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殖民火星:我们为什么需要加快脚步?

 科技行者 2021-05-13

这是拯救人类命运的最好机会。
来源丨The Cosmic Companion
作者James Maynard
编译丨科技行者

人类整体作为一个物种,正在面临巨大的挑战。饥饿、疾病与贫困的阴影仍然笼罩在全球数十亿人头顶,这个时候投入大量资源重返月球甚至是登陆火星,似乎实在有点不近人情。 

但这种不近人情之举反而代表着正确的方向。面对社会上种种反对太空探索的舆论压力,特别是“修复地球”或者“多种树”之类的粗暴言论,走出地球、移民宇宙派更应该充分表达自己的主张。 

拥抱太空是一项崇高的目标,对于人类的存亡延续至关重要。但前进的道路永远坎坷,要想有所突破,人类必须设计出最好、最强大的工具。 

这场竞赛,我们需要主动出击! 

让我们先把目光投向过去。1850年的春天,30岁的维多利亚女王从午睡中醒来。兴奋的她将大不列颠与爱尔兰联合王国最伟大的思想家们召集于一堂,共商一个伟大的构想。 

她提到,“我刚刚做了个最奇特、最神秘的梦。我梦见一个盒子,正面罩着玻璃。它能发出声响,玻璃上则映出活动的图像。它叫电视。”  

说完之后,她向精英们提出了崇高的目标。 

“我要求各位与全球科学家合作,为我们带来第一台电视。我们将负担所有费用,为了达成这个目标,我们将不惜成本。”  

问题明确了,但即使有着无穷的资金与有力的激励措施,人类能够在1850年制造出电视机吗? 

电视机(特别是发射管)的物理学原理,要求我们对电磁学、经由分子传递的电流以及无线电波传播机制拥有深入理解。 

在十九世纪中叶,传奇物理学家麦克斯韦才刚刚发表震惊后世的革命性电磁学发现论文中的第一篇。 尽管如此,整个发明过程仍然延续了40多年,而且直到1890年代才得到实验验证。而且直到1880年代海因里希·赫兹进行实验之后,世界上第一批发射机才被制造出来。 

在投身任何一项重要的技术工作之前,这些理论工作必须先落实到位。如果没有麦克斯韦与赫兹的纯科学知识,马可尼就无法使用发射机与接收机实现无线电波传输,而这也是发明电视的必要前置步骤。 

对于纯科学的投资,总会带来我们无法预见的技术进步与社会发展空间。而且在另一方面,如果没有纯科学知识,维多利亚女王无论砸下多少资金也不可能看到电视……事实也正是如此,直到1901年去世,维多利亚女王距离世界上第一台电视被点亮仍有26年。 

未来的种子  

美国联邦政府为NASA划拨的预算为233亿美元,不足联邦预算的0.5%。相比之下,在阿波罗计划发展的鼎盛阶段,NASA能够从美国政府拿到近4.5%的总体支出。 

如今,行星探测在NASA整体预算中的占比也不足三分之一。 

行星学会解释道,“划拨的资金每年不同,但NASA一般会把约50%的年度预算用于人类航天活动,30%用于机器人飞行任务与科学研究,其余部分则用于航空、技术开发计划、员工薪酬、设施管理以及其他开销。” 

70亿美元看似一笔巨款,但对于美国这样一个拥有3.28亿民众的国家来说,只相当于每人每年为航空航天花掉20美元——甚至比不上美国人每年在万圣节服装和素食肉上花的钱。 

正是这项微不足道的投资,让我们获得了大量新的研究成果,足以保护并改善民众的日常生活。而1850年代赫兹与麦克斯韦的纯科学成果,直到今天在火星探索中也还没有得到充分发挥。 

在太阳系探索中开发出的技术包括记忆泡沫床垫、医院中常见的MRI核磁共振技术以及现代摩天大楼中应用的耐火涂料与建筑技术等等。 

水是生命中必不可少的元素,但很多民众还无法获得清洁的饮用水源,导致疾病横行、感染肆虐。而如今大家熟知的廉价、易于使用的水过滤系统正是根据NASA在太空环境下的水过滤需求开发而来,目前已经成为全球各缺水地区的福音。 

得益于NASA的帮助,我们的食品安全也得到极大提升。Pillsbury为NASA制定的“危害分析与关键控制点”概念能够防止航天器中的包装食物受到污染。如今,美国食品药监局(FDA)也在使用相同的技术确保食品在生产、运输与店内摆放等流程中不致受到危险微生物的侵染。 

在太空探索的相关研究当中,人们发现可以使用植入式以及辅助设备作为微型除颤器以治疗心脏病。原本用于太空环境的锁孔手术,则帮助外科医生通过屏幕上的视频以微创方式完成体内操作。 

这是一个充满“改变”的时代  

我们鼓励儿童尽早接触科学。这不只意味着背诵概念或者元素周期表。科学思维本身代表一种理念,是一种能够提示科学奥秘的工具。掌握了它,我们足以破解从媒体谣言到政客骗局的种种谜团。 

而且,女性与有色人种的成功登月,也在用事实向孩子们证明未来成长的无穷可能性。 

阿拉伯联合酋长国(UAE)正计划向太空投入大量资金,希望培训更多理科学生帮助国家在后石油时代下继续保持市场优势。很明显,对阿联酋这样一个大部分财富来自石油出口的国家,也意识到积极的太空计划有望帮助人类摆脱对化石燃料的依赖。 

