和地球一(yī)起流浪的地下(xià)城市,到底什麽樣?

發表日期:2019-02-27 作者:鄭州網站建設 來源:鄭州網站制作 浏覽次數:1317

和地球一(yī)起流浪的地下(xià)城市,到底什麽樣?

今年的春節檔,《流浪地球》這部中(zhōng)國式硬核科幻片,絕對值得擁有姓名。這部電影不僅爲科幻電影貢獻了“帶球跑”這一(yī)中(zhōng)國式浪漫,更悄然創造了一(yī)種中(zhōng)國特色的賽博朋克末世。


在地下(xià)城中(zhōng),年三十還要舞龍舞獅,串店(diàn)照常營業,蚯蚓幹變成了名牌小(xiǎo)吃,街上遊走着歡樂的小(xiǎo)青年們,當然也不能少了央視春晚,這種欣欣向榮的災後盛世是真實存在的嗎(ma)?



事實上,在大(dà)多科幻作品中(zhōng),無論是在末世的地球生(shēng)活,或是去(qù)新星球殖民,未來人類的生(shēng)存空間都被設定在了地下(xià)城市中(zhōng)。


《三體(tǐ)》中(zhōng)羅輯沉睡了兩個世紀後,就是在位于地下(xià)一(yī)千多米的城市中(zhōng)醒來;電影《微光城市》,也設計了一(yī)座運作200年的地下(xià)城市建築,用以維系人類最後的族群。


那麽,今天咱們不妨就借機聊一(yī)下(xià),地下(xià)城市到底能發展到何種地步,而人類文明到底能不能依靠地底世界得以延續?


地下(xià)之國,人類未來的栖息之地?


在衆多科幻作品中(zhōng),都會把我(wǒ)們當前所處的時代叫做“黃金時代”,因爲海洋永不封凍,風調雨順陽光和煦。這顆藍(lán)色地球,是三體(tǐ)文明用450年遠征也要追逐和向往的地方。(想象一(yī)下(xià),當三體(tǐ)艦隊好不容易抵達太陽系,發現人類居然早就推着地球去(qù)了三體(tǐ)星域。三體(tǐ)人:MMP……)


而與“黃金時代”相對應的,是人類未來将要面對的某種尴尬:應對越來越惡化的地表環境。


比如核戰争導緻的嚴寒氣候、天體(tǐ)垃圾引發的碰撞和物(wù)種滅絕、耕地沙漠化導緻的全球大(dà)饑荒,又(yòu)或者是臭氧霧霾增加導緻空氣不宜呼吸……


地球的地表已經不再适宜人類居住,那麽前往太空尋找新家園呢?已有探測已經證明,大(dà)部分(fēn)星球地表都不太适合人類居住。


即使是最有可能讓人類殖民的火(huǒ)星,其地表也滿是風沙,溫度平均是零下(xià)81°,空氣中(zhōng)含有高濃度二氧化碳,并且還會時不時刮起風暴,人類将直接暴露在宇宙射線之下(xià)……



總而言之,人類由于自身生(shēng)理構造的進化,已經無法再回歸海洋,想要在殘酷的陸地環境中(zhōng)生(shēng)存下(xià)來,就必須依靠一(yī)些屏障來保護自己。


這也是爲什麽,藝術創作與科學研究,在“地下(xià)城模式”中(zhōng)達成了前所未有的一(yī)緻。


無論是《流浪地球》中(zhōng)行星發動機下(xià)的地下(xià)城,還是麻省理工(gōng)學院設計的“紅木森(sēn)林”火(huǒ)星地下(xià)城,亦或是新加坡政府規劃中(zhōng)的地下(xià)城市,無不說明,地下(xià)空間,才是人類最後的栖息之地。



首先,地下(xià)城市可以很容易就解決保溫的問題,相比地球和殖民星球地表的極端冷熱氣候,地下(xià)城可以提供更爲舒适的居住環境。


其次,地下(xià)城市具有更強的防護性能。未來地下(xià)城位于50米以下(xià)的地層深處。《流浪地球》中(zhōng)建在行星推進器下(xià)500米的地方,《三體(tǐ)》更是達到了1000多米。作爲一(yī)個天然的防護層,幫助人類躲避緻命的宇宙射線或核輻射,也避免隕石、空氣沖擊波等外(wài)來物(wù)的撞擊;


另外(wài),地下(xià)城在節約資(zī)源方面更有效率。地下(xià)城大(dà)多是容納數萬人規模的超級城市,一(yī)方面可以發揮出土地的最大(dà)使用效率,緩解城市用地緊張,而由于地下(xià)的溫度一(yī)直保持恒定,所以不需要反複地制熱或制冷,從而節省大(dà)量能源。


未來,通過在地下(xià)建造交通、倉儲、工(gōng)業、購物(wù)、娛樂、居住等一(yī)整套立體(tǐ)生(shēng)活空間,或許是人類度過漫長而艱難的末世文明所面臨的不二選擇。


那麽,究竟多深多大(dà)的地下(xià)城才能真正爲人類提供庇護呢?


