劈木頭，蓋高樓

Sinraptor

看厭了城市里的鋼筋混凝土，你是不是想要一個(gè)樹林里的小木屋？恭喜你，你的思想水平已經(jīng)趕上當(dāng)今最前衛(wèi)的建筑師了！如今，重拾木材這種古老的材料來建造房屋正在成為一種新潮。只不過，建筑師們比你膽兒更大。他們還要建木頭摩天樓，甚至木頭城！

木頭復(fù)興有必要

等等！怎么感覺這是在倒退呢？其實(shí)，復(fù)興木頭建筑還真的有必要。到2050年，世界上66%的人口將居住在城市。如果依然延續(xù)現(xiàn)在建造房屋的模式，你只會(huì)見到更多千篇一律的鋼筋混凝土大樓。而目前世界上11%的二氧化碳排放量都來自建筑物。那時(shí)不僅我們會(huì)住得很不舒服，溫室效應(yīng)還會(huì)讓地球越來越熱！于是，一些地廣人稀、森林覆蓋率又很高的地方的建筑師，把目光轉(zhuǎn)向了對(duì)自然環(huán)境友好、使用歷史又非常悠久的建筑材料：木頭。聽到這消息，快要爛在黑暗角落的木材們沸騰了。

木頭蓋房?jī)?yōu)點(diǎn)多

使用木材的第一大優(yōu)點(diǎn)自然是環(huán)保。只要木頭不腐壞或者著火，在建造中就不會(huì)向大氣排放二氧化碳。而且，木材是人類為數(shù)不多的能夠用來建房子的可再生資源。以松樹為例，一棵松樹成長(zhǎng)20～30年就能成為建筑材料。同時(shí)，由于木頭的保溫性好，住在木頭屋里你會(huì)覺得冬暖夏涼。

第二大優(yōu)點(diǎn)是木材建筑的施工速度非?？?，可以滿足大量人口的居住需要。這一點(diǎn)中國最有話語權(quán)。明成祖朱棣遷都北京前，修建故宮和十王府等大規(guī)模建筑，從準(zhǔn)備材料到竣工一共才十幾年;而同時(shí)代歐洲的石砌教堂往往要花費(fèi)上百年。最后，木頭建筑還有一個(gè)意外好處，就是對(duì)地震有較好的抵抗能力。

一把火，燒精光

防火問題是阻礙木頭重新成為建房棟梁之材的攔路虎。上面提到了明成祖辛辛苦苦十幾年建造的故宮，在建成的第二年，最主要的三大殿就被大火燒毀了。這令明成祖十分苦惱。

1666年，倫敦大火燒毀了全市約六分之一的建筑，導(dǎo)致上萬人無家可歸 。

1827年的一場(chǎng)大火，在24小時(shí)內(nèi)就摧毀了芬蘭古城圖爾庫75%的建筑。在發(fā)生大火前，圖爾庫一直是芬蘭的首都，也是最古老的城市。此后，圖爾庫重要的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和政府機(jī)關(guān)紛紛遷至赫爾辛基。一場(chǎng)大火就這樣改變了芬蘭的首都。

新型木材不怕燒

首先需要明確的一個(gè)認(rèn)識(shí)就是，在大火中，鋼筋混凝土建筑并不比木建筑更安全。因?yàn)榛饒?chǎng)的高溫會(huì)使得鋼筋變形，失去對(duì)房屋的支撐作用，造成房屋坍塌。而粗大的木材在大火中，先是釋放出水分，然后表面形成碳化層，將木材內(nèi)部與外界阻隔開來，反而不容易被燒（當(dāng)然，如果火場(chǎng)溫度繼續(xù)升高，木材還是會(huì)化成灰燼）。此外，在木頭中加入阻燃物質(zhì)，也可以有效提高木材的防火性能。

新型木材很堅(jiān)固

還有人擔(dān)心木材不夠堅(jiān)固，會(huì)制約我們建造高層房子。這其實(shí)也是個(gè)誤解。芬蘭首都赫爾辛基正在建造一座木頭新城，這里的住宅高達(dá)8層。它們使用了新型加工技術(shù)得到的木材，堅(jiān)固耐用，不僅可以滿足承重的要求，而且還比混凝土更輕。

住進(jìn)未來“大木屋”

當(dāng)你還在對(duì)重新使用木頭來建房子猶豫不決的時(shí)候，人家已經(jīng)把房子建好了！這不，在森林面積廣闊的加拿大，溫哥華不列顛哥倫比亞大學(xué)建造了一棟木結(jié)構(gòu)為主體的大樓，將為400名學(xué)生提供房間。

彈道——打勝仗的奧義

“導(dǎo)彈攔截失??！”

“目標(biāo)再次變軌！”

混亂的敵軍雷達(dá)站里，絕望的驚呼聲此起彼伏。

望著顯示屏上那個(gè)逐漸逼近的死亡光點(diǎn)，敵軍指揮官百思不得其解：如此行蹤詭異，這究竟是怎樣的一條彈道？

彈道是什么

汽車從家開到學(xué)校，會(huì)在路面上留下一條軌跡。同樣，子彈、炮彈和導(dǎo)彈發(fā)射后，也會(huì)在空中劃出一條軌跡—這就是彈道。與某些電影或游戲中呈現(xiàn)的直線彈道不同，現(xiàn)實(shí)中的彈道在地球重力和空氣阻力的影響下，會(huì)形成一條曲線。如果把場(chǎng)景搬到?jīng)]有空氣的月球上，這條曲線將變成一條標(biāo)準(zhǔn)的拋物線。

