小行星里的生活：小說(shuō)《2312》的合理性

對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，“陸地動(dòng)物飼養(yǎng)器”一詞帶給人的畫面是：一個(gè)裝滿各種植物、各色巖石和土壤的魚缸，或者是個(gè)小池塘，里面養(yǎng)了幾只蠑螈。無(wú)論怎樣聯(lián)想，你都不會(huì)想到一個(gè)被挖空的巨大的小行星，作為非洲大草原的微型復(fù)制品，跌跌撞撞地行駛在宇宙空間。除非你是金·斯坦利·羅賓遜，或者，你恰巧讀過他的最新小說(shuō)《2312》。

羅賓遜對(duì)人類的未來(lái)做出了許多富有建設(shè)性的想象，不過，我認(rèn)為數(shù)《2312》最靠譜。300年后，人類已經(jīng)找到了一種可以在惡劣的外星環(huán)境中生活的創(chuàng)造性的方式，從炎熱的水星到嚴(yán)寒的土衛(wèi)六。眼睛不要只盯著大行星或者衛(wèi)星，那時(shí)人類已經(jīng)開始在小行星上生存了：將星球內(nèi)部挖空，種上作物，然后在星球內(nèi)部復(fù)制地面上的一切——大氣、土壤、重力、日照以及地上的所有“居民”。結(jié)果呢？一個(gè)量身定做的、自給自足的生態(tài)系統(tǒng)誕生了，而且是物理與藝術(shù)的完美結(jié)合體！設(shè)想一下，如果地球的生態(tài)系統(tǒng)是向地球內(nèi)部延伸而不是向外太空伸展，那么，人類的“上”“下”等空間感就不再取決于天空，而是取決于地心。

羅賓遜是這樣描述這一情形的：

“整個(gè)地面將在你周圍彎曲，從兩邊同時(shí)隆起，然后在你頭頂上交會(huì)。因此，看起來(lái)地面將你包裹了起來(lái)，像安迪·戈茲沃西（英國(guó)藝術(shù)家——譯注）在巖石內(nèi)部雕刻的藝術(shù)作品，像一個(gè)晶洞，或者像法貝熱彩蛋?！?/p>

這幾近瘋狂的想法真的奏效嗎？人類開始對(duì)太陽(yáng)系及其以外的行星進(jìn)行開發(fā)之時(shí)，是否也可以將我們的生態(tài)系統(tǒng)延伸至巖石空間？這種封閉的穴居生活是否值得一試？

每當(dāng)思考這些深刻的問題時(shí)，我都特別感謝我的兄弟尼克·斯通給予我的指導(dǎo)。他是哥倫比亞大學(xué)的一名天體物理學(xué)家。

重力、光線和運(yùn)動(dòng)

在設(shè)想這個(gè)小行星容器如何運(yùn)作時(shí)，羅賓遜用船來(lái)做比喻。首先，從船尾說(shuō)起（這是你鉆入小行星的起點(diǎn)），一定要記得留一個(gè)洞口，因?yàn)樵谕诰蜻^程中需要將巖石碎屑運(yùn)出去（羅賓遜提醒說(shuō)，身邊要留一些巖石材料，以備將來(lái)造山或塑造其他地形之用）。船頭有一個(gè)“前艙單元”，用來(lái)操縱整個(gè)船只。

但是，船頭的“前艙單元”還有另一個(gè)至關(guān)重要的作用，那就是讓小行星轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力讓站在行星內(nèi)部的人有一種類似重力的體驗(yàn)——這股力量把你拉向地面。如果你曾在游樂場(chǎng)玩過“快樂向前沖”或者其他旋轉(zhuǎn)類游戲的話，道理是一樣的。該離心力的大小與小行星的半徑以及旋轉(zhuǎn)速度成正比，運(yùn)用簡(jiǎn)單的物理運(yùn)算，就可以準(zhǔn)確計(jì)算出與人類在地面上受到的引力相匹配的旋轉(zhuǎn)速度?！翱赡苄枰喈?dāng)大的能量來(lái)幫助啟動(dòng)，”尼克認(rèn)為，“但是一旦啟動(dòng)起來(lái)，就會(huì)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)下去。記住，在真空環(huán)境下，運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去，除非有某種外部阻力使它們慢下來(lái)。”

