仿生机械学的生物形态与工程结构
美籍华裔建筑大师崔悦君打算建造一座高达3200米的“终极塔楼”
据美国媒体4月4日报道，沙特亿万富翁阿瓦立德·本·拉塔尔亲王要在沙漠中建造一座1600米高的“1英里高塔”的消息一度引发轰动，但更令人咋舌的是，美籍华裔建筑大师崔悦君正打算在人口密集的旧金山市建造一座高达3200米的“终极塔楼”。这座圆锥形的塔楼将有500层高，底座直径达1829米，能容纳100万人同时居住。据悉，“终极塔楼”造价估计高达150亿美元。
500层“终极塔楼”高3200米
据报道，这座“终极塔楼”是由美籍华裔建筑大师崔悦君(Eugene Tsui)设计的，目的是为了应对寸土寸金的旧金山的人口激增问题。据悉，“终极塔楼”高达3200米(即2英里)，总计500层楼高。令人叹为观止的是，它的高度几乎是阿联酋迪拜市目前正在建造的807米“世界最高楼”的4倍。
从设计图看，这座“终极塔楼”的形状呈一个巨大的圆锥形，底座直径达1829米，矗立在旧金山市海湾附近，四面被一片湖水环绕。据透露，“终极塔楼”的圆锥形外观是从动物世界最高的建筑、非洲白蚁巢穴形状受到启发，并按照空气动力学设计的，令它虽然极高依然能保持稳定。
像树一样吸收水和能量
据报道，“终极塔楼”的内部能源设施全部按照仿生学原理而特别设计，令整座塔楼就像一棵树，可以直接从四周的湖水、阳光、甚至空气中吸收水和能量，从而不会对环境造成任何污染。据悉，“终极塔楼”四面被湖水环绕，而设计师崔悦君从树木由根须吸收水分并运送到树顶的原理受到启发，设计了一种类似的装置，从而可以自动地将塔楼底部的湖水运送到塔楼高处。
同时，“终极塔楼”表面覆盖光电太阳能吸收板，从而将阳光转化为塔楼所需要的大部分电能。而且，“终极塔楼”还将使用一种“大气能量转换系统”，利用塔楼顶部和底部的气压差来发电。此外，风力涡轮发电机也将利用风力为塔楼提供辅助电能。据设计师崔悦君称，整座“终极塔楼”就是一个大型的生态系统，如同一座“活着而且会呼吸的建筑”。
“塔城”容纳100万人
按照崔悦君的设计，“终极塔楼”楼内总建筑面积多达63平方英里，能够供100万人口同时居住生活。而且，在这座“塔中城市”里，居民们可以享受到非常好的生活质量。据悉，“终极塔楼”总计有144部电梯，围绕在塔楼的外围。所有电梯利用压缩空气产生垂直推动力，令电梯速度可达到每小时13英里。尽管“终极塔楼”有3200米高，乘坐的电梯只需要9分40秒就可以从底层到顶层。
此外，“终极塔楼”塔身的窗户都带有特别设计的有空气动力学风帽，从而将自然风引入塔内，使塔楼内的空气保持新鲜。同时，塔身还安装无数面反射镜，可让阳光直接照射到建筑中。“终极塔楼”每层都将修建开放式的花园阳台，供塔楼居民休闲散步。塔楼的电动车都由丙烷和氢气驱动，从而完全避免了内燃机或者有毒废气排放。
造价高达150亿美元
据报道，崔悦君设计的旧金山“终极塔楼”造价估计高达150亿美元，目前仍处于构想阶段。尽管如此，崔悦君已有一个更大胆的设想——世界各地任何一个人口密度过高的大城市都可以建一座这样的“终极塔楼”，从而彻底解决住房问题。
崔悦君表示，据联合国统计报告显示，随着世界范围人口快速增长，给环境、经济和社会都带来了巨大威胁。而在未来7年内，全球将出现22个人口超过1000万人的“超级城市”。而“终极塔楼”将是一个全新的“绿色设计理念”，能够充分利用地球表面资源。
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崔悦君：师从名师设计前卫
