上回說到劉所長被問：究竟如何擺弄這些原子。隻見他不慌不忙地用手指了一下窗外，說道：“請看那棵大樹：它用樹根從土壤中吸收水和無機鹽，以利用其中的氫、氧、氮、磷、鉀等原子；又用樹葉從空氣中吸收二氧化碳，以利用其中的碳原子、氧原子。這些原子在基因（DNA）的控製下，進行排列組合，最終成為大樹的一部分。”“你是說靠基因來擺弄這些原子嗎？”“正是。在生物的細胞核裏有一個由億萬原子組成的雙螺旋大分子。這個大分子是一本用原子編寫的密碼，也是一個用原子製作的存儲器，可以儲存海量的信息。這些‘信息’有的設定生物體的形狀，有的設定大小，有的設定硬度，有的設定強度，有的設定顏色，有的設定性別......就連我們自己，也是由這些信息設定的。這些信息就是基因。改變這些信息，就可以改變生物體的各項特征。如果按照需要的形狀、大小、硬度、強度來設計這些信息，就可得我們所需要的構件。這些按構件設計的信息叫‘構件基因’。當然，構件不是生物，沒有根和葉。”“哪靠什麼吸收原子呢？”“靠人工環境。”“什麼樣的人工環境？”“富含離子的人工環境。因為構件基因隻能吸收利用處於離子狀態的原子。沙子、石頭和土壤中幾乎含有我們所需的各種原子，但必須先把它們製成溶液，使這些原子處於離子狀態。然後再把構件基因放入溶液中，它就可以直接吸收這些離子，逐漸生長成構件。為了使構件快速生長，我們隻需控製溶液的濃度、溫度及流動速度即可。總之，構件不是生物，我們隻是利用生物基因調控原子的方法來生產所需的構件。構件基因與生物基因不同，它隻包含與形體有關的信息，如形狀、大小、強度、硬度、密度等。”“構件不是生物，自然沒有生命，沒有生命怎麼能生長？”“並非隻有生物才能生長，世上許多沒有生命的東西也能生長。例如：雨滴、雪花、冰雹、晶體、鍾乳石等等。生物與非生物的根本區別不是能不能生長，而是如何對待環境。生物能在傳宗接代的過程中不斷地改變基因，以適應環境。非生物則隻能被動地依賴環境。所以構件的生長完全依賴於人工環境。”“構件的生長與生物有何不同？”“生物的生長一般是先把原子合成蛋白質，再把蛋白質組裝成細胞，再由細胞到組織，組織到器官，器官到係統，最後到整體。生長所需的原子以碳、氫、氧為主，生成物以有機物為主。構件的生長跨越了蛋白質、細胞、組織、器官等幾個階段。采取了有機分子直接調控無機相生長的策略，類似於骨胳與牙齒的生長，但又不全一樣：骨胳與牙齒的生長以鈣的堆積為主，而構件的生長可利用多種金屬或非金屬。由於生成物為無機物，所以可長期保存。構件的生長有點像我們熟知的‘無土栽培’，但它沒有根、莖、葉、花、果、種，隻有所需的形體。構件的生長有點像我們熟知的‘電鍍’，但它不是靠電場強行把溶液中的離子堆積到物體的表麵，而是根據基因中的信息，逐個吸收和安排溶液中的離子，最終成為所需的構件。”“構件對長度、硬度、強度的要求很高，這些指標能達到嗎？”“我們先來看看自然界的基因所能達到的指標：在長度方麵可超過百米，如紅杉樹；在硬度方麵可超過合金鋼，如狼的牙齒；在抗拉強度方麵可超過鋼鐵，如蜘蛛的絲。如果專門設計這些基因，還能得到更高的指標，直至材料強度的極限。”“構件基因是怎樣設計的？”張主任越問越具體。“首先，根據所需構件的形狀、大小、密度、硬度、強度、光潔度等，對照基因圖譜，進行基因組裝。然後利用數學模型，進行檢驗。檢驗合格後，再根據所需的數量進行複製。”“怎樣把構件基因變成構件？”“隻需把構件基因送入培養池中即可。構件基因通過吸收溶液中的離子逐步長大，達到設計目標以後自動停止，類似於生物的發育成熟。用這種方法生產的構件，不僅硬度、強度、光潔度可達到異乎尋常的水平，而且精度極高，一致性極好，是其他方法所不能比的。比如您見過的那根魚竿，它由一百多個構件組成，每個構件的尺寸誤差都小於一納米。”“百聞不如一見，我們還是到現場看看吧！”張主任說完，站起身來，在劉所長的陪同下，向現場走去。張主任、劉所長一行來到‘基因製備車間’。這裏相當於工廠的設計室。由於它的產品不是圖紙，而是構件基因，所以把它叫作車間。劉所長兼該車間的車間主任。