移民外星球和移民海底哪個更容易實現？（上）太空移民篇

如果未來地球大陸環境變得不適宜人類居住，那麼作為高級智慧動物的人類，應該是考慮移民太空還是移民海底呢？。

捨近求遠也好就近也好，或者是兩條腿走路兩路探索也好，本文僅限於一篇探討性的科普話題貢獻給大家，如有數據或觀點不當之處，還希望大家多提出有建設性和前瞻性的真知灼見，畢竟我們常常勉勵自己&34;嘛！

首先我們在本篇探討外星球殖民的話題。

儘管我們人類目前已經走出了地球，獲得了不菲的探索成果，但這也僅僅是少數人類的行為，大多數人根本沒有這個可能性，原因是人類所需要克服的超級難題實在是太多。

主要的難題有以下幾方面：

1 克服地球重力的限制問題。

當前承載太空運輸的工具主要就是靠大推力運載火箭完成，高昂的運輸成本和低效率的運載模式是構成人類大規模脫離地球引力的障礙因素，其它運載工具的動能無法達到地球引力的逃逸速度。

如此一來人類只有極小的能力和極少數人能走出地球，但從這一層面來看要想搞殖民太空星際旅行似乎是不太可能的，至少在當前的現實情形下是不能的。就算是在可預見的未來，這一問題或許都是禁錮約束人類這一行為的一把大鎖。

我們知道如果按照愛因斯坦的狹義相對論質量和速度相加原理，如果要建造一艘足夠大的宇宙飛船，要想實現擺脫地球重力和長時間遠航的能力，要想實現更快的速度就必然會消耗更多的燃料，那麼就要為此攜帶更多的燃料，攜帶燃料越多飛船就會越重，飛船越重就會消耗更多的燃料，如此一來就會陷入了無限增大的矛盾中。

看情形使用傳統燃料只可能用在無人探測器上，而載人星際旅行是不可行的，就算是人類攻克了核聚變技術，要想探索深空仍然需要攜帶大量的產生核聚變的材料，同樣違背狹義相對論的質量速度相加的原理。況且核能雖然優勢顯著，但人類卻難以駕馭控制它。

只有一種可能，那就是利用太陽能產生電力作為動力源，因為在宇宙中到處都是像太陽一樣的恆星，可以為這樣的太陽能飛船實時不斷地提供動力，當然這一設想不是問題，當前人類已經利用在了深空無人探測器上。

美國航天局將在最新的詹姆斯.韋伯太空望遠鏡（JWST）上應用了太陽能，為探測器提供電力和動力。這一技術相信對於人類而言應該不是問題，問題是人類發射的探測器僅僅是用在無人模式上。

目前飛出太陽系的旅行者二號的能源仍然採用的是核燃料鈽，速度也僅僅達到了第三宇宙速度的3.9萬英裡/小時，就算是時速達到10萬英裡，要想飛到離地球最近的恆星半人馬座的阿爾法星系，至少需要30000年左右。當然要想超越光速是根本不可能的想法。

反物質動力的飛船想像圖

除了太陽能動力還有個比較超前的辦法，那就是利用反物質作為燃料，儘管反物質在宇宙中是真實存在的，但一般只是在自然條件中一些罕見的超高速超能量碰撞下產生，比如太陽的耀斑爆發時會形成超高速的碰撞，讓正常物質的粒子電荷顛倒，電荷顛倒的粒子物質就是反物質。

反物質跟正常物質一旦接觸就會發生湮滅反應現象，並釋放出巨大能量。紐約市立大學的天文物理學家加來道雄說，如果人類擁有一湯勺的反物質材料，就能產生至少100枚氫彈的能量。僅從能量上看的話，反物質材料確實能產生理想的動能和效率，但問題是以目前人類的能力提取製造出1克重量的反物質，所花費的代價就遠遠超出了整個太空探索項目的預算，顯然一克的反物質是無法解決問題的。

2 尋找合適的殖民目的地

全世界的天文學家如今在浩瀚無垠的宇宙中的發現確實是碩果纍纍，能夠使用高科技儀器觀測出宇宙的直徑大小及海量的星系，至今為止發現了近上萬顆巖質行星，但遺憾的是沒找到一顆跟地球環境一模一樣的星球，儘管觀測範圍達到了數萬光年。