地下(xià)生(shēng)存,應該建立在怎樣的城市基礎上?


将地表生(shēng)活完全copy到地下(xià)——通過在地下(xià)建立一(yī)個獨立的城市生(shēng)态系統,隻有工(gōng)作或旅遊等特殊情況時,人類才需要前往地表,其他一(yī)切生(shēng)活需要都可以在地下(xià)完成。這個想法聽(tīng)起來有理有據令人信服,但這條路好像并沒有想象中(zhōng)那麽簡單。


舉個例子,現有城市的地下(xià)管道系統都經曆了數次升級,依然時不時爆出“下(xià)水道病”。而打造智慧級的綜合管廊,需要交通、供水、供電、供氣、通訊、環保等等多種基礎設施的全面協調配置和綜合施工(gōng),都有很長的路要走。很難想象再将生(shēng)産、生(shēng)活、倉儲、能源、交通等城市集合到地下(xià),會發生(shēng)怎樣的災難。



那麽,能夠幫助人類在極端環境下(xià)生(shēng)存的地下(xià)城,究竟應該建立在哪些基礎之上呢?


回答這個問題之前,有必要解釋一(yī)下(xià)城市地下(xià)空間的開(kāi)發梯度。


淺層開(kāi)發(15~20米以内的深度),比如市政設施、地下(xià)商(shāng)場、居民小(xiǎo)區的地下(xià)室、防空洞等等,大(dà)家早已司空見慣,技術也很成熟。中(zhōng)層地下(xià)空間(20-50米,主要用于地下(xià)軌道交通,以及少數建築)的發展也很迅猛,比如1907年開(kāi)始運營的倫敦Hampstead地鐵站,達到了58.5米深;中(zhōng)國青島膠州灣海底隧道最低點是海底面44.5米;而悉尼歌劇院的地下(xià)部分(fēn)總深度則達到了37米……


但50米以下(xià)深層地下(xià)空間的開(kāi)發,就像一(yī)個工(gōng)程界的海豚音,有人偶爾夠到,卻沒有人能在這一(yī)音階持續咬字。而未來的地下(xià)城市卻對這一(yī)深度的開(kāi)發能力提出了基本要求,這背後自然就形成了新的技術軍備競賽。



當然,想要預測我(wǒ)們在地下(xià)該怎麽生(shēng)活,還是很難的,就交給科學家們去(qù)操心吧。也許我(wǒ)們會居住在森(sēn)林一(yī)樣的樹(shù)屋中(zhōng),也許我(wǒ)們會直接往深處挖洞穴居。不過,總結了一(yī)下(xià)未來地下(xià)城市的設計方案,我(wǒ)們發現,無論哪種方式,都必須考慮三個基本前提:


  1. 安全防護。地下(xià)城市的首要功能,是爲人類提供躲避末世災害(比如小(xiǎo)天體(tǐ)撞擊、核冬天污染、殖民星球大(dà)氣、宇宙輻射等)的避難所。



地下(xià)城市面臨的破壞級風險主要來自兩方面,一(yī)是引力失控導緻天體(tǐ)撞擊威脅。


直徑僅有170米的小(xiǎo)行星以每秒15.5公裏的速度撞上地球,就能釋放(fàng)相當于200萬噸當量核彈的能量,輕易摧毀一(yī)座地面城市。也就是說,一(yī)般的淺層建築甚至幾十米的地下(xià)城,根本無法抵禦這樣當量的撞擊,更何況是木星爆炸了。


那真正能保命的地下(xià)城到底要建在多深才行呢?具體(tǐ)深度在科幻作品中(zhōng)衆說紛纭,但從地球的地質構造可以大(dà)緻推斷一(yī)下(xià)。


大(dà)陸地殼的平均厚度在4000米左右(青藏高原可達7000米),所以3000米左右深度的地下(xià)城還是可能實現的,并且足以抵禦天體(tǐ)撞擊的破壞。


現實也證明,在2000米以下(xià)的地底生(shēng)活是可能的,世界上很多知(zhī)名實驗室都處在相應深度。比如中(zhōng)國研究暗物(wù)質的錦屏地下(xià)實驗室(CJPL),就位于地下(xià)2500米。北(běi)美最深的實驗室加拿大(dà)薩德伯裏中(zhōng)微子實驗室(SNOLAB),在2070米的深度。而南(nán)半球的阿根廷黑水極深地下(xià)實驗室(ANDES),在地下(xià)1750米深處,遠離(lí)核能設施,也有着理想的實驗和生(shēng)存環境。



