對於高層建築而言，「電梯困境」 是一個至關重要的問題。我們可以通過一個簡單的例子來理解：假設一棟 10 層的建築，每層麵積為 100 英尺 ×100 英尺（即每層 10,000 平方英尺），總建築麵積為 100,000 平方英尺。如果這棟建築需要將 10% 的麵積用於電梯，那麼電梯占用的麵積就是 10,000 平方英尺，剩餘可供使用的麵積為 90,000 平方英尺（原文此處計算有誤，10 層總建築麵積 100,000 平方英尺，10% 用於電梯則為 10,000 平方英尺，剩餘可用麵積應為 90,000 平方英尺，而非原文所述的 990,000 平方英尺，此處按原文邏輯修正後翻譯）。
如果我們將建築高度增加一倍（即 20 層），那麼電梯所需的麵積比例會上升到 20%。此時建築的總建築麵積為 200,000 平方英尺，電梯占用的麵積為 40,000 平方英尺，剩餘可用麵積為 160,000 平方英尺。但實際上，考慮到電梯需要更長時間往返於 20 層樓之間，實際可用麵積可能會更少。我們將建築麵積增加了一倍，建築成本幾乎必然會增加一倍以上，但可用麵積僅從 90,000 平方英尺增加到 160,000 平方英尺，增幅僅為 78%。
如果再增加 10 層（即 30 層），總建築麵積達到 300,000 平方英尺，電梯占用的麵積比例會上升到 30%，此時可用麵積僅為 210,000 平方英尺。若增加到 40 層，電梯占用麵積比例升至 40%，可用麵積則為 240,000 平方英尺；50 層時，可用麵積為 250,000 平方英尺；60 層時，可用麵積反而下降到 240,000 平方英尺；70 層時，可用麵積進一步降至 210,000 平方英尺。由此可見，當建築高度達到一定程度後，每增加一層，所獲得的可用麵積不僅會逐漸減少（邊際效益遞減），甚至會出現負增長。而且，每增加一層，建築成本都會大幅上升。
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在 「電梯困境」 的影響下，最終會達到一個臨界點：此時，建築的可用麵積不僅不再增加，反而會開始減少。值得一提的是，傳統城市中的道路也麵臨著類似的二維層麵的困境（即道路麵積與交通需求之間的矛盾）。當然，針對 「電梯困境」，目前已經有許多部分解決方案，例如雙層轎廂電梯（double-deck elevators）、直達電梯與專用電梯、電梯分流技術等等。這是一個非常有趣的問題，涉及大量的數學計算，但有趣的是，生態建築在一定程度上可以規避這一困境。
由於生態建築本質上是自給自足的，建築內部存在大量低人流區域，且每平方英尺的人口密度遠低於傳統高層建築。還記得我之前提到的嗎？僅水培種植區，每人就需要約 1000 至 2000 平方英尺的空間，而這些區域在大多數時候並不需要電梯。相比之下，同等麵積的空間足以容納一套舒適的家庭公寓。此外，由於建築一層不再是主要的人流目的地（人們的活動分散在建築內部各個區域），且人均空間更大，生態建築可以設定更多樓層。雖然這並不能完全消除 「電梯困境」，但能在很大程度上緩解它。而且，建造過高的建築其實並冇有太大意義，因為如果需要擴大容量，橫向擴建往往比縱向增高更劃算。
即便你將地球上所有的陸地和海洋表麵都覆蓋上生態建築，最終不得不通過增高建築來容納更多人口，你也會先遇到 「熱量瓶頸」（heat wall），而非讓 「電梯困境」 成為限製因素。此外，要建造一座成本足夠低廉（無論是建設成本還是維護成本），且能將大部分空間用於糧食生產的生態建築，我們必須徹底摒棄 「擁擠建築」 的觀念。生態建築這種建築形式，隻有在你有能力建造人均麵積寬敞的建築時，才值得去建造。但在此可以簡要說明：隻要農業生產仍主要侷限在單層空間內（無論是土地利用率低但成本較低的露天種植，還是全部在溫室中進行的種植），那麼大多數建築就不需要設計成高層 —— 因為高層設計並不會帶來明顯的優勢。人類的居住、工作和購物區域，實際上並不需要占據大量空間。
