李水旺新一期視訊：
今天我們來講生態建築。
生態建築，這是一種自給自足的建築概念，通常被設想為巨型塔樓，本質上本身就是一座城市，內部還設有農場。世界都市，是對這一概唸的延伸，堪稱終極生態建築，即整個世界被改造成一座覆蓋全球的巨型城市。我們將探討這一概唸的含義、起源、一些虛構案例，以及相關的誤解和迷思。在科幻作品中，我們常常把大量時間花在星球之外 —— 改造行星、研究巨型建築或星際殖民上，卻常常忽略了地球本身的命運。在幾乎所有關於未來的討論中，當地球不再是唯一的人類居住地，而隻是眾多聚居地之一時，它往往會退居次要地位。即使能得到一些關注，也往往要麼被描繪成人類逃離的失落世界，要麼是某個星際帝國的首都，卻鮮有值得關注的事情發生。所以我覺得，花點時間來探討一下這個話題可能會很有趣。
需要說明的是，世界都市並不一定侷限於地球，因此我們今天討論的概念並非以地球為中心。但今天我們將聚焦於如何將整個星球改造成一座城市，如何在不把星球變成反烏托邦式垃圾場的前提下，容納儘可能多的人口。同時，我們也會對一種觀點提出質疑 —— 即一個星球要擁有大量美麗的森林和自然空間，不僅需要將人口維持在現有水平，甚至還要減少人口。我們還將探討，一個技術發達的文明會以何種我們意想不到的方式，從根本上改變他們的星球。為了展開這些討論，我們會借鑑過去聊過的很多概念。
讓我們深入今天的主題。「世界都市」一詞最早於 1967 年被創造出來，和生態建築一樣，這個基本概念被廣泛使用很久之後，這個術語纔出現。創造這個詞的是希臘城市規劃師康斯坦丁諾・多西亞迪斯（Constantino Doxiadis），我可能剛剛把他的名字唸錯了。我們在很多與城市相關的術語中都經常使用希臘語，比如 「polis」（意為 「城市」）常出現在 「Metropolis」（大都市，字麵意思是 「母城」）中，也是 「policy」（政策）、「politician」（政治家）和 「police」（警察）等詞的詞根。而 「Oikoumene」（意為 「有人居住的」）通常指 「世界」，你們可能最熟悉的相關術語是 「Oikoumene」，涉及城市的統一。因此，這個術語蘊含著三重含義：「有人居住的」 這一原始含義、「世界」 的範疇，以及城市整合為一個整體的概念。
介於 「大都市」和 「世界都市」之間的層級通常被稱為 「特大城市」，既可以指人口超過一百萬的超大城市（正如 「mega」 所暗示的 「巨大」），也可以指由多個城市及郊區融合而成的更大區域，比如從波士頓延伸到華盛頓特區的區域，有時被稱為東北部特大城市帶。還有很多其他以 「polis」 結尾的術語，比如 「Cosmopolis」（世界主義城市）、「Astropolis」（星際城市）、「Necropolis」（墓地）、「Acropolis」（衛城）等，但就今天的主題而言，我們將其視為從 「大都市」 到 「特大城市」，再到行星級 「世界都市」 的層級遞進。不過，一個覆蓋整個太陽係的 「世界都市」—— 本質上是戴森球群、II 型文明 —— 或許可以被稱為 「戴森都市」（Dysonopolis）、「太陽都市」（Solopolis），或者如果堅持使用希臘語的話，「日神都市」（Heliopolis）。而 III 型文明（星係級文明）對應的可能是 「銀河都市」（Galactopolis），或者前麵提到的 「星際城市」（Astropolis）。
