人类有一天可以建造的“巨型”结构

人类可以设计的最大，最大胆的事情是什么？从行星升降机到太空大炮，安德斯·桑德伯格（Anders Sandberg）探索了一些历史上最雄心勃勃的愿景-以及为什么它们不那么不可能。正如他们看起来的那样。

1603年，一名耶稣会和尚发明了一种仅用绳索和齿轮就可以举起整个星球的机器。

克里斯托夫·格里恩伯格（Christoph Grienberger）监督着耶稣会作家所写的所有数学著作，其作用类似于现代科学杂志的编辑。他谦虚而多产，无法抗拒解决问题的能力。他认为，既然1:10的齿轮可以让一个人无助地举起10倍，那么如果一个人有24个与跑步机相连的齿轮，那么一个人可以举起地球……非常缓慢。

就像任何重视实践的理论的现代学者一样，他省略了令人讨厌的细节：“我不会编织那些绳索，也不会为轮子或悬挂机器的地方开明材料：因为这些是我要离开的其他事项他们供其他人找到。”

只要我们拥有数学，就算缺乏当时的技术，像Grienberger一样有远见的学者都试图想像工程学的遥远局限。几个世纪以来，他们一直梦想着机器能够举起世界，改变地球表面，甚至重组宇宙。这样的大规模工程有时被称为宏工程（macro-engineering）的项目涉及雄心勃勃的项目，这些项目将重塑地球或建造世界大小的物体。这些巨大的未来梦想可以告诉我们关于人类的创造力和想象力？

大规模工程的起源可以追溯到古希腊人。阿基米德在很多事情上都是著名的，但是一个永恒的夸耀是：“给我一个站立的地方，我可以移动地球！”他在考虑杠杆：他知道在固定的枢轴下，很长的杠杆会产生巨大的作用力。就像格伦贝格（Grienberger）的机器用于齿轮一样，他对这些机械原理的洞察力使人们难以抗拒地推测出远远超出任何实际应用的问题。

从那时起，每当物理定律被揭示为普遍性时，自然的下一步就是扩大它并探索理论上的后果。艾萨克·牛顿（Isaac Newton）意识到描述适用于苹果和月球的地球引力的定律。因此，在太空旅行成为现实之前，他指出，从原理上讲，可以放大一门强大的加农炮，以将卫星推进到地球轨道。这个想法后来在科幻小说中的1865年的《从地球到月球》一书中得到了描述。

在20世纪，美国和其他地区的一些组织进行了认真的尝试，以探索这种加农炮是否行得通。这些努力失败了，因此牛顿的沉思可能很容易被忽视，因为它是一个错误的预测。但是，值得记住的是，曾经有人认为我们目前的太空运输模式-火箭-也是不太可能和幻想的。 1920年，《纽约时报》嘲笑了这个想法的支持者，这表明他们缺乏高中生的物理教育。 （1969年，在阿波罗11号宇航员升空到达月球后的第二天，报纸发表了轻松的撤稿。）

多年以来，类似的想象力理论飞跃进入太空的过程引起了一些人质疑是否可以建造轨道电梯。通过从配重上悬挂非常坚固的电缆，实际上（仅在地球上）就可以将真正的太阳能电梯推向太空。通过将航天器从电缆的末端甩出，可以用最少的燃料将它们推进其他物体。由于那里的重力较低，月球或火星上的电梯看起来更加实用。

为了进一步扩大我们在天文学上的雄心壮志，其他人开始猜测未来的人类是否可以使火星成为可居住的星球，甚至构建一个“戴森球体”。太阳周围的太阳能集热器。从长远来看，我们可能需要进行修改，以使太阳的寿命更长，将地球移到更宽的轨道上，甚至在星系之间移动恒星。这些预测今天都牵强附会，但数学和物理学并不排除这些预测。

回到地球，大规模的工程梦想也激发了关于乌托邦计划的各种蓝图，这些计划涉及大规模改变海洋和大气层。

在1920年代及以后，赫尔曼·索格尔（HermanSörgel）的Atlantropa项目梦想着在直布罗陀海峡两岸建造一座水力发电大坝。地中海的海平面将降低200m（656英尺），从而为定居开辟了新的土地。横跨达达尼尔海峡的额外水坝将包含第一个水坝，以补充第一个水坝，然后是西西里岛和突尼斯之间的水坝，以进一步降低地中海内部地区，将苏伊士运河延伸至船闸，并很好地将刚果河改道以重新填充盆地乍得湖周围灌溉撒哈拉沙漠。今天，即使有政治上的支持，生态问题也可能排除了整个努力，但是如果遗嘱和金钱在那里，那很可能已经尝试过了。

