把人类关起来，可能是一种挽救环境的未来

“把科学带回家” 提供

撰文 | 编辑部的打印机

2019年5月，地球大气的二氧化碳浓度超过了415ppm，达到了近80万年以来的最高点。

同年的南美的森林大火不断，截至2019年8月23日共记录有75336起森林大火。年底，澳大利亚又燃起森林大火……

2019年前后海平面上升速度是20世纪的2.5倍，每年大约上升3~4毫米，但后来的上升速度增加了10倍……

2020年初，一种病毒把人类困在了屋子里，里面的人类显得不安，外面的地球变得安静了不少……

再后来的事情我就不得而知了，我被新款替换后，就陷入了沉睡之中。直到几百年后有人把我挖了出来才再次醒来，看到的世界和我沉睡前的有些相似：人类仍然待在建筑里，不过不是我沉睡前那样的小建筑，而是一栋就像一座城的超级建筑。里面的人类也不再不安，他们脸上大多都挂着的春天般的笑容。

我，就是之前露面的那位打印机（想知道我是谁，戳这里），现在被安置在一个历史博物馆里。在这里看到了超级建筑的历史，它们源自生态建筑（Arcology）的概念，由建筑师保罗•索莱里于1969年提出。他将建筑学和生态学相结合，主张用环保的设计来满足人的基本需求。

换句话说就是，限制无限膨胀的欲望，把人类圈起来，充分利用圈子里的资源满足圈内人的需求，不去过度影响圈外的环境，从而保护地球的生态环境。

生态建筑就是这样的圈。

生态建筑大多都是巨型的超级建筑，充分利用高层空间，一栋建筑就可以容纳成千上万人。由于其中的人口集中又稠密，供电和供水等系统的效率就可以大幅地提升。同时人们的活动缩小到建筑范围内，交通耗费的能源也会大大减少。同时，居民产生的废物也可以集中处理、回收再利用。这样的建筑能够自给自足。

不过在我沉睡之前，生态建筑大多都是纸上的设计，当时只有极少数真的付诸行动，这其中就包括保罗•索莱里设计建造的亚高山地实验城镇（官网https://arcosanti.org/）。该建筑坐落在美国一片偏僻的沙漠中，计划容纳5000居民。从1970年破土动工，到我沉睡前仍在断断续续地施工建造。亚高山地在当时是生态建筑的范例，每年有4万人前去参观体验，给参观的小朋友心中种下了种子，而这个时代的超级建筑就是那些种子开的花、结的果。

亚高山地 | Wikipedia

那些还停留在纸上的生态建筑，在当时看犹如科幻，在现在这个博物馆里已经成为了历史。

比如2007年莫斯科批准建造的“水晶岛”（Crystal Island）就科幻感十足。如果建成，水晶岛将是当时全球面积最大的建筑，比故宫占地面积的3倍还多。

水晶岛最大的特色是包裹在一个巨大的透气帐篷中，冬季可以密封保暖，夏季可以打开通风散热。太阳能电池板、可再生能源等当然也都有。可惜仅两年后项目就因全球金融危机失去资金支持，工期也被推迟。反正在我沉睡前，这个项目仍然没有消息。

相比来说，有的设计实际操作的可能性就大多了，比如在2009有建筑师设计的立体农场。

中间玻璃斜面的那个建筑块就是农场本身，能够为整栋建筑的1000人提供基本食物需求。其中有多种回收利用的设计，农场多余的水蒸气可以收集供居民区使用，农场废物产生的甲烷也可用于发电等等。

其实立体农场（或者叫垂直农场）的概念在当时也不新鲜了，很多地方都已利用，只是没有这样的生态建筑而已。

垂直农场 | Wikipedia

这个立体农场生态建筑的设计还设想其中的居民以植物性饮食为主，这样也就能够减少温室气体的排放，嗯……我想起沉睡前，人类对于居家隔离的抗拒和对于美食渴望的情景，如果把人类关在只有蔬菜水果的房子里……这样的设计在当时只能停留于纸面也不足为奇了。

其实这个时代的超级建筑并没有完全把人类关在一栋建筑中，不同超级建筑之间的交通还是十分便利的。类似的设计在我沉睡前也已经有了——线形生态城市（Lean Linear City）。这个设计同样是保罗·索莱里的作品，他把一栋栋超级建筑彼此相连成线，对环境友好的同时又不会让某一座生态建筑沦为孤岛。

