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重建整個人類文明需要多少人?
重建整個人類文明需要多少人?
如果想一步到位重建整個工業體系,幾千人顯然是不夠用的。不可能從海邊捧起一把沙子就搖身一變成了芯片。現代文明的基礎錯綜復雜,電力、交通、礦業、冶金業、化工業、微電子……
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電影《雪國列車》中,人類調節全球氣候的地球工程出現意外,世界陷入新的冰川期,所有幸存的人類都在一輛高速飛馳的先進列車上茍延殘喘。這趟列車不但有近乎無限的動力,還自帶相當完整的生態系統,保證衣食無憂。但是人類總不能永遠困居在車上,他們還能不能重建人類文明呢?按照雪國列車的原漫畫設定,列車全長1001節車廂,不過電影只設定了100節,承載量約為數千人。這些人夠嗎?


影片中為列車提供無限動力的引擎。圖片來源:vehandojo.wordpress.com


假如不是有列車中的階級隔離,應該是足夠了。


雖說理論上只需要一男一女就可以繁衍后代,但是只需一代就要面臨無可挽回的近親結婚問題……就算他倆經過完美的遺傳優化,剔除了所有已知的有害基因,遺傳多樣性的匱乏也會帶來巨大的麻煩。比如——如何對付病原體。


無論是背井離鄉去殖民,還是世界末日掙扎求生,大部分病原體都不會自動消失,時機成熟時它們都是會“復活”的。更何況,很多所謂的病原體其實平時和我們是共生的,只有當出現了外傷、免疫問題、噬菌體感染等情況時才會去到它們不該去的地方,導致發病。某些細菌(比如腸道的大腸桿菌)甚至在正常情況下是和人體共生的。


而遺傳多樣性之所以必要,很大程度上就是為了對抗病原體。沒有多樣性,幸存的人類就算能繁衍壯大,恐怕遲早也要重演1846年愛爾蘭土豆被疾病橫掃的慘劇。


因此,這種事情只靠兩個人,太冒險。

那多少人才夠用呢?

佛羅里達大學的人類學家約翰·摩爾做過計算,不過他考慮的是太空殖民。他的計算表明,假如列車,哦不,是太空船,需要旅行200年,那么需要的最少人數是——160人。差不多就是一個村莊的大小。

換言之,兩節普通硬座或者三節硬臥的滿載客量就足以維持人類延續了——假如性別比例和年齡組成合適的話。


這樣甚至還能為自由戀愛保留一丁點的余地:平均每人能有10個左右的潛在對象。看起來是不多,不過用摩爾自己的話說,“你結婚前談的朋友也沒幾個嘛”……


事實上,這個數字還可以再往下削減。如果我們限定,這個人群中全都是已婚尚無子女的年輕配偶,就能用更少的人數達成同樣的遺傳多樣性。當年波利尼西亞人乘著小舟征服太平洋的時候,殖民者組成就是這樣的。


還有一種策略是推遲繁殖,延長代際時間,這樣就等于變相延長了一群人可維持的時間。假如女性全部推到35-40歲才繁殖(同時采用醫學手段防止出生缺陷),那么只需80人左右就能穩定旅行200年。


猶他大學的遺傳學家丹尼斯·羅克計算了這樣帶來的遺傳多樣性損失,發現在200年的尺度下損失很小,地球上頗有一些成功的小種群其多樣性還不如他們高。只要時候一到,他們能遇見其他人類、或者環境好轉可以放開繁殖,就基本不用担心人類作為一個物種的未來了。


以上推算是假定男女比例相等。如果不等呢?那么“多出來”的人對于遺傳多樣性的貢獻就沒那么大了。這時不妨借鑒生態學上的“有效種群大小公式”,當性別比例不是一比一時,N = 4 N1 * N2 /(N1 + N2)。譬如,若群體中有90位男性和10位女性,那么雖然表面上有100人,實際上遺傳多樣性只相當于36人。這時,需要的總人數就應當相應擴大。


不過,摩爾和羅克的計算還是忽略了一個極其重要的問題。性取向怎么辦?也許由于年代原因,他們沒有考慮過這個變數……當然,在科技高度發達的未來,我們完全可以通過技術手段解決這個問題。

但是,重建文明呢?

