第220章 未来城市（二）

即便这类大型更新项目每隔几百年才需要一次，若一个项目耗时数十年，那么你的巢都中仍会有相当一部分区域常年处於混乱状態 —— 即便其他地方都非常美好宜人。事实上，有些区域可能会持续燃烧数年之久，而另一些区域的建筑內部可能已经长出了整片森林或丛林。

在探討现实可行性时，我们还需要考虑另一个关键因素：热量和能源。正如我们在之前经常討论的巨型结构那样，问题不在於你从哪里获取能源，而在於当能源不可避免地转化为热量后，你如何將其排出 —— 食品生產也是如此。人们吃的每一份食物都需要能量来生產或进口，他们使用的每一件电器也是如此，而所有这些最终都会以废热的形式存在。巢世界不会在露天环境下种植食物，它们可能会通过封闭的超级温室、垂直农场或巨大的地下人工照明种植舱来生產食物；可能使用土壤种植或水培技术；可能跳过植物和肉类，转而利用巨大的藻类和酵母培养罐，再添加人工调味剂；也可能从其他星球进口食物。所有这些过程都会產生废热，工厂的运转、电视的使用，以及你所进行的任何活动，都会產生废热 —— 如果你產生热量的速度超过了將其排放到太空中的速度，你就会被活活热死。

不过，食物是人类生存的根本，所以让我们快速探討一下每种生產方式，並给出一些估算。我们將以地球为基准，儘管巢世界可能是更大或更小的行星、卫星、小行星，甚至是围绕恆星残骸建造的巨型建筑。

传统农业可能受到液態水和適宜气候的限制。以我们目前的技术水平，如果专注於高热量作物，並且不介意基本上开垦所有土地，那么我们的粮食產量可能会达到现在的 10 到 20 倍。每英亩养活 20 人或每公顷养活 50 人是完全可行的，而海洋养殖技术可能也能达到类似的產量。这个数字可能有些不確定，因为我只是简单地將全球总英亩数乘以当前的最大產量，但稍后我们会看到，人们可能更倾向於选择占主导地位的室內种植方式。我们姑且假设大型发电厂或能量传输站能够让你大规模生產几乎无限量的氮肥，並从土壤、空气或水中提取其他大量营养素和微量营养素。这可能足以养活近万亿人口 —— 暂且忽略这会带来的持续生態和后勤噩梦，这种模式或许是稳定的。但这並非巢世界，因为万亿人口在密度极高的超级城市环境中，甚至在大型现代市中心区域，仅需一个州或更小的国家就能容纳。

这类农业的第二阶段是逐步將所有区域用穹顶覆盖起来。这能让你控制温度和湿度，节省抽水成本，抵御病虫害、疾病和水污染。在这种设置下，你的粮食產量很容易就能翻倍以上，而且这基本上可以在任何行星上实现。我们目前的人口增长率並不高，而且可能会达到峰值，否则我会说，这种农业模式有望在我们有生之年成为主流。由於我们在最大限度地提高温室的热量產量方面缺乏太多实践，因此很难得出精確且有意义的数值，但至少我们可以预期，每英亩或每公顷被改造的土地能够养活 100 人或 250 人。而大型浮动温室，或那些利用城市下方排出的废热来加热的苔原地区的温室，基本上可以让整个行星表面都成为可耕种的农田。

这使得仅依靠该行星自身资源养活超过 10 万亿人口成为可能，而且如果人类的典型住所和工作场所是相当普通的摩天大楼，那么大部分土地仍可用於建造城市。这还假设植物的光合作用效率没有重大提升 —— 阳光照射到叶片上的能量转化为可用食物热量的效率通常不到 1%。但如果在土壤上使用反光箔，並且通过基因工程改造植物，使其能够利用绿光等其他波长的光进行光合作用，那么这些数字可能会大幅提高。在阿西莫夫《基地》系列中，川陀的巢都依赖 20 个专门从事农业、只为其供应食物的行星 —— 这样的农业行星很可能就是这个样子：一个专门用於农业的世界，能够养活数万亿人口，而不像《基地》中描述的那样，几十个行星只为一个仅有 400 亿人口的世界提供食物。事实上，一个由几十个专门农业行星支持的世界，可能能够养活 100 万亿甚至更多人口；而一个拥有数百万个世界的银河帝国，完全可以专门划出数百个行星，来支持一个拥有千万亿甚至更多人口的超城市化首都星球。

有趣的是，科幻作品中对全球城市的描绘，在规模上反而不如以漠视科学现实著称的《战锤 40000》那般 “现实”—— 该设定隨意畅想了数个万亿人口级別的世界，並估计地球的人口超过千万亿。毕竟，若將美国的一个乡村县（美国约有 3000 个县）与一个拥有数百万个世界的帝国相比，一个县就相当於一千个行星，而一个农业县將其几乎所有產品运往附近飢饿的大都市，这並没有任何不现实之处。

行星拥有深厚的引力井，而一艘普通的宇宙飞船要脱离引力井，所產生的热量和所需的能量，比在水培舱中运行一些种植灯要多得多。因此，只有当你同时具备廉价的太空发射方式（如太空电梯或反重力技术）和超便捷、超快速的星际旅行方式—— 这对热量管理也很有帮助 —— 时，行星间运粮才具有意义。否则，更合理的做法是在同一太阳系和大致轨道区域內，利用丰富的阳光建造无数廉价的太空农场，然后再將食物运送到行星上。事实上，甚至更优的选择是在太空进行能源生產，然后通过超导体或微波束將能量传输到行星表面 —— 因为发电厂產生的大部分能量都是热量，而非电能。

从运输量来看，每人每天大约需要 1 磅（约 0.45 千克）食物，每年约为 200 千克；对於万亿人口来说，每年的食物需求量约为 2000 亿吨 —— 这个数字既庞大又微小。科幻作品中常见的那些长达数英里的飞船，仅需每天满载往返一两次，就能独自承担起万亿人口的全部食物运输任务。不难想像，也需要数百万人和起重设备来卸载这些飞船。与在行星上建造大型水培农场相比，这种方式是否能节省热量或能源，还存在一些爭议 —— 因为在地球这样的高重力行星上，大量物质进入大气层时，其动能会全部转化为热量，每千克物质產生的热量高达数十兆焦耳，实际上比同等重量的化学燃料燃烧时释放的热量还要多。火箭方程的苛刻限制可以说让你 “得不偿失”。这也是虚构故事中往往需要保持物资稀缺的原因之一：食物简陋且量少，因为这能让设定更显严酷；但在设定內部，其合理性在於，一个行星会试图最大限度地养活人口，这就需要剥离基本食物中的所有奢侈品，以便养活更多人。

或者，通过太空电梯或轨道环（如特奥?冯?卡门所设想的）將物资运上运下，你可以將大部分能量回收为电能。你或许可以在广阔的轨道农场阵列中高效种植食物，並通过实际的物理电梯轿厢（而非宇宙飞船）將其固定在深空轨道上。这可能最好与 “种子库” 的理念相结合 —— 在行星上储存大量食物，同时在行星上也进行大量食物生產。那些太空农场和太空能量收集器並非防御坚固的阵地，儘管一支试图摧毁它们以及眾多混合太空堡垒的舰队，在围攻你的世界之前会遭受重创，但这些设施最终还是会被摧毁。而深处地下、人工照明的水培农场则可以被建在地下数公里处，即使是地震武器也难以触及。