一個(gè)重要的事實(shí)是，內(nèi)部表面的任何一點(diǎn)都能受到這種“人造重力”的作用，也就意味著，在這個(gè)小行星容器里，你永遠(yuǎn)不會(huì)“浮在天花板上”。從另一個(gè)世界（行星外部的）看來(lái)，這里的地形結(jié)構(gòu)都彎曲向上，將你包裹在里面，使得一切——從樹木到候鳥——看起來(lái)都是“倒掛”著的。

接下來(lái)，就是陽(yáng)光與能源的問題了。羅賓遜認(rèn)為，我們可以用“人造陽(yáng)光”來(lái)照亮地心生活，并根據(jù)地球上相應(yīng)緯度的日長(zhǎng)來(lái)計(jì)算地心日長(zhǎng)。

有趣的是，你可以通過改變“太陽(yáng)”的速度來(lái)改變?nèi)臻L(zhǎng)，模擬地球上不同緯度地區(qū)日照周期的長(zhǎng)短。這對(duì)精確模擬環(huán)境條件非常重要，比如，加拿大針葉林與厄瓜多爾熱帶雨林，它們的生長(zhǎng)環(huán)境是非常不同的。

但是，所有這一切需要多大能量？如果沒有太陽(yáng)，我們將如何制造足夠多的能量來(lái)支撐整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)？為什么不在小行星外面覆蓋一層太陽(yáng)能電池板，將太陽(yáng)能匯集到行星內(nèi)部供我們使用？當(dāng)然，在傳輸過程中會(huì)損失部分能量，但我寧愿相信23世紀(jì)的人類已經(jīng)能夠大幅度提高太陽(yáng)能的利用率。

但是，利用太陽(yáng)能電池板的前提是小行星距離太陽(yáng)足夠近，那樣才能吸收到相當(dāng)數(shù)量的太陽(yáng)輻射。但如果像羅賓遜設(shè)想的那樣，我們的小行星容器同時(shí)兼做運(yùn)輸工具，負(fù)責(zé)太陽(yáng)系內(nèi)部人員往來(lái)的話，問題就變得比較棘手了。對(duì)太陽(yáng)能電池板來(lái)說(shuō)，距離太陽(yáng)越遠(yuǎn)，單位面積上的能量通量會(huì)下降為1/r2，其中r為與太陽(yáng)之間的距離。拿木星來(lái)說(shuō)，木星與太陽(yáng)之間的距離是地球與太陽(yáng)之間距離的5倍，那么它接收到的太陽(yáng)能就是地球的1/25。

“距離一旦超過火星，太陽(yáng)能將不再那么有用，”尼克認(rèn)為，“在遠(yuǎn)離中心的太陽(yáng)系外層空間，人們需要用核能來(lái)維持物體運(yùn)動(dòng)。目前，美國(guó)航空航天局的探測(cè)器使用的動(dòng)力是核裂變能，將來(lái)很可能會(huì)使用核聚變能。”他還說(shuō)：“小行星容器四處走動(dòng)也會(huì)給它的照明和加熱帶來(lái)相似的問題。如果有核聚變反應(yīng)堆，運(yùn)行起來(lái)相對(duì)方便很多，否則的話，可能得需要一個(gè)較為被動(dòng)的設(shè)置，比如太陽(yáng)帆，雖然推動(dòng)力小、運(yùn)轉(zhuǎn)緩慢，但不需要太多能量?！?/p>

