相比之下,我們剛纔描述的這座生態建築其實非常小巧,但即便如此,如果你想在建築內部設計一個許多摩天大樓都會採用的中央中庭,並在其中種植樹木,那麼甚至可以容納一棵成年的紅杉樹。除了 「電梯困境」 之外,實際上冇有什麼因素能阻止我們將生態建築建造成向地下延伸一英裡、向空中延伸至高層大氣的巨型結構。不過,一旦生態建築的規模超過我們剛纔設計的 5000 人規模,就需要在建築內部構建類似於人體迴圈係統或神經係統的通風、冷卻和運輸網路。
將生態建築建在海岸附近,除了能欣賞海景之外,還有一個重要原因 —— 就像發電廠(這類設施通常會被設定在生態建築的地下室)一樣,生態建築需要吸入大量的水來進行冷卻。如果設計得當,這種海水冷卻係統還能對當地的生態環境產生積極影響。事實上,隻要擁有廉價的能源和自動化技術,很多類似的優化措施都能實現,從而提升生態建築的生態效益。
我之前曾提到過 「海洋垂直珊瑚礁」 的概念:利用核聚變能源,發出符合光合作用優化光譜的光線,讓植物能在海洋中更深處、更茂盛地生長。同樣的原理也可以應用到陸地上:如果利用核聚變能源,通過補充符合光合作用需求的紅光,並配合灌溉係統和施肥,就能讓森林長得更高、更茂密。當然,這種做法會帶來一定的熱量問題,但實際上影響非常小。而且,正如我們在係列內容中討論過的其他巨型結構一樣,我們可以在地球與太陽之間設定 「太陽遮陽板」,這些遮陽板僅阻擋太陽輻射中的紅外線(這也是太陽輻射的主要組成部分),這樣一來,我們就能在地球上大幅增加熱量產生,而不會對生態環境或景觀造成負麵影響。
與我們探討的其他主題相比,農業可能顯得有些枯燥,這或許就是為什麼在科幻作品和未來主義設想中,農業常常成為一個巨大的漏洞 —— 人們往往忽略了食物的來源、單位麵積的糧食產量,以及糧食生產所需的勞動力。但事實上,這些因素在當下至關重要。
如今,我們種植作物的方式通常是 「單一種植」—— 在一大片土地上隻種植同一種作物。而更理想的種植方式其實是 「混養種植」—— 通過種植多種不同的作物來最大化整體產量。從土地利用率或原始能源效率的角度來看,混養種植更具優勢,但它在裝置和人力效率方麵卻遠不如單一種植。種植玉米和小麥時,你可以在大片土地上以極少的人力投入獲得大量熱量(卡路裡),這就是為什麼玉米和小麥如此廉價;而草莓等作物價格高昂,部分原因就在於我們仍需要大量人力進行採摘。一個人駕駛拖拉機,就能照料數百英畝的穀物作物;而採摘一英畝的草莓,則需要投入相當於一個人全職工作的勞動力 —— 儘管草莓的產量(按重量計算)可能比玉米等作物更高,但其中大部分是水分,而非熱量。
實際上,有許多作物的單位麵積熱量產量遠高於我們目前的主食作物,但它們的生產成本過高,因為需要大量人力投入。因此,目前限製糧食生產的瓶頸是 「人力時間」 或 「機械裝置成本」—— 我們需要將人力投入到其他更重要的任務中。這也是為什麼我們冇有將所有耕地都覆蓋上溫室大棚的原因,儘管這麼做能大幅提高產量並節省大量水資源。目前,通過露天種植低熱量產量的作物,我們投入的時間更少,而且現有的土地麵積也足以養活全球人口。
但這種局麵將會發生改變:要麼是人口增長到露天種植無法滿足需求,迫使我們轉向人力投入更多但熱量產量更高的種植方式;要麼是我們研發出更先進的機器人;要麼是聚碳酸酯溫室薄膜的生產成本降至極低水平(幾美分一平方英尺)。屆時,所有農場都將開始轉型,人類的飲食結構也可能隨之發生改變。許多需要大量人力投入或生長條件極為苛刻的 「奢侈品作物」,將變得更加普遍。更重要的是,我們可以將混養種植的理念融入工業化規模的農業生產中 —— 而且這種轉型並不一定完全依賴機器人。
我記得在格雷戈裡・本福德的 「銀河中心」係列小說中(巧合的是,這也是我所知的最早明確提及 「生態建築」 一詞的書籍),有這樣一個情節:人們通過基因改造螞蟻,讓它們負責種植和收割玉米 —— 螞蟻會小心翼翼地將玉米棒一個個運送到穀倉,同時也會將一部分玉米帶回蟻巢作為自己的食物。在那個係列的設定中,人們之所以不使用機器人,是因為機器人是 「反派角色」。不過,儘管機器人技術非常先進,但基因工程也為我們提供了另一種可能。例如,我們可以通過基因改造,讓植物也能利用紅外線或綠光進行光合作用。和機器人技術一樣,基因工程也是一個頗具爭議的話題 —— 有些人對此表示支援,有些人則強烈反對。但我想提及這一點,是為了提醒大家:實現生態建築的方式有很多種。
目前,大多數牲畜的飼養效率都很低,而且它們在放牧時會踐踏土地,造成的破壞甚至超過了它們所食用的植被。因此,如果我們能通過基因改造牲畜本身,或改造它們的飼料,來避免這種破壞(例如,使產量翻倍),那將極大地提升農業生產效率。正如我一直強調的,生態建築是一個涵蓋範圍極廣的概念,它涉及多個領域和學科。在設計生態建築時,我們需要根據自身的需求、能力以及可接受的方式,選擇最合適的方案。
例如,現在已經有一些大型的氣候控製倉庫專門用於種植生菜:在倉庫的一端,人們將生菜幼苗種植在小浮筏上,這些浮筏會像緩慢移動的傳送帶一樣,在倉庫中穿行,當到達另一端時,生菜已經成熟,可以進行採摘。我們可以通過提高倉庫的天花板高度,來擴充套件種植空間,這樣一來,當生菜還處於幼苗階段時,就不會浪費過多的陽光(此處 「陽光」 可能指人工模擬陽光,按原文表述翻譯)。基於這個概念,我很容易想像出一種用於飼養牲畜的係統:比如一個巨大的 「草皮輪」,它從食槽中伸出,在密閉的空間內緩慢轉動,同時向牲畜噴灑光線和養分,整個過程就像一條持續一週的傳送帶。而且,我們完全可以在這個係統中實現 「資源復用」:例如,在供水係統中養殖魚類,或者收集奶牛產生的甲烷,將其用作製作肥料或塑料的原料。
歸根結底,目前限製我們實現這些設想的瓶頸,在於人力和智力資源。而自動化水平的提高、人口的增長等因素,都將徹底改變當前的局麵。這種理論總是執著於將人類和工業化文明描繪成要麼極度貧瘠、要麼骯臟不堪的存在。我們將試圖闡述,科學技術如何讓我們打造出更多 「伊甸園式」 的生活環境,而無需減少人口數量;相反,技術甚至能讓更多人享受更高標準的生活,同時不必犧牲那些我們認為對 「人類本質」 至關重要的事物。