小行星里的生活：小說《2312》的合理性

對大多數人來說，“陸地動物飼養器”一詞帶給人的畫面是：一個裝滿各種植物、各色巖石和土壤的魚缸，或者是個小池塘，里面養了幾只蠑螈。無論怎樣聯想，你都不會想到一個被挖空的巨大的小行星，作為非洲大草原的微型復制品，跌跌撞撞地行駛在宇宙空間。除非你是金·斯坦利·羅賓遜，或者，你恰巧讀過他的最新小說《2312》。

羅賓遜對人類的未來做出了許多富有建設性的想象，不過，我認為數《2312》最靠譜。300年后，人類已經找到了一種可以在惡劣的外星環境中生活的創造性的方式，從炎熱的水星到嚴寒的土衛六。眼睛不要只盯著大行星或者衛星，那時人類已經開始在小行星上生存了：將星球內部挖空，種上作物，然后在星球內部復制地面上的一切——大氣、土壤、重力、日照以及地上的所有“居民”。結果呢？一個量身定做的、自給自足的生態系統誕生了，而且是物理與藝術的完美結合體！設想一下，如果地球的生態系統是向地球內部延伸而不是向外太空伸展，那么，人類的“上”“下”等空間感就不再取決于天空，而是取決于地心。

羅賓遜是這樣描述這一情形的：

“整個地面將在你周圍彎曲，從兩邊同時隆起，然后在你頭頂上交會。因此，看起來地面將你包裹了起來，像安迪·戈茲沃西（英國藝術家——譯注）在巖石內部雕刻的藝術作品，像一個晶洞，或者像法貝熱彩蛋。”

這幾近瘋狂的想法真的奏效嗎？人類開始對太陽系及其以外的行星進行開發之時，是否也可以將我們的生態系統延伸至巖石空間？這種封閉的穴居生活是否值得一試？

每當思考這些深刻的問題時，我都特別感謝我的兄弟尼克·斯通給予我的指導。他是哥倫比亞大學的一名天體物理學家。

重力、光線和運動

在設想這個小行星容器如何運作時，羅賓遜用船來做比喻。首先，從船尾說起（這是你鉆入小行星的起點），一定要記得留一個洞口，因為在挖掘過程中需要將巖石碎屑運出去（羅賓遜提醒說，身邊要留一些巖石材料，以備將來造山或塑造其他地形之用）。船頭有一個“前艙單元”，用來操縱整個船只。

但是，船頭的“前艙單元”還有另一個至關重要的作用，那就是讓小行星轉動起來。轉動產生的離心力讓站在行星內部的人有一種類似重力的體驗——這股力量把你拉向地面。如果你曾在游樂場玩過“快樂向前沖”或者其他旋轉類游戲的話，道理是一樣的。該離心力的大小與小行星的半徑以及旋轉速度成正比，運用簡單的物理運算，就可以準確計算出與人類在地面上受到的引力相匹配的旋轉速度。“可能需要相當大的能量來幫助啟動，”尼克認為，“但是一旦啟動起來，就會永遠轉動下去。記住，在真空環境下，運動的物體會一直運動下去，除非有某種外部阻力使它們慢下來。”

一個重要的事實是，內部表面的任何一點都能受到這種“人造重力”的作用，也就意味著，在這個小行星容器里，你永遠不會“浮在天花板上”。從另一個世界（行星外部的）看來，這里的地形結構都彎曲向上，將你包裹在里面，使得一切——從樹木到候鳥——看起來都是“倒掛”著的。

接下來，就是陽光與能源的問題了。羅賓遜認為，我們可以用“人造陽光”來照亮地心生活，并根據地球上相應緯度的日長來計算地心日長。

有趣的是，你可以通過改變“太陽”的速度來改變日長，模擬地球上不同緯度地區日照周期的長短。這對精確模擬環境條件非常重要，比如，加拿大針葉林與厄瓜多爾熱帶雨林，它們的生長環境是非常不同的。

但是，所有這一切需要多大能量？如果沒有太陽，我們將如何制造足夠多的能量來支撐整個生態系統？為什么不在小行星外面覆蓋一層太陽能電池板，將太陽能匯集到行星內部供我們使用？當然，在傳輸過程中會損失部分能量，但我寧愿相信23世紀的人類已經能夠大幅度提高太陽能的利用率。

但是，利用太陽能電池板的前提是小行星距離太陽足夠近，那樣才能吸收到相當數量的太陽輻射。但如果像羅賓遜設想的那樣，我們的小行星容器同時兼做運輸工具，負責太陽系內部人員往來的話，問題就變得比較棘手了。對太陽能電池板來說，距離太陽越遠，單位面積上的能量通量會下降為1/r2，其中r為與太陽之間的距離。拿木星來說，木星與太陽之間的距離是地球與太陽之間距離的5倍，那么它接收到的太陽能就是地球的1/25。

“距離一旦超過火星，太陽能將不再那么有用，”尼克認為，“在遠離中心的太陽系外層空間，人們需要用核能來維持物體運動。目前，美國航空航天局的探測器使用的動力是核裂變能，將來很可能會使用核聚變能。”他還說：“小行星容器四處走動也會給它的照明和加熱帶來相似的問題。如果有核聚變反應堆，運行起來相對方便很多，否則的話，可能得需要一個較為被動的設置，比如太陽帆，雖然推動力小、運轉緩慢，但不需要太多能量。”