“太陽(yáng)帆”一詞名副其實(shí)。太陽(yáng)帆表面覆有大面積薄如紙的膜片，能夠吸收太陽(yáng)輻射。尼克說(shuō)：“太陽(yáng)帆就像船上的帆，你可以憑借它免費(fèi)遨游太陽(yáng)系。”2010年，日本宇航局成功發(fā)射“伊卡魯斯”飛船，這是人類首個(gè)成功用太陽(yáng)帆作動(dòng)力系統(tǒng)的空間飛行器。

如果還想再快一點(diǎn)的話，可以考慮磁帆。太陽(yáng)會(huì)發(fā)射一股帶電粒子流——質(zhì)子和中子流，通常被稱為太陽(yáng)風(fēng)，這些帶電粒子的軌道會(huì)因磁場(chǎng)干擾而發(fā)生彎曲。“理論上來(lái)說(shuō)，人們可以利用太陽(yáng)風(fēng)作為動(dòng)力在太陽(yáng)系快速環(huán)游，但前提是要有一個(gè)磁場(chǎng)才可以。而這可能得花些心思?！?/p>

頭頂上的天空

大氣層是生物圈維持其生命的關(guān)鍵組成部分，在這一點(diǎn)上，我覺得羅賓遜的小行星容器設(shè)想需要進(jìn)一步完善。羅賓遜掩蓋了大氣層的問題，只是提到人們“可以呼吸充入室內(nèi)的混合氣體……就像地球上的人們呼吸含有氧氣的混合氣體一樣”。這聽起來(lái)似乎很合理，但是一旦涉及生活，那樣的大氣組成很快就會(huì)露出馬腳。

我首要關(guān)注的是氣候變化。溫室氣體濃度的極大不穩(wěn)定性是否會(huì)導(dǎo)致小行星容器的氣候失控？大量出現(xiàn)的樹木以及藻類會(huì)不會(huì)把吸收熱量的二氧化碳消耗殆盡，從而將小行星容器變成一個(gè)冰球？在地球地質(zhì)史上，曾經(jīng)有過因二氧化碳和甲烷濃度的細(xì)微變化而引起的氣候極寒與極熱時(shí)期。endprint

但事實(shí)證明，這種末日景象可能不會(huì)發(fā)生在一個(gè)小行星內(nèi)部，源于我所擔(dān)憂的同一個(gè)原因：即封閉性。在地球上，每平方米所接收的340瓦的太陽(yáng)能中，有相當(dāng)大的一部分被以長(zhǎng)波輻射的形式反射到太空中。最終逃逸出地球的太陽(yáng)能的具體數(shù)量，與溫室氣體濃度密切相關(guān)。溫室氣體越多，逃逸的太陽(yáng)能就越少，地球表面溫度就越高。這是對(duì)全球氣候變暖的一個(gè)簡(jiǎn)單描述。但是在小行星內(nèi)部，大氣層是封閉的，被堅(jiān)硬的巖石包裹得密不透風(fēng)，這將有效地阻止太陽(yáng)能逃逸。溫室氣體同樣會(huì)吸收小行星容器內(nèi)的熱量，但是這股熱量卻無(wú)處釋放（不會(huì)對(duì)任何東西進(jìn)行加熱）。當(dāng)然，這是一個(gè)懸而未決的問題。

就算將氣候變化拋到一邊，微量氣體在封閉空間中的快速增多或減少，也可能給其他生物帶來(lái)威脅。濃度為1%的二氧化碳會(huì)對(duì)大多數(shù)動(dòng)物的生理產(chǎn)生負(fù)面影響，當(dāng)濃度達(dá)到7%至10%時(shí)，則會(huì)發(fā)生中毒。我們大概不希望在小行星容器中擁有一個(gè)易發(fā)火災(zāi)的生態(tài)系統(tǒng)，除非我們有辦法將一氧化碳和二氧化碳從大氣中排出去。

