導讀：為明天的大都市設計的生態藍圖向我們展示了清新的空氣、清潔的水源和永不堵車的交通體係。

　　今年下半年

，全世界的城市人口將有史以來第一次超過全球總人口的一半。而這種發展趨勢絲毫沒有減慢的跡象。到2030年，將會有超過50億人居住在城市環境中—現在的數字是33億—發展中國家的農村人口還在不斷地湧入城市
，尋求更好的教育和更高收入的工作。

　　zhezhongfazhanbukebimiandejieguobianshidachengshi。zaiyazhouhefeizhou，zhezhongdaguimodechengshijiegouyijingchujianduanni。biruwoguoguangdongshengdedongguanjiushigedianxingdelizi


，20年前這裏還隻是一個中等規模的城鎮，如今已經擁有700萬人口。更為極端的例子是尼日利亞的前首都拉各斯，到2015年
，其人口總數可能會達到2400萬人，而上世紀70年代時僅為300萬人。這樣的增長帶來了深切的生態學問題。

　　年輕的大都市可能會成為一個個的噩夢—如果它們像墨西哥城那樣發展的話：在這座擁有1800萬人口的城市中
，劣質的供水管網絡係統流失了40%的飲用水
，而每年因為空氣汙染而導致生病的居民總計要損失掉相當於250萬個工作日。

　　其實城市並不是一定要走上這條發展之路—如果能夠很好地進行規劃，它們的結果會截然不同。

　　城市密度和理性的中心規劃是首要問題，也是建設生態生存環境的第一步。就拿美國紐約來說：每個紐約市民所造成的碳排放要比美國的平均水平低2/3，zhezhuyaodeyiyuqigonggongjiaotongxitong。erniuyueshidegongnuanxitongtongyangyongyouhengaodexiaolv，zheshiyinweitacaiyonglefusheshidesheji

，gongyuzhijiannenggouxianghugongxiang。haiyouhenduozhongyaodelvsefaan
，biruniuyueshichangmaike·布魯伯格提出的到2030年減少城市碳排放30%的計劃，也起到了重要的作用。對於那些長期以來一直向往這樣目標的新興城市的規劃者來說，這是最接近理想的狀況。

　　但一座完美的大都市又該是個什麼樣子呢？在接下來的幾頁中，你將看到一些由科學家、工程師和設計者帶來的最理想的設計方案。其中的解決方案包括自動化
、人性化的公交車
，飄浮在空中的通勤交通艙，摩天大樓農場，直接噴塗的太陽能電池和潮汐發電機。盡管其中有些可能需要再過50年才能投入商用，但它們卻勾劃出了一個未來，那就是利用綠色技術使城市成為它最希望變成的樣子—自給自足的可持續發展。

　　交通

　　自己駕駛公共小電車電動的City Car城市車[1]的靈感源於麻省理工學院的研究者。它就像是超市中的購物車：你可以從任何主要交通節點(比如地鐵站附近的停車場)開走一輛這樣的雙座小車，將它開到你目的地附近的另一個交通站，把它停在那裏，然後繼續你的旅程。今天的汽車每天有95%deshijiandoushitingzhebudongde，erqiehaibazhanzhebenlaijiushifenzhenguidetingchekongjian，erzhezhongxiaochezaicunchudeshihouhainenggouzhedieqilai。chengshichezuixiyinrendedifanghaizaiyutatigongleyizhongquanxindenengliangxiaofeifangshi：它通過車頂的太陽能板充電，還能在停車時將多餘的能量輸入城市電網。

　　沒有司機的公交車為了減少擁堵和汙染
，城市可采用自動駕駛的公交車[2]
，它ta們men依yi靠kao生sheng物wu柴chai油you和he電dian力li組zu成cheng的de混hun合he動dong力li驅qu動dong。公gong交jiao車che能neng夠gou通tong過guo跟gen蹤zong特te定ding車che道dao上shang安an裝zhuang的de磁ci性xing標biao誌zhi停ting靠kao到dao乘cheng客ke身shen邊bian，同tong時shi由you中zhong央yang計ji算suan機ji控kong製zhi選xuan擇ze乘cheng客ke最zui多duo的de線xian路lu、發車頻率和總體的線路容量。