根據一些粗略的估計,人類迄今為止創造的一切數字信息總計約有1澤字節(也即1,000,000,000 T的容量)。假設其中百分之一是“有價值”的,那把它們都裝進固態硬盤里,大約會占據450立方米的空間(約2節列車車廂容積)。這不是什么難以想象的工作,殖民飛船或者準備充分的末日幸存者完全可能事先備好。


不過,需要的人數就多了。


如果想一步到位、立刻重建整個工業體系,那么幾千人顯然是不夠用的。不可能從海邊捧起一把沙子就搖身一變成了芯片。電力、交通、礦業、冶金業、化工業、微電子……現代文明的基礎錯綜復雜,除非準備了全自動的埋了機器人大軍,否則就算人人都是專家也不可能夠。

正確的辦法是和人類歷史上經濟發展的次序一樣:循序漸進。


假設我們的幸存者乘坐著方舟(火車、核掩體、太空殖民船)熬過了災難,成功抵達了新天地。除了方舟之外,人類文明的遺留物要么不存在,要么都已損毀。怎么活下去?


首先,是基本的維生系統改造。方舟也許已經維持了數百年的生存,但是文明要復興就意味著人口要恢復,遲早會超過方舟的容納范圍。所以,第一件事就是把方舟拆掉。取暖改用明火和石頭爐,飲水改用煮沸消毒,食物改用耕田和狩獵,一切能用低技術完成的都不要再勞煩方舟主反應堆,把能量用在關鍵的地方——通訊,醫療,數據庫,還有最重要的,金屬冶煉。



列車內設有溫室、海洋館,為幸存的人類提供食物;車內還設有幼兒園,告訴下一代關于“雪國列車”的歷史背景。圖片來源:guardian、jwfan


一座設計合理的方舟應該儲備有關鍵的牲畜胚胎和農作物種子。假如末日結束之后的氣候依然適宜,那么復蘇這些動植物,再重新熔化船體外殼等部件、鑄成基本工具農具和武器,就可以一步到位抵達工業革命之前的水平。如果地理環境適宜,水力和風力當然不要忘記。


前工業時代拓荒期人類人口年增長率最高在4%左右,人口翻倍要花18年。當社會組織形態穩定下來,農業、畜牧業、木匠和鐵匠都已成熟,生產力和人口都能穩定增加,數據庫中最重要信息全部抄錄成紙張等更可靠的媒介,這時第一階段就算完成,我們可以進步到工業時代了。


因為科學原理和工程設計都是現成的,因此制約的主要因素是材料。如果有現成的工廠廢墟可供回收利用,那么這個過程會快很多;否則就只能像歷史上的工業革命一樣,從手工業者打造零件緩慢地進步到機械零件。


另一方面,工業時代意味著煤和石油的大量使用——不幸的是,地球上多數易于開采的煤炭和石油資源(露天礦、自噴井等等)都已經采完了;幸運的是,這些東西不會腐爛,發電廠等地可能還有一些庫存,足以支持一段時間。


當第一次工業革命完成之后,基本的化學工業就可以隨之開展,消毒劑、農藥、無機肥料、機械農具也可以投入使用。農業的革命必將促成人口的廣泛爆炸,這時社會重建就可算是步上正軌。之后向電力、先進化工和材料、微電子、信息時代的擴張,就基本上是水到渠成了。


當然,這一切的前提是,這些人都能活下來、都能團結一致地充分利用一切資源。如果這一群人首先分裂了,帶來災難性的沖突,那么一切都將化為泡影。很多時候,決定我們命運的不是自然氣候和物理規律,而是我們自己的社會組織形態。



來自末尾車廂的柯蒂斯在安保設計師南宮民秀幫助下,試圖推翻威爾福德的統治。圖片來源:nopopcorn

文章題圖:anthemmagazine


2015-05-14 22:27

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