未來地下之城

巴利斯·卡爾多基亞

很多年前，我剛用上臺式電腦時，在一個制圖軟件里發(fā)現(xiàn)了一張倒影圖，這張由不知名作者創(chuàng)作的倒影圖由此成為了30年來激發(fā)我科研興趣的起點……今天我想向大家談下我對地下城的假想，當(dāng)然這個問題還需要我們從長計議，但現(xiàn)在我們都有責(zé)任關(guān)心城市建設(shè)問題。我經(jīng)常問自己：“我們的子孫后代究竟還能到哪里、怎么樣生活？”

地球內(nèi)部不是只有豐富的礦藏

上世紀(jì)90年代后期，人們對采礦僅是用來開采和精煉有用礦藏的模式化思維終于被打破。采礦的新概念包括人類開發(fā)地殼中的所有主要元素，自然形成和人為形成的地質(zhì)空間資源也被單獨定義，但仍同屬地下空間。

地下空間這個概念在古希臘神話中就已經(jīng)存在。波塞冬、哈得斯與宙斯一同戰(zhàn)勝了父親克洛斯之后，三兄弟抓鬮劃分勢力范圍，宙斯獲得了天空，波塞冬成了大海和湖泊的君主，而哈得斯屈尊地下，負(fù)責(zé)統(tǒng)治地下世界。蘊藏著豐富礦物的地下和地上一樣，是一個廣大的世界。

地下空間包括山洞、巖溶洞等天然形成的空間，和人為修建的適宜重復(fù)利用的地下工事。世界各國對發(fā)掘地下空間越來越感興趣。地下空間有很多優(yōu)勢：受外部環(huán)境影響小，可以抵御自然災(zāi)害或人為破壞;可以開采巖鹽礦床，鹽礦還能夠治療慢性支氣管炎、哮喘等病癥。

克里米亞秋福特-卡列洞穴小鎮(zhèn)

目前，城市地下空間已經(jīng)得到利用，人們在地下修建了地鐵、地下火車站、地下車庫和地下停車場、地下商城等，這些極大程度地減輕了大城市的用地壓力。甚至還出現(xiàn)了專門的學(xué)科——城市地下空間規(guī)劃學(xué)，據(jù)古魯比夫教授稱，這是一門綜合利用地下城市及其他人口聚居區(qū)地下空間的與建筑和空間規(guī)劃相關(guān)的科學(xué)。

我們的家園——山洞

從古時起，人們就已經(jīng)開始在地下工作生活。塞特尼爾德拉斯沃德加斯是西班牙南部的一個建在峽谷中的小鎮(zhèn)，部分位于地下，現(xiàn)在近3000居民生活在峽谷的下面甚至里面。

土耳其卡帕多細(xì)亞地下城

在土耳其卡帕多細(xì)亞，近6萬人長期生活在幾個相連的地下城中，那里教堂、學(xué)校、倉庫、釀酒作坊、廚房、水井、廁所等基礎(chǔ)生活設(shè)施一應(yīng)俱全。每一座地下城都像是一座網(wǎng)絡(luò)密布的蟻穴。

神秘的格魯吉亞洞穴修道院始建于12世紀(jì)，擁有6000間房屋，可容納4萬人。如此恢弘的建筑，即使是現(xiàn)代科技，也很難企及。至今仍有一小部分人居住于此，但大部分洞穴已成為博物館。

事實上，世界上很多國家都有古代地下建筑，其中聞名世界的有馬耳他地下城堡、克里米亞秋福特-卡列洞穴小鎮(zhèn)和印度基什地下洞穴，還有始建于12世紀(jì)的格魯吉亞的地下修道院。在澳大利亞荒涼之地庫伯佩地，約有1600人生活在地下，他們的家就是地下洞穴。

位于澳大利亞阿德萊德以北846公里的庫伯佩地，從地表看去，是個非?；臎龅牡胤?，只有幾家賓館和一個高爾夫球場，仿佛一座廢棄的城鎮(zhèn)。但實際上，這個小鎮(zhèn)有3500名居民，其中60%生活在地下，他們的家就是在地下挖出的洞穴。庫伯佩地始建于1915年，當(dāng)時這里發(fā)現(xiàn)了貓眼石（蛋白石），目前全球95%的貓眼石都出產(chǎn)于這里。但是蜂擁而來挖礦的人們發(fā)現(xiàn)住在地表是非常辛苦的——因為這里的溫度非常高，在夏季，這里的地表溫度經(jīng)常超過40攝氏度。