崔悦君博士是美籍华裔建筑师、城市和区域规划师。他的建筑设计大胆创新，与传统风格迥异，有意冲破传统的四方箱设计思维。崔悦君首创以研究自然现象和环境作为全面的设计基础，包括发展新建筑材料和方法，开创“进化建筑学”先河。他曾在加州设计一间防地震球形房屋，被当地报章形容为狂野得像一只吃了类固醇的海洋生物。
崔悦君出生于美国俄亥俄州一个华人家庭，父母20世纪40年代由中国移居美国修读物理学及物理治疗，一家其后搬到明尼苏达州。他19岁成为见习建筑师，并在1976年蒙特利尔夏季奥运会参与设计工作，协助当时的设计总监，成为当时设计队伍中最年轻的一位。崔悦君自1976年起师从著名建筑大师戈夫，直至戈夫在1982年去世。
1992年至1998年崔悦君在旧金山建筑学院担任副教授，1999年起担任深圳大学建筑学院访问教授。1990年崔悦君在加州开设建筑师事务所，1999年在深圳开设分公司。
崔悦君多才多艺，也是工业设计师、作家、画家及运动员，能说流利普通话及德语，目前已婚，与妻子育有3名子女。崔悦君曾说：“我生在美国，身上流的却是中国人的血。那时很多华人并不教他们的子女中文，而我父母则是一个例外。从很小开始我就记得每天晚上母亲都要教我中文。我那时不明白学习这些陌生而奇怪的符号有什么意义，似乎一点用处都没有。直到懂事了才明白父母的良苦用心。”
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随着科学技术的迅猛发展，仿生技术的应用日益广泛，如人类模仿乌龟的背甲制造了薄壳建筑；模仿萤火虫的发光原理制造了冷光灯；模仿蝙蝠的回声定位发明了雷达，科学家根据长颈鹿利用紧绷的皮肤可控制血管压力的原理，制造出可以保持宇航员血压的抗荷宇航服，模仿蛙眼制造了电子蛙眼．故答案为：
前面我们提到过，经过了亿万年的进化，生物的形态是最优的。形形色色的生物结构中，有许多巧妙最佳利用力学原理的实例，让我们从静力学的角度出发，来观察一下生物形体结构对人类工程设计产生的影响。
自然界有许多高大的树木，其挺直的树干不但支撑着本身的重量。而且还能抵抗大风及强烈的地震。这除了得益于它的粗大树干外，还靠其庞大根系的支持。一些巨大的建筑物便模仿大树的形态来进行设计，把高楼大厦建立在牢固可靠的地基上。
植物的果实担负着延续种族的任务，亿万年的进化使其果实多呈圆形。圆的外形使它们在较小的空间占用最大的体积来存贮营养，同时使它们对外界的压力如风力等有较大的抵抗力。如花生、核桃等还有着坚硬的外壳，可以保护里面相对娇嫩的果仁。同样地，动物也具有对自然力的适应性，如蛋壳、乌龟壳和贝壳等，都巧妙利用了一定的力学原理。如果你握住一个鸡蛋，即使加力挤压，也很难把它弄破。原来蛋壳的拱形结构与其表面的弹性膜一起构成了预应力结构，在工程上称为薄壳结构。
自然界中巧妙的薄壳结构具有各种不同形状的弯曲表面，不仅外形美观，还能够承受相当大的压力。在建筑工程上，人们已广泛采用这种结构，如大楼的圆形屋顶、模仿贝类制造的商场顶盖等。
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在蜂巢的启发下，人们仿制出了建筑上用的蜂窝结构材料，具有重量轻、强度和刚度大、绝热和隔音性能良好的优点。同时这一结构的应用，已远远超出建筑界，它已应用于飞机的机翼，宇宙航天的火箭，甚至于我们日常的现代化生活家具中。
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