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今天我们将送出由清华大学出版社提供的优质科普书籍《科学是什么》。

全国优秀科普作品奖获得者、科普作家张天蓉最新力作《科学是什么》。

科学发展的历程？科学的本质是什么？科学家是如何思考的？什么是怀疑精神和批判思维？如果你对这些问题有所思考，那么就可以在《科学是什么》中寻找答案，此外，作者在让我们领略科学魅力的过程中，穿插了大量的有趣故事，可读性极强。

一本书讲清楚科学的历程、科学的本质、科学思想、科学精神、科学思维，是中学生、大学生科学教育通识读本。

只要你认真阅读下面的这篇文章，思考文末提出的问题，严格按照 互动：你的答案 格式在评论区留言，就有机会获得奖品！

作者：Tim Urban

翻译：Nuor

审校：xux

在讨论人类的话题时，我们会讨论人类来从何处来，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。

很多米粒

73亿沙粒会是什么样呢？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。）

一维结构下的73亿人

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%，所以还需要再次绕地球旋转，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。

可能一维形状对每个人来说，不是那么方便。那么，让我们将东西重排，放进二维的形状下。

二维结构下的73亿人

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。

在一平方米的房间中，保证舒适下，可以放多少人？

对这个问题答案的追溯可以在网络上最为晦涩的角落找到，在这里可以遇到两种无聊的人群。第一种是 9 名加拿大记者，他们尝试将自己固定在一平方米的地方，每人平均需要 33cm×33cm 的地方站着，他们之间距离虽然很近，但是并不挤，可以自由呼吸。

但是这些都是成年人，世界人口的平均年龄是29岁，最年轻的十亿人往往都很小。所以第二种情况是在新西兰的一所普通的小学中，老师让尽可能多的孩子到这一平方米的空间内，占据人数最多达到了22人次。

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。（虽然一些成人体型比平均数要大，但是还有一些人比平均小，世界成人的平均体重是62kg。）

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（Liechtenstein or Monaco）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（Greenland）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（Martha’s Vineyard，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。另外，玛莎葡萄园可以容纳北美和南美的全部人口……甚至还有空间可以容纳非洲的全部人口。如果全世界的女性想要开一个女性的内部会议，那么可以在 360 平方公里的加沙地带（Gaza Strip）举行全员会议。

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（Bahrain，巴林王国，邻近波斯湾西岸的岛国）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）

大家在这儿感觉是怎样的？emmmm...就像是这样：

很好，现在让每个人都动起来，按照宗教再重新划分：

纽约可以容纳地球上全部73亿人口（按宗教划分）

这就是世界上全部人类占据的面积大小，但是仅限于现在活着的人。

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。

二维事情结束之后，可以转到三维世界里面了。

三维结构下的73亿人

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 1,330 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％ 。这是一栋超大建筑物，但根据现代建筑标准，无论是底座还是高度都无法构造。如果是在曼哈顿建造，则外观如下所示：

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

每一个原子都不一样，但是大体来说，原子的直径是原子核直径的10万倍，原子核几乎承载了原子的绝大多数质量。转换为三维结构来说，原子核占据了原子体积的千万亿分之一。将其形象化，原子可以想象为一立方公里的空心立方体建筑（比摩天大楼还高），这个建筑大到从天花板上下落到地面都需要15秒。从建筑的一侧到另一侧需要12分钟才能走到。

如果这个巨大的建筑是原子，那么中间某个体积为 1 立方厘米的方糖就是原子核，整个建筑的质量几乎等于方糖的质量，方糖的体积为总空间的千万亿分之一。建筑的其他万亿分之 999,999,999,999,999 几乎都是无质量的空白空间。

人体的质量也就相当于人体的每个原子核的质量之和。

那么，假如整个人类去除原子核以外的空白空间，剩下的体积会是多大？

一粒M豆。

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%，彩虹糖也太大（0.74立方厘米），一镍币（0.689立方厘米）和一硬币（0.809立方厘米）也是。在日常生活中很难找到正好是 0.485 立方厘米那么大的物体。

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。

原文链接：

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编辑：aki