把73亿人放到一栋楼里面,会发生什么?

作者: Tim Urban

来源: 中科院物理所

发布日期: 2020-01-18

本文探讨了将73亿人聚集在一起所需的空间和结构,通过一维、二维和三维的方式分析了人类的体积和密度,最终得出结论:需要一个27km×27km的广场来容纳所有人。此外,还讨论了历史上人类的总数以及如果所有死去的人复生所需的空间。

在讨论人类的话题时,我们会讨论人类从何处来,去往何处去,人类之间怎么联系。有时,也会着眼于如何互动和沟通,以建立联系,会讨论全世界的富人,名人,婴儿和死去的人,讨论了生而为人的意义,成为一个好人的意义,人类在宇宙中是否是唯一的等等。我们花了很多时间试图明白在人类短暂的生命中最重要的是什么。

但是,在所有的问题中我们都涉及到了但从来没有讨论过的一点是:你需要多大的建筑才能把所有的人装下?这个问题历来没有引人注意过,今天让我们来尽量解决它。

在解决这个问题时,要求这73亿人先停下他们手上的工作,这样才能安排他们聚集在一起排列,现在开始讨论这73亿人。

首先要注意的,这篇文章的统计开始于2013年的71亿人,世界人口每年增长194,000,000人,约为每年增长3%。

再者,73亿人很多。如果每人用一粒米代表的话,那么这些米将装满6.1米长的立方体盒子,大约是一个二层楼房那么大。

通过上面这个比喻,可以知道,沙粒可以代表很多事情。73亿“非常粗糙”的沙粒(直径约为2mm)将填满高度为4m的大型立方体空间,73亿中等沙粒(直径为0.25mm)将填满一个46cm高的中等纸板箱,73亿最小的沙粒(直径为0.0625mm,基本为沙粉),将占据1,700立方厘米的空间,不到一个2L苏打水的体积。

同时,步行73亿步意味着你绕地球行走……150次!(每秒两步的话,需要115年。)

现在的第一个活动是将所有的人排成一队。从赤道上厄瓜多尔共和国的基多开始,沿着赤道开始排。为保证每个人尽可能靠近前面和后面的人又不与之触碰,假设每增加一个人,队伍长度平均增加30cm。

随着队伍越来越长,遇山开山,遇海架桥,这个队伍回到原点,这时,只需要1.31亿人,还不到人类的2%,所以还需要再绕地球旋转,直到绕到第56圈的一半路程的时候,在印度尼西亚苏门答腊岛上,最后一个人类站在了队尾,整个排队完成。

这种形式重复绕地球的形式让人很不爽,让我们尝试另一种方式。让第二个人站在第一个人的肩膀上,第三个人站在第二个人的肩膀上,以此类推。假设每个人的平均身高为165cm,但是由于下一个人站在上一个人的肩膀上,因此,每增加一个人的高度应该是增加每个人到肩膀的高度,平均大概为134cm。

不断地增加人,直至长度叠加到月球。不幸的是,目前只用了2.86亿人,还有96%的人没有用上。将全部的人用上的话,最后完成时,这个人塔高为980万公里,为到火星距离的1/5,到金星距离的1/4,到太阳距离的1/15。

如果我们每个人都牵着手形成一个大圈的话会怎样?假设每个人站着的时候都挨着,间隔大概为91cm。像这样排列下去,我们形成的圆的周长为660万公里,直径为210万公里。当手拉着手没有任何防护的我们在太空中死去时,在我们的角度看到的地球,就像我们在地球上晚上看到的月亮一样。

在人类形状上增加一个维度会使得人类看起来更小。在二维环境下排列人类的话,要考虑的第一个问题是:“在保证每个人的生命的前提下,将每个人尽可能密集得聚集在一起,平均每一个人需要多大面积?”答案是:0.1平方米,也就是每平方米可以排10个人。

结合这两种情况,可以合理地说每平方米10个人可以作为全人类聚集指标的安全估计。每平方米九个成人的空间可以轻松增加一个孩子,以使平均人数达到10个人。每平方米10人的比例下,填充10m×10m的广场需要1000人,一个篮球场大小是28m×15m,这代表可以容纳4200人。

一个美式橄榄球场可以容纳54,000人,相当于列支敦士登或蒙纳克的全部人口。如果换成足球场的话,可以容纳71,000人,比格陵兰岛的全部人口还多。

天安门广场足够大——880m×500m或者不到半平方公里。如果它空着,可以容纳440万人,或者克罗地亚、阿曼、黎巴嫩、巴拿马、摩尔多瓦、乌拉圭、科威特、蒙古或立陶宛的全部人口。

一平方公里可以容纳1000万人(相当于一个特大城市的人口),你可以将2600万的北欧人(挪威,瑞典,芬兰和丹麦的每个人)打包到一个平方英里内。中央公园(在纽约)的面积为3.41平方公里,能够轻松容纳澳大利亚、摩洛哥、沙特阿拉伯、秘鲁、委内瑞拉、马来西亚、尼泊尔、莫桑比克或叙利亚的人口。将1390万的犹太人安置到中央公园之后还能放下罗马尼亚、智利或荷兰的人口。