“太陽帆”一詞名副其實。太陽帆表面覆有大面積薄如紙的膜片，能夠吸收太陽輻射。尼克說：“太陽帆就像船上的帆，你可以憑借它免費遨游太陽系。”2010年，日本宇航局成功發射“伊卡魯斯”飛船，這是人類首個成功用太陽帆作動力系統的空間飛行器。

如果還想再快一點的話，可以考慮磁帆。太陽會發射一股帶電粒子流——質子和中子流，通常被稱為太陽風，這些帶電粒子的軌道會因磁場干擾而發生彎曲。“理論上來說，人們可以利用太陽風作為動力在太陽系快速環游，但前提是要有一個磁場才可以。而這可能得花些心思。”

頭頂上的天空

大氣層是生物圈維持其生命的關鍵組成部分，在這一點上，我覺得羅賓遜的小行星容器設想需要進一步完善。羅賓遜掩蓋了大氣層的問題，只是提到人們“可以呼吸充入室內的混合氣體……就像地球上的人們呼吸含有氧氣的混合氣體一樣”。這聽起來似乎很合理，但是一旦涉及生活，那樣的大氣組成很快就會露出馬腳。

我首要關注的是氣候變化。溫室氣體濃度的極大不穩定性是否會導致小行星容器的氣候失控？大量出現的樹木以及藻類會不會把吸收熱量的二氧化碳消耗殆盡，從而將小行星容器變成一個冰球？在地球地質史上，曾經有過因二氧化碳和甲烷濃度的細微變化而引起的氣候極寒與極熱時期。endprint

但事實證明，這種末日景象可能不會發生在一個小行星內部，源于我所擔憂的同一個原因：即封閉性。在地球上，每平方米所接收的340瓦的太陽能中，有相當大的一部分被以長波輻射的形式反射到太空中。最終逃逸出地球的太陽能的具體數量，與溫室氣體濃度密切相關。溫室氣體越多，逃逸的太陽能就越少，地球表面溫度就越高。這是對全球氣候變暖的一個簡單描述。但是在小行星內部，大氣層是封閉的，被堅硬的巖石包裹得密不透風，這將有效地阻止太陽能逃逸。溫室氣體同樣會吸收小行星容器內的熱量，但是這股熱量卻無處釋放（不會對任何東西進行加熱）。當然，這是一個懸而未決的問題。

就算將氣候變化拋到一邊，微量氣體在封閉空間中的快速增多或減少，也可能給其他生物帶來威脅。濃度為1%的二氧化碳會對大多數動物的生理產生負面影響，當濃度達到7%至10%時，則會發生中毒。我們大概不希望在小行星容器中擁有一個易發火災的生態系統，除非我們有辦法將一氧化碳和二氧化碳從大氣中排出去。

腳下的土地

最后，就是土壤的問題了。土壤的構成非常復雜，是礦物質、有機物與微生物的大雜燴，而對依賴土地生存的生命來說，土壤就是它們的回收工廠和營養儲存器。在毫無生命的巖石中弄出土壤來并非易事，羅賓遜提出，第一步要在地面上“播種”微生物。這些小家伙們會蠶食堅硬的底層巖石，為營養物質和有機物提供生長空間，從而啟動土壤的形成。羅賓遜說：“為了使它更溫馨，你還可以對周圍的巖石壁進行刮磨，將刮下來的碎屑打磨成大小不等的碎塊。”在這堆混合物上倒一點水，再把溫度稍微提高一點，這時候，它“就像發酵的面團一樣開始生長，開始變成最美味和稀有的物質——土壤”。

羅賓遜所描述的實際上是加速風化：增加熱量和水分是為了促進巖石風化，通過事先刮磨小行星容器內壁表面，人們可以擴大風化反應和微生物生長的面積。

在此提醒一句：盡管人們試圖加快事情的進展速度，但土壤的形成是一個漫長的過程，即使現在就開挖，至少也得千百年時間。或許我們得用幾千年的時間來拍攝一組“面團”發酵的延時照片，這是一個長期投資的過程。

個人觀點

盡管問題重重，但這仍不失為一個令人振奮的想法。對我來說，最大的問題不是我們將如何建造這個小行星容器，而是為什么。因為無論你規劃得多么詳細得當，憑空創建一個新的生態系統將花費大量資源和漫長的時間。

如果出于經濟考量，是否就意味著耗費食物、自然資源建設它，然后一定時間過后，再通過創收來彌補先前的投資？如果真的要種植糧食作物，人們需要考慮的就不僅僅是培養土壤與保持人工陽光過程中所涉及的時間和資源問題，還得考慮運輸成本：將在小行星容器里生長出來的糧食運送到地球上。肯定還有大量其他花費，比如灌溉、廢物回收、蟲害防治，還有小行星容器的維修費等，沒法一一列舉。

但是，如果這個設想的目的是物種保護，費用問題就不重要了，但是需要政府足夠重視物種保護才會對此進行投資。我們是否愿意承擔必需的費用，在茫茫宇宙中不惜代價地播撒地球的種子，目的就是保護我們的遺產，或者延長我們卑微的生命？如果你是科幻作家奧克塔維亞·巴特勒的粉絲，你會發現這是天命所定，而且它還有另外一個名字：《地球之子》（科幻小說——譯注）。末日之時，地球的種子會不會幫助人類逃過一劫，繼續作為一個物種而存在？如果答案是肯定的，那么所有的花費、資源、時間以及所有相關的、不相關的，或許都不在話下。因為在末日之時，生存才是終極目標。endprint