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第196章 生態城市一（第6页）

如果按照我们上周提到的標准，每个人需要10，000平方英尺（约1，000平方米）的空间，包括住房、食物、娱乐、工作区、仓库和共享公共区域（当时我们说这个数字是经过充分高估且非常宽鬆的），那么这座仅一层高的铺砌星球就能容纳500亿人口。

而阿西莫夫笔下的川陀被描述为高达数英里、有数千层（一英里大约能建500层），而且还进口粮食，所以400亿这个数字实在差得太远了。

其他虚构的世界都市，比如《星球大战》中的科洛桑和《战锤40k》中的泰拉，通常设定的人口为一万亿或几万亿。

但我们刚刚算过，即使慷慨地给每个人分配10，000平方英尺（大约是一套舒適的家庭公寓的10倍），一层也能容纳500亿人。

如果建到4英里高（总共约2，000层），就能容纳1000万亿人。

如果建得更高，並且稍微减少每个人的个人空间，这个数字还能再增加一个数量级。

而虚构作品中的这些城市通常都被描绘得非常拥挤。

不过，我们很快就会发现，空间——即使是种植粮食的空间——根本不是问题，而1000万亿人口之所以不可行，是因为热量问题。

但让我先暂时偏离一下科幻作品中的规模设定。

科幻作家普遍缺乏对规模（通常指尺寸、能量或类似概念）的感知，这已经成了一个老生常谈的笑话和套路，但就我个人而言，人口规模问题尤其让我感到困扰。

在看待一个虚构设定时，我总是试图根据其设定的技术水平来评估其合理性。

我们经常探討一些看似疯狂的想法，並分析在特定假设下，它们在现实中並非不可能实现。

尤其是太空歌剧类型的科幻作品，似乎总认为一个星系只有几千个有人居住的行星，每个行星平均约有10亿人口，还试图用数万亿人口的帝国、数十亿人的军队和数千艘飞船的舰队来震撼我们。

《星际迷航》在这方面往往是最离谱的——一个由数百个世界组成的联邦，拥有比核聚变还强大的能源，还有物质复製机和传送器这样的先进技术，但不知为何，他们每个行星似乎只有一艘飞船，船员只有几百人或一千人，总兵力可能只有一百万左右，甚至比我们地球上大多数主要国家的兵力还少——而那些国家只需要供应地球百分之一的人口。

星际帝国本应该能够毫不费力地投入数百万甚至数十亿艘一英里长的飞船，而他们的母星可以保持著原始的自然森林，那些太阳系的人口也不会只有一万亿，而更像是拥有数万亿名水管工、画家或其他重要职业从业者。

话虽如此，行星上容纳超过1000万亿人口是不可行的，不是因为空间不足，而是因为如果没有某种新颖的散热方式，即使只有人体散发的热量（其他所有活动都在星球之外进行或效率极高），人类本质上就像是100瓦的加热器。

1000万亿人（10的15次方）会散发出10的17次方瓦的能量，这基本上相当於地球从太阳吸收的能量总和。

如果还要在星球上种植粮食来养活这些人，所需散发的热量至少还要再增加100倍——因为即使是我们过去討论过的超高效率水培技术，將电能和光能转化为食物卡路里的效率也只有大约1%。

如果必须散发相当於地球正常接收热量100倍的热量，根据我们过去討论过的黑体热辐射原理，星球的温度会升高三倍（以开尔文绝对温度计算），会比金星或水星还要热。

仅仅將星球的热量输出翻倍，温度就会升高约20%，相当於华氏150度（约摄氏66度）。

所以，即使我们遮挡了太阳（或者至少遮挡了太阳发出的对加热星球无用的红外线），即使我们使用了各种技巧，比如巨型散热片和天线（我们稍后会详细討论），除非有特殊的散热技术，否则在还没来得及担心居住空间或食物问题之前，所有人就会被活活烤死。

或许你会想，我们可以从其他地方运送粮食，而不用在星球上种植，也不用铺砌整个星球，比如通过太空电梯。

但这其实也行不通。

物体降落到星球上时会获得动能，就像把它们送上太空需要消耗大量能量一样。

一磅从月球农场进口的富含脂肪的培根含有2500卡路里，换算成焦耳就是一百万焦耳。

要把一磅质量从近地轨道运送到地面，它会获得超过一百万焦耳的能量，而这些能量最终都会以热量的形式散发出来。

所以，即使进口所有物资，人口越多，產生的热量也会越多，仍然会出现问题——哪怕进口的都是冷冻食品，或者试图从太空中运来巨大的冰块。

如果真的有一种超级科学的散热技术，那么可能性就会无限广阔——实际上，你可以一直向上建造，直到覆盖整个大气层，然后继续向外扩展。

到那时，再把它看作是平面就没有意义了，它本质上就是一个立体空间。

每个人10，000平方英尺的空间很容易就能变成100，000立方英尺，这样就能容纳大约4x10的18次方人，也就是4000千万亿人，或者4万亿亿人。

如果拥有虫洞或传送门这样的技术来散热，再加上人造重力或反重力技术来防止建筑坍塌（《星际迷航》和大多数科幻设定中都有这些技术），那么这样的人口规模是完全可以实现的。

不过，我们假设没有这些超级技术，只局限於我们目前认为可行的领域：核聚变技术已经实现，拥有智能但未达到人类水平的机器人，它们可以在监督下完成大量繁重的工作，比如建造建筑、维护水上园，以及在最少监督的情况下收割庄稼。

我们可能永远无法实现这些，但许多未来学家和科学家认为，这些技术大概率会在本世纪末之前实现，甚至可能在下一代人去世之前就会出现。