　　靠路上氣流發電開得更快也能節省能源。由建築師馬克·奧博赫茲發明的風力渦輪機將會排列在所有公路的中央，依靠從旁邊高速通過的汽車所卷起的氣流為城市電網供電。

　　低造價永磁體磁懸浮美國加州的Unimodal公司提出的Skytran是一種能夠按照實際需要運行的磁懸浮軌道交通係統[3]，它每小時最多可運送14400人次的旅客—這個數字相當於一條3車道公路。一個個獨立的雙座客艙掛在一條單線高速軌道上
，運行速度最高可達240千米/小時。到達目的地後，它們就會轉入相互間隔400米mi的de停ting靠kao車che道dao，在zai到dao達da和he出chu發fa站zhan台tai排pai成cheng一yi列lie。軌gui道dao上shang排pai列lie著zhe磁ci線xian圈quan，而er軌gui道dao艙cang上shang所suo采cai用yong的de是shi永yong磁ci體ti而er不bu是shi耗hao費fei能neng量liang的de電dian磁ci係xi統tong。整zheng套tao係xi統tong的de造zao價jia大da約yue是shi每mei千qian米mi620萬美元，這個數字僅僅是目前輕軌係統的1/10。

　　海藻公園生產氫氣海藻動力公園[15]是一個大約330平方米的池塘，上麵漂浮著一種由加州大學伯克利分校培育的特殊種類海藻，其製造氫氣的能力將達到天然海藻的100萬倍。在池塘底部的設施中
，海藻釋放的氫氣經過脫氧、脫硫處理後被收集灌裝到氣球狀的罐體中，每個氣球中所收集的能量足夠12輛車跑上一個星期。

　　人行道上收集踩踏能量建築師詹姆斯·格拉哈姆和泰迪伍斯·朱斯凱克所設想的Crowd Farm[4]是一條能發電的人行道，遍布城市各處的人行道可以將每天無數次的踩踏能量收集起來。它的工作原理就像是直流電動機：在(zai)人(ren)體(ti)重(zhong)量(liang)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，安(an)裝(zhuang)在(zai)人(ren)行(xing)道(dao)上(shang)的(de)地(di)磚(zhuan)會(hui)輕(qing)微(wei)下(xia)陷(xian)並(bing)相(xiang)互(hu)擠(ji)壓(ya)，在(zai)這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)，有(you)一(yi)台(tai)設(she)備(bei)將(jiang)其(qi)中(zhong)的(de)能(neng)量(liang)轉(zhuan)化(hua)為(wei)電(dian)流(liu)。如(ru)果(guo)安(an)裝(zhuang)在(zai)繁(fan)忙(mang)的(de)火(huo)車(che)站(zhan)，Crowd Farm所產生的能量可以用來點亮6500個發光二極管—足夠火車站的照明使用了。

　　食物和水

　　從海洋高效取淡水地球上的所有水資源中
，隻有不到1%能夠飲用
，缺少清潔的水源是大都市難以擺脫的煩惱之一。幸運的是，加州大學洛杉磯分校的材料科學家艾瑞克·霍克已經創造了一種海水脫鹽係統[16]
，nenggoujianghaiyangbianchengyigejudadeshuichang。huokedefamingshiyizhongguanmo，meigedezhijingzhiyourentoufadeshiwanfenzhiyi。zhezhongchicunnenggouzuzhiyanfentongguo，danchunjingdeshuiquenengchangtongwuzu。qinshuijuhewuzhichengdetucengnengbangzhushuichuanguomoceng
，tongshidangzhubaokuoxijunzaineideqitawuzhi。huokedezaoqishiyanxianshi，zhezhongbomodexiaolvyaobichuantongdezhengliutuoyanxitonggao50%。