腳下的土地

最后，就是土壤的問題了。土壤的構(gòu)成非常復(fù)雜，是礦物質(zhì)、有機(jī)物與微生物的大雜燴，而對(duì)依賴土地生存的生命來(lái)說(shuō)，土壤就是它們的回收工廠和營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存器。在毫無(wú)生命的巖石中弄出土壤來(lái)并非易事，羅賓遜提出，第一步要在地面上“播種”微生物。這些小家伙們會(huì)蠶食堅(jiān)硬的底層巖石，為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有機(jī)物提供生長(zhǎng)空間，從而啟動(dòng)土壤的形成。羅賓遜說(shuō)：“為了使它更溫馨，你還可以對(duì)周圍的巖石壁進(jìn)行刮磨，將刮下來(lái)的碎屑打磨成大小不等的碎塊?！痹谶@堆混合物上倒一點(diǎn)水，再把溫度稍微提高一點(diǎn)，這時(shí)候，它“就像發(fā)酵的面團(tuán)一樣開始生長(zhǎng)，開始變成最美味和稀有的物質(zhì)——土壤”。

羅賓遜所描述的實(shí)際上是加速風(fēng)化：增加熱量和水分是為了促進(jìn)巖石風(fēng)化，通過事先刮磨小行星容器內(nèi)壁表面，人們可以擴(kuò)大風(fēng)化反應(yīng)和微生物生長(zhǎng)的面積。

在此提醒一句：盡管人們?cè)噲D加快事情的進(jìn)展速度，但土壤的形成是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，即使現(xiàn)在就開挖，至少也得千百年時(shí)間。或許我們得用幾千年的時(shí)間來(lái)拍攝一組“面團(tuán)”發(fā)酵的延時(shí)照片，這是一個(gè)長(zhǎng)期投資的過程。

個(gè)人觀點(diǎn)

盡管問題重重，但這仍不失為一個(gè)令人振奮的想法。對(duì)我來(lái)說(shuō)，最大的問題不是我們將如何建造這個(gè)小行星容器，而是為什么。因?yàn)闊o(wú)論你規(guī)劃得多么詳細(xì)得當(dāng)，憑空創(chuàng)建一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)將花費(fèi)大量資源和漫長(zhǎng)的時(shí)間。

如果出于經(jīng)濟(jì)考量，是否就意味著耗費(fèi)食物、自然資源建設(shè)它，然后一定時(shí)間過后，再通過創(chuàng)收來(lái)彌補(bǔ)先前的投資？如果真的要種植糧食作物，人們需要考慮的就不僅僅是培養(yǎng)土壤與保持人工陽(yáng)光過程中所涉及的時(shí)間和資源問題，還得考慮運(yùn)輸成本：將在小行星容器里生長(zhǎng)出來(lái)的糧食運(yùn)送到地球上。肯定還有大量其他花費(fèi)，比如灌溉、廢物回收、蟲害防治，還有小行星容器的維修費(fèi)等，沒法一一列舉。

但是，如果這個(gè)設(shè)想的目的是物種保護(hù)，費(fèi)用問題就不重要了，但是需要政府足夠重視物種保護(hù)才會(huì)對(duì)此進(jìn)行投資。我們是否愿意承擔(dān)必需的費(fèi)用，在茫茫宇宙中不惜代價(jià)地播撒地球的種子，目的就是保護(hù)我們的遺產(chǎn)，或者延長(zhǎng)我們卑微的生命？如果你是科幻作家奧克塔維亞·巴特勒的粉絲，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這是天命所定，而且它還有另外一個(gè)名字：《地球之子》（科幻小說(shuō)——譯注）。末日之時(shí)，地球的種子會(huì)不會(huì)幫助人類逃過一劫，繼續(xù)作為一個(gè)物種而存在？如果答案是肯定的，那么所有的花費(fèi)、資源、時(shí)間以及所有相關(guān)的、不相關(guān)的，或許都不在話下。因?yàn)樵谀┤罩畷r(shí)，生存才是終極目標(biāo)。endprint