喬嵩巖 張仕超 李德松

摘 要：自從上世紀(jì)以來(lái)，人們就用 “相對(duì)論”試著探索宇宙。到了上世紀(jì)六十年代，各國(guó)航天事業(yè)飛速發(fā)展，1969年世界矚目的“阿波羅11號(hào)”成功發(fā)射并將阿姆斯特朗等三人送至月球踏下了具有重大歷史意義的腳印。

關(guān)鍵詞：超光速（FTL）;雞蛋船;磁約束核聚變（MCF）

愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的場(chǎng)方程表明超光速（FTL）旅行是可能的，所以一些研究人員正在研究是否可以通過(guò)我們的技術(shù)制造出星際迷航式的翹曲驅(qū)動(dòng)器，或者一種人造蟲(chóng)洞來(lái)實(shí)現(xiàn)光速旅行。

但是，即使明天就能證明是可行的，超光速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于一艘功能強(qiáng)大的星際飛船，就像列奧納多·達(dá)·芬奇16世紀(jì)的飛行器圖紙遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于1903年的萊特飛行器一樣，但這并不一定會(huì)成為未來(lái)一兩個(gè)世紀(jì)人類星際飛行的障礙。除了超光速旅行外，還有一些技術(shù)正在研究中，這些技術(shù)可以讓人類探索的范圍擴(kuò)大到一些最近的恒星和運(yùn)行的行星。

當(dāng)然，此類任務(wù)的可行性不但取決于地緣政治和經(jīng)濟(jì)因素，也取決于離地球最近的類地系外行星的距離。半人馬座阿爾法星距離太陽(yáng)大約4.37光年，是離太陽(yáng)最近的鄰居;因此，包括《星際迷航》（Star Trek）在內(nèi)的科幻小說(shuō)都把它想象成人類的第一個(gè)星際目的地。

2012年，人們發(fā)現(xiàn)了一顆圍繞半人馬座阿爾法星B （Alpha Centauri B）運(yùn)行的行星，它是構(gòu)成半人馬座阿爾法星系的三顆行星之一。三年后，天文學(xué)家再也無(wú)法找到同一顆行星，但如果它存在的話，它的溫度對(duì)生命來(lái)說(shuō)又太熱了。但我們真正想知道的是，是否有行星存在于離這兩顆主要恒星更遠(yuǎn)的地方，還是它們的伴星比鄰星（Proxima Centauri）有自己的行星？

很快，這些問(wèn)題將由NASA于2018年發(fā)射的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）以及隨后的其他儀器來(lái)回答，這些儀器不僅能夠探測(cè)到行星的存在，還能讀取行星大氣的化學(xué)成分。

想象一下：如果在半人馬座阿爾法星或附近的其他恒星系統(tǒng)周?chē)幸活w類似地球的行星，天文學(xué)家可以在10年或20年內(nèi)了解它的話，那么明顯比我們建造一艘像“企業(yè)號(hào)”那樣的飛船要早得多，所以我們可以考慮光速飛行。美國(guó)政府在20世紀(jì)50年代末和60年代初花了真金白銀，測(cè)試了硬件，聘請(qǐng)了一些最優(yōu)秀的人才，并發(fā)明了一種名為核脈沖推進(jìn)的理論。

這項(xiàng)被稱為“獵戶座計(jì)劃”的工作是保密的，因?yàn)樗脑硎牵阂姘l(fā)射一系列“核脈沖單元”——大致相當(dāng)于廣島/長(zhǎng)崎的原子彈——在背后切斷電源;每一個(gè)單元都會(huì)爆炸，沖擊波將沖擊力傳遞到一個(gè)巨大的鋼制推板上，研究人員計(jì)算出這艘飛船可以達(dá)到5%的光速（0.05攝氏度），結(jié)果大約需要90年的時(shí)間才能到達(dá)半人馬座阿爾法星。1963年禁止在大氣層進(jìn)行核爆炸的《禁止核試驗(yàn)條約》和1967年禁止在太空使用核爆炸裝置的《外層空間條約》實(shí)際上結(jié)束了獵戶座計(jì)劃。

卡爾·薩根（Carl Sagan）在他的史詩(shī)級(jí)電視劇《宇宙》（Cosmos）中指出，這種發(fā)動(dòng)機(jī)是處理人類核彈的絕佳方式，但它必須在遠(yuǎn)離地球的地方啟動(dòng)。但令人驚訝的是，當(dāng)獵戶座得到資金支持的時(shí)候，他們的計(jì)劃是使用核脈沖引擎，甚至把飛船從地球表面整體發(fā)射出去。對(duì)此，我只想說(shuō)，我們似乎不太可能建造一艘核脈沖飛船，但我們已經(jīng)擁有了建造的技術(shù)。

