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把 73 億人塞到一棟樓裡面,會發生什麼?


  來源:「中科院物理所」


  在討論人類的話題時,我們會討論人類來從何處來,去往何處去,人類之間怎麼聯繫。有時,也會著眼於如何互動和溝通以建立聯繫,會討論全世界的富人,名人,嬰兒和死去的人,討論了生而為人的意義,成為一個好人的意義,人類在宇宙中是否是唯一的等等。我們花了很多時間試圖明白在人類短暫的生命中最重要的是什麼。


  但是,在所有的問題中我們都涉及到了但從來沒有討論過的一點是:你需要多大的建築才能把所有的人裝下?


  這個問題歷來沒有引人注意過,今天讓我們來盡量解決它。


  在解決這個問題時,要求這73 億人先停下他們手上的工作,這樣才能安排他們聚集在一起排列,現在開始討論這 73 億人。

  首先要注意的,這篇文章的統計開始於2013年的 71 億人,世界人口每年增長 194,000,000人,約為每年增長 3%。


  再者,73億人很多。如果每人用一粒米代表的話,那麼這些米將裝滿 6.1 米長的立方體盒子,大約是一個二層樓房那麼大。


很多米粒

很多米粒


  73億沙粒會是什麼樣呢?通過上面這個比喻,可以知道,「沙粒」可以代表很多事情。73 億「非常粗糙」的沙粒(直徑約為 2mm)將填滿高度為 4m 的大型立方體空間,73 億中等沙粒(直徑為 0.25mm)將填滿一個 46cm 高的中等紙板箱,73億最小的沙粒(直徑為0.0625mm,基本為沙粉),將佔據 1,700 立方厘米的空間,不到一個 2L 蘇打水的體積。


  同時,步行73億步意味著你繞地球行走……150次!(每秒兩步的話,需要115年。)


  一維結構下的73億人


  現在的第一個活動是將所有的人排成一隊。



  從赤道上厄瓜多共和國的基多開始,沿著赤道開始排。

  為保證每個人儘可能靠近前面和後面的人又不與之觸碰,假設每增加一個人,隊伍長度平均增加 30cm。 



  隨著隊伍越來越長,遇山開山,遇海架橋,這個隊伍回到原點,這時,只需要1.31億人,還不到人類的2%,所以還需要再次繞地球旋轉,直到繞到第 56 圈的一半路程的時候,在印度尼西亞蘇門答臘島上,最後一個人類站在了隊尾,整個排隊完成。


  這種形式重複繞地球的形式讓人很不爽,讓我們嘗試另一種方式。


  讓第二個人站在第一個人的肩膀上,第三個人站在第二個人的肩膀上,以此類推。



  假設每個人的平均身高為165cm,但是由於下一個人站在上一個人的肩膀上,因此,每增加一個人的高度應該是增加每個人到肩膀的高度,平均大概為134cm。


  不斷地增加人,直至長度疊加到月球。不幸的是,目前只用了2.86億人,還有96%的人沒有用上。將全部的人用上的話,最後完成時,這個人塔高為980萬公里,為到火星距離的 1/5,到金星距離的 1/4,到太陽距離的 1/15。


  如果我們每個人都牽著手形成一個大圈的話會怎樣?假設每個人站著的時候都挨著,間隔大概為 91cm。


  像這樣排列下去,我們形成的圓的周長為660萬公里,直徑為210萬公里。



  當手拉著手沒有任何防護的我們在太空中死去時,在我們的角度看到的地球,就像我們在地球上晚上看到的月亮一樣。


  可能一維形狀對每個人來說,不是那麼方便。那麼,讓我們將東西重排,放進二維的形狀下。


  二維結構下的73億人


  在人類形狀上增加一個維度會使得人類看起來更小。


  在二維環境下排列人類的話,要考慮的第一個問題是:「在保證每個人的生命的前提下,將每個人儘可能密集得聚集在一起,平均每一個人需要多大面積?」 答案是:0.1 平方米,也就是每平方米可以排10個人。


  在一平方米的房間中,保證舒適下,可以放多少人?