　　管道機器人查漏水像紐約這樣的大城市每天都會浪費掉4%的水資源

，也就是將近13萬噸水。為了及時發現和修補漏水的管道，伍茲霍爾海洋研究所的研究人員開發出了一種自動化的水下機器人[5]
，裝(zhuang)備(bei)了(le)視(shi)頻(pin)攝(she)像(xiang)機(ji)和(he)聲(sheng)納(na)來(lai)巡(xun)查(zha)供(gong)水(shui)管(guan)道(dao)。高(gao)樓(lou)裏(li)種(zhong)莊(zhuang)稼(jia)農(nong)業(ye)是(shi)全(quan)球(qiu)變(bian)暖(nuan)的(de)禍(huo)首(shou)之(zhi)一(yi)。有(you)機(ji)食(shi)品(pin)會(hui)好(hao)些(xie)嗎(ma)？在(zai)運(yun)輸(shu)和(he)耕(geng)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)同(tong)樣(yang)會(hui)抵(di)消(xiao)掉(diao)它(ta)們(men)在(zai)生(sheng)態(tai)上(shang)帶(dai)來(lai)的(de)好(hao)處(chu)。一(yi)個(ge)更(geng)好(hao)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)是(shi)在(zai)我(wo)們(men)居(ju)住(zhu)的(de)地(di)方(fang)種(zhong)植(zhi)農(nong)產(chan)品(pin)。一(yi)家(jia)名(ming)為(wei)Organitech的以色列公司所提出的垂直農場概念是一個有30層樓高、依靠機器人自動管理的無土栽培綠洲[6]
，它能夠製造出足夠養活5萬人的食物和水。蔬菜漂浮在聚苯乙烯泡沫托盤上，其底部的軌道能夠自動調節營養物質，並能將其移動到種植
、培育和收獲的工作站上。灌溉水源來自經過過濾的下水道廢水
，並經過斑馬紋貽貝的淨化。這樣，水能夠為這裏超過100種的不同作物提供養分。

　　建築

　　外牆作用大這座10層樓高的建築[7]的基礎來自法國建築師傑奎斯·費fei裏li爾er的de設she計ji，其qi中zhong到dao處chu都dou能neng看kan到dao對dui生sheng態tai的de考kao慮lv。外wai部bu的de混hun凝ning土tu網wang格ge結jie構gou負fu責ze支zhi撐cheng整zheng棟dong建jian築zhu的de結jie構gou負fu載zai，上shang麵mian覆fu蓋gai著zhe光guang電dian池chi和he雨yu水shui管guan道dao。雨yu水shui進jin入ru一yi個ge中zhong央yang提ti純chun係xi統tong並bing為wei整zheng棟dong建jian築zhu提ti供gong幹gan淨jing的de水shui源yuan。在zai建jian築zhu的de頂ding部bu能neng安an設she風feng力li發fa電dian裝zhuang置zhi，而er底di部bu的de地di熱re井jing可ke以yi取qu代dai空kong調tiao和he鍋guo爐lu，大da樓lou底di部bu的de恒heng溫wen岩yan床chuang能neng在zai夏xia天tian冷leng卻que水shui

，或huo者zhe是shi在zai冬dong天tian為wei其qi加jia溫wen。多duo功gong能neng的de氣qi泡pao房fang

　　舊金山的IwamotoScott建築公司設想了這樣一種居民樓[8]，它同時還能承擔過濾水的工作
，製造出可以安全飲用的自來水。這項技術的基礎是一種智能的“水外殼”—包(bao)裹(guo)著(zhe)建(jian)築(zhu)物(wu)正(zheng)麵(mian)的(de)厚(hou)厚(hou)的(de)多(duo)孔(kong)外(wai)殼(ke)，雨(yu)水(shui)管(guan)道(dao)直(zhi)接(jie)穿(chuan)過(guo)裏(li)麵(mian)的(de)中(zhong)空(kong)結(jie)構(gou)
，在(zai)這(zhe)裏(li)通(tong)過(guo)紫(zi)外(wai)線(xian)進(jin)行(xing)淨(jing)化(hua)。在(zai)建(jian)築(zhu)物(wu)頂(ding)部(bu)安(an)裝(zhuang)有(you)填(tian)充(chong)著(zhe)鹽(yan)溶(rong)液(ye)的(de)“枕頭”，當外界環境較熱時，鹽就會變成液態吸收熱量，從而降低環境溫度
；當外麵很冷時，它又會凝固起來，在釋放熱量的同時
，還能起到隔熱保溫的作用。

　　能源

　　地下超級電網洛克菲勒大學的傑斯·奧色貝爾提出的Supergrid超級電網[9]jiangchaodaodianlanyuqingguandaojieheleqilai。binglengdeyetaiqingzaitongguoguandaowangluodetongshi，nenggouweidianlanjiangwen
，jianshaoyoudianzuchanshengdenengliangsunshi。guandaohainengtongshikuaijiediweijiaotongxitongchuansongqingranliao。

　　可噴塗的太陽能電池幾乎每一座建築都能為自己提供足夠的電能，而這要依靠一種價格便宜、可以直接噴塗的太陽能電池[10]。由新澤西理工學院的化學家索米納什·密特拉發明的這種粘性溶液中包含有兩種納米微粒—一種用來捕捉陽光，另一種能將它轉化為電能。

