苏联科学家齐奥尔科夫斯基曾经说“地球是人类的摇篮，但人类不能永远生活在摇篮中”。向宇宙扩张是人类必然的选择。在人类的形态还是碳基肉体的前提下，向宇宙扩张的道路只有两条：一是发现像地球这样的宜居星球，这种概率微乎其微，更现实的选择是去改造岩石星球；二是建造太空城市，一座太空城市可以容纳几十万、上百万甚至更多的人。
笔者将在对比第一种改造星球的方案的难度后，看看人类进行第二种太空城市方案的可能性。首先，改造星球的难度相当大。宇宙中的类地行星很多，但宇宙太大了，所以这些星球离我们太远。比如有“地球的孪生兄弟”之称的格利泽581g，距地球20.5光年，光速都要飞行20.5年，可想而知的遥远。下图是格利泽581g。
在1000年内，人类的技术都可能难以飞出太阳系，所以我们将关注的重点放在太阳系内岩石星球的改造上。那太阳系中，除地球外的岩石行星无非水星、金星和火星。其中，水星和太阳的距离太近；金星太热。前两者改造难度太大，最适合改造的只有火星。关于火星的改造，本文不再赘述，至少需要上千年时间。下图是火星地球化的想像图。
太阳系外更接近地球的类地星球太远，太阳系内的岩石行星又不容易改造，只剩下建造太空城这个选项了。其实从某个角度看，人造空间站就是一个微缩的太空城。从地面通过火箭发射模块舱，在太空中模块舱再拼装组成空间站。宇航员可在空间站中实现较长时间停留，到目前空间站最大载员人数为12人。下图是中国天宫空间站。
空间站的缺陷在于载人数量少，最大的国际空间站仅载人12人；第二是无法通过自旋产生重力，人无法在太空长期停留，历史记录是一位俄罗斯宇航员在太空停留了879天，区区2年多；三是和地面太近，离地面仅400公里，严格讲还在大气层内；四是与地面的联系依靠火箭或航天飞机，成本太高，国际空间站使用20年时间花了1万亿美元。
所以在未来，一是要尽可能提高空间站人数，载员从10人不到增加到1万人以上，建造大型空间站；二是要增加重力系统，通过自旋等方式产生重力，通过太阳能或核能供给能源，实现人的长期停留甚至永久定居；三是要离地球更远，设在地月轨道之间，成为地球同月球殖民地之间联系的中转站；四是建设太空电梯，通过太空电梯与地面之间交换人员、输送物资、传递信息。太空电梯最大的建设难题是材料硬度不足，硬度要求是钢材的100倍。被视为未来太空电梯建材的碳纳米管目前极限应用长度仅20厘米，但太空电梯至少要求有1万公里，甚至十几万公里。下图是科幻电影《流浪地球》中的领航员国际空间站。
未来人类对太阳系的殖民肯定先从月球开始的，月球距地球仅40万公里左右，且蕴藏着丰富的矿产。所以到那时，月球上会出现无数采矿基地，地球上的污染重工业也可能搬到月球上，然后通过地月之间中转大型空间站和太空电梯输送资源、物资、商品或人员交流。关于对月球的开发和关于地月经济圈的内容，笔者会在以后专门发文更，读者朋友可以点点关注。在人类殖民月球后，随后便是火星和小行星带。这两处地方距人类过于遥远，火星的地球化改造也不可能一蹴而就，所以必须建造几十万至几千万人规模的太空城市。关于太空城市的设计，上世纪70年代的美国科学家奥尼尔提出了名为奥尼尔圆柱体的结构。奥尼尔圆柱体的结构呈圆筒形，人类居住于圆筒的内部，太空城通过自旋的方式产生重力。标准太空城市长30千米，周径20千米，里面的居住面积为1300平方公里，相当于北京市的建设面积，可容纳1000万人生活。太空城的总质量为600亿吨。当然太空城也可以通过专门的连接口与其他太空城相连接，多个太空城连接在一起可以形成上百公里长的庞大建筑体，容纳几十亿人居住生存。和星球相比，太空城市的最大优势在于空间利用效率非常高。星球虽大，直径能有几千公里，但人类只能居住在薄薄的那层表面，而且表面上的海洋、高山、沙漠、冰原都无法居住。太空城不一样，内部空间可自行设计，几乎每一寸土地都可以用于居住。单个标准太空城的面积就有1000余平方公里，只需15万个太空城（这点建材在小行星带中找颗稍微大点的小行星就行）的内部居住面积便比地球陆地面积还要大了。还有，星球上或多或少存在引力，从星球表面起飞飞船和降落飞船的成本过高；反观太空城市，居于零重力的太空环境中，则完全不存在这方面的困扰，在经济上更合理。以太阳系举例子，太阳系中真正适合人类居住或经改造后适合人类居住的星球仅有2颗：地球和火星。笔者前面的文章也分析了，地球农业极限状态下能承载1000亿人，当然要兼顾生态环境的前提下，地球最多只能承载300亿人了。火星的表面积远小于地球，如果人类仅是居住在星球上，太阳系最多只能容纳400亿人。但如果可以建造太空城供人类居住，太空城，仅是小行星灵神星便重达2.4亿亿吨，充分利用，可以建造400万个标准太空城市，供给40万亿人居住，而灵神星仅占小行星带全部质量的0.6%！小行星带的全部资源用于建造太空城市，足以打造10亿个，容纳1亿亿人居住！退一万步讲，即使仅有1%的资源用于建造，小行星带的资源便足以打造1000万个太空城市，供100万亿人居住。小行星带的质量仅占太阳系总质量的很小一部分，木星、土星、天王星、海王星四颗巨行星都有几十甚至上百颗卫星，以后可以就地取材建造太空城，巨行星丰富的氢氦资源可用于核聚变发电。在海王星外遥远的柯伊伯带，估计有几百颗冥王星这样的矮行星，虽然他们距太阳过于遥远导致无法生存，但可以建立殖民地，当飞船出太阳系的前进基地。太阳系太大了，把太阳系比做浩瀚的太平洋，则地球不过是太平洋上一粒漂浮的沙子，且太阳系中有几万亿个天体，一旦人类对其开发，笔者估计至少可以满足上千万亿人的高质量生存需要。总之，太阳系对人类而言几乎是无穷无尽的，人类在很长时间内都可能困在太阳系内。为了满足文明发展的需要，大规模建造太空城是走向太空人类的必然选择。当然，对于现阶段的人类而言，星辰大海对于人类过于遥远，人类尚未登上月球（笔者对1969年美国登月存疑），倾全球之力也不能在距地表400公里建一个100人级空间站，核聚变、太空电梯、独立生态圈等技术都遥遥无期。