不過科學家從未停止尋找的腳步，即使這樣也不能說明找到的可能性有多大，按照科學家的推測，宇宙中大約有2000億個像銀河系這樣的星系，按照銀河系恆星數量2000億的基數計算，全宇宙大約有20-40萬億億顆恆星。

科學家推測，假設所有恆星的0.01%會有行星，這些行星中的0.01%會有巖質行星，這些巖質行星會有0.01%的可能有大氣層或海洋，這些有大氣層或海洋的行星至少有0.01%的可能性適合人類居住。即便是如此低的可能性，全宇宙至少仍然會有1-2億顆跟地球高度相似的行星。

如果這1-2億適宜人類居住行星的數量推測能有1%的可能性的話，全宇宙至少還有100-200萬顆適宜地球生命的星球。這個數字對於人類探索宇宙的奧秘提供了無窮的希望和動力，但問題是人類想要在漫無邊際的宇宙中尋找這100-200萬顆行星實際上比大海撈針的難度還要大許多倍。

假設人類的運氣無限好，從近在眼前的銀河系中發現了第二顆地球，成千上萬光年的距離人類能不能克服呢？

3 如何克服失重對人體生理影響的問題

太空漫步看上去是無比的浪漫舒情，但其實是個極度危險的遊戲，太空中到處充滿了致命的危險，稍有不慎就會斃命於真空下。

人類在地球上自由的活動是因為適應了地球的引力作用，讓人體生理機制處於最佳平衡狀態，如果人體脫離了重力影響，時間約長對身體構成的危害就越大。

那麼在失重環境下會對人體構成哪些影響呢？

1983年美國太空人諾姆.薩加德隨太空梭進入國際空間站，在那裡親身體驗失重狀態下身體的狀況，4個月後回到了地球，他給自己的身體做出評價，大腿肌肉萎縮率超過了10%，小腿超過了20%，同時心臟也受到了影響，出現了心率失常的現象。

同樣在地球上科學家對10名志願者進行了實驗，讓他們躺在床上不運動，吃喝拉撒都是在床上進行，三個月後也出現了相似的結果，只是肌肉萎縮率遠沒有在太空那麼明顯。

事實證明，在外太空待久的航天員返回後都無法在短時間內適應地球的重力影響，他們的骨骼強度和密度降低，如果稍有不慎就會造成骨折的現象。科學家估計，太空人在太空生活一年時間，骨骼密度大約會降低15%左右；兩年的話就承受不了摔跤的後果，大概率的會造成骨折；3年的話會更恐怖，用拳頭輕輕敲擊他們的後背就會造成粉碎性骨折。

那麼有沒有辦法克服因為重力影響造成的骨質疏鬆問題呢？

麻省理工的拉裡.揚博士認為有可行的辦法，人體可以在離心力的環境下能促進骨骼正常發育成長，這當然不同於重力，離心力是在物體旋轉狀態下產生的，如果說人類建造出了星際旅行的飛船，也許這樣的方案是克服重力影響的最佳做法。

如果飛船造好了重力問題也解決了，那麼面對上千年上萬年的航程時間，人類應該怎樣應對呢？這或許也不是問題，按照星際旅行的規則，人類應該是在飛船上繁衍後代，前提是只要挑選身體指標健康的成年男女，讓他們在旅行中任其繁衍，如此一來星際旅行就成了一次單程旅行了，沒有往返的可能了。

人類的胚胎

說到繁衍問題我們不得不再次說起失重問題，那麼在失重環境下能否對懷孕中胎兒造成影響呢？

這還真是個至關重要的問題，如果影響力過大造成繁衍後代失敗一樣是不成立。諾姆.薩伽德在國際空間站用動物做過類似實驗，為了驗證人類的胚胎能不能在太空中順利發育，薩伽德採用了鵪鶉蛋來實驗，實驗結果沒有一顆蛋成功孵化。儘管沒有在人類身上做實體實驗，但鵪鶉蛋的實驗足以讓人擔憂。