這個概唸的核心很簡單：一座覆蓋整個星球的城市，甚至可能包括海洋和極地地區。我認為科幻作品中第一個此類例子是艾薩克・阿西莫夫經典《基地》係列中銀河帝國的首都 —— 川陀（Trantor），不過我也可能記錯了。第一部《神經漫遊者》於 1984 年出版，顯然早於那款電子遊戲。作為賽博朋克流派的核心科幻作品之一（與《銀翼殺手》和《雪崩》齊名），它更有可能是普及這一術語的源頭。儘管如此，我認為阿西莫夫筆下的川陀是最著名的虛構案例，至少在半個世紀後《星球大戰》前傳三部曲向我們展示了城市星球科洛桑之前是這樣。除了《基地》三部曲，川陀還出現在他的多部作品中，後來他對其中許多作品進行了輕微調整，將它們整合在一起。其中幾乎同樣著名的《機器人》係列第一部《鋼穴》，花了大量篇幅描寫特大城市 —— 書名中的 「鋼穴」，探討了世界都市和大型生態建築的某種前身概念。
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有趣的是，對於一位在作品中通常非常注重數學和科學準確性的作家來說，那些容納了地球上所有人類的特大城市，居然居住著令人難以置信的 80 億人口 —— 僅比我們目前的總人口略多一點。而川陀這座被描述為 「鋪砌了一切，包括海洋」、建築高達數英裡（甚至延伸至地下）的城市星球，竟然擁有 400 億人口，其周邊有 20 顆行星專門為它種植糧食，通過龐大的艦隊運送糧食，同時將肥料運回那些農業星球。不用說，這完全不符合邏輯，尤其是在這兩個係列中都明確提到了核聚變技術的情況下。我們之前多次討論過，核聚變在農業生產方麵是一項革命性的技術。我們也聊過機器人在農業和建築領域的應用 ——《機器人》係列中顯然也有這些設定，不過人類對機器人的厭惡和不願使用，是那本書（《鋼穴》）中的一個重要主題。在《鋼穴》中，主角有一段內心獨白，暢想將地球改造成一座單一的巨型城市。
但 400 億人口這個數字實在太低了。即使冇有核聚變這樣的超級能源，隻要在所有土地上建造溫室，也能容納這麼多人，儘管這樣做會意味著總體維護成本和人力需求的大幅增加 —— 除非有機器人幫忙。而且我這裡說的機器人，不是阿西莫夫筆下的人形機器人，而是比我們現在工廠裡使用的、甚至如今能自動吸塵和清潔泳池的機器人稍微先進一些的非人形機器人。如果真的像這樣鋪砌整個星球 —— 包括海洋和冰層，哪怕隻建一層，也會有 2 億平方英裡的麵積，相當於 5.5 千萬億平方英尺，或者 500 萬億平方米。如果按照我們上週提到的標準，每個人需要 10,000 平方英尺（約 1,000 平方米）的空間，包括住房、食物、娛樂、工作區、倉庫和共享公共區域（當時我們說這個數字是經過充分高估且非常寬鬆的），那麼這座僅一層高的鋪砌星球就能容納 500 億人口。而阿西莫夫筆下的川陀被描述為高達數英裡、有數千層（一英裡大約能建 500 層），而且還進口糧食，所以 400 億這個數字實在差得太遠了。
其他虛構的世界都市，比如《星球大戰》中的科洛桑和《戰錘 40K》中的泰拉，通常設定的人口為一萬億或幾萬億。但我們剛剛算過，即使慷慨地給每個人分配 10,000 平方英尺（大約是一套舒適的家庭公寓的 10 倍），一層也能容納 500 億人。如果建到 4 英裡高（總共約 2,000 層），就能容納 1000 萬億人。如果建得更高，並且稍微減少每個人的個人空間，這個數字還能再增加一個數量級。而虛構作品中的這些城市通常都被描繪得非常擁擠。