  對這個問題答案的追溯可以在網路上最為晦澀的角落找到,在這裡可以遇到兩種無聊的人群。第一種是 9 名加拿大記者,他們嘗試將自己固定在一平方米的地方,每人平均需要 33cm×33cm 的地方站著,他們之間距離雖然很近,但是並不擠,可以自由呼吸。


  但是這些都是成年人,世界人口的平均年齡是29歲,最年輕的十億人往往都很小。所以第二種情況是在紐西蘭的一所普通的小學中,老師讓儘可能多的孩子到這一平方米的空間內,佔據人數最多達到了22人次。 

  結合這兩種情況,可以合理地說每平方米10個人可以作為全人類聚集指標的安全估計。每平方米九個成人的空間可以輕鬆增加一個孩子以使平均人數達到10個人。(雖然一些成人體型比平均數要大,但是還有一些人比平均小,世界成人的平均體重是62kg。)


  每平方米10人的比例下,填充10m×10m的廣場需要1000人,一個籃球場大小是28m×15m,這代表可以容納4200人。


  一個美式橄欖球場可以容納54,000人,相當於列支敦斯登或蒙納克(Liechtenstein or Monaco)的全部人口。如果換成足球場的話,可以容納71,000人,比格陵蘭島(Greenland)的全部人口還多。


  天安門廣場足夠大——880m×500m或者不到半平方公里。



  如果它空著,可以容納440萬人,或者克羅埃西亞、阿曼、黎巴嫩、巴拿馬、摩爾多瓦、烏拉圭、科威特、蒙古或立陶宛的全部人口。


  一平方公里可以容納 1000 萬人(相當於一個特大城市的人口),你可以將2600萬的北歐人(挪威,瑞典,芬蘭和丹麥的每個人)打包到一個平方英里內。



  中央公園(在紐約)的面積為3.41平方公里,能夠輕鬆容納澳大利亞、摩洛哥、沙烏地阿拉伯、秘魯、委內瑞拉、馬來西亞、尼泊爾、莫三比克或敘利亞的人口。將1390萬的猶太人安置到中央公園之後還能放下羅馬尼亞、智利或荷蘭的人口。歷史學家們估計,在公元前5000年全人類的數目為500-2000萬人,剛好填滿中央公園的一半多一點。


  這些只是開始。

  3.2 億的美國人可以擠到一個5.7km×5.7km的廣場內,步行其中都不超過五小時。



  一個 10km×10km 的廣場,或者一個有百慕大大小兩倍的小島可以容納 10 億人(步行八個小時就可以走完)。面積稍大的瑪莎葡萄園島(Martha』s Vineyard,美國東海岸一個景點)大小為 226 平方公里,可以容納世界上所有的基督徒。另外,瑪莎葡萄園可以容納北美和南美的全部人口……甚至還有空間可以容納非洲的全部人口。如果全世界的女性想要開一個女性的內部會議,那麼可以在 360 平方公里的加沙地帶(Gaza Strip)舉行全員會議。


  最後,我們真正想要知道是,要容納所有的人(73億人),需要多大的地方?答案是 27km×27km 的廣場。 



  這個廣場比巴林(Bahrain,巴林王國,鄰近波斯灣西岸的島國)小,在非洲上空俯視來看,就像:



  這個廣場比紐約小。


  紐約市的面積為 786 平方公里,可以容納整個人類,除此還有五億人的空間。特別的是:


  曼哈頓可以容納 5.9 億人;

  布魯克林可以容納 13.8 億人;


  皇后區可以容納 28.3 億人;


  布朗克斯區可以容納 10.9 億人;


  史泰登島可以容納 15.1 億人;


  所以,按照地區來劃分的話,有:


 紐約可以容納地球上全部73億人口(按行政劃分)

紐約可以容納地球上全部73億人口(按行政劃分)


  大家在這兒感覺是怎樣的?emmmm。。。就像是這樣:



  很好,現在讓每個人都動起來,按照宗教再重新劃分:

紐約可以容納地球上全部73億人口(按宗教劃分)

紐約可以容納地球上全部73億人口(按宗教劃分)


  這就是世界上全部人類佔據的面積大小,但是僅限於現在活著的人。


  科學家們估計迄今為止曾經存在過的人類有 900 億到 1100 億之間,最常見的估計是 1080 億人。根據這個估計,目前活著的人占這個數字的 7%。



  我們經常討論的一個話題是「如果讓人死而復生」,那麼問題來了,如果所有死去的人重回大地,我們需要為他們騰出多大的空間?


