這通常意味著,如果可能的話,你會希望在行星上種植食物,或者至少擁有這樣的選擇 —— 這可能是在摩天大樓中進行垂直農業,但同樣合理的選擇是地下洞穴,尤其是在存在防禦擔憂的情況下。你可能會有巨大的儲存庫,在危機時期可以清空,並在清空過程中將其改造為種植艙 —— 因為像這樣的恆溫人工照明係統,與正常的年度生長週期相比,食物生長的週轉時間非常快。此外,在行星上種植儲存期較短的食物也是有利的,而儲存期較長的食物則更傾向於通過運輸獲取 —— 不過像生菜這樣的植物雖然熱量不高,但它們有助於回收空氣和水,保持環境清潔。如果你的環境是完全人工的,那麼你就需要處理所有原本自然的迴圈,比如將氧氣轉化為二氧化碳,再將二氧化碳轉化回氧氣。
從食物密度來看,即使是完全加工和包裝好的食物,儲存一整年的供應量也完全可行,每人所需空間不到 1 立方米。嚴格來說,每千克脂肪含有 7700 卡路裡的熱量,而 100 千克脂肪所含的熱量就足以滿足一個人一整年的需求。以 900 千克 / 立方米的密度計算,每立方米空間最多可濃縮儲存供 9 人食用的食物。假設儲存庫的實際容量介於 1 至 9 人 / 立方米之間,那麼一個寬 1 公裡的立方體洞穴(位於空心山脈中),就能容納 10 億人 1 至 9 年所需的全部食物。當你逐漸消耗這些食物時,你可以將洞穴改造為水培農場;如果它們是停滯艙或冷凍庫,也可以在危機結束前用來安置過剩人口。
對公民持相當黑暗和功利態度的文明,或者那些陷入絕境的文明,可能會擁有巨大的低溫冷凍艙,裡麵塞滿了士兵 —— 需要時就將他們投放出去鎮壓暴亂或叛亂;而非戰時的平民,則會被冷凍起來,直到輪到他們輪換。在這樣的巢世界中,一個擁有千萬億人口的世界可能需要萬億名警察。我可以想像,家庭成員會因數十年的輪換而分離,隻能在陰暗狹小的住所中偶爾相聚幾天;孩子們被置於停滯狀態,而父母則輪流服役 —— 因為其中一方是士兵,另一方的工作在圍攻期間被視為非必要。與此同時,圍繞著這個巢世界所在的太陽係、它的十幾個 「孿生兄弟」 以及 1000 萬個小行星殖民地和空間棲息地(每個都是一座足以讓二戰諾曼第登陸的難度和規模相形見絀的世界堡壘),一場持續數百年的衝突正在激烈進行。
或許值得一提的是,即使是在這類設定中,我們通常看到的普通人所居住的那種極度擁擠、陰暗的住所,也比 1 立方米的空間要寬敞得多。因此,隻要我們將這樣的世界簡單想像成一座 2000 層樓高(或深)的地球大小的建築,那麼它的建築麵積就會達到 1 萬億平方公裡(或 10 的 18 次方平方米)—— 儲存物資(無論是食物、彈藥還是你為數不多的奢侈品)的空間應該不難找到。關鍵在於,在這樣的行星上,雖然熱量是你的瓶頸,但隻要你擁有足夠堅固耐用的材料,或者足夠先進的機器人來維護和管理大量未照明的洞穴或建築群(以備不時之需),你就擁有了實際上無限的儲存空間。
雖然如果突然啟動數十億兆瓦的照明裝置用於食物種植,你需要擔心這個地方會過熱,但你可以暫時將熱量排放到行星上的大量熱容量中,以應對危機。事實上,你甚至可以像儲存食物、士兵和其他物資一樣,「儲存」 冷卻能力以應對危機。食物儲存庫最好保持在低溫狀態,但你也可以在巨大的洞穴中裝滿巨大的真空絕熱儲存罐,裡麵裝滿液氮(從廣義上講,我們並不清楚他們是否有比光到食物 1% 能量轉換效率更高的食物生產方式,而且你可以通過調整人工陽光的波長或頻率來優化光合作用)。他們可能擁有覆蓋數十個層級、數千平方英裡的巨大藻類培養罐,既用於種植食物,又將廢物回收轉化為更多食物。事實上,他們甚至可能完全不涉及植物或動物,直接人工製造這些大量營養素 —— 如果這是一個相當賽博化的文明的話。
