文/顏士州
為人們提供更多更好的生活、娛樂、休息的場所,是許多科學家十分關注和正在探索的問題。現在你想象的生活環境,或許未來能成為我們真正的生活環境。
美國東北部佛蒙特州的威努士基城,是世界上第一座可以自控氣溫的城市。整座城市就好像處在一個相對封閉的大房間里。1979 年底,為了控制這個城市的氣溫,人們決定為城市安裝一個頂蓋。頂蓋用一種質量很輕卻比鋼鐵還要堅硬,而且陽光能透過的泡沫有機玻璃制成,玻璃頂蓋高達67 米,能把這個占地近4 平方千米的小城全部罩住。玻璃蓋上還穿連數根尼龍繩,并用一個巨大的電機來控制它的張開或收攏。這樣,它就不僅可以用來遮雨擋風,還可用來調節城市的氣溫。冬天,透過玻璃罩的陽光將曬熱城市的空氣,玻璃罩可阻止熱量散發出去。夏天,人們可通過改變玻璃的透光度來減少陽光的射入,頂蓋上的天窗還可以打開,加強空氣的流動,達到降溫的目的。
威努士基城的成功實例使許多人想到,目前西伯利亞和加拿大北部等地是一片廣漠的很少有人居住的嚴寒地區,將來也可以建造“有蓋城市”來改善那里的環境。
設計師們設想在-40℃的西伯利亞等嚴寒地區建造未來的亞熱帶城。亞熱帶城市的中心區由玻璃罩蒙罩,用以遮擋極地寒風的襲擊和保持陽光帶來的熱量,使城內氣溫達到20℃。中心區的居民住宅周圍還可以種植蔬菜和果樹,以滿足人們的日常需要,同時調節、改善空氣。而工廠與礦山將建在玻璃罩之外,這可以避免污染中心區的環境。中心區的交通、照明和居民生活等也將全部使用清潔的能源電力。由玻璃罩覆蓋的面積不可能很大,因此一個未來的大城市,可以有幾個這樣的中心區,而它們之間則是大大小小的工廠。
地面空間的不足,使人們很容易想到開發和利用地下空間。今天,各種用途的地下建筑已不罕見,但規模都比較小。隨著科學技術的進步,規模龐大的地下城會在地球上出現。
“彩虹城”便是未來地下城的一個縮影。該城位于日本大阪的地下,據說可容納50 萬人。城市的中心是一個廣場,廣場上裝有2000 多個噴水嘴,可噴出3 米多高的水柱,并用彩虹燈使光線通過噴濺的水滴折射出道道彩虹,城名便由此而來。中心廣場的四周是鱗次櫛比、裝潢美麗的商店、食府和娛樂場所等。它們之間又有許多以各種花名來命名的大街小巷貫通連接。“彩虹城”采用燈光照明,晝夜不滅,燈火輝煌;“彩虹城”用電腦來控制調節氣溫,里面的氣溫冬天保持在25℃,夏天保持20℃;“彩虹城”使用眾多的閉路電視與監測系統來監視城里的火警、安全與污染情況。這座地下城特殊優越的環境,吸引著大量游客來此觀光購物。
美國明尼蘇達大學的地下城,建成一種垂直的多層次的地下大樓,大樓深33 米,地面部分高約6米,共計13 層。與“彩虹城”不同的是,它不完全使用燈光,而是巧妙地利用固定在屋頂方格上的一組反射透鏡,把陽光引入地下,使有一半以上的地方可以照到陽光。另外,它還設有兩塊由電腦控制、能跟蹤太陽移動的反射鏡,把陽光反射到中央透鏡上,然后由中央透鏡再把陽光導入大樓更深的部位。為了地下大樓中的人不會有囚禁于地下的感覺,設計師又在屋頂上設有一個電視窗。并通過一系列傳導系統,使每個居住在這里的人都可以通過它眺望大樓外面的各種地面景觀。
美國城市設計師們預言:未來的地下城將擁有許多這樣的地下大樓。大樓的上面將是風景如畫的田野和花園,只有散布其間突出地面的太陽能吸收器,才能顯示出地下有一個繁華、喧鬧的城市。
說起高架城市,人們自然會想起迪拜的哈利法塔和我國上海的中心大廈,一個高度超過了800 米,一個高度超過了600 米,都可容納萬人之多。
那么人類建筑的極限是不是就停止在了800 米?假如人類不計成本地去建設,也許會讓你更驚嘆。日本的工程師們計劃建造一座“空中城”。這座城高達1600 余米,有500 層,可容納30 萬人。該城除了擁有和“高空城1000”相似的各種設備以外,還將安裝快速升降電梯,使人們僅需15 分鐘就可從底層升到頂層。另外考慮到日本是個多地震的國家,大廈將設計有電腦控制的儲水塘。用儲水的移動來平衡地震波引起的晃動。
還有一些日本設計師這兩年正在籌劃設計高達千米的“高空城1000”。這座城市建筑面積6 萬平方千米,可容納300 萬人在里面居住和工作。高架城高800 層,將用分布在圓周上的12 根直徑為400 米的支柱作基柱。到樓房頂部,支柱將變為6 根,并在頂層形成一個直徑為160 米的正六邊形。整座大樓還被分成14 段。段與段之間為空中花園,讓風自由貫穿,以減輕風對大樓的壓力。并使用電梯和呈螺旋狀的高架單軌電車來解決大樓內的交通。城內還有各種商店、劇院、娛樂場和學校。居民在城內購物、上學、娛樂會像地面城市里一樣方便。
與日本相比,美國人更顯得雄心勃勃。他們正在探索建造有lOO0 層的高空城的方案,但目前還沒有透露出詳細的計劃。
海洋占有地球表面近3/4 的面積,因此當陸地越來越擁擠的時候,人們自然會想到開發海洋中的居住空間。1962 年,人們率先在法國馬賽和摩納哥附近的地中海里,建造了第一個水下實驗室,命名為“大陸架站一號”。第二年,又在離蘇丹的蘇丹港25 海里處建立了“大陸架站二號”水下村莊。
“大陸架站二號”是由一幢大的主房和幾幢分散在大陸架巖石坡上的小房組成的。它的最高處離水面約15 米,最深處位于水下約30 米。所有的房子是密封的,有足夠大的承受力把海水擋在房外。房內還有直通水面的空氣管道和供應淡水的水管。人們可以自由地在屋內工作與休息,房內還有電視、書籍和娛樂用品,也有可讓你烹飪的廚房。透過廚房窗子,還可以清晰地看到穿梭往來的各種海底小動物。
“大陸架站一號”和“大陸架站二號”的規模較小,遠遠夠不上城市。在海底發展城市的關鍵,并不是建造上的困難,而是在目前的條件下,人們還很難完全適應水下的生活。在水下,深度每增加10 米,就會上升1 個大氣壓。在水下建筑里為了阻擋海水的入侵,必須灌滿具有同樣壓力的空氣。因此,位于水下30 米處,那里的空氣壓力將是地面的4 倍,常人是很難適應的。不過,科學家們并不灰心。一些人從魚兒身上得到啟發,他們正在研究制造人工鰓。如果有了人工鰓,人就可以像魚兒一樣在水里呼吸,水下建筑物也就不必灌滿空氣了。到那時,建造一個繁華的水下城市就會成為現實。