人类最高能盖出多高的楼？

　　截至2 0 2 0 年，世界上最高的楼是迪拜的哈利法塔，高达8 2 8 米， 直入云霄。楼底的人看到太阳落山时， 对于楼上的人来说， 太阳却未落山。

　　理论上人类能盖出最高的楼是多高？ 这个问题其实定义不清， 因为原则上只要楼的地基够大， 就能盖到任意高度。譬如， 日本人曾经就策划过一个叫“ X - S e e d 4 0 0 0” 的项目，高达4 0 0 0 米， 这已经不是高楼， 而是座城市了， 能住下1 0 0 万人。它的形状跟富士山差不多， 预计耗资2 0 0 0亿美元， 但现在这个项目已经被放弃了。只要地基够大，就能盖得非常高， 想超过珠穆朗玛峰都没问题， 因为盖楼要考虑的主要是底下承受的压力， 并且建筑形状如果是下宽上窄， 也不太担心大风吹来造成的侧推力。

　　但如果要造高出大气层的楼，光靠地基大就不行了，因为地球有自转。当楼很高的时候， 从全地球的尺度上来看， 随着高度的增加， 楼顶的旋转速度越来越快， 如此大楼受到远离地表的离心力会变得非常大。也就是当楼高到一定程度， 它受到的重力与离心力的合力方向便会向上。当然， 我们在高中的时候， 老师会说， 只有向心力， 没有离心力。离心力不是一个真实的力， 而是在一个非惯性参考系中， 为了使牛顿定律成立， 人为地加上去的一个惯性力。楼越高，离心力就越大， 所以当楼高到一定程度， 其实连地基都不需要了， 离心力会跟楼的重力平衡， 楼就可以飘浮在半空。当楼的重心在同步卫星轨道那个位置时， 楼就可以直接在地面上飘浮。同步轨道卫星的位置大约是离地心3 5 0 0 0 千米的位置， 所以这样飘浮的大楼， 大约可以到盖到6 万千米高， 约为地球半径的9 倍。

　　如果要造得更高， 地基要承受的不是压力， 而是向上的拉力。问题来了， 目前地球上没有那么大强度的材料可以承受住这种张力， 但碳纳米管也许可以做到。

　　碳纳米管是一种纳米材料， 把碳原子按六边形的蜂窝状排列， 然后再把它卷起来， 它的强度是钢的1 0 0倍， 但是密度却只有钢的1 / 1 6， 是一种极有前景的材料。但如果楼高到1 0万千米， 估计碳纳米管也承受不住了， 这栋楼就只能飞到太空里去了。

　　其实前面说到的几万千米高的楼已经不是楼了，而是科幻小说中的一个概念，叫做“太空电梯”。很多人可能要问， 建一个6 0 0 0 万米高的太空电梯有什么用？ 我们要用长远的眼光来算算这笔账。人类现在的宇航技术把1 0 0 0 克的东西发到太空里的成本大概是2 0多万元人民币， 但如果太空电梯建成了， 该成本会降到1 0 0 0 元。换句话说，要是谁先做出太空电梯， 从成本优势上来说， 地球周围的太空基本就全都是他的了。根据国际法， 海拔1 0 0 千米以上的太空区域是先到先得。别以为太空电梯是个纯粹的科幻概念， 它还是有长远的战略意义的。

　　（老陈摘自北京联合出版公司《了不起的物理》）

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