第221章 未来城市(三)(1/1)
这通常意味著,如果可能的话,你会希望在行星上种植食物,或者至少拥有这样的选择——这可能是在摩天大楼中进行垂直农业,但同样合理的选择是地下洞穴,尤其是在存在防御担忧的情况下。你可能会有巨大的储存库,在危机时期可以清空,並在清空过程中將其改造为种植舱——因为像这样的恆温人工照明系统,与正常的年度生长周期相比,食物生长的周转时间非常快。此外,在行星上种植储存期较短的食物也是有利的,而储存期较长的食物则更倾向於通过运输获取——不过像生菜这样的植物虽然热量不高,但它们有助於回收空气和水,保持环境清洁。如果你的环境是完全人工的,那么你就需要处理所有原本自然的循环,比如將氧气转化为二氧化碳,再將二氧化碳转化回氧气。
从食物密度来看,即使是完全加工和包装好的食物,储存一整年的供应量也完全可行,每人所需空间不到1立方米。严格来说,每千克脂肪含有7700卡路里的热量,而100千克脂肪所含的热量就足以满足一个人一整年的需求。以900千克/立方米的密度计算,每立方米空间最多可浓缩储存供9人食用的食物。假设储存库的实际容量介於1至9人/立方米之间,那么一个宽1公里的立方体洞穴(位於空心山脉中),就能容纳10亿人1至9年所需的全部食物。当你逐渐消耗这些食物时,你可以將洞穴改造为水培农场;如果它们是停滯舱或冷冻库,也可以在危机结束前用来安置过剩人口。
对公民持相当黑暗和功利態度的文明,或者那些陷入绝境的文明,可能会拥有巨大的低温冷冻舱,里面塞满了士兵——需要时就將他们投放出去镇压暴乱或叛乱;而非战时的平民,则会被冷冻起来,直到轮到他们轮换。在这样的巢世界中,一个拥有千万亿人口的世界可能需要万亿名警察。我可以想像,家庭成员会因数十年的轮换而分离,只能在阴暗狭小的住所中偶尔相聚几天;孩子们被置於停滯状態,而父母则轮流服役——因为其中一方是士兵,另一方的工作在围攻期间被视为非必要。与此同时,围绕著这个巢世界所在的太阳系、它的十几个“孪生兄弟”以及1000万个小行星殖民地和空间棲息地(每个都是一座足以让二战诺曼第登陆的难度和规模相形见絀的世界堡垒),一场持续数百年的衝突正在激烈进行。
或许值得一提的是,即使是在这类设定中,我们通常看到的普通人所居住的那种极度拥挤、阴暗的住所,也比1立方米的空间要宽敞得多。因此,只要我们將这样的世界简单想像成一座2000层楼高(或深)的地球大小的建筑,那么它的建筑面积就会达到1万亿平方公里(或10的18次方平方米)——储存物资(无论是食物、弹药还是你为数不多的奢侈品)的空间应该不难找到。关键在於,在这样的行星上,虽然热量是你的瓶颈,但只要你拥有足够坚固耐用的材料,或者足够先进的机器人来维护和管理大量未照明的洞穴或建筑群(以备不时之需),你就拥有了实际上无限的储存空间。
虽然如果突然启动数十亿兆瓦的照明设备用於食物种植,你需要担心这个地方会过热,但你可以暂时將热量排放到行星上的大量热容量中,以应对危机。事实上,你甚至可以像储存食物、士兵和其他物资一样,“储存”冷却能力以应对危机。食物储存库最好保持在低温状態,但你也可以在巨大的洞穴中装满巨大的真空绝热储存罐,里面装满液氮(从广义上讲,我们並不清楚他们是否有比光到食物1%能量转换效率更高的食物生產方式,而且你可以通过调整人工阳光的波长或频率来优化光合作用)。他们可能拥有覆盖数十个层级、数千平方英里的巨大藻类培养罐,既用於种植食物,又將废物回收转化为更多食物。事实上,他们甚至可能完全不涉及植物或动物,直接人工製造这些大量营养素——如果这是一个相当赛博化的文明的话。
