【果殼探索】流浪家園：打造太空版諾亞方舟

走出家園是每個文明的宿命。流浪啊，流浪……在詩意的背后是頂級的技術難題。如何打造一個在宇宙中流浪的家園？來看作者為我們介紹的幾種思路。

我時常想，假如站在地球、站在全部生命的立場上，人類到底給地球帶來了什么好處。想來想去只有一條：假如有一天太陽爆炸了（或者變成紅巨星），沒有人類的話地球直接死定，只有人類才可能給地球帶來一線生機……所以假如我是女媧、蓋亞或者Xel'Naga（薩爾那加，游戲《星際爭霸》中的神秘種族，創造了神族和蟲族），造人類出來只有一個目的：滾出地球去！

那么，如果有一天不得不離開地球，人類的太空生存如何才能長期、穩定且不依賴于任何一顆特定的行星？個人認為，實現這一目的有兩種思路：開放體系、封閉體系。（孤立體系沒有討論的必要了吧。）

封閉體系

所謂封閉體系，就是和外界只有能量交流，沒有物質交流。我們運氣很好，地球自己幾乎就是一個現成的封閉體系，所以只需做一個縮小版的地球就可以了……

但是這個“只需”二字還真是輕描淡寫啊。要打造一個縮小版的地球其實是不可能的，因為會遭遇萬惡的尺度問題。

現實中的地球并不是僅有生物圈這么一個薄薄的殼層，地球的每一個成分都是至關重要的。這里只舉一個例子：大家平常大概會很痛恨板塊運動，沒有板塊運動的話火山地震這些自然災害就會基本消失，多好??！可是長遠來看，板塊運動卻對地球的碳循環至關重要；而一個迷你地球卻無法有效地維持這樣的運動。

我們知道，硅酸巖的化學風化過程，是空氣中的二氧化碳溶解了硅酸鈣等物質，變成水溶性的碳酸氫根離子和硅酸；而這些離子流入大海之后由于離子濃度和pH值的變化，大部分會變成不溶的碳酸鈣和二氧化硅，沉積在海底。全過程相當于空氣中的二氧化碳被變成了海底的石灰巖，而這些石灰巖正常情況下是永遠不能得見天日的。這個過程很慢，對減少人類幾十年內的碳排放量沒有多大幫助，然而放任它繼續下去的話，只需一萬年就可以耗盡現在空氣中所有的二氧化碳，再過三十萬年連海洋里溶解的二氧化碳也可以吃光，到時候綠色植物就完全無法生存了，更別提動物了。

不過地球已經存活了四十多億年了，哪怕從綠色植物登陸算起也有四億多年，好像一切都安然無恙啊，沒聽說出現過二氧化碳耗竭的事故。原因就在于板塊運動：火山可以直接釋放出大量的二氧化碳，巖漿的變質作用也可以使石灰巖成分改變，把二氧化碳還給大氣。這幾種力量的均衡維系了地球上碳的長期循環。不夸張地說，沒有板塊運動，地球就不會有生命。一般人只熟悉生物圈光合作用和呼吸作用形成的短期碳循環，現在人類使用化石燃料干擾的其實也是短期。但是太空生存嘛，怎么說也得以子子孫孫無窮匱也為目標吧……必須考慮到長期的影響。

遺憾的是，板塊運動的根本動力來自于灼熱的地幔，而地幔的運動是嚴重受到尺度影響的，不能隨意放大縮小。且不討論那些復雜的流體力學計算，光是最簡單的一點就夠麻煩了：如何維持地幔的溫度。在這里無情的平方-立方定律又一次發威了：一個球的半徑如果減半，那么表面積縮小到四分之一，可是體積卻要縮到八分之一。既然熱容量和體積成正比，那就意味著降溫的速度是原來的兩倍。（考慮到地幔對流因素的話，可能不是精確的兩倍；但無論如何降溫速度會變快的。）

我們的老鄰居月球和地球幾乎形成于同一時間，它的半徑是地球的四分之一還多，可是現在已經冷成一塊大石頭，完全沒了地質運動，磁場也幾乎消失（只有表面的巖石存留一些磁性，沒有類似地球的磁極），更不要說火山和巖漿了。人類應該不太可能造出一個月球那么大小的迷你地球，那么冷卻速度就會更快。而這僅僅是一個例子而已，真正的問題遠不止這一條。

解決方法倒也不是沒有：拋開地球的模板，另起爐灶，從頭構建一個生物圈——就像美國人做的“生物圈二號”那樣。不過生物圈二號可悲地失敗了……顯然人類現在根本沒有能力去事無巨細地“管理”一個生態系統；而不管理的話，這個山寨版生態圈很可能自發地演變到別的狀態——一個讓里面的生物依然繁盛、但不再適合人類居住的狀態。也許我們可以向太空中發射一些這樣的生態種子，但是沒有人來掌管的話我覺得它們基本沒有成功的可能。

但哪怕不考慮人的問題，小生態圈依然有一個致命的問題：太?。◤U話?。?。島嶼生物地理學早有結論，越小的島嶼上生物滅絕的可能性越大，其中重要的原因是小島上支持不了太多的生物個體，很容易因偶然因素而導致絕滅。一個由幾只麻雀組成的種群很可能死得不明不白純屬偶然，比如傳染病、被氣槍打下來或者是撞到飛機上；但是全國的麻雀不可能同時出現意外事故。而一個物種一旦絕滅，就沒法死里復活了。反過來說，越小的島嶼上，新物種形成的可能性也就越小，因為沒有那么多遺傳多樣性，也沒有那么多新生態位?？傮w而言，物種多樣性是入不敷出的，難得長遠。