除了要抵禦地表的沖擊,來自地下(xià)的威脅也需要防範。比如闆塊位移、岩漿侵位等等都有可能發生(shēng)。

地殼下(xià)面的地幔層中(zhōng),岩石晶格被高溫高壓融化而不斷錯動,發生(shēng)對流很有可能沖擊城市屏障,就要預先設計逃生(shēng)避災空間。亦或是發生(shēng)洪水,則需要特殊的脫水系統。


《流浪地球》小(xiǎo)說中(zhōng)就描述了類似的災害情節,由于岩漿滲入,地下(xià)城市的36萬人隻能通過升降梯前往其它層逃命……


2. 環境控制。每個地下(xià)城市的規模至少都在萬人以上規模,龐大(dà)的社區必然會産生(shēng)大(dà)量的生(shēng)活垃圾和廢棄物(wù),它們在地下(xià)能被放(fàng)置在哪裏,就需要預先在地下(xià)安置一(yī)些公共設施,如垃圾處理系統。實際上,已經有很多國際化都市成爲先行者,開(kāi)始推行地下(xià)垃圾積存技處理技術,來解決高密度城市住宅區的廢物(wù)處理問題。


3. 資(zī)源循環。沒有人能預測人類需要在地下(xià)生(shēng)活多久,因此地下(xià)城市必須是一(yī)個可持續的栖息地。這意味着,每個地下(xià)城市都需要成爲一(yī)個獨立的生(shēng)态系統,資(zī)源到底如何重複循環利用是個問題。


MIT的設計思路是,通過樹(shù)栖式的設計,讓地下(xià)網絡可以通過太陽能來收集能量,将水分(fēn)分(fēn)解成燃料、氧氣和電池,從而爲城市生(shēng)活提供能源。NASA則發布過“冰屋”,通過外(wài)層的冰爲内部提供儲備原料。當然,最好的是那時人類已經搞定了可控核聚變技術,讓可再生(shēng)資(zī)源變得足夠多,來解決地下(xià)城市的大(dà)部分(fēn)能源問題。


唯有解決了上述這些基礎保障,人類才有可能真正在地底長期可持續地生(shēng)存下(xià)來。



重新理解生(shēng)活:地下(xià)世界的夢與現實


單從技術來看,地下(xià)城市要保障人類在末世生(shēng)存就已經是“地獄模式”難度了。


而更大(dà)的難題在于,是如何在漫長而艱難的歲月裏,在地下(xià)深處組織起一(yī)個有序社會,并重建社會文明。


那麽,當人類社會轉移到地下(xià),“軟實力”方面都會遭遇哪些問題呢?


首先,是個人心理的不穩定。地下(xià)城市作爲一(yī)個人爲的非自然空間,不可避免具有結構上的弱點,像是縱深式設計、空間擁擠狹小(xiǎo)、與自然環境隔絕。


在這種密閉空間中(zhōng),人的想象力和恐懼感都會被放(fàng)大(dà),更容易産生(shēng)絕望和崩潰的心理。如何保證人類在漫長的地下(xià)歲月中(zhōng)始終保持情緒穩定和理性,爲了文明延續而奮鬥,是擺在社會管理者面前的一(yī)個難題。


很多科幻文學作品和技術解決方案中(zhōng),都會采用全息屏等技術來模拟自然環境變化。《流浪地球》中(zhōng)男主角爲了逃課,就打破教室的模拟屏成功制造了混亂。



其次,生(shēng)活方式帶來的社會階級問題。地下(xià)城市空間狹小(xiǎo)、人口減少,又(yòu)要應對探索新空間等嚴峻的生(shēng)存任務,因此,地下(xià)城市的工(gōng)作模式會是極其繁重的。這樣的高壓之下(xià),底層普通人是否會一(yī)直默默忍耐,堅守一(yī)個可能需要幾千年才能完成的理想,真是一(yī)個極大(dà)的挑戰,很可能并沒有電影所表現的那樣歲月靜好。


另一(yī)個值得注意的是,無論星際殖民還是地下(xià)城市,都會讓理工(gōng)科生(shēng)先上。但人不是機器,新社會更需要有人來提供行政、調解、文娛、教育、設計等文藝類的工(gōng)作,以避免群體(tǐ)性心理問題,提高新世界的生(shēng)活質量。


那麽,在新空間下(xià)将會發展出怎樣的社會文化,傳統的社會結構又(yòu)會發生(shēng)怎樣浴火(huǒ)重生(shēng)的變革,恐怕才是地下(xià)城市最難穿透的壁障。


綜合來看,地下(xià)城市想要成爲人類新的栖息地,并不那麽容易。因爲這背後隐含着的是社會文化、制度、技術、經濟等一(yī)系列因素,對今天的人類來說還言之過早。


或許隻有經曆某些生(shēng)死存亡的痛苦時刻,人類的地下(xià)進行曲才有必要和可能真正奏響。


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