振動(dòng)蝴蝶效應(yīng)：地鐵呼嘯過(guò) 北大電子顯微鏡刮旋風(fēng)

一條條地鐵軌道正在北京快速生長(zhǎng)。到2020年，它們的總里程將有近千公里。高峰時(shí)期，近千輛列車(chē)將同時(shí)在軌道上飛馳。

在運(yùn)載乘客的同時(shí)，這些重量超過(guò)100噸的列車(chē)，也成了一個(gè)個(gè)巨大的振動(dòng)源。振動(dòng)通過(guò)鋼輪、鋼軌、隧道和土壤，像波紋一樣擴(kuò)散到地表，進(jìn)入建筑物內(nèi)。

很少有人注意到這種振動(dòng)給城市帶來(lái)的影響。北京交通大學(xué)軌道減振與控制實(shí)驗(yàn)室是國(guó)內(nèi)較早開(kāi)展研究的團(tuán)隊(duì)。他們測(cè)試的數(shù)據(jù)顯示，10多年間，北京市離地鐵100米內(nèi)的地層微振動(dòng)提高了近10倍。

交通帶來(lái)的微振動(dòng)強(qiáng)度雖不算大，但持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，影響隱蔽不易被發(fā)覺(jué)。它曾讓捷克一座古教堂出現(xiàn)裂紋繼而倒塌，曾長(zhǎng)期影響巴士底歌劇院的演出效果，也曾干擾英特爾公司在集成板上雕刻納米級(jí)電路。

在地鐵激蕩起的振動(dòng)中，對(duì)精密儀器干擾最嚴(yán)重的是低頻振動(dòng)。這種振動(dòng)波長(zhǎng)很長(zhǎng)，不易在土層中衰減。北大環(huán)境振動(dòng)監(jiān)測(cè)與評(píng)估實(shí)驗(yàn)室主任雷軍，曾和學(xué)生拎著地震儀，測(cè)量過(guò)北京多條地鐵線路，他們發(fā)現(xiàn)，在精密儀器更敏感的低頻范圍內(nèi)，離地鐵100米內(nèi)地表振動(dòng)強(qiáng)度比沒(méi)有列車(chē)通過(guò)時(shí)高了30～100倍。

對(duì)北大和清華的精密儀器來(lái)說(shuō)，地鐵幾乎意味著“災(zāi)難性打擊”。

地鐵開(kāi)通之前，在這兩所中國(guó)最著名的高校，因公交和鐵路引起的環(huán)境振動(dòng)，已逼近甚至超過(guò)某些儀器規(guī)定的安全值。不過(guò)，因?yàn)檫@些儀器在制訂正常使用環(huán)境振動(dòng)要求時(shí)留有富余量，絕大部分仍能正常工作。臨近的地鐵線一旦開(kāi)通，兩所大學(xué)中對(duì)振動(dòng)敏感的精密儀器，很可能無(wú)法在最高精度下正常工作。……