凜冬已至

在太陽(yáng)系內(nèi)圈的一眾類(lèi)地行星之中，火星一直以來(lái)都是“人氣”最高的一顆，而近幾年來(lái)，隨著火星探測(cè)進(jìn)入冷戰(zhàn)結(jié)束后的又一個(gè)高潮，人們對(duì)地球的這個(gè)紅色小兄弟的關(guān)注曲線(xiàn)也又一次接近了坐標(biāo)系里的高點(diǎn)。

拜好萊塢的偉大魔力所賜，2015年的《火星救援》讓這輪火星熱在徹底大眾化的道路上完成了關(guān)鍵的一步。這一部雖然被專(zhuān)業(yè)人士（尤其是那些強(qiáng)調(diào)“農(nóng)學(xué)家≠植物學(xué)家”的伙計(jì)）吐槽無(wú)數(shù)，但大體上還算是足夠貼近事實(shí)的電影，也讓許多人第一次意識(shí)到了一件事：要在火星上把日子過(guò)下去，可遠(yuǎn)不像想象中那么簡(jiǎn)單。

在《火星救援》里，被遺棄在那顆荒涼的紅色行星上的馬克先生，要想活下去，就不得不解決一系列與基本生存息息相關(guān)的問(wèn)題，而這些問(wèn)題中相當(dāng)一部分是與寒冷有關(guān)的——由于距太陽(yáng)的距離比地球遠(yuǎn)了足足七千多萬(wàn)公里，火星的軌道已經(jīng)落在了太陽(yáng)系宜居區(qū)的外圍，其寒冷程度雖說(shuō)還沒(méi)到無(wú)法忍受（畢竟在最熱的夏日，還能在赤道地帶錄得超過(guò)二十?dāng)z氏度的高溫）的地步，不過(guò)平均零下五六十?dāng)z氏度、動(dòng)輒打破零下一百攝氏度的寒冷，仍然足以迫使馬克竭盡全力維持艙內(nèi)供暖。而且在影片中，一次低級(jí)失誤引發(fā)的氣閘事故，就讓全部土豆都被凍死，險(xiǎn)些斷絕了主角求生的希望。

低溫對(duì)生物的威脅是顯而易見(jiàn)的。溫度越低，能量越少，新陳代謝速率越慢。相當(dāng)多的熱帶及亞熱帶植被、絕大多數(shù)真菌、大部分昆蟲(chóng)和所有需要呼吸溶解氧的生物，在溫度降到冰點(diǎn)以下后就無(wú)法生存，或者會(huì)陷入不活躍狀態(tài)。冷血脊椎動(dòng)物的情況也與此相去無(wú)幾。溫血?jiǎng)游锏那闆r略好一些，但也僅此而已。以人為例，一旦體溫低于37攝氏度，就會(huì)出現(xiàn)失能和休克癥狀，低于35攝氏度則會(huì)在短時(shí)間內(nèi)死亡。更重要的是，生物細(xì)胞內(nèi)的水分會(huì)在低溫下形成固態(tài)結(jié)晶，進(jìn)而對(duì)原有細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞——這也是目前冷凍睡眠技術(shù)要取得進(jìn)展所面臨的最大技術(shù)困難。

對(duì)大多數(shù)永遠(yuǎn)也沒(méi)機(jī)會(huì)身臨其境的“局外人”而言，馬克的遭遇大概是不容易勾起他們的同情心的：在這個(gè)廉價(jià)供暖對(duì)大多數(shù)真正面臨受凍威脅的人而言可以輕易獲得的時(shí)代（地球上最貧困的第三世界人口幾乎全部聚居在沒(méi)有受凍之憂(yōu)的熱帶和亞熱帶地區(qū)，這不得不說(shuō)是件幸運(yùn)的事），活活凍死幾乎已經(jīng)成了孤寡老人、極地探險(xiǎn)家、驢友和俄羅斯醉漢的“專(zhuān)利”。在生活于現(xiàn)代社會(huì)的人看來(lái)，挨餓受凍早已是件非常遙遠(yuǎn)的事，至多不過(guò)是冬季采暖費(fèi)賬單上的一個(gè)數(shù)字。更何況，在過(guò)去的幾十年里，“全球變暖”這個(gè)詞兒實(shí)在是在各類(lèi)媒體上吸引了太多人的目光。挨凍？今年的北極海冰覆蓋率又創(chuàng)了新低你知不知道？北極熊就要沒(méi)地方住了你知不知道？我們哪有心情談什么挨凍？

