一個全新的城市概念，難道只有城市規劃師或建築師才能提出來嗎？答案顯然是否定的，因爲科學家也可以。科學家在這方面有兩個優勢：首先，技術可以支撐那些缥缈的空想；其次，由于脫離了“磚瓦”而迸發出更大的想象力。傑拉德•K•奧尼爾（Gerard K. O’Neill 1927-1992 ）構想的「太空城市」，就是這樣的一個樣本。
作爲物理學家的傑拉德•K•奧尼爾，在學生和助教時期，就展現出理論物理學方面的才能。他第一個構想了用于高能物理實驗的粒子加速器，用以捕獲粒子以儲存足夠長的時間。1965年，他主導了普林斯頓大學和斯坦福大學合作的碰撞束實驗。
上世紀60年代東西方冷戰，美蘇太空爭霸，奧尼爾看到了太空計劃的巨大潛力，申請加入向平民科學家開放的美國宇航局。「太空城市」的想法就在這個時候播下種子。後來，當他被問到爲什麽熱衷月球任務時，他說：“現在活著而不參加這樣的任務是非常短視的。”但他並不想停留于“月球”，他提出一個去往未來方向的問題：一個星球的表面真的是發展技術文明的正確地方嗎？
外星球條件對于人類的生存要求實在太苛刻，奧尼爾認爲，應該在外太空模擬人工重力、大氣與輻射等類似地球的環境，在自由空間中建立自給自足的太空棲息地。他的第一個技術構想後來被命名爲「奧尼爾圓柱 O’Neill cylinder」，這是一個通過離心力將其旋轉成接近地球重力的空間。這個構想成爲後來我們在很多科幻電影中熟悉的場景，比如電影《星際穿越》，男主庫珀和女兒再次相逢的地方，就是奧尼爾圓柱，即「太空城市」的雛形。
奧尼爾認爲，要使每個人都享受到高質量的生活水平、保護生物圈免受交通和工業汙染的破壞、爲每35年翻一番的世界人口尋找可持續的生活空間、尋找更清潔實用的能源以及防止地球熱平衡過載，「太空殖民」是人類唯一的出路。他開始不斷爲實現這一宏大的構想投入科學研究與社會傳播。
奧尼爾計算出人造邊疆的最初的聚居地可以建在L4和L5的拉格朗日點上。拉格朗日點是法國數學家拉格朗日的理論推導，指一個小物體在兩個大物體的引力作用下在空間中的一點，在該點處，小物體相對于兩大物體基本保持靜止。在太陽系中，L4和L5可以使航天器在不耗能的情況下保持其位置。
奧尼爾運用高斯槍的設計原理，設計了質量驅動器，它使用由電激線圈來制造電磁鐵，使有效荷載加速，用非火箭航天發射方法運載從月球表面發射的物質，爲太空殖民地和太陽能衛星提供原材料。
1974年，奧尼爾召集組了一群大膽的激進分子，召開了“第一次空間殖民會議”。參加會議的人包括弗裏曼•戴森（戴森球概念的提出者）、埃裏克·德雷克斯勒（纳米技术的开创性研究者）等，会议的文章发表在1974年5月13日《紐約時報》的頭版上。這是奧尼爾的高光時刻。
1975年，美國宇航局爲奧尼爾提供研究贊助，他開始主導美國宇航局永久太空棲息地研究。根據這些研究，美國宇航局制定了在月球上建立基地的詳細計劃。但這些雄心勃勃的計劃在進入上世紀80年代之後迅速湮滅。冷戰結束是原因之一，但更重要的原因，《巫師、外星人和星艦》這本討論科幻中的物理數學的書給出了答案——這樣的計劃，是地球資源不可承受之重！
大家想一想：汽車的發展爲什麽比不上計算機的發展速度？爲什麽上世紀60年代就登上了月球之後，再無人類星際旅行的進展？到今天NASA甚至放棄了航天飛機計劃，其根本原因都歸結到能量問題。“計算機目前的效率，僅相當于最高效率的十萬億分之一，所以才能實現跳躍性的改進。而汽車發動機的效率，只要提高兩倍就已經接近理論極限，所以它們的改善才會那麽難。”這是否預示著，地球文明向低能耗發展是一個趨勢，耗能的都會被淘汰，誰耗能更多，誰就先被淘汰。這讓人不免聯想，分配給地球的能量總和，就已經規定了人類太空旅行的極限。
負責NASA預算的參議院小組委員會主席曾說：“我對這種瘋狂的幻想一分錢也不想給了。“奧尼爾的「太空城市」的研究資金枯竭了，但資金怎麽能束縛奧尼爾這麽聰明的大腦呢？
奧尼爾開始著書立說，不遺余力地繼續推廣自己的創想——《高邊疆：人類在太空中的殖民地》、《2081：對人類未來充滿希望的看法》、《技術優勢》。在這些著作中，太空移民、太空聚落、太陽能衛星、抗衰老藥物、氫動力汽車、氣候控制、地下磁鏈、微型工程、機器人、基因工程、磁力飛行、家庭飛機等等二十多年後才炒熱起來的概念都被奧尼爾批發似的販賣了出來。
寫書不夠過瘾，理論還必須付諸實踐，奧尼爾身上的創業精神實在令人驚歎。他不斷的創辦公司、發明專利。比如，1982年獲得專利的無線電定位衛星服務系統（RDSS），後來出售給摩托羅拉用于銥星項目，盡管未來的定位系統最終被GPS取代，但奧尼爾算是衛星定位系統的奠基人。1986年，奧尼爾在紐約的電腦博覽會上介紹了他的局域網無線網絡系統，兩台電腦在幾百英尺的範圍內交換信息。1991年奧尼爾提出了Vactrain系統的專利申請，在一個管道內通過電磁力推動機車高速運行，是噴氣式客機速度的5倍，奧尼爾計劃建造由這些隧道連接起來的車站網絡。我確信，特斯拉的埃隆·马斯克，肯定受到过奥尼尔的启发和激励。
1992年奧尼爾不幸因白血病去世，硬科幻小說家斯蒂芬·巴克斯特在《流形：时间》中，将主人公的宇宙飞船命名为杰拉德·K·奥尼尔；1997年4月21日，裝在瓶子裏的奧尼爾的骨灰被火箭帶到地球軌道；Gerard O’Neill的遺産，那些論文和作品，被史密森國家航空航天博物館（Smithsonian National Air and Space Museum）收藏。
傑拉德•K•奧尼爾（O’Neill 1927~1992 ）
大家心目當中的太空城市又是怎樣的呢？歡迎探討~