕获的难度是难以捕获的浪潮，因为水以一定角度移动，而且你被吸入枪管。所以你必须非常快速地抓住它。“
洛赫特菲尔德说，制作这个令冲浪界着迷的桶并不难，因为你知道自己在做什么。许多业内人士似乎同意这一观点。“从冲浪者的角度来看，我们说，‘哇，这太不可思议了，这是一个巨浪，比我们看到的更大，更空心!’”一位投资海浪公园的欧洲投资者说。由于他的新项目正在开发，这位投资者要求匿名。“但他能做到这一点，我们并不感到惊讶。”现在，工程师们已经从大自然那里学到了他们所能学到的一切，人工海浪行业的人说，挑战在于找到数百万美元来让公园吸引各种技能的冲浪者。这是斯莱特不必再担心的事情。今年6月,彭博商业周刊公布了世界冲浪联盟(World Surf League)的老板收购了斯莱特的海浪公司的消息。
年代后来的海浪引发了比以往任何时候都多的关于人工海浪的议论。它牵动着相互竞争的冲动，冲浪者已经在文章和博客中对此进行了辩论。他们喜欢人造波的能量和能量桶。但冲浪是在海洋的怀抱中。这项新技术对这项运动的未来意味着一些亵渎和令人担忧的东西。难道冲浪不应该是神秘的，不可言传的，不精确的，不可预测的，最重要的是自然的吗?一个人造的波浪，即使有完美的形状，也永远达不到这一点。但如果在附近开一家，我能冲浪吗?当然，我会的。这根本不是问题。
亚当·皮奥里是作者《健美者:工程人类的科学内幕》，这将刊登在2017年二月跟随他在Twitter上：@adampiore。