彈道早期史

扔出石塊、射出弓箭，其實(shí)都有看不見的彈道存在。雖然早在公元前3世紀(jì)，“彈道學(xué)”這個(gè)詞就在古希臘出現(xiàn)，但古人對(duì)這個(gè)概念一直很模糊。直到16世紀(jì)，意大利數(shù)學(xué)家塔爾塔利亞才首次利用數(shù)學(xué)方法計(jì)算炮彈等拋射物的軌跡，為彈道學(xué)作出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。

彈道學(xué)的發(fā)展，首先讓火炮的精準(zhǔn)度大幅提高。不過，同時(shí)期的火槍卻沒沾到什么光，因?yàn)樗淖訌椩陲w行時(shí)飄忽不定，就是神仙也沒法計(jì)算它的軌跡。直至19世紀(jì)，膛線工藝開始普及，讓子彈有了穩(wěn)定的飛行姿態(tài)，彈道學(xué)這才幫助槍械的精準(zhǔn)度邁上新的臺(tái)階。

當(dāng)彈道遇見導(dǎo)彈

第二次世界大戰(zhàn)后期，隨著電子學(xué)、材料學(xué)的發(fā)展，德國研制出了世界上第一種導(dǎo)彈—V1導(dǎo)彈。它的射程遠(yuǎn)超火炮，同時(shí)具有制導(dǎo)系統(tǒng)，可以更精準(zhǔn)地打擊敵人，彈道學(xué)在它的身上得以大放異彩。美中不足的是，V1導(dǎo)彈的飛行速度實(shí)在有些不敢恭維，以至于有人說用機(jī)槍就能攔截它……

不過，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，今天的導(dǎo)彈早已不是機(jī)槍能對(duì)付的了。比如洲際彈道導(dǎo)彈，它不僅能飛出大氣層，射程超過8000千米，而且在重回大氣層后，最高速度可達(dá)20馬赫（20倍聲速）以上。這樣的神兵利器，還有誰攔得住它？其實(shí)還真有，而且壞事就壞在了“彈道”兩字上—因?yàn)閺椀缹?dǎo)彈會(huì)沿著固定的彈道飛行，所以對(duì)方完全可以發(fā)射攔截導(dǎo)彈，在它的必經(jīng)之路上“守株待兔”！

難道，就不能讓導(dǎo)彈既可以飛得快、飛得遠(yuǎn)，同時(shí)又擁有一條無法捉摸的彈道嗎？

當(dāng)彈道遇見錢學(xué)森

20世紀(jì)40年代，一位中國科學(xué)家提出了一種全新的彈道設(shè)想，在理論上解決了導(dǎo)彈高速突防與機(jī)動(dòng)靈活之間的矛盾。這位科學(xué)家就是“中國導(dǎo)彈之父”—錢學(xué)森。他提出的“錢學(xué)森彈道”，將彈道導(dǎo)彈和飛航導(dǎo)彈的彈道完美融合起來—而這兩種導(dǎo)彈，正是一個(gè)以快見長(zhǎng)，另一個(gè)善于利用翼面控制方向。

你或許會(huì)問，不就是一條理論上的彈道嘛，它真的能給導(dǎo)彈性能帶來質(zhì)的飛躍？別急，咱們接下來就去看看錢學(xué)森彈道究竟有多牛！

高速！突破防御的秘訣

通常，洲際彈道導(dǎo)彈會(huì)被發(fā)射至太空，再利用重力持續(xù)加速?zèng)_向目標(biāo)，這樣既可以獲得高速，也能減少摩擦空氣產(chǎn)生的高溫。而錢學(xué)森彈道不僅縮短了在太空的飛行時(shí)間，還保證導(dǎo)彈能在距地面不到100千米的大氣層內(nèi)以平均10馬赫的超高速滑翔，大大減少了被攔截的可能性。當(dāng)導(dǎo)彈進(jìn)入末端攻擊階段，甚至可以加速到30馬赫，在15秒內(nèi)擊中目標(biāo)，此時(shí)更不可能再進(jìn)行攔截。當(dāng)然，只確保導(dǎo)彈高速還不夠，錢學(xué)森彈道最厲害的“撒手锏”還在后面！

變軌！讓導(dǎo)彈難以攔截

采用錢學(xué)森彈道的導(dǎo)彈有一大特點(diǎn)—彈道起伏不定，就像在大海中“沖浪”。想弄明白這是怎么回事，就得先學(xué)兩個(gè)名詞：激波和乘波體。

我們用拳頭擊打面團(tuán)，面團(tuán)的兩邊就會(huì)隆起，同樣的道理，導(dǎo)彈高速飛行時(shí)，也會(huì)不斷擠壓空氣，在周圍產(chǎn)生一圈沖擊波，這就是激波;乘波體是一種適宜高超聲速飛行的流線型結(jié)構(gòu)，由于下方激波比上方要強(qiáng)許多，所以采用了乘波體外形的導(dǎo)彈就像是乘坐在激波之上的“沖浪板”一樣。激波隨著速度不斷變化，彈道也隨著激波飄忽不定。對(duì)于現(xiàn)代反導(dǎo)系統(tǒng)而言，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈并不難，但面對(duì)神出鬼沒、不斷變軌的錢學(xué)森彈道，也只能眼睜睜看著導(dǎo)彈擊中目標(biāo)。

錢學(xué)森的絕妙構(gòu)想，似乎已經(jīng)讓彈道理論登峰造極。不過科學(xué)無止境，未來的人類說不定還會(huì)提出更厲害的理論，甚至走出地球，研究起“星際彈道”呢！這個(gè)人，會(huì)不會(huì)是你呢？