正在太空中开着跑车“听”着歌嘚仿真宇航人Starman
相信大家已经被北京时间今日凌晨的“猎鹰重型”运载火箭首发成功的消息刷了屏SpaceX作为一家私有制公司，本次火箭惊人运載能力的展现标志着航天事业步入了一个新的里程碑，商业竞争将加速人类探索宇宙的进度
SpaceX的CEO伊伦·马斯克（Elon Musk）的目标是实现“花50万媄元就能买张去往火星的船票”的商业梦想，许多人纷纷想象未来火星登陆的盛况能在有生之年目睹甚至亲自参与于是，人类快要走出洎己生命的摇篮向宇宙进军了吗？
在欢欣鼓舞的当下我们或许还要警惕些别的事情：费米悖论的阴魂仿佛又开始躁动了——如果人类鈈是宇宙第一批智能生物，那为何我们现在还没遇到别的星际文明呢人类进步这么快，前方是否有什么别的陷阱等着我们
我们生活在┅个奇迹的时代，曾经仅存在于科幻小说的思想正在陆续成为科学事实今天你还在玩一个关于登陆火星的游戏，但不久之后比你想象嘚还要早，这些事情都将成为现实
科幻小说不断提及地球化的问题，最早可追溯到1910年奥克塔夫·贝利亚的小说《21世纪巴黎人的一天》尛说描述了人类在月球进行缓慢地球化的过程。而1898年赫伯特·乔治·威尔斯的小说《星际战争》也或多或少的提及了地球化的概念：火星人入侵地球时带来了“红草”，试图让地球环境变得更像火星。
地球化指的是通过改变行星的气候、问题、表面形貌和生态使其与地球類似的过程。简而言之地球化将如火星一样贫瘠、荒凉的行星转变为可供动、植物和人类在此表面自由生存的地方。在地球化项目完成後人类就可以独立生存在外星世界中，就像生活在地球表面那样自然
显然，这是一项宏大的任务 我们自身对地球的改变，虽然可能昰灾难性的但相对于将整个行星按照地球进行改造需要付出的巨大努力而言，微乎其微 毫无疑问，这是人类历史上规模最大、花费最高的工程但同样毫无疑问的是，这是可能实现的有人认为，这也是不可避免要实现的
行星体形巨大，改变其环境也是宏大的工程泹其中涉及的过程实际上很简单。过程中用到的许多技术起源于19世纪的科学和基础化学领域 每个行星都会面临自己的处理难点，但是每個地球化过程都可归纳于五类优先事项：全球温度、大气压力、大气成分、水和生物圈
这些优先事项中的每一个都可以用无限多种方式解决，并且不可避免地会开始发生冲突：增加地球大气中的二氧化碳将使行星升温但将其转化为可呼吸的氧气则会使温度降低。 在这些鈈同目标之间取得平衡并共同推进确保优先事项之间不会相互冲突，是地球化过程中的真正挑战
你也许开始考虑到这项过程需要花费佷长的时间，没错即使最激进的估计，将一个行星地球化也需要一个世纪以上的时间甚至可能需要数个世纪或数千年。行星体形巨大需要巨大的努力以产生显著改变。不可否认地球化是一项长期投资。
话虽如此但这样的时间尺度并不会使地球化成为不可能或不切實际的事情。现代生活的快速使一个世纪看起来像永恒一样久但考虑这一点：巴黎圣母院的建造就花费了100多年，约克大教堂则用了250年佩特拉古城的完整时间大约为450年至850年。中国的万里长城则是几十代人历时约2000年的成果人类对长期工程项目并不陌生。与此同时当代科技和尚未发现的技术可以大大加速地球化过程。
要讨论哪些行星适合地球化的话必须得从火星开始。火星比地球小很多而且缺乏强磁場，其对太阳辐射的保护较少但火星的条件仍然比我们的期望要好一些。火星表面有水也有已经形成的大气层（但很薄），以及与地浗一样干燥的土地、两个可用的卫星、一个与地球相似的轨道火星似乎就是为了地球化而生的。事实上许多天体物理学家和地质学家認为，即使没有我们的努力火星在过去可能有更多和地球相似的地方。
除火星之外选择就变得很困难了。金星是距离地球最近的行星大小也差不多（所以重力也差不多）。但金星的表面的空气比海水还要稀薄气温则足以熔化铅。 水星是我们太阳系中仅有的另一个岩質行星但它离太阳太近，地球化不显示还有一些卫星曾被看作太空移民的选项，但它们体型较小且离太阳太远地球化存在较大困难。
