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和地球一起流浪的地下城市,会是什么样?

摘要: 年三十还要舞龙舞狮,串店照常营业,蚯蚓干变成了名牌小吃,街上游走着欢乐的小青年们,当然也不能少了央视春晚,这种欣欣向荣的灾后盛世是真实存在的吗?

文|脑极体

今年的春节档,《流浪地球》这部中国式硬核科幻片,绝对值得拥有姓名。

这部电影不仅为科幻电影贡献了“带球跑”这一中国式浪漫,更悄然创造了一种中国特色的赛博朋克末世。

在地下城中,年三十还要舞龙舞狮,串店照常营业,蚯蚓干变成了名牌小吃,街上游走着欢乐的小青年们,当然也不能少了央视春晚,这种欣欣向荣的灾后盛世是真实存在的吗?

事实上,在大多科幻作品中,无论是在末世的地球生活,或是去新星球殖民,未来人类的生存空间都被设定在了地下城市中。

《三体》中罗辑沉睡了两个世纪后,就是在位于地下一千多米的城市中醒来;电影《微光城市》,也设计了一座运作200年的地下城市建筑,用以维系人类最后的族群。

那么,今天咱们不妨就借机聊一下,地下城市到底能发展到何种地步,而人类文明到底能不能依靠地底世界得以延续?

地下之国,人类未来的栖息之地?

在众多科幻作品中,都会把我们当前所处的时代叫做“黄金时代”,因为海洋永不封冻,风调雨顺阳光和煦。这颗蓝色地球,是三体文明用450年远征也要追逐和向往的地方。

(想象一下,当三体舰队好不容易抵达太阳系,发现人类居然早就推着地球去了三体星域。三体人:MMP……)

而与“黄金时代”相对应的,是人类未来将要面对的某种尴尬:应对越来越恶化的地表环境。

比如核战争导致的严寒气候、天体垃圾引发的碰撞和物种灭绝、耕地沙漠化导致的全球大饥荒,又或者是臭氧雾霾增加导致空气不宜呼吸……

地球的地表已经不再适宜人类居住,那么前往太空寻找新家园呢?已有探测已经证明,大部分星球地表都不太适合人类居住。

即使是最有可能让人类殖民的火星,其地表也满是风沙,温度平均是零下81°,空气中含有高浓度二氧化碳,并且还会时不时刮起风暴,人类将直接暴露在宇宙射线之下……

总而言之,人类由于自身生理构造的进化,已经无法再回归海洋,想要在残酷的陆地环境中生存下来,就必须依靠一些屏障来保护自己。

这也是为什么,艺术创作与科学研究,在“地下城模式”中达成了前所未有的一致。

无论是《流浪地球》中行星发动机下的地下城,还是麻省理工学院设计的“红木森林”火星地下城,亦或是新加坡政府规划中的地下城市,无不说明,地下空间,才是人类最后的栖息之地。

首先,地下城市可以很容易就解决保温的问题,相比地球和殖民星球地表的极端冷热气候,地下城可以提供更为舒适的居住环境。

其次,地下城市具有更强的防护性能。未来地下城位于50米以下的地层深处。《流浪地球》中建在行星推进器下500米的地方,《三体》更是达到了1000多米。作为一个天然的防护层,帮助人类躲避致命的宇宙射线或核辐射,也避免陨石、空气冲击波等外来物的撞击;

另外,地下城在节约资源方面更有效率。地下城大多是容纳数万人规模的超级城市,一方面可以发挥出土地的最大使用效率,缓解城市用地紧张;另外由于地下的温度一直保持恒定,所以不需要反复地制热或制冷,从而节省大量能源。

未来,通过在地下建造交通、仓储、工业、购物、娱乐、居住等一整套立体生活空间,或许是人类度过漫长而艰难的末世文明所面临的不二选择。

那么,究竟多深多大的地下城才能真正为人类提供庇护呢?

地下生存,应该建立在怎样的城市基础上?

将地表生活完全copy到地下——通过在地下建立一个独立的城市生态系统,只有工作或旅游等特殊情况时,人类才需要前往地表,其他一切生活需要都可以在地下完成。这个想法听起来有理有据令人信服,但这条路好像并没有想象中那么简单。

举个例子,现有城市的地下管道系统都经历了数次升级,依然时不时爆出“下水道病”。而打造智慧级的综合管廊,需要交通、供水、供电、供气、通讯、环保等等多种基础设施的全面协调配置和综合施工,都有很长的路要走。很难想象再将生产、生活、仓储、能源、交通等城市集合到地下,会发生怎样的灾难。

那么,能够帮助人类在极端环境下生存的地下城,究竟应该建立在哪些基础之上呢?