Lean Linear City 模拟图 | arcosanti.org

上图中像城墙一样的建筑就是线形生态城市的主体结构，由一节一节的模块组成。每个模块大约200米长，分为左右平行的两部分，其高度超过20层楼高，可以容纳3000个人在其中生活。

可以看到其顶部有大量的太阳能电池板和风车，所以城市中的主要能源就是太阳能和风能。此外，建筑脚下的能源坡也能进一步利用太阳能，不仅让温室中的植物获得光照，还能收集太阳能。这样的能源组合将提供所需能源的80~100%。

少了发电厂、炼油厂等建筑，会减少大量的工业用水。其中的垂直农场也会比传统的耕种灌溉减少用水量。公园（上图右边的圆形建筑）里的流水经过处理后，可以用于农业，也可以供居民使用。对水资源的节省做得非常全面。

除了公园，线形城市的里还有其他的圆形大空间（上图左边的半圆形结构），能够满足人们的社交需求。居民还可以通过城市节点之间的桥梁和道路，去往其他的城市节点。在保护生态环境的同时，尽可能避免人类彼此孤立。

Lean Linear City | Paolo Soleri

更难能可贵的是，这个模块化的设计，为城市增长留了空间。这也是对现在这个时代生态建筑的重要启发之一。

除了陆地，现在海上也有不少超级建筑。在海平面上升后，人类并没有被海洋赶到更小的陆地上，有一些人在海面的城市里住了下来。海上城市建筑的设计思路，也是继承自曾经的生态建筑设计，不过最初仅仅是作为娱乐设施。比如 MORPHotel，就是一个漂浮在海上的豪华酒店。

图源见水印

在其启发下，后来诞生了海上生态建筑 HYPERCay。

HYPERCay

在HYPERCay中，太阳能电池板、菜园、雨水收集器等应有尽有，可以实现自给自足。它最大的特色是形状灵活，即使狭窄弯曲的通道中也能航行。

HYPERCay也是模块化设计，能很容易增减不同功能的船舱。这个时代的海上生态建筑的模块化设计，和这个一脉相承。得益于此，马尔代夫才可能成为了第一个彻底的海上国家。

虽然在沉睡之前就知道二氧化碳等温室气体的厉害，但只有亲眼看到这些翻天覆地的变化后才会被温室气体的威力震撼。为了减少大气中的二氧化碳，人类曾经通过植树造林来降低大气中二氧化碳的浓度，现在还建了不少人造树在空气中捕捉多余的二氧化碳。

treepod

没错，在我沉睡前就有了人造树的雏形。比如在2010年，美国波士顿市曾经设计过一个人造树（treepod）。它是模仿龙血树的造型，可以照到更多的阳光，让顶部的太阳能电池板为捕捉二氧化碳提供尽可能多的能量。

树冠内有一种特殊的人造树脂，干燥时会吸收二氧化碳，遇到水之后则会释放出来。只要让水经过树脂，带走二氧化碳，如此循环往复，就能让人造树不断收集大气中的二氧化碳。这样的一颗人造树吸收二氧化碳的能力，相当于1000棵真正的树。当时计算，1000万颗人造树，能吸收每年生产的二氧化碳的12%。

有意思的是，设计师还在这个人造树的脚下加装了跷跷板，如果有游人前来玩耍，就会为人造树充电，它就加紧马力捕捉空气中的二氧化碳。

望着窗外秀丽的风景、摇曳的树和夹杂的人造树，变化实在太大了，好在这个博物馆给我补了课，知道了发生过什么。

“即将闭馆，请有序离开。”——看来我又得断电沉睡了，晚安。

Lean Linear City 模拟图 | arcosanti.org

病毒：我不是早把人类关起来了吗？

这种昆虫让美国农民赔惨了，它们狠起来连自己都怕

复工后堵车了？太阳也陷入了宇宙级的幽灵堵车中

把科学带回家

ID：steamforkids

原创文章版权归微信公众号

“把科学带回家”所有

转载请联系 bd@wanwuweb.com

图片来源及参考资料储存于石墨：

https://shimo.im/docs/Hg3QDq3rWWXtKhRr