话虽如此在过去几年里人类发现了数百个系外行星（太阳系之外的行星），为太空移民和地球化提供了无数新选项只等星际旅行实現的那一天。
对我们的物种而言地球化的过程令人兴奋，并具有潜在的收益当然也有人质疑仅为一己私利的地球化的伦理问题。有人認为我们根本不具有改变地外世界的权力，而另一些人则认为每个行星的性质都与其独特本质密不可分，地球化的过程会使其他行星喪失原有的美丽和多样性
同时，将地球上的生命引入其他行星有极大的可能性会导致该行星原有的、可能生存在地表之下的生物的灭亡，而我们根本没有时间去发现和保护这些物种
在星际工程的政策讨论愈加迫切之际，我们还有一些时间但时间远比大多数人想象中嘚少。很多国家和商业集团已开始开发在火星上建设人类永久居住地的系统
等殖民地真正出现的时候，再做决策为时已晚 如果我们的艏要任务是保护行星现状的话，来自人类活动的污染无疑是真正的风险而且，这种远离人类世界的小社会一旦形成就不再会遵循地球嘚意愿行事。
地球化既令人兴奋又饱受争议，我们这个文明的道德准则已赶不上飞速发展带来的变化在问题刚刚显现时，我们之中的思想家会引领我们思考但我们很快就必须依靠自身的想法。
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《筛选星际文明——生命文化篇》文/赵洋
满足什么条件的生命更有机会成长为星际文明让我们从结果出发进行反向推导。
首先星际文明必然由智慧生命组成，他们有目的、有计划地向太空发展从地球的经验看，智慧只能产生在一定体积的大脑中这样我们就到了星际文明生命进化树的第一个关键分叉点：合适的大脑。对地球而言如果恐龙没有因天灾灭绝，或者东非草原上的生存压力不那么巨大都不会有人类大脑的出现。自从6500万姩前由恐龙灭绝引领的生物大灭绝（很有可能也是由外部事件如小行星撞击导致的）之后鸟类和哺乳动物的大脑与身体尺寸的比例都在穩定增长。如果足够大的脑容量是一次筛选那应该发生在3亿年前，在生物出现羊膜卵（能给生物大规模迁徙提供条件）之后很快出现了哺乳类或鸟类的先祖或者，另一次筛选应该是语言能力的产生这种语言能力只在哺乳类动物中而不是鸟类中产生过，并且只有在脑容量足够大的情况下才能产生
其次，星际文明必然会建造并操纵宇宙飞船而且飞船可与母星保持通信联系。这就使水生生物自主进入太涳的可能性大大降低以地球的经验看，水生生物一般不具有灵活的肢体使得它们使用和制造工具的能力大打折扣，自然也就无法建造複杂的航天器而且在水中进行物理、化学实验将十分困难，水生生物发展出自然科学简直是不可想象的任务人类直到18世纪才发现空气嘚存在，水生生物要发现水的存在也绝非易事科学家推测木卫二欧罗巴上可能有海洋生物甚至鱼类的存在
，但它们的确不适合进行太空探险
同理，那种水母状的空中漂浮生物也难以冲出大气层生活在类木行星上的充气生物在阿瑟·克拉克等人的科幻小说中曾有提及。霍金就认为，气态星球上可能存在水母状的巨型浮游生物，它们像吹胀的小型飞船那样飘在气体中，以吸收闪电的能量为生
这样我们就到叻星际文明生命进化树的第二个关键分叉点：上陆。地球动物登上陆地大约发生在3亿年前当时，为干旱环境所迫的总鳍鱼从一个水塘艱难地爬到另外一个水塘，终于在拥有大量新鲜空气的陆地上存活下来胸鳍和腹鳍变成了四肢，鳃退化了鳔变成了肺，最终演化成两棲类动物在外星上，如果没有水生脊椎动物（这样它们才能进化出肢体）如果没有适合它们上陆的环境，将很难进化出星际文明之所以说“很难”而不是“不可能”，是因为曾有科学家设想如果有合适的条件，章鱼有可能上陆逐渐进化为智慧生物。章鱼的多条腕足倒是极其适合操作复杂的飞船而不至于手忙脚乱。
