李思揚
地球不是人類永久的家園,終究有毀滅的那一天。而且,人類現(xiàn)在的種種 活動,給地球造成的各種災難正在不斷上演,以至于我們的地球已“千瘡百孔”。此外,加上日益暴漲的人口 數(shù)量,這也使得原本受傷的地球越來越不堪重負。所以,為了人類的世代繁衍,人類必須要向太空擴展,去尋 找地球以外的“第二棲息地”,并能在那里建立一個全新的殖民地。
星際旅行時間漫長
在太陽系里并沒有一個類似地球這樣的地方,我們只能到太陽系外尋找另外的宜居星球。目前科學家發(fā)現(xiàn),這樣的星球可能有5個:距離地球27光年的獵犬座的黃矮星,距離地球42光年的仙女座恒星,更遠些的金屬元素含量約為太陽一半的天鶴座恒星,以及天蝎座18和飛馬座51。
不過,問題是人類怎么才能到達這些星球呢?不用說,肯定得借助先進的星際飛船!對于太陽系內(nèi)的火星,人類至今都還沒有親身上去過,而且據(jù)美國航天局預測,大概還需要20年的時間人類才能夠最終登陸火星。所以,以人類目前的科技水平,就別指望還能出太陽系去另外的星球了。可以想象,星際旅行之間的難度有多大!
據(jù)計算,距離太陽系最近的恒星系統(tǒng)——離地球約有4.23光年的半人馬座α星(也叫比鄰星),究竟有多遠呢?就是以光的速度到那里只要4.23年,但我們并沒有任何星際飛船的速度能夠達到和光速一樣快。就目前的飛船速度而言,如果要飛往比鄰星,最快也得需要幾千年才能到達??磥?,比鄰星雖然“比鄰”,但卻遠在天涯!
而且,這些星際飛船暫時還沒有達到載人的水平。不過,即使在不久的將來飛船具備了這一技術(shù),但對于人類短暫的生命而言,他們就是到死也無緣見到飛船抵達的那天。要是最終還有人會到達,那也是人類不知經(jīng)過了多少代繁衍后才遺傳下來的后代。所以,在到達目的地之前將會有一代又一代的人在飛船上出生、生活和死亡。要知道,這還是離地球最近的比鄰星,尚且都需要幾千年的時間,更何況是那些更遠的星球哩!
看來,在星際飛行的漫長旅途中,需要好多代人類的先驅(qū)。因此,我們不得不考慮一個問題:就是怎么讓人類在飛船上正常繁殖?不容置疑,飛船上的人口數(shù)量一定不能太少。那么,在到達目標星球之前,究竟要帶多少人才能保證人類的繁衍生息呢?
初始人口越多越好
美國佛羅里達大學的人類學家根據(jù)人類學的模型計算出,假如人類乘坐一艘星際飛船到太陽系外的一個星球上去,并建立一個全新的殖民星球,飛船飛行的時間為2000年,那么,飛船上要帶夠150人才可以滿足人類的繁殖需求。但是,美國波特蘭州立大學的科學家卻認為,也許150人可以滿足人類在飛船飛行前期的正常繁殖,但并不能保證在飛行后期或到達目標星球后,這些人的后代還能在這個星球繼續(xù)繁衍。
我們知道,一個種群中個體數(shù)量較少,并且又在十分孤立的環(huán)境中,就很可能會造成種群內(nèi)部的近親繁殖,其后果就是他們的后代容易患有一些先天性的遺傳疾病,那么很多人就會因此而死掉。而且,后代的后代罹患各種遺傳疾病的概率也會相應增大,健康狀況一代不如一代,這樣下去,死的比生下的還要多,以至種群的個體數(shù)量越來越少,最終導致這個種群逐漸走向滅絕。因此,要最大限度地避免近親繁殖,這就要保證一個種群中的個體數(shù)量不能太少。