不過，我們很快就會發現，空間 —— 即使是種植糧食的空間 —— 根本不是問題，而 1000 萬億人口之所以不可行，是因為熱量問題。但讓我先暫時偏離一下科幻作品中的規模設定。科幻作家普遍缺乏對規模（通常指尺寸、能量或類似概念）的感知，這已經成了一個老生常談的笑話和套路，但就我個人而言，人口規模問題尤其讓我感到困擾。在看待一個虛構設定時，我總是試圖根據其設定的技術水平來評估其合理性。我們經常探討一些看似瘋狂的想法，並分析在特定假設下，它們在現實中並非不可能實現。尤其是太空歌劇型別的科幻作品，似乎總認為一個星係隻有幾千個有人居住的行星，每個行星平均約有 10 億人口，還試圖用數萬億人口的帝國、數十億人的軍隊和數千艘飛船的艦隊來震撼我們。《星際迷航》在這方麵往往是最離譜的 —— 一個由數百個世界組成的聯邦，擁有比核聚變還強大的能源，還有物質複製機和傳送器這樣的先進技術，但不知為何，他們每個行星似乎隻有一艘飛船，船員隻有幾百人或一千人，總兵力可能隻有一百萬左右，甚至比我們地球上大多數主要國家的兵力還少 —— 而那些國家隻需要供應地球百分之一的人口。星際帝國本應該能夠毫不費力地投入數百萬甚至數十億艘一英裡長的飛船，而他們的母星可以保持著原始的自然森林，那些太陽係的人口也不會隻有一萬億，而更像是擁有數萬億名水管工、畫家或其他重要職業從業者。
話雖如此，行星上容納超過 1000 萬億人口是不可行的，不是因為空間不足，而是因為如果冇有某種新穎的散熱方式，即使隻有人體散發的熱量（其他所有活動都在星球之外進行或效率極高），人類本質上就像是 100 瓦的加熱器。1000 萬億人（10 的 15 次方）會散發出 10 的 17 次方瓦的能量，這基本上相當於地球從太陽吸收的能量總和。如果還要在星球上種植糧食來養活這些人，所需散發的熱量至少還要再增加 100 倍 —— 因為即使是我們過去討論過的超高效率水培技術，將電能和光能轉化為食物卡路裡的效率也隻有大約 1%。如果必須散發相當於地球正常接收熱量 100 倍的熱量，根據我們過去討論過的黑體熱輻射原理，星球的溫度會升高三倍（以開爾文絕對溫度計算），會比金星或水星還要熱。僅僅將星球的熱量輸出翻倍，溫度就會升高約 20%，相當於華氏 150 度（約攝氏 66 度）。所以，即使我們遮擋了太陽（或者至少遮擋了太陽發出的對加熱星球無用的紅外線），即使我們使用了各種技巧，比如巨型散熱片和天線（我們稍後會詳細討論），除非有特殊的散熱技術，否則在還冇來得及擔心居住空間或食物問題之前，所有人就會被活活烤死。
或許你會想，我們可以從其他地方運送糧食，而不用在星球上種植，也不用鋪砌整個星球，比如通過太空電梯。但這其實也行不通。物體降落到星球上時會獲得動能，就像把它們送上太空需要消耗大量能量一樣。一磅從月球農場進口的富含脂肪的培根含有 2500 卡路裡，換算成焦耳就是一百萬焦耳。要把一磅質量從近地軌道運送到地麵，它會獲得超過一百萬焦耳的能量，而這些能量最終都會以熱量的形式散發出來。所以，即使進口所有物資，人口越多，產生的熱量也會越多，仍然會出現問題 —— 哪怕進口的都是冷凍食品，或者試圖從太空中運來巨大的冰塊。
如果真的有一種超級科學的散熱技術，那麼可能性就會無限廣闊 —— 實際上，你可以一直向上建造，直到覆蓋整個大氣層，然後繼續向外擴充套件。到那時，再把它看作是平麵就冇有意義了，它本質上就是一個立體空間。每個人 10,000 平方英尺的空間很容易就能變成 100,000 立方英尺，這樣就能容納大約 4×10 的 18 次方人，也就是 4000 千萬億人，或者 4 萬億億人。如果擁有蟲洞或傳送門這樣的技術來散熱，再加上人造重力或反重力技術來防止建築坍塌（《星際迷航》和大多數科幻設定中都有這些技術），那麼這樣的人口規模是完全可以實現的。
不過，我們假設冇有這些超級技術，隻侷限於我們目前認為可行的領域：核聚變技術已經實現，擁有智慧但未達到人類水平的機器人，它們可以在監督下完成大量繁重的工作，比如建造建築、維護水上花園，以及在最少監督的情況下收割莊稼。我們可能永遠無法實現這些，但許多未來學家和科學家認為，這些技術大概率會在本世紀末之前實現，甚至可能在下一代人去世之前就會出現。