一个现代后裔，更是作为警告而不是认真的建议（仍然经过精心分析），正在阻塞苏格兰，挪威，法国和英国之间的北海，以应对海平面上升的问题。

在1957年至1977年之间，“犁头计划”是美国一项旨在为大规模和平建设目的开发核爆炸技术的计划（苏联也有类似的计划，即“为国民经济发展的核爆炸”）。想法包括使用核爆炸来拓宽巴拿马运河，在山脉上挖人造港口或修路，以及刺激地下天然气或石油储藏。也许不足为奇，对轻度放射性基础设施的兴趣从未真正流行起来。

然而，目前正在认真考虑和研究的是对行星的大规模改变，这是地球工程。这涉及对气候系统的故意干预，以减少太阳能输入（无论是用海水使云层变白，向平流层添加气溶胶或在太空中遮盖阴影），还是与二氧化碳结合（使用压碎的橄榄石，播种藻华或将其泵入地下） ）。似乎有可能甚至有必要，但是太阳能输入控制绝对是一个冒险的想法。

这种思维的动机是什么？在纸上扮演上帝不仅有趣。

在许多情况下，“多多益善”是一种逻辑：如果获得农业用地是好事，为什么不尝试获取尽可能多的土地呢？如果能量很宝贵，那么使用已知技术可以收集多少能量？它告诉我们有关极限可能在哪里以及如果我们真的想获得多少收益的重要信息。目的不是要预测“如何”。或“何时”，更多时候是要弄清楚宇宙法则是否阻止了它。它可以帮助我们将不可能的事情与不可能的事情区分开。

在他们的制造商中也有许多大型工程项目。眼睛，强烈的乌托邦式的视野。索格尔认为，大西洋将提供能源，耕地和改善的气候，但也将有助于欧洲和非洲的融合。俄罗斯哲学家尼古拉·费多罗夫（Nikolai Fedorov）提出，将天气控制作为他的和平统一人类（后代，太空和永生不朽）的宇宙计划的第一步。关键是要共同努力实现一个宏伟的目标。提升世界与其说是提升人类，不如说是提升世界。

很容易笑，并将这些梦想视为不切实际的乌托邦主义或工程狂妄自大。除了地球被每秒传输PB数据，存储EB的机器所包围，而且您现在可能正在使用（互联网）。有一台比足球场还大的机器，其运动速度要比步过头顶的步枪子弹（空间站）快。欧洲的另一台机器周长27公里（17英里），并将能量转换为外来物质（大型强子对撞机）。想象一下阿基米德或牛顿会怎样做。

实际上，我们生活在几乎没有注意到的巨型建筑中。我们环境的一些大规模工程几乎是看不见的。荷兰以及林肯郡，剑桥郡和诺福克郡的芬斯都是从海上开垦的土地。亚马孙雨林并不像从前那样原始：它被种植了几千年。东南亚和现代大都市的露台都是工程，可以变成风景。有时有一个宏伟的计划，但往往没有。

大型项目的经验通常显示出成本超支，规划问题和不良项目管理的混合。如果我们做的不好，为什么会有一些成功呢？

如果我们考虑实际发生的大规模工程-东南亚部分地区的梯田，荷兰的土地开垦，美国州际公路系统，互联网-它包含可以零碎实施的项目，在这些项目中，工作可以停止，在学习经验之后恢复，并且系统不依赖于每个部分的正常运行。可以对它们进行维护，通常对相关人员维护房屋和服务器有意义。

这与一心一意的个人创造的许多宏伟但往往脆弱的愿景截然不同。但是，某些大型项目可能比他们最初看起来的模块化和实用性高得多。问题不是规模规模，而是需要什么形式的协调。以前面提到的构建戴森球体为例。这似乎还很遥远，但是从某种意义上说，我们已经开始通过将卫星放置在围绕它的轨道中来将太阳与太阳能收集器结合起来。如果我们继续发展几百万年，那么戴森范围可能就到了。

自下而上的宏伟计划将世界提升到一个更好的状态比自下而上的零散解决方案要弱。但是，我们需要愿景来了解有一天可能发生的事情（“当然，我们还不能建造通往太空的电梯……但是有一天！”），并思考我们要朝着大方向前进的方向–可持续性，空间，繁荣安全-雄心勃勃。

在现实世界中，也许在纸张上比在现实世界中更好地留出人文主义的乌托邦，但是我们也可以认识到，当今人类在改善事物方面存在着比以往任何时候都雄心勃勃的想法。我们可能没有掌握世界的技术，但是阿基米德很高兴得知我们拥有更多的杠杆。

Anders Sandberg博士是牛津大学人类未来研究所的研究员，并发了@anderssandberg推文。

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