也許將來自動化技術和生態學知識發達的時候，人類可以通過全方位調節來保證生態系統的穩定性，甚至完全拋棄自然生態系統，一切物質循環都由機器來完成?？上壳霸蹅冞€做不到啊。假如世界末日現在降臨，人類是造不出一個能用的封閉體系的。

開放體系

要維持一個開放的體系就容易得多了，因為不用擔心物質回收的問題?，F實中最典型的大規模開放體系就是城市了：每天城市都要吞入大量的食物、水、空氣，吐出大量的各種廢棄物與污染物，但是它依然活得好好的，因為有周邊的鄉村地帶作為它的緩沖。而在太空中，要維持大劉筆下《吞食者》那樣的體系，也遠比構建一個封閉可自持的生態圈要簡單。

開放體系當然是不怎么道德的，有點像海盜那樣一路航行一路搶，不過既然宇宙本身已經是黑暗森林了，恐怕也顧不上道德；本來道德就是以生存為前提的。真正的麻煩在于這種方式能否真正地養活自己。

假設我們的宇宙海盜科技較弱，沒有可自持的工農業，必須依靠不斷掠奪其它的文明來養活自己，如同吞食者文明那樣，那么情況就不是很樂觀。1961年，加州大學的德雷克提出了著名的德雷克方程，又名“綠岸方程”，用來推算銀河系中的文明數目。按照他當初計算使用的參數，全銀河系大概也只有10個文明，這樣是幾乎不可能“可持續發展”的。也許其它星系會好一些，但是很難想象就靠這10個文明能積累出足以跨星系旅行的物質基礎，正如在近海開單桅帆船小打小鬧的小海盜攢不起錢來駛向新大陸一樣。當然，如果找到了能用的蟲洞或者發明了空間躍遷那又是另一回事了。

更靠譜的可能性是：不依賴于具體文明，而盡量靠星際物質求得生存。已知的地外行星大約有百分之一含有水或水蒸氣或冰，這比起有文明的星球來說概率大得多。假如這類“基本物質”能夠找到充足來源，那么我們的海盜只需要自備全套工農業生產體系就可以，不用帶上整個生物圈。但是這么做的風險是，依然難以保證掠奪的穩定性。

航行到汪洋大海之中卻斷水斷糧是最可怕的事情，而假如一個太空海盜沒有母港，可以說遲早會遇到這種事件。別的不說，農業產生的甲烷就是大麻煩：目前全世界的牛每年產生約五萬噸甲烷，自然情況下大部分甲烷是和對流層里的羥基自由基反應從而消耗掉，但只有工農業、沒有全套生態系統的宇宙飛船根本沒有對流層，這些甲烷也就難以處理。所以，雖然名義上是開放體系，但是依然不能像城市那樣放肆，起碼要具備一個小規模的生態圈和足夠強的物質循環能力（不過不需要百分之百回收）。

多體系平衡

不管是封閉體系、開放體系還是有一定自我維持能力的“半開放體系”，都有一個老問題：對極端風險的抵抗能力太低。太空冷酷而兇險，各種五花八門的意外事故從黑洞到小行星群到超新星爆發，層出不窮，沒有任何一艘飛船敢于宣稱自己永不沉沒。而一旦體系崩潰，就沒有恢復的機會了。把雞蛋放在同一個籃子里，遲早會一起打碎。

但是簡單地增加籃子的數量也不是好辦法。畢竟上面說過，越小的體系越不穩定，越容易出危險；而假如每艘飛船都是相互獨立，不相往來的話，對形勢的幫助也不很大。個人以為，要想萬世長存，最佳的情況是大量的小飛船形成一個分布式群體網絡。

其實人類歷史上也沒有幾個群體長盛不衰的，風水輪流轉，只要一個群體存在時間足夠長，肯定會倒霉。但是如果有足夠多的有差異的群體，你方唱罷我登場，而且群體之間存在緊密聯系，失敗的可能性就會大大降低。哥倫布在葡萄牙碰了釘子還可以去找西班牙王室，鄭和要是沒了皇帝資助就完全抓瞎，區別即在此。不過要想讓小飛船有效地聯絡，它們的距離就不能太遠；而距離過近的話又會出現資源競爭。最理想的情況是，在掠奪資源時并不竭澤而漁，使得被一艘飛船掠奪過的行星，隔一段時間下一艘飛船到來時依然有價值。（比如，可以在掠奪二氧化碳和水的同時把飛船上的甲烷就地排放在行星上，利用行星自身大氣層完成物質循環。）

假如這幅圖景真的能夠實現，那么我們就從宇宙海盜變身為宇宙游牧民：駕駛著一群群飛船，在行星群之間穿梭往來，收割資源，同時把廢料排放在行星上待其自然循環。但是，為了防止公地悲劇，這對龐大的飛船群管理也提出了很高的要求：要保證把足夠的物質回饋給行星，要保證排放的廢料不會引發行星本身大氣結構劇變（比如顯然不能把氧氣大規模排放到還原性大氣中），要保證不把持續危害性的物質（比如長半衰期的核廢料）大規模排放到行星上，要保證不對某幾顆行星過度掠奪。這需要游牧民之間存在極強的相互監管體系和懲罰機制，甚至可能需要一套全新的宇宙道德。

這應該是最可持續也最安全的太空生存方式，不依賴于任何一艘船，不依賴于任何一顆具體的行星，不懼怕任何局部性的突發事件，唯一依賴的只有我們自己對人類社會的掌控能力。我只希望，到那時人類會比現在更聰明，更有自控力。其實有個想法很對，決定宇宙圖景的未必是物理學，很可能是社會學。

(部分圖片來源: 《EVE 霸主》；mavericuniverse.wikia.com；Stargate·Atlantis設定)

來源：（果殼網）