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給你7億塊樂高,你能造出一座連接紐約和倫敦的大橋么?

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說起用樂高搭橋,你可能會想到這樣:

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或者增加點難度,搭成這樣:

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甚至有些技術大佬,用樂高組裝出一條高速:

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但如果要用世界上現有的樂高積木,去建造一座橫跨大西洋連接紐約至倫敦的大橋,這可行嗎?

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實現這一操作聽起來似乎天方夜譚,然而,曾在NASA工作的蘭道爾·門羅就將這一問題好好研究了一番。蘭道爾·門羅首選塔橋方案,想在大西洋上建起一座類似這樣的樂高大橋:

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要建橋,最初需要考慮的當然是材料問題。為了節約成本,蘭道爾·羅門打算將橋的長度暫定為紐約到倫敦的最短距離,也就是它們的直線距離,約為6000公里。而橋面就設計為5米寬,也可供車輛通行。

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如果用樂高中2x4規格的長方形積木去搭建,粗略計算至少需要7億塊積木。根據樂高套裝檔案保管員丹博格整理的數據,蘭道爾·羅門統計出了全世界現共有50至100億塊此規格的樂高積木。

這樣算下來,樂高大橋的材料問題也無需擔憂。

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材料充足後,就該進入搭橋這一步驟了。塑料材質的樂高積木,雖然防水,但一塊一塊拼接起來,抗壓能力也十分的弱。如果要橫架在大西洋上,海浪一衝打,很容易就會斷裂。

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不過這一問題也很好解決,只需在拼接完成的樂高表面做一個整體防護,比如塗上一層密封材料。不僅防水,還會改變整體積木塊的密度。使它們密度小於水,這樣一來,也有利於橋墩的建設。

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那麼,在水裡橋墩是如何搭建起來的呢?可以利用常規的橋墩搭建方法——沉井施工法。簡單概括,這一方法共有三個環節。

首先,將一個密封的空心橋墩模板放在水中。然後在施工過程中不斷進行抽水,讓橋墩模板周邊的水向外排出。最後在到達海底土層位置時,一邊挖掘一邊下沉,直至下沉到合適的土層為止。

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沉井施工法動畫演示

根基打好後,又迎來了這項工程的另一大重點:樂高大橋的承重力問題。為了使一輛重量大約在2000千克的普通汽車能夠正常行駛,樂高大橋的橋面與橋身都需要十分結實。

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想必你和狂丸一樣,也有一個的疑惑,只是塑料材質的樂高積木,能夠有多結實?

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這還得從樂高積木連接件的抗拉強度說起。來自蘭昆士蘭大學的研究人員特里斯坦洛斯塔奇曾對樂高積木抗拉強度做了一個測試,得出的結論是將又長又薄的積木交叉疊放在一起,這樣的連接設計抗拉強度非常大,堪比混凝土。

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除此之外,這座橫跨大西洋的樂高大橋,還可能經受來自海洋的兇猛摧殘。橋的中部最容易受到風浪與洋流產生的一個拉力,它們會把大橋中部往一個方向推。

因此,如何抵擋住強風大浪也是樂高大橋的必修課。

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若想讓樂高大橋能在大風浪下,依舊「獨善其身」,那麼橋面至少要離海面四米高,然後用鐵索將我們的樂高大橋錨定在海床上。這樣一來,鐵索連接的橋墩和橋身也必須增加一定的高度。

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此外,大西洋的海床從中間的一條裂縫,正以速度約為每112天移動1塊樂高積木的距離,向兩邊延伸。

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因此,為了防止大洋的內部運動影響到樂高大橋,還需要在橋身上設置伸縮縫,或者定時頻繁地去大洋中間添加幾塊積木。

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那麼問題來了,如此費時費力的工程,如果要真的實施起來,共需要花費多少錢呢?蘭道爾·門羅在研究這一問題時,調查了製作樂高積木的原材料ABS塑料的成本價格,大約為每千克1美元。

加上固定橋身與橋墩的鐵索花費,他粗略地計算了一下,至少要花費5萬億美元。

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而5萬億美元是一個什麼樣的概念呢?

要知道,早在1888年就已經開始有人構想如何快速橫跨紐約和倫敦,其中也不乏一些科學工作者,知名生活科技信息雜誌《Popular Science》曾在2004年提到過一個設想: 海底隧道和磁懸浮超音速列車。

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這個思路來自麻省理工學院海洋工程教授Ernst Frankel,大致想法就是在大西洋表面以下45至90米深處搞個隧道,隧道可以讓一列磁懸浮列車以每小時4000英里的速度奔跑,從紐約到倫敦,大概也就是1個小時左右。

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是不是感覺這個設想比樂高大橋更科幻,更難,也更現實,然而你猜猜這項工程估價大約需要多少錢?

當時文章內給出的支出預計,才僅為880-1750億美元....

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相比5萬億美元,這個價格簡直就是弟中弟,夠蓋出一座「水下樂園」...

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當然,這筆錢估計也夠直接買下倫敦的大部分地產。根據英國房地產網站Zoopla的數據顯示,截止去年1月,倫敦的總房產價值為1.5萬億英鎊....粗略換算一下不到2萬億美元。

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這麼一看突然發現連接紐約和倫敦好像也不是什麼難事,當然,這一切的前提,還是我們的錢包里要有錢才行....

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(文中圖片素材均來源自網路,僅供學習交流使用)

文中大部分腦洞與計算數據,來源自2014年全美最暢銷的趣味科普讀物《WHAT IF》


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