還有一些研究發(fā)現(xiàn),近親繁殖會導致種群中80%以上的優(yōu)秀基因逐漸退化,要知道,這對維持種群的基因多樣性是很不利的,而一個種群內(nèi)的基因數(shù)量在減少的話,那么,這個種群是有可能走向滅絕的。看來,除了種群中個體的數(shù)量不能太少以外,還必須要保證種群中具有較高的基因多樣性——每個物種包括若干個種群,各個種群由于突變、自然選擇或其他原因,往往在遺傳上有所不同。就好像人類有不同的膚色一樣,這便是由基因的差異所引起的。
不得不說,對于減少各種遺傳疾病的風險,以及維持足夠的基因多樣性,150人實在太少了。那么將人數(shù)增加到500人呢?科學家認為,在隨機挑選的情況下,任意的500人也并不一定就能代表所有人類的基因多樣性。如果真的要建立另外一個長久的人類星球殖民地,那么,就得把人類盡可能多的基因“種子”撒向這個星球,這樣人類才能健康地繁衍,永久地延續(xù)下去。當然,這就得使飛船上的初始人口要足夠多才行。
為什么這么說呢?因為除了近親繁殖外,還有一些我們不得不面對的風險問題,如疾病暴發(fā)、機械故障、外星生物入侵,以及太空環(huán)境對人體健康的影響,等等,這些風險都將會大大減少殖民星球的人口數(shù)量。所以,飛船上的初始人口只有越多才越好,這樣即使災難發(fā)生,也能抵消一部分對人類的基因多樣性和人口數(shù)量的影響。
人數(shù)在1~4萬較合適
那么,星際飛船上究竟得帶多少人才能滿足要求呢?
佛羅里達大學和波特蘭州立大學共同合作開發(fā)了一個計算機模型。具體情況是這樣的:計算機通過特定算法計算出了星際旅行途中可能發(fā)生的不同災難,并設置一個初始人口數(shù)量,同時設定旅行時間為300年(30代人)。然后,計算機對每個初始人口數(shù)字進行10次計算,取10次模擬結(jié)果的平均值作為最后依據(jù)。
結(jié)果顯示,如果按照4萬人的初始人口,最后基因多樣性的比率能夠達到100%。不過,即使只有1萬人,基因多樣性的比率仍在一個可行性的范圍內(nèi)。而且,這兩個數(shù)字在各種災難測試中的結(jié)果都還不錯,能夠保證殖民人口有足夠的基因多樣性。但是,如果數(shù)字低于1萬,那基因多樣性的比率就會大大降低。
看來,人類要成功殖民另一個星球,星際飛船上至少要有1萬人,而人數(shù)在1~4萬之間是比較合適的。不過,這幾萬人并不是全部都在同一艘飛船上。例如,當1萬人被安置在一艘船上時,任何風險對于每個人都是潛在的威脅;而一旦發(fā)生毀滅性的災難,那這1萬人就有可能全部覆滅。但是,這些人要平均分散在五艘飛船上,即使其中一艘船遭災,那么損失也是有限的。
當然,在將來人類的科技水平更加先進了,星際飛船的速度也會更快,那時候人類去其他星球的時間將會大大縮短。而且,從理論上來說,人類利用現(xiàn)有或未來數(shù)十年的科技在有生之年進行星際旅行是完全有可能的。
上個世紀70年代,英國行星協(xié)會發(fā)起了一個“代達羅斯計劃”,其目的就是探討進行星際旅行??茖W家設計了一種星際旅行太空船,它重達5萬噸,由核聚變能源驅(qū)動,預計能以12%光速高速飛行。要知道,以這個速度人類只需花50年左右的時間就可以抵達比鄰星了。還有,2012年美國航天局也在開展一項名為“百年星艦”的宇宙探索計劃,希望在百年內(nèi)能夠讓人類沖出太陽系,抵達其他遙遠的星球。
可見,人類踏足其他星球的愿望并不久遠了,到那時,我們也就不需要再考慮得帶多少人了!不過,殖民外星球畢竟是一項浩大的工程,一艘飛船上最多能帶多少人,途中人類的自給自足,以及抵達星球后人類生活保障等問題,這些都是我們不得不考慮的。