以香港和紐約為例，這兩座城市擁有世界上最多的摩天大樓，但它們都未能進入全球人口密度最高的 40 個城市榜單 —— 人口密度最高的馬尼拉（Manila），摩天大樓數量還不到 50 座。而且，即便這兩座城市中的大多數建築並非高層（更不用說摩天大樓），它們實際占據的土地麵積依然非常小。就像不住在農村的人常常會忘記農場有多廣闊（許多大型農場的麵積甚至比城市還大）一樣，那些主要通過電視或購物之旅接觸大都市的人，也常常會忽略一個事實：即便在規模最大的大都市中，隻有極小一部分建築的高度達到四層或以上，而其中能被稱為 「摩天大樓」 的比例更是微乎其微。
目前，我們需要一整塊大陸的麵積來養活全球人口，但如果將所有人都安置在一層或兩層的郊區式 「微型豪宅」 中，所需的土地麵積甚至不會對地球總陸地麵積造成明顯影響。郊區的人口密度通常為每平方英裡 14,000 人，這種密度一點也不擁擠 —— 相當於每個家庭擁有四分之一英畝的土地。按照這個密度，全球人口隻需 50 萬平方英裡（約合 129.5 萬平方公裡）的土地就能容納 —— 這個數字聽起來很大，但實際上隻相當於西班牙的國土麵積（西班牙國土麵積約為 50.6 萬平方公裡，原文此處資料可能存在誤差，按原文表述翻譯）。
因此，隻有當高層建築的單位麵積建造成本足夠低廉，低到讓人們可以考慮將大部分農業生產轉移到室內進行時，我們纔會開始將大部分人口安置在高層塔樓中。我們建造生態建築，可能主要是為了彰顯聲譽 —— 就像建造最高的建築一樣，但不要期望在我們能夠以經濟可行的方式在室內種植糧食之前，生態建築會成為大多數人居住的常規選擇。因為在那之前，這根本不可能實現。
然而，如果我們真的能以經濟可行的方式實現室內糧食生產，那麼 「擁擠公寓」 的概念就會被徹底拋棄 —— 因為居住空間的成本會相應大幅降低，而且種植空間與居住空間也可以實現部分重疊。例如，你的魚缸可以成為水迴圈係統的一部分，同時還能提供食物；走廊的照明區域可以在兩側種植植物；甚至你的窗簾可以是一張網狀結構，上麵攀爬著能結果實的藤蔓。我們現在之所以不這麼做，主要不是因為空間不足，而是因為時間 —— 畢竟打理這些植物需要大量的時間和精力。
目前，生態建築尚無最佳的佈局或規模標準，因此，我們不妨來分析一個概念簡單且易於計算的生態建築模型。之前我們提到，每人大約需要 1000 至 2000 平方英尺的空間用於種植糧食，在此我們進一步放寬標準（增加冗餘），同時考慮到還需要其他功能空間，並且我們追求的是舒適寬敞的居住環境（我們的頻道很少探討反烏托邦主題）。假設一座生態建築需要為每個人分配 10,000 平方英尺的空間，這其中不僅包括居住麵積，還涵蓋了商店、農場、電梯、倉庫、公共建築、辦公室和工廠等所有必要設施的空間。既然要將人們集中安置在一棟巨型塔樓中，不妨為他們提供充足的活動空間。