但是一個(gè)更少爆炸，更清潔的推進(jìn)系統(tǒng)能達(dá)到同樣的目的嗎？

一種策略是磁約束核聚變（MCF），為了使MCF適應(yīng)空間推進(jìn)。像獵戶座一樣，代達(dá)羅斯飛船必須相當(dāng)大。但是使用氘和氦-3（從月球表面或木星大氣中獲得）作為燃料，代達(dá)羅斯飛船可以達(dá)到0.12攝氏度，將前往半人馬座阿爾法星的時(shí)間縮短到大約40年。

還有其他一些巧妙的想法，比如可以接近光速的Bussard沖壓式噴氣機(jī)，但是我們必須填補(bǔ)的引擎尺寸和技術(shù)差距變得如此之大，以至于它們看起來(lái)可能不會(huì)比曲速引擎更容易。所以，讓我們把討論范圍限制在代達(dá)羅斯星（Daedalus） 0.12攝氏度的范圍內(nèi)，考慮一下人類的星際航行可能會(huì)采取什么形式。

1941年，羅伯特·a·海因萊因（Robert a . Heinlein）寫(xiě)了一部分為上下兩部的小說(shuō)，其中描寫(xiě)了一艘輪船花了很長(zhǎng)時(shí)間才到達(dá)目的地的情節(jié)，船上的人都忘了自己是在船上。相反，他們相信大型飛船是他們的自然世界。

將殖民者送上持續(xù)數(shù)個(gè)世紀(jì)或數(shù)千年的航程，會(huì)引發(fā)一些社會(huì)問(wèn)題，比如讓未出生的后代在行星間穿梭，度過(guò)一生是否合乎道德。

1萬(wàn)年是相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，這意味著要經(jīng)過(guò)很多代人才能進(jìn)入星際空間。但如果我們討論的是40年甚至90年，這可能更容易被更多的人接受。不過(guò)，這也引發(fā)了一些問(wèn)題，比如誰(shuí)會(huì)自愿參加這樣的探險(xiǎn)。

但是，如果人們的注意力持續(xù)時(shí)間較短，如果我們沒(méi)有意愿建造巨大的、移動(dòng)的殖民地，那該怎么辦呢？

“雞蛋船”是另一種科幻策略：將冷凍的人類胚胎或配子（卵子和精子）送入太空深處。一旦到達(dá)目的地星系，胚胎就會(huì)發(fā)育。這需要一個(gè)人造子宮，目前我們還沒(méi)有，但就像人和太空融合一樣，我們?cè)谶@里討論的是幾十年的事情。

在本世紀(jì)的某個(gè)時(shí)候，無(wú)母分娩可能在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)。從理論上講，我們將能夠?qū)⒌蜏刭A藏的胚胎送往太空，如果不受推進(jìn)力的限制的話，可以在太空中待上幾個(gè)世紀(jì)，并讓它們?cè)谛滦乔蛏习l(fā)育成足月嬰兒。

然后，所有你需要的只是機(jī)器人保姆來(lái)?yè)狃B(yǎng)和教育嬰兒殖民者。如果有一個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步讓人們非常有信心，那就是機(jī)器人和人工智能。

如果說(shuō)“雞蛋船”是科幻，那么假死的方式就多了幾分玄幻，盡管在技術(shù)上聽(tīng)起來(lái)雄心勃勃，但醫(yī)學(xué)科學(xué)正逐步向人類安全冬眠的形式邁進(jìn)。

目前，醫(yī)生將有意識(shí)的病人的體溫降低幾度，從而導(dǎo)致心臟驟停后的輕度低溫昏迷是常規(guī)的做法。這能使大腦在缺氧后恢復(fù)，而保持正常體溫會(huì)導(dǎo)致所謂的再灌注損傷。

雖然目前還不常見(jiàn)，但在臨床試驗(yàn)中，創(chuàng)傷外科醫(yī)生正在為嚴(yán)重失血的患者將體溫降至略高于冰點(diǎn)的溫度。這是真正的假死狀態(tài)。這個(gè)過(guò)程只有兩個(gè)小時(shí)，也可能是三個(gè)小時(shí)，從而延緩死亡，這樣傷口就可以修復(fù)，血液就可以被補(bǔ)充，而人基本上是在這段時(shí)間里冬眠。

隨著漸進(jìn)的發(fā)展，這一過(guò)程可能最終會(huì)延長(zhǎng)到幾個(gè)小時(shí)，甚至幾天或幾周，從而治療其他疾病。也許，假以時(shí)日，我們會(huì)讓人們?cè)陔娔X的監(jiān)督下長(zhǎng)時(shí)間地沉睡，就像你現(xiàn)在在越洋飛行中打瞌睡一樣，在整個(gè)星際航行中昏昏沉沉地入睡。

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