中国也在科学方面取得了巨大的进步,特别是近期革命性的中国航天器已经成功抵达月球与火星,甚至发射了自己的空间站。这些进步,已经让我们距离前往火星生活的目标愈发触手可及。 

更重要的是,具有深厚科学知识积累的社会很少会因政治、军事或资本主义骗徒的误导而堕落,也更能以客观中立的角度审视种族、性别或族裔等敏感问题。 

太空探索甚至有可能彻底改变人类内部各个群体之间的关系。在地球上,大多数人会将国籍、省/州乃至所在城市作为身份标签。 

但设想一下,面对未来无垠的宇宙空间,人们可能会在火星国际太空站上辛勤工作、也可能在欧洲发射的庇护所中度过一生。我们可能使用印度制造的净水器获取饮用水,使用美国的电气与通讯系统处理日常事务,并呼吸着由俄罗斯空气滤清器净化过的空气。如果没有国家及各类私营组织的支持与投入,我们和家人将永远不可能在火星上体验新的这种前所未有的生活。 

而如今种种仍困扰着我们的、根深蒂固的概念,包括曾在历史上导致过无数冲突的民族身份认同等等,很可能会随着火星生活的来临被抛在一边。但这一切的前提,在于我们立足当下投资于太空探索。 

着眼于整个社会,在挽救生命方面发挥核心作用的公共卫生力量永远离不开科学发展的坚定支持。而落后的社会科学意识则会让反智观念在民众中大行其道,导致人们把自己的观点、价值取向乃至政策判断建立在互联网上毫无根据的宣传和煽动身上。 

科学为我们带来新的产业、生活方式与规范标准,也让人类实现了物种层面的跃迁。 

而且即使不再为NASA及其他纯科学研究提供任何资金,节约下来的经费也会被很快投入军事开支、或者是为造成全球气候恶性变化的罪魁祸首石油行业提供税收优惠。 

科学——最后的希望、光明的道路  

如今,整个地球确实面临着严重的气候变化危机。但网上常见的所谓“整个人类文明应该退回前工业化时代”的说法,显然不是什么靠谱的治疗良药。 

如果我们渴望生活在一个崇尚理性的社会,就必须以更开放的心态看待未来的生活方式。而只有建立起强而有力的教育体系与终身学习制度,大家才能真正为这样的未来做好准备。 

在学习遗传学之后,我们会意识到种族这个概念并没有那么大的现实意义。历史则向我们昭示,国别乃至政府往往是暴力之下设定的暂时性结果。数学教会了我们统计学知识,帮助我们更好地理解世界。最重要的是,这种以科学方式思考严重问题(包括全球气候变化)的能力,是我们适应未来、甚至是理解当下这个世界的前提。 

肯尼迪总统曾在1960年代提出过在这个十年末成功登陆月球的挑战,一举点燃千百万美国民众眼中的科学之光。而且在极短时间内,美国也建立起了强大踏实的载人航天计划。 

行星学会在报告中提到,“美国在1960年至1973年之间投入280亿美元支持登月计划,按通胀比例计算相当于今天的2830亿美元。相关支出在1966年,即首次登月的三年之前达到顶峰。在此期间,NASA获得的总预算高达494亿美元(相当于今天的4820亿美元)。”  

即使是几次短暂的登月,也已经为我们带来了关于宇宙的信息宝库。我们明确了自己在宇宙中的位置,也享受到计算机技术与电子技术迅猛发展的成果。 

相比之下,越南战争的成本远远高于阿波罗计划,而且带给人类的只有痛苦。 

Alan Rohn曾在文章中写道,“美国国防部报告称,美国在整个越南战争中花费了约1680亿美元(按2011年的通胀情况计算,约合9500亿美元),其中包括1110亿美元军事行动开支(1965年至1972年),以及交付给西贡政权的285亿经济与军事援助资金(1953年至1975年)。按照这样的速度,美国每消灭一个「敌人」的成本大约为16.8万美元。”  

如今,中国正在引领新型太阳能电池的开发,希望借此减少对化石燃料的需求。而要想在太空探索方面实现突破性进展,必须找到成本与重量更低、效率却更高的新一代太阳能电池板。两相呼应,航空领域的成果必将在民用领域得到体现,让太阳能发电以更低的成本在市场上压缩化石燃料的生存空间。  

“太空与每个人息息相关。对太空的关心不应该局限在科学、数学领域或者宇航员群体之内。太空是个全新的领域,向每个人开放。”— Christa McAuliffe  

目前,拜登总统已经意识到科学对于美国国家未来的重要意义。在长达58页的重要事项清单中,拜登呼吁国家科学基金会、美国国家海洋与大气局(NOAA)、国家卫生研究所(NIH)以及能源部大幅增加拨款。在此期间,NASA的预算也增长6.3%,目前为247亿美元。 

月球与火星上的人类殖民地也许能够独立于外部补给而建立起永久的自我供给系统,这相当于为人类物种购买了一份终极保险。如果我们生活的这颗蔚蓝星球哪一天“遭遇不测”,至少还有红色星球提供的后备空间。 

但阻碍我们进军太空的,正是那些目光短浅的企业家、愚蠢的政治家、以及被狂热民族主义情绪蒙蔽了双眼的民众。 

科学,是我们能够为孩子、为地球以及为全人类的命运做出的最好投资。只有获得了迈出地球摇篮的机会,人类才有真正的未来可言。 

(声明:本文仅代表作者观点,不代表科技行者立场。)   

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