不过,假设1%的能量转换效率是固定的,那么一个人每年消耗的食物约为30亿焦耳,或者说需要300吉瓦的能量才能以1%的效率生產这些食物(如果你更倾向於用功率来表示,大约是10000瓦)。地球每秒接收並辐射约2x10的17次方瓦的阳光和红外废热,这是人类所需能量的20万亿倍——我经常用这一点来证明,全域都市的人口最多为10至20万亿。但同样,有多种方法可以降低每人所需的功率,也有多种方法可以辐射更多热量。短期內,地球拥有巨大的热容量——如果你深入地下,能够將热量输送到地壳和地幔(而不仅仅是海洋或冰盖),那么水的热容量极高,你可以將海洋置於巨大的冷却系统中,或在真空壁舱中將其製成冰块,以便在危机时期按需排放热量。实际上,每吨(或每立方米)碎冰可以轻鬆吸收500兆焦耳的热量,而一颗行星的海洋中可能含有2x10的15次方立方米的水,地幔中可能还有更多——这將提供10的21次方至2x10的21次方焦耳的额外临时热容量,仅靠水培农场养活万亿人口,就足以支撑数月的热量產生,同时还能补充行星现有的食物储存和废热辐射能力。
液態脂肪海洋或巨大的冰块,实际上可能更適合用於热量储存和散热器——而且这一设定足够令人不安,非常符合巢世界的风格:“恐怖之冰封脂肪宝库”,能够在围攻期间养活数万亿人。我之所以如此强调如何应对行星围攻,是因为对於反乌托邦文明来说,这类巢世界的规模极限,很大程度上取决於它在与外界供应中断的情况下,能够维持生存的时间。如果你拥有特殊的散热技巧——比如通过虫洞管道將热量排放到各种巨型冰態行星(其高氨含量实际上是良好的散热流体和肥料),或者建造巨大的塔楼將热量辐射到太空中,又或者通过超导体管道传输能量和热量,甚至將热量排放到黑洞中——那么情况就会发生巨大变化。我们对黑洞的热力学了解並不多,但有趣的是,在行星內部放置数千个人工微型黑洞,比科幻作品中討论的许多巨型行星城市的构想,在科学上更安全、更合理。
不过,关键在於,如果你拥有超强材料,以及我们预计在未来几十年(更不用说数千年)內就能实现的增强型自动化劳动力,那么你很可能会不断地进行建造和拆除——几个世纪后,许多建筑仍將屹立不倒,即使没有被废弃,也会被用作没人真正愿意居住的实用储存空间。如果你的结构构件能够在不腐蚀的情况下使用1000年,那么用这种材料建造的任何东西,1000年后依然会存在。事实上,对於许多金属来说,当它们体积庞大、厚度足够时,它们可以在数亿年的时间里一直发挥作用——它们的表面只会形成一层腐蚀层,最终起到保护作用,尤其是如果这层腐蚀层不易剥落的话。陶瓷结构构件则更加稳定。
在这种情况下,即使我们假设一颗行星上有千万亿人口,那个2000层的例子(其实並不算高),每人也能拥有1000平方米的建筑面积。在一个反乌托邦式的“垃圾堆”中,典型的人可能住在几平方米的小隔间里,在更小的办公隔间里工作,但你仍然有99%的空间用於其他用途——无论是储存、道路和走廊,还是工厂。再说一次,2000层(约6公里)在巢都的背景下並不算高,你可以將塔楼直接建到太空中,一直延伸到地幔;你也可以將其建造成一个巨大的壳层,环绕在气態巨行星周围——土星这样的行星非常適合,你可以將大量热量排放到下方流体状的行星中。同样,我们不必局限於使用现有的大型行星,也可以想像在一颗巨大但原本空旷的行星上建造巢都——这会改变你的布局选择,因此你完全有理由认为,一个巢都可以容纳数十亿甚至数万亿人口,而一个巢世界的人口甚至可以达到千万亿或更多,尤其是在拥有特定技术的情况下。