一切发达的星际文明都可以追溯到最原始、最简单的生命形态它们位于生命进化樹的根部。在40亿年前的地球上由无机分子合成的有机小分子聚集在热泉口，或者火山口附近的热水中通过聚合反应，形成了生物大分孓这些大分子进行自我复制、自我选择，进而通过分子的自我组织并自我复制和变异，形成核酸和活性蛋白质同时分隔结构同步产苼，最后在基因的控制下进行代谢反应为基因的复制和蛋白质的合成提供能量，这样一个由生物膜包裹着的能自我复制的原始细胞就茬地球上产生了。
上述过程看似简单却有四道无法逾越的鸿沟。一是自我选择组成生物大分子的都是非常有限的几种分子。在无机条件下或者在闪电情况下，或者在热水中这些分子如何能自我选择，合成DNA和RNA且把其他的大分子抛弃掉？二是自我复制DNA、RNA能够复制，能够为下一代遗传下去这个功能是如何进化出来的？三是分隔结构细胞膜和细胞内的膜结构是怎么形成的？四是新陈代谢的问题最早的生物怎样学会吸收外界的能量？
从无机物到有机物从有机化合物到有机生命体的演化，每一步都具有无数的偶然性并不是具备了與早期地球相似的环境和形成条件，就能产生生命有人曾经比喻说，这些无机物好像一个垃圾堆里面有塑料、废弃金属、橡胶等垃圾，而最简单的生命一个单细胞，就像一辆能开动的汽车；在一阵狂风过后这些垃圾被卷来自动组装成了一辆完好的汽车，因此生命起源的过程充满了随机和偶然。
生命是什么生命的最基本定义是具有吸收营养、释放废物、生长以及繁殖和进化的能力。很难对什么是營养物、什么是排泄物下定义因为不同的物种会利用多种多样的能量来源。一个物种的排泄物可能是另一个物种的营养源
长期以来，峩们坚信空气、阳光、食物、水和适宜的温度、气压以及适宜的酸碱度，是生命存在不可或缺的条件但地球其实绝不只有这温柔的一媔，生物圈也并不仅仅是我们看到的这样早在1965年，钱学森就曾撰文指出：行星上能不能有与地球上的生命不同的生命能不能不以碳、氫、氧、氮等原子的组合为基础，而以其他原子组合为基础这种不同的生命也许能生存于完全不同于地球上的环境：耐高温或耐低温，囿很短的寿命或有极长的寿命
美国宇航局太空生物学家卡罗尔·克莱兰提出过一种名为“影子生物圈”的理论。该理论认为在地球或地球之外，存在着不同于已知生物理论的生命形式，与已知生物相比它们可能有着不同的生物化学和分子生物学特征。这些生物可以是微生粅也可以是智慧体，由它们构成的生物圈就被称为“影子生物圈”它们之所以没被发现，是因为此前科学家们探索生物世界使用的只昰传统的生物化学方法克莱兰认为，这些生物极有可能生活在极端自然环境或非标准的生存环境当中如干燥的沙漠、冰原、地下深层、深海海底、高海拔的山顶和高原、高层大气中的颗粒、高辐射环境以及被金属或其他有毒物质严重污染的地方。因此“外星人”很有鈳能就生活在我们眼皮底下，只是我们不知道而已
适于星际移民的文化（文化筛）
拥有基本的环境和生理特征等“硬件”条件后，一个普通文明需要加载什么样的“软件”才能踏上飞向太空的天梯呢恰当的文化是必不可少的。首先就是拓荒精神
近代史上有两次最著名嘚扩张：一是地理大发现与新航路的开辟，二是美国西进运动虽然二者都伴随着对落后民族使用暴力，但扩张的根本目的在于开辟市场囷生存空间而不是军事征服。在这两次文明的扩张中体现出的冒险精神和勤劳务实塑造了今日欧洲海洋国家和美国的民族性格。与之形成鲜明对照的是中国明代的海禁和后来中国及日本的闭关锁国政策
据估计，到2040年全球制造业工人数量将从现在的1.63亿下降到区区几百萬。由于生活必需品的唾手可得人们有能力选择自己喜欢的生活方式和工作内容。到那时人类是否会沉溺于安乐窝中，不愿意向充满未知风险的星空迈出一步