波蘭維利奇卡鹽礦

早在13世紀(jì)，波蘭南部城市維利奇卡就發(fā)現(xiàn)了鹽礦。維利奇卡鹽礦巷道全長300公里，深327米，這座洞穴曾在很長一段時間里只被作為作業(yè)工人的住所，現(xiàn)如今，這里不僅有電影院、咖啡館，甚至還有一個不大的人工湖。類似的洞穴在瑞典也有：薩拉銀礦酒店，深150米，內(nèi)設(shè)音樂廳和咖啡館等供休閑娛樂的地方。

地下住所的產(chǎn)生有時也是迫不得已。例如，巴黎和奧德賽的長形地洞，它們最初并不是為了居住而建，但在二戰(zhàn)期間拯救了數(shù)千人的性命?？死锩讈喛坛喟雿u的地下洞穴也曾容納過近萬名士兵和難民。

為防御或避難而建的地下工事有單獨的歷史。上世紀(jì)60年代，美國科羅拉多州夏延山軍事基地開鑿了防備極為森嚴(yán)的洞穴，北美防空指揮中心就安置在這里，核戰(zhàn)爭爆發(fā)時這里拯救了成千上萬人的生命。現(xiàn)如今，美國防空指揮部遷到了其他地方，但這個地下工事仍然保留了下來，并且還像從前一樣有人居住。類似的防御工事在很多國家都有。

地上已經(jīng)擁擠不堪

瑞典薩拉銀礦酒店

近些年來，在世界各地的大城市，用地緊缺的問題開始變得越來越嚴(yán)峻，尤其是在美國、加拿大、墨西哥、日本、韓國和荷蘭這些國家的特大城市。如今像墨西哥城、伊斯坦布爾、上海、紐約和東京這樣的特大城市的人口已經(jīng)超過了1100萬，甚至達(dá)到了1800萬，人口密度每平方公里為3000至7000人。專家預(yù)測，到2025年，這些世界特大城市人口將增至1900萬至3500萬。

那時城市空地將不復(fù)存在，因此我們眼下不得不提出大城市地下城的建設(shè)方案。在一定程度上，我們的終極目標(biāo)與日本的城市建設(shè)概念基本相符：“地上城有多發(fā)達(dá)，地下城就應(yīng)同樣發(fā)達(dá)?！?/p>

美國、日本、韓國、俄羅斯的許多城市早已存在類似的地下工事，通常被設(shè)為火車站、地下停車場、商店、大型商貿(mào)中心和地鐵。但是，世界各地的實際情況表明，這些遠(yuǎn)不能解決那些特大城市的主要問題。

因此，前不久地下城建界提出了更加清晰的新理念——打造“雙城”。這種建設(shè)理念的最終目的就是使地下空間盡可能多地容納大量城市居民，并能讓人類長期生活。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，我們要解決一系列復(fù)雜的社會問題和科技問題。只有攻克了這些難題，我們才有機(jī)會合理利用地上和地下的生活空間。

現(xiàn)今，在一些國家（如美國和韓國）已經(jīng)設(shè)立了專門的科研室，開始對利用太陽系里地球附近行星的地下空間進(jìn)行研究。在那些人類未來可以移居到其他星球的方案中，也包括在外星球建設(shè)地下城。例如，月球就有建立地下城的可能。

尤謝里·凱沙博士的一句話用在這里再恰當(dāng)不過：“不斷加快進(jìn)程的城市化，只給我們留下了兩條出路，要么‘上天，要么‘入地?！?/p>

地下城是城市的“倒影”，還是城市的一部分？加拿大蒙特利爾地下城這個實例就是對這個問題最有說服力的回答。蒙特利爾地下城又常被稱為“室內(nèi)的城市”，是世界上最大的地下城，城內(nèi)供居住和辦公的面積占350萬平方米。蒙特利爾地下城每年有4至5個月的冬季，因此而聞名，這段時間每天都有近50萬人光顧。

蒙特利爾地下城幾乎擁有所有生活基礎(chǔ)設(shè)施：商業(yè)中心、酒店、銀行、博物館、大學(xué)、地鐵站、火車站和公共汽車站等娛樂休閑及辦公設(shè)施。蒙特利爾地下城并非所有部分都位于地下，而是地上居民住宅與地下城相連接，因此在寒冷的天氣里，人們無需外出便可逛商場，還可以從地下通道快速從城市一端到達(dá)城市另一端。