幾名工作人員正在電腦前和設備旁工作。該車間的任務是：根據構件的形狀、大小，在電腦中製成三維圖形。然後再根據對強度、硬度、光潔度的要求，設計構件內部的元素配置和疏密結構。最後代入“反演公式”，以得到構件基因的“分子式”。為了驗證構件基因的正確與否，還需把“分子式”代入“正演公式”，如結果與要求一致，則說明基因設計正確。“正演公式”是構件基因生長過程的數學模型，“反演公式”則是它的逆運算。以上工作完全在電腦中完成。有了構件基因的“分子式”，還需把它變成“分子”，即“構件基因”。這項工作是在一台專用設備中完成的。張主任在這台設備旁和工作人員親切交談，問長問短。走出“基因製備車間”，張主任、劉所長一行來到“溶液製備車間”。該車間實際上就是一個現代化的化工廠。它以太行山區取之不盡的沙、土、石為原料，生產構件生長所需要的各種溶液。用‘鐵’製造構件，需把鐵礦石裝入高爐，進行高溫冶煉，以得到液態的鐵‘熔液’，不僅浪費能源，而且汙染環境。用‘第三材料’製造構件，雖然也用‘鐵’，但不用進行高溫冶煉，隻需將鐵礦石製成‘溶液’。在‘溶液’中生成的構件，比用“熔液”澆鑄的構件要堅固得多。‘溶液’和‘熔液’雖然隻有一字之差，卻是人類由幾千年的‘鐵器時代’進入‘第三材料時代’的標誌。該車間除生產富含鐵離子的‘溶液’外，還生產多種元素的‘溶液’，如：矽、鈣、鋁、鎂等。這些元素在地球上的含量非常豐富，是構成沙、土、石的主要成分，也是構成‘第三材料’的主要成分。同樣是這些元素，隻是由於對其原子的排列進行了某種控製，就得到了異乎尋常的性能。第三材料不僅性能優越，而且原料豐富，取之不盡。溶液全部循環利用，絕無廢水、廢液、廢氣排放。唯一的廢棄物是廢渣，但廢渣經處理後，已成為改良土壤的添加劑。張主任、劉所長一行最後來到“構件生長車間”的“培養池”旁。池內的液體來自溶液製備車間，溶液的溫度、濃度、酸度等，都根據需要自動控製。劉所長在池旁感慨地說：“構件基因好比種子，培養池好比農田，我們向池內添加各種溶液好比灌溉和施肥，正在生長的構件好比莊稼。現代化生產模式與原始農業居然如此類同！”張主任接過話題說：“波浪式前進，螺旋式上升，是一切事物發展的共同規律，機械製造也不例外。”劉所長接著說：“其實人類對‘基因’的利用，比其它任何東西都早，都廣。例如：原始的農業，牧業，漁業，林業，及我們吃的瓜、果、菜、肉、蛋、奶，還有我們用的木材、棉花、橡膠等。哪一個不是在利用‘基因’，隻是不自覺而已。”張主任說：“先有實踐，後有理論，在理論的指導下，再實踐，再理論......也是一條基本規律。人類在不知道基因時，就開始利用基因，知道了基因以後，自然要更靈活，更充分，更廣泛地加以利用。”劉所長又深有感觸地說：“這種類似於農業的生產模式，不僅是材料領域的第三次革命，也是製造領域的第三次革命。製造領域的第一次革命稱作‘標準化’。發生在18世紀。在此之前，製造業主要由石匠、木匠、鐵匠等構成，他們製作產品不需圖紙，全憑經驗，他們生產的零部件不能通用。‘標準化’以後，圖紙開始廣泛使用，由於零部件有了統一的圖紙，統一的標準，因而可以通用，可以互換，可以實現多家工廠合作生產，大大提高了生產效率。製造領域的第二次革命稱作‘自動化’。發生在21世紀。由於信息技術的進步，實現了設計、繪圖、加工、製造的自動化，使生產效率進一步提高。製造領域的第三次革命稱作‘農業化’。‘農業化’不僅使冶金、機械、水泥、玻璃等行業走向終結，也使車、銑、刨、鍛、鉚、焊等加工手段壽終正寢，是一次更徹底的革命。”張主任接過話頭說：“我看還有一次更大的革命！”在場的人都茫然不解。“一次更大的革命”是什麼？且聽下回分解。