  我們需要10800平方公里的廣場,這塊地方很容易在牙買加、卡達、科威特、甘比亞或康涅狄格找到。


  繼續假設,在韓國、冰島、瓜地馬拉或古巴可以容納一萬億人,如果想要填滿地球上的每一個角落,需要 1.48 千萬億人,是當前人數的二十萬倍。如果想要填滿地球上包括海洋的面積,則需要 5 千萬億人。


  二維事情結束之後,可以轉到三維世界裡面了。


  三維結構下的72億人

  仍然採用每平方米 10 個人的條件,並且採用世界的平均身高 165 cm。這樣,每十個人就可以建立一個小的長方體,高為 1.65 m,底面積為一平方米。這使我們有了三維的度量,每個人佔據 0.165 立方米或者每立方米 6.06 個人。


  當我們將不同的人放置到三維的建築中時,可以通過構建不同高度的「樓層」來安置不同身高的人,較高的人比平均身高高,較矮的人比平均身高矮,平均下來,可以用 1.65 m來算人均身高,即每個樓層的高度。帝國大廈的容積為 105 萬立方米,將其挖空並建造我們設想的「樓層」,則可以安置 630 萬非常「不爽」的人。


  AT&T體育場是達拉斯牛仔隊的主場,是一個容積為 294 萬立方米的巨大圓頂建築。隨著「樓層」的添加,它可以容納 1760 萬人,這個數目足夠大到可以容納達拉斯的所有人口……再加上紐約,洛杉磯,芝加哥,舊金山和波士頓的人口。


  就體積而言,世界上最大的建築物是華盛頓州的波音埃弗里特工廠。基地面積為900m x 495m(幾乎與天安門廣場的尺寸完全匹配),天花板最高高度超過33m,工廠的容積為 1,330 萬立方米-我們可以容納全世界的法國人並且有足夠的空間來容納所有比利時人(7870萬人的容積)。


  但是,如果要將所有人都裝進一棟建築物,目前地球上沒有現有的建築可以達到這個要求,我們必須自己建造。


  按照每人 0.165 立方米的佔地體積來算,我們將需要超過 12 億立方米,或者大於 1 立方公里(準確地說是1.204 立方公里)的地方。這棟立方建築的邊長為1.07 km,基地長約 1.1 公里,是波音工廠基地面積的兩倍多,高度為 1070 m,比世界上最高的摩天大樓哈利法塔高 29% 。這是一棟超大建築物,但根據現代建築標準,無論是底座還是高度都無法構造。如果是在曼哈頓建造,則外觀如下所示:





  假如你在這個建築裡面,你的朋友在建築裡面的其他地方。某處是一個16歲的柬埔寨女孩和她的朋友們。某個地方是索馬利亞海盜,他的理髮師們,理髮師的朋友們。每個NBA球員都在這裡,每個搖滾明星,電影明星,超模們和政治家們。每個調酒師,建築工人,牧師,律師,牙醫,囚犯,公主,士兵都在這裡,14億中國人,每個金髮碧眼的人類,各種恐怖分子等等都在這裡。

  在一維結構中看人類的話,看起來很長,足夠繞地球 55 圈或者形成一個與月球軌道類似的圈。再新增一個維度,成為二維結構後,能夠填滿紐約市或者巴林市甚至還很寬鬆。成為三維結構後,只需要20分鐘就可以繞個來回。


  至此,我們的最終目標得以實現。但是,到這一步之後,還能不能更進一步?考慮到每個人體的每個原子之間還有巨大的空間!


  73億人壓縮到原子核大小


  每一個原子都不一樣,但是大體來說,原子的直徑是原子核直徑的10萬倍,原子核幾乎承載了原子的絕大多數質量。轉換為三維結構來說,原子核佔據了原子體積的千萬億分之一。將其形象化,原子可以想像為一立方公里的空心立方體建築(比摩天大樓還高),這個建築大到從天花板上下落到地面都需要15秒。從建築的一側到另一側需要12分鐘才能走到。


  如果這個巨大的建築是原子,那麼中間某個體積為 1 立方厘米的方糖就是原子核,整個建築的質量幾乎等於方糖的質量,方糖的體積為總空間的千萬億分之一。建築的其他萬億分之 999,999,999,999,999 幾乎都是無質量的空白空間。


  人體的質量也就相當於人體的每個原子核的質量之和。


  那麼,假如整個人類去除原子核以外的空白空間,剩下的體積會是多大?


  一粒M豆。



  甚至還沒有這麼大。一個人的體積是 0.0664 立方米,因此所有人類的體積是 4.85 億立方米,將其減少到千萬億分之一,我們得到 0.485 立方厘米,一粒M豆的大小為 0.636 立方厘米,比人類體積還要大30%,彩虹糖也太大(0.74立方厘米),一鎳幣(0.689立方厘米)和一硬幣(0.809立方厘米)也是。在日常生活中很難找到正好是 0.485 立方厘米那麼大的物體。


  至此,這個話題就可以結束了。


  如果有人擠得足夠用力,全球的人都可以壓縮進一個M豆大小的空間,這粒豆重達4.5億噸,比75個吉薩金字塔還要重。


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