會令人感到害怕嗎？

“發(fā)生自然災(zāi)害時，你愿意待在一個50層的摩天大樓里，還是地下城？”美國亞利桑那州立大學(xué)工程專家山姆艾利·安尼阿拉納穆問道。

這個問題很難回答?？茖W(xué)家在努力開發(fā)地下城，但同時一些居民產(chǎn)生了負(fù)面情緒?！拔覀儚纳蕉蠢镒叱鰜?，如今卻又要把我們趕回去！”人們在102層的摩天大樓里生活不感到害怕，卻不敢想象安靜地坐在深10-20米的圖書館里會是什么樣，再想到地上可以享受著充足的日照和干凈的空氣，便更無法想象如何在地下生活。

人們會有這種想法并不難理解，畢竟我們已經(jīng)適應(yīng)了住在摩天大樓里。地下城的生活我們只在好萊塢大片里看過，在我們印象中，經(jīng)常生活在地下的只有那些常出現(xiàn)在新聞報道中用生命冒險工作的礦工。

生活在地下城，就意味著我們要離開熟悉的環(huán)境，安全似乎也沒有了保障，最重要的是沒有充足的陽光。但這些問題原則上都可以解決。利用潛望鏡原理或光纖技術(shù)，通過一種特殊的窗戶就可以解決光照問題。

迪拜地下摩天大樓的創(chuàng)建者打算在深350米的地方建賓館，他認(rèn)為這個賓館將十分適宜居住：沒有噪音，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以長期保持舒適的溫度。裝在墻上的大屏幕都是用有機(jī)材料——自然光制成，還能直播地上所發(fā)生的事情。建筑師們正在籌劃更多方案，以降低人們患上幽閉恐怖癥的風(fēng)險。

另一些專家提出，人們的心理問題可能會成為地下城發(fā)展的障礙。他們認(rèn)為完全適應(yīng)地下環(huán)境幾乎是不可能的，因為地下城四周封閉，人類移動受限并與熟悉的生活環(huán)境長期隔絕。

但仍有許多國家的學(xué)者堅信，可以在地下創(chuàng)造出舒適的氣候和適宜的溫度、濕度、空氣流動速度、光照。地下空間規(guī)劃的權(quán)威人士雷蒙德·斯特林認(rèn)為，生活在地下不會引起巨大的心理不適感，他說：“因為大多數(shù)人坐地鐵都沒有引發(fā)心理問題?！?/p>

大城市的許多居民已經(jīng)很習(xí)慣沒有日照的生活，他們已不再關(guān)注人造光，地鐵、地下車庫、地下休閑娛樂中心也沒有使他們患上幽閉恐懼癥。

按照規(guī)劃，地下城的每個房間都存有氧氣（類似在飛機(jī)上用的存氧系統(tǒng)），安全疏散門、自動梯和人行步道都會連接地下通廊和地上出口，疏散系統(tǒng)也會在第一時間發(fā)出警報，電梯的速度將設(shè)定為55公里/小時，上升400米的高度，一分鐘足矣。

在哪里修建，如何修建？

目前，建地下城經(jīng)濟(jì)有效的方案還未確定，但專家已有總體規(guī)劃：地下工事應(yīng)建在高度穩(wěn)定的整片山嶺處，采用立井技術(shù)。并非所有山嶺都適合施展此類工程。

地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，最適合建地下城的國家是加拿大、瑞典、挪威和南非。地下摩天大廈的外形輪廓取決于它們的“高度”和山嶺的耐勞度，規(guī)模類似于首爾地下商街那樣，“天井”工事的方案也有可能實施。

地下摩天大廈的溫度處于地表溫度以下，海拔位于地下水所在海拔之下，因此地下城對排水系統(tǒng)、溫控和空氣凈化系統(tǒng)的性能要求極高。加拿大、瑞典和俄羅斯等氣候寒冷的國家還需要將地下溫度提高到10攝氏度以上。地下越深，溫度越低，將地下500米深處的溫度控制在25攝氏度也是一個技術(shù)性的挑戰(zhàn)。保障地下能源充足是另一個難題：不僅需要海量電能，還將帶來一筆巨額支出。

建地下城將會遇到一系列復(fù)雜問題，為攻克這些難題，包括礦業(yè)工程師、建筑師、律師、心理學(xué)家和生存安全方面的專家在內(nèi)的工程師和科學(xué)家們都要為之不懈努力。