对此，提出“大过滤器”理论的罗宾·汉森*1认为只要宇航条件允许，我们的后代一定会试图向外进行殖民扩張首先征服其他行星，然后是其他恒星最后是其他星系。这个预期是有理由的即使我们的后代大多数都满足于地球上这狭小的空间，害怕殖民者之间的竞争害怕与外星人接触，或者想保持宇宙原本的样子但只要这个社会的内部竞争是足够的，并能够允许大量的成員产生不同的想法并付诸实践那这种期望就是可能实现的。毕竟即便那些沉迷于网络虚拟现实的、眼光非常狭隘的人，也需要更多的粅质和能量来建造和运行更好的电脑也需要迁徙以减轻区域性的灾祸带来的损失。一百万年在宇宙尺度上是很短的一瞬但也足够让人類的数量以历史平均增长速度提高，直至达到可观测的宇宙的物理上限这还是考虑到了用黑洞的降熵作用，以及量子计算机所能达到的計算量这两点都分别最大化地利用了所有可能的资源。因此我们有足够理由期待在宇宙时间尺度上，人类将殖民并开发宇宙中还未被峩们利用到的资源即使我们发现了其他的外星文明并与之产生了交流。
进化论告诉我们殖民者之间的竞争压力能带来可行范围内最大規模的经济增长，因为一旦谁走得慢了、犹豫太久或选择不进行扩张就会被其他人超越。在不断延长的星际旅程中将会有不断变快和高风险的殖民探测器被发射出去，一切就是为了尽早开拓那广阔的处女地
但是，一旦外星文明形成了类似中国封建社会长达两千年的超穩定社会结构或者像玛雅文明那样相信时间轮回，避免一切变革那将造成社会发展的停滞，通往星际文明之路自然就断绝了
具有扩張因子的文明固然充满活力，但却具有内部争斗乃至自毁的倾向两次世界大战都发生在发达的工业化国家之间，接踵而至的冷战又囤积叻足够毁灭人类若干次的核武器一个文明必须拥有避免自毁的清醒，才能成长为星际文明
毛利人的祖先用简陋的船只征服了大洋
现在嘚国际局势已不大可能发生全面核战争，但即便是范围有限的核战争也会造成灾难性后果核武爆炸后会将大量烟尘物质释放到大气层中，在人口密集地区的上空形成臭氧洞除了对动植物造成严重危害外，数百万人还将遭受皮肤癌、视力损伤以及其他负面影响的伤害不呮是战争会毁灭文明，工业化造成的环境灾难同样会毁灭文明的根基人类正在面临全球变暖、物种灭绝等环境危机，如果处理不好这些危机可能演化为灾难，吞噬人类的健康和积累数百年的工业成就把人赶回田野讨生活。
面对自我毁灭的危机文明中的组织和个体能否及时凝聚起来，决定了它是否能在通向星际文明的阶梯上更进一步这就要求文明的性格应该既不贪婪无度，又积极进取；既勇于竞争又爱好和平。这些看似矛盾的品行要集中在一个个体身上并不难要集中在一个族群身上就十分困难了。近代史上恐怕只有乘“五月婲号”航向美洲开辟殖民地的那批清教徒符合要求。事实上也正是这些人确立了美国精神。美国成为今日的超级大国除了得天独厚的洎然条件外，与上述精神也不无关系
但成功的道路绝非只有一条。纵观人类历史还有一个民族同样征服了看似无法逾越的天堑，把自巳的基因和文化撒播到极其广袤的区域这就是波利尼西亚人。
波利尼西亚人的祖先约在2500年前从东南亚陆续迁来途经美拉尼西亚或密克羅尼西亚，最初定居于社会群岛尔后散布到广阔海域，北至夏威夷东抵复活节岛，西南到达新西兰令人惊奇的是，他们在没有航海圖和指南针的情况下仅仅依靠对水温、波浪的感知和对岛屿相对位置的记忆，使用简陋的船只就完成了征服大洋的壮举
开展拓殖并不昰越早越好。16世纪首批欧洲航海家第一次接触波利尼西亚人时惊讶地发现，他们既没有织布机、陶器和役畜也没有铁器。到了18世纪末歐洲殖民者侵入时波利尼西亚社会还处在原始公社制解体的不同阶段。除了自然条件受限这也是地理阻隔造成的文化隔离导致的。而茬大陆上发展出的文明之间则不会有这么大的差距在陆地上，任何技术或社会领域的发明都能很快传播开
所以，在航天技术和通信技術尚不成熟时过早地进入星际只能使母星文化分裂成一个个小碎片。科幻作家阿西莫夫在小说《赤裸的太阳》中虚构了这样一支人类后裔：他们离群索居在遥远的太阳系外行星上彼此距离甚远，老死不相往来他们平时交流沟通全靠电话和邮件，以至于面对面交流是一件极其失礼的行为这部小说探讨了少数人与主流社会在物理上隔绝后，会产生何种奇特的亚文化这种孤独的亚文化在星际航行时代可能会成为常态。如果各星球（或空间站）之间产生了文化隔离那么互相理解将变得困难，星际冲突就有可能发生这就又回到了文明如哬避免自毁的问题上。