回答这个问题之前,有必要解释一下城市地下空间的开发梯度。浅层开发(15-20米以内的深度),比如市政设施、地下商场、居民小区的地下室、防空洞等等,大家早已司空见惯,技术也很成熟。中层地下空间(20-50米,主要用于地下轨道交通,以及少数建筑)的发展也很迅猛,比如1907年开始运营的伦敦Hampstead地铁站,达到了58.5米深;中国青岛胶州湾海底隧道最低点是海底面44.5米;而悉尼歌剧院的地下部分总深度则达到了37米……

但50米以下深层地下空间的开发,就像一个工程界的海豚音,有人偶尔够到,却没有人能在这一音阶持续咬字。而未来的地下城市却对这一深度的开发能力提出了基本要求,这背后自然就形成了新的技术军备竞赛。

当然,想要预测我们在地下该怎么生活,还是很难的,就交给科学家们去操心吧。也许我们会居住在森林一样的树屋中,也许我们会直接往深处挖洞穴居。不过,总结了一下未来地下城市的设计方案,我们发现,无论哪种方式,都必须考虑三个基本前提:

1.安全防护。地下城市的首要功能,是为人类提供躲避末世灾害(比如小天体撞击、核冬天污染、殖民星球大气、宇宙辐射等)的避难所。

地下城市面临的破坏级风险主要来自两方面,一是引力失控导致天体撞击威胁。

直径仅有170米的小行星以每秒15.5公里的速度撞上地球,就能释放相当于200万吨当量核弹的能量,轻易摧毁一座地面城市。也就是说,一般的浅层建筑甚至几十米的地下城,根本无法抵御这样当量的撞击,更何况是木星爆炸了。

那真正能保命的地下城到底要建在多深才行呢?具体深度在科幻作品中众说纷纭,但从地球的地质构造可以大致推断一下。

大陆地壳的平均厚度在4000米左右(青藏高原可达7000米),所以3000米左右深度的地下城还是可能实现的,并且足以抵御天体撞击的破坏。

现实也证明,在2000米以下的地底生活是可能的,世界上很多知名实验室都处在相应深度。比如中国研究暗物质的锦屏地下实验室(CJPL),就位于地下2500米。北美最深的实验室加拿大萨德伯里中微子实验室(SNOLAB),在2070米的深度。而南半球的阿根廷黑水极深地下实验室(ANDES),在地下1750米深处,远离核能设施,也有着理想的实验和生存环境。

除了要抵御地表的冲击,来自地下的威胁也需要防范。比如板块位移、岩浆侵位等等都有可能发生。

地壳下面的地幔层中,岩石晶格被高温高压融化而不断错动,发生对流很有可能冲击城市屏障,就要预先设计逃生避灾空间。亦或是发生洪水,则需要特殊的脱水系统。

《流浪地球》小说中就描述了类似的灾害情节,由于岩浆渗入,地下城市的36万人只能通过升降梯前往其它层逃命……

2.环境控制。每个地下城市的规模至少都在万人以上规模,庞大的社区必然会产生大量的生活垃圾和废弃物,它们在地下能被放置在哪里,就需要预先在地下安置一些公共设施,如垃圾处理系统。实际上,已经有很多国际化都市成为先行者,开始推行地下垃圾积存技处理技术,来解决高密度城市住宅区的废物处理问题。

3.资源循环。没有人能预测人类需要在地下生活多久,因此地下城市必须是一个可持续的栖息地。这意味着,每个地下城市都需要成为一个独立的生态系统,资源到底如何重复循环利用是个问题。

MIT的设计思路是,通过树栖式的设计,让地下网络可以通过太阳能来收集能量,将水分分解成燃料、氧气和电池,从而为城市生活提供能源。NASA则发布过“冰屋”,通过外层的冰为内部提供储备原料。当然,最好的是那时人类已经搞定了可控核聚变技术,让可再生资源变得足够多,来解决地下城市的大部分能源问题。

唯有解决了上述这些基础保障,人类才有可能真正在地底长期可持续地生存下来。

重新理解生活:地下世界的梦与现实

单从技术来看,地下城市要保障人类在末世生存就已经是“地狱模式”难度了。

而更大的难题在于,是如何在漫长而艰难的岁月里,在地下深处组织起一个有序社会,并重建社会文明。

那么,当人类社会转移到地下,“软实力”方面都会遭遇哪些问题呢?

首先,是个人心理的不稳定。地下城市作为一个人为的非自然空间,不可避免具有结构上的弱点,像是纵深式设计、空间拥挤狭小、与自然环境隔绝。

在这种密闭空间中,人的想象力和恐惧感都会被放大,更容易产生绝望和崩溃的心理。如何保证人类在漫长的地下岁月中始终保持情绪稳定和理性,为了文明延续而奋斗,是摆在社会管理者面前的一个难题。

很多科幻文学作品和技术解决方案中,都会采用全息屏等技术来模拟自然环境变化。《流浪地球》中男主角为了逃课,就打破教室的模拟屏成功制造了混乱。

其次,生活方式带来的社会阶级问题。地下城市空间狭小、人口减少,又要应对探索新空间等严峻的生存任务,因此,地下城市的工作模式会是极其繁重的。这样的高压之下,底层普通人是否会一直默默忍耐,坚守一个可能需要几千年才能完成的理想,真是一个极大的挑战,很可能并没有电影所表现的那样岁月静好。

另一个值得注意的是,无论星际殖民还是地下城市,都会让理工科生先上。但人不是机器,新社会更需要有人来提供行政、调解、文娱、教育、设计等文艺类的工作,以避免群体性心理问题,提高新世界的生活质量。

那么,在新空间下将会发展出怎样的社会文化,传统的社会结构又会发生怎样浴火重生的变革,恐怕才是地下城市最难穿透的壁障。

综合来看,地下城市想要成为人类新的栖息地,并不那么容易。因为这背后隐含着的是社会文化、制度、技术、经济等一系列因素,对今天的人类来说还言之过早。

或许只有经历某些生死存亡的痛苦时刻,人类的地下进行曲才有必要和可能真正奏响。 

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本文系作者 脑极体 授权钛媒体发表,并经钛媒体编辑,转载请注明出处、作者和本文链接
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