我們假設這座生態建築的居住人口為 5000 人 —— 這個數字並非完全隨意設定。在美國，包括我所在的俄亥俄州（Ohio）在內的許多地區，都將 5000 人作為 「村莊」 升級為 「城市」 的官方人口標準。而且，在探討殖民問題時，我們也經常使用這個數字 —— 無論是從 「鄧巴數」（指人類認知能力所能維持的穩定社交網路人數）的角度，還是從避免基因瓶頸所需的最小基因庫規模來看，5000 人這個數量都比較合理。這意味著，幾乎每個領域的專業人才都可以在這座生態建築中找到，而且大多數領域都有不止一位專業人士。從理論上講，你有可能認識塔樓裡的每一個人，但這座塔樓的規模又足夠大，讓你可以輕鬆避開不喜歡的人。此外，這個人口規模也能保證學校的班級規模適中 —— 既不會每個年級隻有三四個人，也不會有三四千人擠在一個年級。5000 人是一個理想的社羣規模：它既能保證社羣的高度獨立性，又能通過與周邊社羣的友好交往和貿易獲得巨大收益。我們當然可以設計更大或更小的生態建築，但 5000 人無疑是一個合理且便於計算的數值。
那麼，這樣一座生態建築需要多大的空間呢？5000 人，每人平均需要 10,000 平方英尺的空間（涵蓋居住、工作、儲存、娛樂和種植等所有需求），總空間需求即為 5000 萬平方英尺。這個麵積換算成其他單位如下：略小於 2 平方英裡，約合 4.6 平方公裡，接近 1000 英畝，或 500 公頃。
如果我們將這座生態建築設計成一棟 100 層的圓柱形建築，那麼每層圓形樓層的麵積需要達到 50 萬平方英尺，其半徑約為 400 英尺。順便提一下，這個單層麵積幾乎是中國成都新世紀環球中心單層麵積的 3 倍，是美國五角大樓的 8 倍，是杜拜哈利法塔的 15 倍。需要說明的是，這些建築的設計初衷是容納或為遠多於 5000 人的人群提供活動空間，但請不要忘記，我們計算的 50 萬平方英尺單層麵積是 「全包式」 的 —— 它既包含了公園、商店、工廠，也包含了農場。
不過，我們通常並不認為圓柱形或圓形樓層是優化窗戶佈局的理想設計 —— 事實上，這種形狀恰恰是最小化建築外表麵麵積的設計。但即便如此，我們剛纔描述的這座圓柱形生態建築，其周長仍為 2500 英尺，乘以 100 層，可用於安裝窗戶的總麵積就達到了 25 萬平方英尺。對於 5000 人的居住人口來說，這相當於每人可分配到 50 平方英尺的窗戶麵積 —— 這個比例已經非常高了，尤其是考慮到大多數人都傾向於與他人合租或同住。
我們通常認為美國的海岸線長度略低於 10 萬英裡。如果所有人都居住在我們剛纔設計的這種生態建築中，並且這些建築僅沿海岸線分佈，每英裏海岸線放置一座，那麼僅這些生態建築就能容納約 5 億人口—— 這個數量相當於整個北美洲大陸的人口總和，而北美洲大陸剩餘的全部土地則可以恢復成森林。
如果我們將這種生態建築以每平方英裡一座的密度，遍佈整個北美洲大陸（需要注意的是，每座生態建築的直徑僅為平方英裡的 1/6 到 1/7，因此每座建築實際占用的麵積僅為一平方英裡的一小部分，約占百分之幾），那麼僅北美洲就能容納 1000 萬座這樣的生態建築，居住人口可達 500 億。當然，這其中會包含苔原地區，但生態建築在苔原、沙漠、海洋，甚至月球上都能正常運作 —— 不過在月球上，生態建築會產生大量熱量，冷卻起來會更加困難。有一點至關重要：那種認為 「人口增長會導致人類居住在反烏托邦式的垃圾場中，靠食用劣質綠色食物為生」 的觀點，其實隻是早期科幻作品中 「人口過剩」 概念催生的幻想。
事實上，隻要你擁有能源（無論是核聚變能源，還是通過太陽能間接獲取的核聚變能源），那麼限製人口增長的真正因素是廢熱，而非空間、糧食，更不是需要開墾多少森林。
當然，你可以將生態建築設計得更寬，也可以設計得更高，但如果你經常觀看我們的頻道就會知道，試圖用建築的尺寸來打動觀眾是毫無意義的 —— 上週我們還在討論 「套娃大腦」（一種理論中的巨型宇宙結構），這種結構的規模甚至能讓經典的 「戴森球」都顯得渺小，而戴森球的規模已經是行星的十億倍。因此，一棟 100 層的建築實在算不上什麼令人驚嘆的規模。