第八章千米構件大革命改天改地改傳統書接上回，張主任的一句話使在場的人都茫然不解，隻有劉所長心領神會，慢慢道出其中的奧秘，他說：“材料強度的提高，不僅可以小代大，用小東西解決大問題，促進小型化、微型化，還可以促進大型化、巨型化。”張主任也有感而發，他說：“人類社會初期，無論是所用的工具，還是所造的器物，其大小都是以人為本，比人體太大或太小的尺寸基本用不著，所以長度的原始單位是‘尺’、‘碼’、‘米’。隨著生產力的發展，小尺寸和大尺寸才開始使用。從尺度上說，生產力的發展有兩個方向，一個是小型化，一個是大型化。”劉所長接著說：“隨著加工精度的提高，人們逐漸開始使用分米、厘米、毫米、微米、納米。‘微米技術’的典型代表是微電子技術，它可以把一個複雜的電路作在一微米的範圍內。‘納米技術’的典型代表基因技術，基因技術使我們可以一個一個地擺弄原子，導致第三材料的出現。在鐵器時代，我們可以造幾百米長的鐵船，但不能造幾百米長的鐵棍，因為鐵棍長了就不再是棍，更像是麵條。第三材料的出現，使我們不僅可以造幾百米長的鐵棍，還可以造幾千米長的各種構件。例如：千米立柱、千米橫梁、千米葉片、千米軌道、千米管道等。”張主任感慨地說：“千米構件的出現必將引發一場‘千米技術’大革命。它將是人類曆史上最壯觀的一次革命，它將徹底改變我們的生產、生活、居住和出行方式。千米技術大革命，改天改地改傳統，也必將改變地球的麵貌，我們必須保證這種改變是有益的。”劉所長接著說：“到目前為止，所有的‘第三材料’都是在這個池內生產的，由於池子小，還不能生產超大型構件。為此，我們正在籌建長達2500米的大型培養池，千米構件的出現指日可待。”2101年10月1日，長達2500米的培養池建成。2101年10月10日，第一批‘千米構件’試製成功。2101年11月7日，‘千米構件’標準頒布。2101年12月25日，一個開天辟地的‘特大工程’拉開帷幕。究竟是什麼工程？且聽下回分解。
第九章空中城市出太行世界從此變模樣上回說到，一個開天辟地的特大工程拉開帷幕。這個特大工程就是劉所長童年時的夢想。千米構件試製成功以後，劉所長就想用它來實現童年時的夢想。他給地球居委會打了一個題為“利用第三材料，搭建空中平台，改造太行山區居住環境”的報告。該報告於2101年12月25日獲批準，一個開天辟地的‘特大工程’拉開帷幕。地球居委會派******前來作規劃。******等人認真分析了有關衛星照片，對太行山區的文化遺產、地形地貌進行了詳細地調查和勘測，根據劉所長的報告，很快作出規劃。根據規劃，太行山的中段將出現一個由空中平台組成的“人類第二家園”示範區。關於人類第二家園的設想，近百年來，一直是個熱門話題。地球表麵的陸地，是人類的第一家園，由於人口的增長，第一家園日益人滿為患，不堪重負。為了開辟新的生存空間，有人主張向太空發展，如開發月球，開發火星，建造空間站等；有人主張向地下發展，如地下鐵路、地下商場等；也有人主張向海底發展，如海底工廠、海底城市等。簡稱上天、入地、下海。由於受到陽光、空氣、和水這三個人類生存必要條件的限製，發展都不理想。上世紀初，有個中國人提出一個新的設想，並且在2001年5月14日的“河北日報”上公開發表。其大意是：在戈壁、沙漠、山地、海洋、沼澤等無人居住的區域的上空，搭建空中平台，作為“人類的第二家園”。它比上天、入地、下海有一個明顯的優勢，就是可方便地利用地球上的陽光、空氣、和水。由於當時的技術水平所限，這一設想至今未能實施。第三材料和千米構件出現，終於為這一設想的實施拉開帷幕。根據規劃，人類第二家園示範區南至“障石岩”，北至“五台山”，東至“華北平原”，西至“太原盆地”，南北長100公裏，東西寬100公裏，總麵積1萬平方公裏。示範區內共建1萬個空中平台，每個平台的高度都定在海拔1200米，原因有三個：一是因為：這一區域的山峰大部分在海拔1200米以下，選擇這個統一的高度，可以覆蓋大部分山頭，給人以身處大平原的感覺。二是因為：障石岩、蒼岩山、五月寨、駝梁、五台山等名山大川均在海拔1200米以上，選擇這個高度，可使它們處於平台之上，繼續作為旅遊勝地。三是因為：海拔1200米處的氣溫、氣壓、濕度、含塵量等，都比地麵更適宜人類上生活。空中平台由千米構件組裝而成，千米構件包括立柱、橫梁、平板。每個構件長達千米，重達千噸，采用整體製造，整體吊裝方式。首先將立柱在選定位置垂直插入地下數百米深，頂端位於海拔1200米處。在立柱的頂端鋪設橫梁，橫梁也是千米構件，跨度可達千米。