未來，人口過剩的特大城市無法繼續(xù)擴(kuò)城時，地下城城市化將勢在必行。我想強(qiáng)調(diào)的是地下城城市化的“必要性”，而不是“必然性”。雖然目前這個問題不是急待解決的，但在不久的將來我們必須要面對，盡管不排除未來的某一天我們可能會找到可供人類生存的其他行星。

俄羅斯的方案

俄羅斯國土遼闊，像莫斯科這樣的超級城市盡管現(xiàn)在還能通過擴(kuò)建衛(wèi)星城解決用地問題，但未來也必將實施發(fā)展地下城的戰(zhàn)略，尤其是在氣候極其寒冷的城市。

美國計劃在亞利桑那銅礦區(qū)建立居民點，俄羅斯也計劃在東西伯利亞雅庫特自治共和國的礦業(yè)城市米爾內(nèi)實施《生態(tài)城市2020》的方案，計劃容納10萬居民。米爾內(nèi)是世界上人口最稀少的地區(qū)之一：每平方公里3人。米爾內(nèi)地處西伯利亞腹地，靠近北極圈，大陸性氣候典型，嚴(yán)寒的冬天極為漫長，短暫的夏季也十分炎熱，春秋季極短。冬季平均氣溫為零下35攝氏度，最低溫可以達(dá)到零下62攝氏度。一年最熱月是七月，平均氣溫28-30攝氏度，最高溫達(dá)36攝氏度，這樣極端的反差也不適宜農(nóng)作物的生長。

米爾內(nèi)鉆石礦場是世界最大的露天鉆石礦坑之一，一個巨大的漩渦狀洞穴猶如一口大碗，入口直徑1000多米，螺旋狀的地洞深530米，這樣的深度使地球內(nèi)部磁場與地表上空的空氣形成強(qiáng)大氣流。這個露天洞穴光照十分充足，因此可以在洞口搭設(shè)光伏陣列，有效利用光能，還可以使地下洞穴的光照比地上更溫和。礦坑地下空間將被分為3層：最底層用于農(nóng)產(chǎn)品種植，就是所謂的垂直農(nóng)場;中間層安設(shè)公園，凈化空氣;最上層用于長久居住。礦坑還可以通過特殊裝置根據(jù)冷熱空氣的氣壓差發(fā)揮其優(yōu)勢。

建類似地下城，無需設(shè)計儲存熱量的結(jié)構(gòu)，因為碗口形洞穴的坑壁就能發(fā)揮蓄熱功能。最上層不僅要建設(shè)居民住宅、政府辦公樓，還有文化休閑設(shè)施。這座地下城可以成為雅庫特人的療養(yǎng)和休閑中心，甚至還可能成為世界旅游勝地。

俄羅斯偉大的科學(xué)家、思想家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基曾說，人類必將會面對太空居住問題。地下城可以成為人類在其他行星建立居住地的原始樣板，成為人類完成這一偉大使命的必經(jīng)準(zhǔn)備階段。我們需要借鑒國內(nèi)外的各種經(jīng)驗，在許多國家他們的設(shè)想已經(jīng)落實到了具體行動中。

本文即將完成之時，作者突然接到一條關(guān)于日本的消息：日本計劃在15年后，在海面到水深500米的位置建造一座球體海岸水下城市。據(jù)日本清水公司提出的概念，這將成為一座能容納5000人的直達(dá)水面的未來海底都市，人們可以在這里生活和工作。巨大的球體城市直徑為500米，將設(shè)有住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)、辦公區(qū)及快捷酒店，不僅可以做到絕對防水，還能在天氣惡劣時退回水下。海底還有一條15公里的螺旋形通道。同時還計劃建造海底沼氣制造廠，利用海底微生物將二氧化碳轉(zhuǎn)換為沼氣燃料，最后通過螺旋通道將沼氣輸送給居民。

日本清水公司的這個建設(shè)構(gòu)想十分大膽，但現(xiàn)代科學(xué)日新月異，這也并非遙不可及。城市用地緊張、大城市人口過剩、海平面上升的問題日益嚴(yán)重，這一突破性的設(shè)計為沿海地區(qū)帶來新的生機(jī)的同時，也為人類地下城建設(shè)提供了更多思路。

[譯自俄羅斯《薛定諤的貓》]