不過,假設 1% 的能量轉換效率是固定的,那麼一個人每年消耗的食物約為 30 億焦耳,或者說需要 300 吉瓦的能量才能以 1% 的效率生產這些食物(如果你更傾向於用功率來表示,大約是 10000 瓦)。地球每秒接收並輻射約 2×10 的 17 次方瓦的陽光和紅外廢熱,這是人類所需能量的 20 萬億倍 —— 我經常用這一點來證明,全域都市的人口最多為 10 至 20 萬億。但同樣,有多種方法可以降低每人所需的功率,也有多種方法可以輻射更多熱量。短期內,地球擁有巨大的熱容量 —— 如果你深入地下,能夠將熱量輸送到地殼和地幔(而不僅僅是海洋或冰蓋),那麼水的熱容量極高,你可以將海洋置於巨大的冷卻係統中,或在真空壁艙中將其製成冰塊,以便在危機時期按需排放熱量。實際上,每噸(或每立方米)碎冰可以輕鬆吸收 500 兆焦耳的熱量,而一顆行星的海洋中可能含有 2×10 的 15 次方立方米的水,地幔中可能還有更多 —— 這將提供 10 的 21 次方至 2×10 的 21 次方焦耳的額外臨時熱容量,僅靠水培農場養活萬億人口,就足以支撐數月的熱量產生,同時還能補充行星現有的食物儲存和廢熱輻射能力。
液態脂肪海洋或巨大的冰塊,實際上可能更適合用於熱量儲存和散熱器 —— 而且這一設定足夠令人不安,非常符合巢世界的風格:「恐怖之冰封脂肪寶庫」,能夠在圍攻期間養活數萬億人。我之所以如此強調如何應對行星圍攻,是因為對於反烏托邦文明來說,這類巢世界的規模極限,很大程度上取決於它在與外界供應中斷的情況下,能夠維持生存的時間。如果你擁有特殊的散熱技巧 —— 比如通過蟲洞管道將熱量排放到各種巨型冰態行星(其高氨含量實際上是良好的散熱流體和肥料),或者建造巨大的塔樓將熱量輻射到太空中,又或者通過超導體管道傳輸能量和熱量,甚至將熱量排放到黑洞中 —— 那麼情況就會發生巨大變化。我們對黑洞的熱力學瞭解並不多,但有趣的是,在行星內部放置數千個人工微型黑洞,比科幻作品中討論的許多巨型行星城市的構想,在科學上更安全、更合理。
不過,關鍵在於,如果你擁有超強材料,以及我們預計在未來幾十年(更不用說數千年)內就能實現的增強型自動化勞動力,那麼你很可能會不斷地進行建造和拆除 —— 幾個世紀後,許多建築仍將屹立不倒,即使冇有被廢棄,也會被用作冇人真正願意居住的實用儲存空間。如果你的結構構件能夠在不腐蝕的情況下使用 1000 年,那麼用這種材料建造的任何東西,1000 年後依然會存在。事實上,對於許多金屬來說,當它們體積龐大、厚度足夠時,它們可以在數億年的時間裡一直髮揮作用 —— 它們的表麵隻會形成一層腐蝕層,最終起到保護作用,尤其是如果這層腐蝕層不易剝落的話。陶瓷結構構件則更加穩定。
在這種情況下,即使我們假設一顆行星上有千萬億人口,那個 2000 層的例子(其實並不算高),每人也能擁有 1000 平方米的建築麵積。在一個反烏托邦式的 「垃圾堆」 中,典型的人可能住在幾平方米的小隔間裡,在更小的辦公隔間裡工作,但你仍然有 99% 的空間用於其他用途 —— 無論是儲存、道路和走廊,還是工廠。再說一次,2000 層(約 6 公裡)在巢都的背景下並不算高,你可以將塔樓直接建到太空中,一直延伸到地幔;你也可以將其建造成一個巨大的殼層,環繞在氣態巨行星周圍 —— 土星這樣的行星非常適合,你可以將大量熱量排放到下方流體狀的行星中。同樣,我們不必侷限於使用現有的大型行星,也可以想像在一顆巨大但原本空曠的行星上建造巢都 —— 這會改變你的佈局選擇,因此你完全有理由認為,一個巢都可以容納數十億甚至數萬億人口,而一個巢世界的人口甚至可以達到千萬億或更多,尤其是在擁有特定技術的情況下。