　　高(gao)效(xiao)風(feng)力(li)電(dian)廠(chang)現(xian)有(you)的(de)風(feng)力(li)渦(wo)輪(lun)發(fa)電(dian)機(ji)受(shou)到(dao)機(ji)械(xie)係(xi)統(tong)的(de)限(xian)製(zhi)，因(yin)為(wei)其(qi)中(zhong)的(de)軸(zhou)承(cheng)經(jing)常(chang)磨(mo)損(sun)。而(er)在(zai)去(qu)年(nian)於(yu)北(bei)京(jing)召(zhao)開(kai)的(de)亞(ya)洲(zhou)風(feng)能(neng)大(da)會(hui)暨(ji)國(guo)際(ji)風(feng)能(neng)設(she)備(bei)展(zhan)覽(lan)會(hui)(WindPower Asia)上出現的磁懸浮渦輪[11]能(neng)夠(gou)解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)。一(yi)係(xi)列(lie)垂(chui)直(zhi)的(de)葉(ye)片(pian)安(an)裝(zhuang)在(zai)釹(nv)永(yong)磁(ci)體(ti)上(shang)
，完(wan)全(quan)擺(bai)脫(tuo)了(le)需(xu)要(yao)消(xiao)耗(hao)能(neng)量(liang)的(de)電(dian)磁(ci)。由(you)於(yu)取(qu)消(xiao)了(le)軸(zhou)承(cheng)，摩(mo)擦(ca)力(li)也(ye)將(jiang)最(zui)小(xiao)化(hua)

，渦(wo)輪(lun)機(ji)在(zai)風(feng)力(li)隻(zhi)有(you)0.9米/秒時即可開始發電。單台磁懸浮渦輪發電機就能提供足夠80萬個家庭使用的電能。

　　潮汐渦輪發電機

　　根據科學家的估算，海洋能夠提供20億千瓦的能量，大約相當於今天全世界能源總消耗量的12%。駕馭這種能源的一種方案是潮汐渦輪發電機[12]。英國布裏斯托爾的海洋發電廠正在愛爾蘭海岸外的一個海峽中安裝世界上最大的潮汐能渦輪發電機，其產生的能量足夠1000戶家庭使用。置於海底最深40米處(深度取決於當地潮汐情況)的渦輪機組能夠像風車一樣工作，在潮水上漲推動旋槳葉片轉動時，就會驅動發電機的轉動；而退潮時，隻要切換轉軸方向，還能讓葉片反轉繼續發電。下一個投入建設的項目將在威爾士附近的海岸，那是一個由7台渦輪機組成的10500千瓦的發電設施。

　　靠海浪發電另一種方案被稱為Wavebob[13]，它能將海浪轉化為電能。該係統擁有兩個基本組件：一個是安裝在沉於海中的重物上的中央圓柱體，另一個是環繞在圓柱體外側、能neng夠gou漂piao浮fu於yu海hai麵mian的de環huan形xing輕qing重zhong量liang漂piao浮fu物wu。當dang海hai浪lang湧yong來lai時shi
，外wai層ceng的de環huan狀zhuang物wu就jiu會hui隨sui著zhe波bo浪lang上shang下xia湧yong動dong，其qi運yun動dong速su度du要yao遠yuan遠yuan快kuai於yu移yi動dong緩huan慢man的de中zhong央yang圓yuan柱zhu體ti。兩liang個ge部bu分fen之zhi間jian通tong過guo液ye壓ya機ji構gou相xiang連lian
，它ta們men之zhi間jian的de相xiang對dui運yun動dong會hui壓ya縮suo液ye壓ya機ji構gou中zhong的de油you
，從cong而er驅qu動dong發fa電dian機ji運yun轉zhuan。設she備bei會hui監jian控kong海hai浪lang的de情qing況kuang

，並bing據ju此ci調tiao整zheng液ye壓ya阻zu力li以yi便bian優you化hua發fa電dian效xiao率lv，在zai海hai流liu過guo於yu洶xiong湧yong可ke能neng撕si裂lie兩liang個ge部bu件jian時shi
，它ta還hai會hui主zhu動dong將jiang圓yuan柱zhu體ti與yu圓yuan環huan分fen離li，避bi免mian損sun傷shang。今jin年nian夏xia天tian，發fa明ming該gai設she備bei的de公gong司si將jiang會hui使shi用yong1/4比例樣機在愛爾蘭的戈爾韋海灣進行完整的試驗。到2010年，全尺寸樣機將能夠產生1500千瓦的電能。該公司的首席執行官安德魯·帕裏斯說：“哪裏有海浪，我們就去哪裏。”