历史学家们估计,在公元前5000年全人类的数目为500-2000万人,刚好填满中央公园的一半多一点。这些只是开始。

3.2亿的美国人可以挤到一个5.7km×5.7km的广场内,步行其中都不超过五小时。一个10km×10km的广场,或者一个有百慕大大小两倍的小岛可以容纳10亿人(步行八个小时就可以走完)。面积稍大的玛莎葡萄园岛(美国东海岸一个景点)大小为226平方公里,可以容纳世界上所有的基督徒。最后,我们真正想要知道是,要容纳所有的人(73亿人),需要多大的地方?答案是27km×27km的广场。

这个广场比巴林小,在非洲上空俯视来看,就像:这个广场比纽约小。纽约市的面积为786平方公里,可以容纳整个人类,除此还有五亿人的空间。特别的是:曼哈顿可以容纳5.9亿人;布鲁克林可以容纳13.8亿人;皇后区可以容纳28.3亿人;布朗克斯区可以容纳10.9亿人;史泰登岛可以容纳15.1亿人;所以,按照地区来划分的话,有:纽约可以容纳地球上全部73亿人口(按行政划分)。

科学家们估计迄今为止曾经存在过的人类有900亿到1100亿之间,最常见的估计是1080亿人。根据这个估计,目前活着的人占这个数字的7%。我们经常讨论的一个话题是“如果让人死而复生”,那么问题来了,如果所有死去的人重回大地,我们需要为他们腾出多大的空间?我们需要10800平方公里的广场,这块地方很容易在牙买加、卡塔尔、科威特、冈比亚或康涅狄格找到。

继续假设,在韩国、冰岛、危地马拉或古巴可以容纳一万亿人,如果想要填满地球上的每一个角落,需要1.48千万亿人,是当前人数的二十万倍。如果想要填满地球上包括海洋的面积,则需要5千万亿人。

仍然采用每平方米10个人的条件,并且采用世界的平均身高165 cm。这样,每十个人就可以建立一个小的长方体,高为1.65 m,底面积为一平方米。这使我们有了三维的度量,每个人占据0.165立方米或者每立方米6.06个人。

当我们将不同的人放置到三维的建筑中时,可以通过构建不同高度的“楼层”来安置不同身高的人,较高的人比平均身高高,较矮的人比平均身高矮,平均下来,可以用1.65 m来算人均身高,即每个楼层的高度。帝国大厦的容积为105万立方米,将其挖空并建造我们设想的“楼层”,则可以安置630万非常“不爽”的人。

AT&T体育场是达拉斯牛仔队的主场,是一个容积为294万立方米的巨大圆顶建筑。随着“楼层”的添加,它可以容纳1760万人,这个数目足够大到可以容纳达拉斯的所有人口……再加上纽约,洛杉矶,芝加哥,旧金山和波士顿的人口。

就体积而言,世界上最大的建筑物是华盛顿州的波音埃弗里特工厂。基地面积为900m x 495m(几乎与天安门广场的尺寸完全匹配),天花板最高高度超过33m,工厂的容积为1330万立方米-我们可以容纳全世界的法国人并且有足够的空间来容纳所有比利时人(7870万人的容积)。

但是,如果要将所有人都装进一栋建筑物,目前地球上没有现有的建筑可以达到这个要求,我们必须自己建造。按照每人0.165立方米的占地体积来算,我们将需要超过12亿立方米,或者大于1立方公里(准确地说是1.204立方公里)的地方。这栋立方建筑的边长为1.07 km,基地长约1.1公里,是波音工厂基地面积的两倍多,高度为1070 m,比世界上最高的摩天大楼哈利法塔高29%。

假如你在这个建筑里面,你的朋友在建筑里面的其他地方。某处是一个16岁的柬埔寨女孩和她的朋友们。某个地方是索马里海盗,他的理发师们,理发师的朋友们。每个NBA球员都在这里,每个摇滚明星,电影明星,超模们和政治家们。每个调酒师,建筑工人,牧师,律师,牙医,囚犯,公主,士兵都在这里,14亿中国人,每个金发碧眼的人类,各种恐怖分子等等都在这里。

在一维结构中看人类的话,看起来很长,足够绕地球55圈或者形成一个与月球轨道类似的圈。再新增一个维度,成为二维结构后,能够填满纽约市或者巴林市甚至还很宽松。成为三维结构后,只需要20分钟就可以绕个来回。

至此,我们的最终目标得以实现。但是,到这一步之后,还能不能更进一步?考虑到每个人体的每个原子之间还有巨大的空间!73亿人压缩至原子核大小,甚至还没有这么大。一个人的体积是0.0664立方米,因此所有人类的体积是4.85亿立方米,将其减少到千万亿分之一,我们得到0.485立方厘米,一粒M豆的大小为0.636立方厘米,比人类体积还要大30%。

至此,这个话题就可以结束了。如果有人挤得足够用力,全球的人都可以压缩进一个M豆大小的空间,这粒豆重达4.5亿吨,比75个吉萨金字塔还要重。

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