2005年印第安納大學生物學家傑弗裡.艾伯茨對一批曾在懷孕期間送往國際空間站的實驗白鼠進行了地面實驗，這批白鼠在返回地球後生產。

在水中的2日齡的小白鼠

傑弗裡將小幼鼠放進了水缸裡，試圖測試剛出生2天的小白鼠在水中有沒有方向感，如果在水裡能夠本能地調整身體位置，說明白鼠的胚胎不受到重力的影響。

實驗結果，傑弗裡將在孕期中上過太空的鼠崽仰身放進水裡，小鼠崽在水中沒有方向感，只是胡亂的仰身掙扎；傑弗裡再將孕期沒去過太空的幼鼠放進水缸，結果完全相反，小鼠在水裡立刻本能地將身體姿勢翻轉過來。

在國際空間站實驗的鵪鶉蛋

這個實驗可以說明白鼠的幼仔發育確實是受到了重力的影響，不能在水中出現反轉身體尋找方向感的動作，就足以說明了問題，而人類跟老鼠都屬於哺乳動物，在很多方面的問題都是相通的。

4 如何克服日常維生物品的不足問題

在漫長的星際旅行中，除了以上的一些重大問題之外，還有著一些極為關鍵的維生問題，比如人類賴以生存的空氣、水源、食物、飛船維護、宇宙高能射線防護等問題。

地球以外的空間完全是真空狀態，環境極為惡劣，在絕對零度的溫度下，人類如果外出飛船活動，沒有可靠安全的防護服是根本不可能做到，同樣來自宇宙四面八方的高能射線對人體絕對構成了致命的危害，比如高能量的伽馬射線、高強度的紫外線等。

宇宙輻射的一些高能粒子輻射真的對人體會造成致命的危害嗎？

答案是顯而易見的，自從阿波羅11號登陸月球任務開始，就有太空人反映他們在太空中看見了猶如閃電的閃光現象，休斯頓大學物理學家勞倫斯.平斯基開始在阿波羅16號任務時參與研究。

勞倫斯在研究中發現，太空人看見的所謂閃光現象其實並不存在，而是一種宇宙輻射波射進他們的眼睛後大腦所產生的一種幻覺，這種輻射波是一種高能量的帶電粒子，如果長期接受會對人體造成致命的傷害。

重離子加速器實驗

為了驗證宇宙輻射是否會對大腦產生影響，紐約布魯克黑文國家實驗室的科學家馬塞洛.瓦茲奎茲利用人工製造的宇宙射線，測量是否會對腦細胞造成損傷。

2010年馬塞洛利用人體活體幹細胞在重離子加速器上進行測試，實驗結果證明，腦細胞樣本在光速狀態下的重離子束的撞擊中受到傷害，最終培養皿中的腦細胞被殺死。

馬塞洛試圖找到可以阻擋重離子束攻擊的材料，他在實驗中用不同厚度的聚乙烯塑料遮擋重離子束，但效果甚微仍有大部分腦細胞被殺死，接著他替換了很多材料的實驗樣本，結果都不理想。

這說明以目前的材料學和技術應用手段，是無法徹底阻隔高能粒子射線的攻擊，人類想要長期在太空中生存，無論是防護服還是飛船外殼都無法高效地阻隔驅除宇宙輻射能量。

那麼當前人類應對絕對低溫和宇宙輻射的方法有沒有呢？

人類對太空衣的改進研究正在與時俱進，隨著更多的新材料和高科技技術的發展，低溫和低能輻射的防護問題會得以很好的應對，飛船的防輻射能力應該也會不斷地增強。

人類在飛船上賴以生存的空氣、水、食物的儲存和生產將會是個嚴峻的考驗，如果建造的飛船足夠大，或許會形成一個適應人類長期生活的環境系統，可以種植糧食蔬菜養殖動物，讓整個環境形成一個生態循環系統。

在高科技技術的支撐下，顯然這類問題或許很好解決，但人類的生殖繁衍能力受重力的影響，還有長期在失重下對肌肉和骨骼所造成的影響，這些問題恐怕是一個繞不過去的坎，人類長期習慣於地球重力的約束，一旦脫離了重力約束，整個機體會發生改變。

由以上問題可以看出，在可預見的未來，人類要想進行太空開發活動，探索登陸火星應該是指日可待，但要想搞太空殖民搞星際旅行，恐怕是僅限於口頭上。

那麼人類移民海底的可能性有多大呢？（待續）

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