今日的腦洞題：重建整個人類文明，需要多少人？

電影里關於末日來臨的主題從來都不少。我們在現實里安逸地生活，又在電影里體驗著環境崩塌的驚險。

電影《末日崩塌》

電影《後天》

但不妨礙我們開個腦洞：假若末日真的來臨， 我們究竟需要多少人來重塑人類文明？

亞當加夏娃，不太行

雖說理論上只需要一男一女就可以繁衍後代，但是這樣一代以後就要面臨無可挽回的近親結婚問題。就算他們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，一次病原體的侵襲就足以被毀。

無論是背井離鄉開闢新生活，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（比如腸道的大腸桿菌）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。

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，倖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。

依賴土豆種植，當土豆染病就造成了愛爾蘭的大饑荒 | Wikimedia Commons

因此，這種事情只靠兩個人，太冒險。

那多少人才夠？

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，假如搭乘太空船航行200年，那麼需要的最少人數是——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卧的滿載客量就足以維持人類延續了，當然，建立在性別比例和年齡組成合適的情況下。

諾亞方舟應該裝得下 | pixabay

這個安排甚至還能為自由戀愛保留一丁點的餘地：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……」

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。

波多尼西亞人航海 | Wikimedia Commons

還有一種策略是推遲繁殖，延長代際時間，這樣就等於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（同時採用醫學手段防止出生缺陷），那麼只需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，他們的多樣性還沒有這麼高。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，就基本不用擔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？那麼「多出來」的人對於遺傳多樣性的貢獻就沒那麼大了。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，那麼雖然表面上有100人，實際上遺傳多樣性只相當於36人。這時，需要的總人數就應當相應擴大。

重建文明是個大工程

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澤位元組（也即1,000,000,000 T的容量）。

假設其中百分之一是「有價值」的，把它們裝進固態硬碟里，大約會佔據450立方米的空間（約2節列車車廂容積）。這不是什麼難以想像的工作，準備充分的末日倖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，那麼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晶元。還有電力、交通、礦業、冶金業、化工業、微電子……現代文明的基礎錯綜複雜，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。

怎麼辦？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。

重啟：農業社會

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範圍。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，資料庫，還有最重要的，金屬冶煉。

第一步，拆了方舟 | pixabay

圖 | giphy

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。假如末日結束之後的氣候依然適宜，那麼復甦這些動植物，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，開發水力和風力再好不過了。

圖 | giphy

前工業時代拓荒期人類人口年增長率最高在4%左右，人口翻倍要花上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，資料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了。

圖 | giphy

我們可以進步到工業時代了。

進階：工業社會

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，那麼這個過程會快很多。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。

工業時代還意味著煤和石油的大量使用——不幸的是，地球上多數易於開採的煤炭和石油資源（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後，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。之後向電力、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。

圖 | giphy

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，帶來災難性的衝突，那麼一切都將化為泡影。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。

這樣一看，重建文明忒費勁了，還容易夭折在半道上。

一個AI

emmmm……世界末日的話，要花多久我大AI家族可以稱霸呢？

果殼

ID：Guokr42

整天不知道在科普些啥玩意兒的果殼

我覺得你應該關注一下

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！