橫梁之上鋪設平板，平板也是千米構件，為了製造和吊裝方便，平板為長條形，根據需要進行拚裝。平板之上可作為住宅、商場、學校、工廠、農場、體育場的用地。每個平台根據用途不同有大有小，一般不超過1平方公裏。平台不宜連成一片，以免下方暗無天日，破壞生態環境。根據規劃，示範區內有一半的麵積不許覆蓋，以作為下方的“天窗”。每個平台都是一個獨立的“方舟”。天窗在為下方提供陽光的同時，也作為方舟間的隔離帶和綠化帶。山區居民遷到方舟上以後，地麵的植被迅速恢複。站在方舟通過天窗看地麵，就像置身於綠色的海洋。這個綠色的海洋不僅為我們淨化空氣，美化環境，還是野生動、植物的家園。人類與動物、植物在這裏和睦相處，繁華的都市與青山綠水在這裏完美結合。第三材料研究所承擔了全部千米構件的設計生產任務。為了在三年之內完成，工程總指揮劉柱梁在工作會議上首先發言，他說：“1萬個平台共需25萬個千米構件。要在三年之內完成平台建設，必須在半年之內把千米構件的年生產能力擴大到10萬件。剩下兩年半時間，僅夠用來生產這些構件，平台的建設隻能和構件的生產同步進行，邊生產，邊吊裝。所以我們還必須在半年之內，完成吊裝運輸設備的設計和製造，因為目前市場上還沒有這種萬噸級的吊裝運輸設備。”工程副總指揮，構件生長車間主任——王文進發言：“自從2500米培養池投產以來，我們千方百計提高構件的生長速度。目前，千米構件的生長周期已從最初的28小時縮短到8小時，看來近期很難再有大的突破。要在半年之內把千米構件的年生產能力擴大到10萬件，必須擴大規模。每個培養池的年生產能力是1000件，所以必須再建99個同等規模的培養池和溶液生產車間。”工程副總指揮，亞太重型機械設備公司經理——阿拉法特發言：“有了千米構件，組裝萬噸級起重機沒有問題，組裝萬噸級運輸車也沒問題，隻是這萬噸級公路網不好辦！在山區修這樣高級別的公路，不僅工程浩大，工期難保，而且還將嚴重破壞環境。”高級規劃員——******接著阿拉法特的話說：“我剛作過勘測，在太行山區修建萬噸級公路確實很難。如果用超大型吊車吊著重物翻山越嶺，不僅不用修公路，而且還省去了裝車卸車的麻煩，不知誰能製造這樣的吊車？”與會的各位指揮、領導、專家都發了言，有的擺困難，有的出點子，有的談想法，有的提建議。最後，總指揮——劉柱梁集中大家的意見和智慧作出決定：“為了加快工程進度，我們把這個邊長100公裏的示範區，南北十等分，東西十等分，分成100個邊長為10公裏小區。每個小區的中心設一塔式吊車，吊車臂長6千米，塔高6千米要能吊起長千米重千噸的構件翻山越嶺，既可覆蓋本小區，又與相鄰小區有重疊，以便相互傳遞貨物。100台塔式吊車可以解決整個示範區的吊裝和運輸問題。難點在於吊車的臂長和塔高，這些超常規的設備，必須采用超常規的材料和技術。材料問題由我負責，吊車技術問題由阿拉法特負責，必須在6個月內完成。每個小區建一個千米構件生產基地，每個基地包括一個‘培養池’和一個‘溶液製備車間’。構件基因由現有的‘基因製備車間’提供。生產千米構件的原料是沙、土、石，可以就地取材。各小區千米構件生產基地建設要同步進行，工期也是6個月，由王文進負責。”總指揮部署完畢，各部門分頭去作。三年以後，1萬個方舟拔地而起，並且已各有其主。其中1千個用來安置平台下方的原居民。第三材料研究所也遷入平台上的新居。100個千米構件生產基地正在忙著為1萬個方舟上的業主們製造“新產品”。這些“新產品”主要是別墅、住宅、辦公樓、教學樓、寫字樓。還有商場、劇院、賓館、飯店等，訂單也不少。比較特殊的“產品”有科技館、博物館、美術館、體育館等。所有產品都是整體製造，整體出廠，整體吊裝。這些產品與千米構件相比，隻能算是“小件”。為了便於這些“產品”送貨上門，那100台塔吊尚未拆除。考慮到今後的大件運輸及平台的維護保養，工程指揮部決定將100台塔吊長期保留。塔吊還是觀光旅遊的好去處，登上塔吊頂端，可觀平台全貌。平台上的供水係統、供電係統、通訊係統，都在按計劃進行，隻有交通係統的設計方案被居民代表本格森否決，究竟為什麼？且聽下回分解。