當(dāng)然，我們并不能否認(rèn)全球變暖的事實(shí)，但站在地質(zhì)史的角度上看，人類(lèi)在全新世中的所作所為造成的氣溫波動(dòng)僅僅是洶涌海面上最新激起的一朵浪花罷了。這顆行星曾經(jīng)經(jīng)歷過(guò)比區(qū)區(qū)一兩攝氏度的溫度變化規(guī)模大得多的劇烈氣候變遷，其中既有元古宙弱陽(yáng)照耀下的超級(jí)蒸籠，也有閃閃發(fā)光、晶瑩剔透的成冰紀(jì)“雪球地球”。即便不談如此遙遠(yuǎn)的太古洪荒，諸位也應(yīng)該記住，我們眼下所處的全新世，不過(guò)是漫長(zhǎng)嚴(yán)酷的第四紀(jì)大冰期中的一個(gè)小小間冰期，就在不算太久之前，大半個(gè)華北還被覆蓋在冰雪之下，甚至連秦嶺和大巴山也能看到冰川的“足跡”。當(dāng)臺(tái)風(fēng)眼的平靜過(guò)去之后，誰(shuí)知道接下來(lái)會(huì)如何呢？

除此之外，如果人類(lèi)不打算永遠(yuǎn)待在齊奧爾科夫斯基所描述的“搖籃”里的話(huà)，去更冷的地方“受凍”幾乎是不可避免的選項(xiàng)——畢竟，基礎(chǔ)物理學(xué)法則告訴我們，冷是有底線(xiàn)的，而熱可是上不封頂，人類(lèi)這種碳基生物能夠適應(yīng)的溫度區(qū)域，事實(shí)上相當(dāng)接近熱力學(xué)溫度計(jì)的底端，水的沸點(diǎn)就是大多數(shù)地球上的非嗜極性生命形式可以耐受的極限了。換言之，與跑到水星或金星這種巨型煎鍋上自找沒(méi)趣相比，去火星或者木衛(wèi)、土衛(wèi)殖民的可行性至少要高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。而這也意味著，縱然像《后天》那種夸張過(guò)頭的災(zāi)難電影中所描述的場(chǎng)面不會(huì)發(fā)生于地球上，在遙遠(yuǎn)，甚至是不那么遙遠(yuǎn)的未來(lái)，開(kāi)始走出搖籃的人類(lèi)也將不得不越來(lái)越頻繁地面臨馬克先生所遭遇的情況。

當(dāng)然，相關(guān)對(duì)策古已有之：節(jié)流與開(kāi)源。

被動(dòng)方案：節(jié)流

在人類(lèi)歷史上，不自覺(jué)的實(shí)踐領(lǐng)先于理論的情況，可謂屢見(jiàn)不鮮，保暖手段的演進(jìn)就是其中的典型例子。

早在布朗先生于1827年首次觀察并科學(xué)地描述物質(zhì)微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)之前很久，人們就已經(jīng)通過(guò)經(jīng)年累月的摸索找到了一些阻止珍貴的熱能散逸的門(mén)道——作為恒溫動(dòng)物，人類(lèi)不得不時(shí)時(shí)刻刻地注意防止體溫過(guò)低，畢竟ATP所能轉(zhuǎn)化的能量實(shí)在有限，而偏巧人類(lèi)的祖先又選擇了一條原本只有海獸和裸鼴鼠這類(lèi)小眾群體才會(huì)選擇的進(jìn)化道路：大部分體表毛發(fā)退化、柔軟的表皮層直接裸露在外。當(dāng)老祖宗們還住在東非陽(yáng)光明媚的大草原上時(shí)，這種適合散熱的設(shè)計(jì)非常有利于長(zhǎng)途跋涉，在發(fā)達(dá)的汗腺配合下，更是讓人類(lèi)具有了近乎作弊般的可怕耐力。

然而，一旦穿過(guò)當(dāng)時(shí)還不完全是荒漠的撒哈拉，走出非洲故鄉(xiāng)，這些進(jìn)化成果就成了貨真價(jià)實(shí)的劣勢(shì)。

當(dāng)然，那些走出非洲的人類(lèi)后代倒也不是一點(diǎn)都沒(méi)有修正這一基因劣勢(shì)——在高緯度地區(qū)生活的白種人所擁有的濃密毛發(fā)，并不是某些低級(jí)笑話(huà)中所謂的“進(jìn)化遲緩”，而恰恰是相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的適應(yīng)性遺傳特征。不過(guò)，人類(lèi)畢竟是一種生命周期比較長(zhǎng)的生物，單次代際更替時(shí)間以數(shù)十年計(jì)，完全依靠基因自行調(diào)整，實(shí)在是件效率極低的事，而人類(lèi)本身相對(duì)單調(diào)的基因庫(kù)，更是讓這一缺陷雪上加霜。

秉承著“自己動(dòng)手，豐衣足食”的精神，我們的祖先首選的保暖方法自然是尋找隔熱材料，這是最直接也最容易的方式。眾所周知，常見(jiàn)的隔熱材料大致可以分為三類(lèi)，其中的多孔材料、熱反射材料兩類(lèi)，在自然界中比比皆是。恒溫動(dòng)物的皮毛與油脂，以及部分植物纖維是最普遍的熱反射材料，而海綿、羽毛這樣的東西稍作處理，就是相當(dāng)不錯(cuò)的多孔材料，至于干燥的木材、以硅酸鹽為主要成分的黏土，更是隨取隨有。事實(shí)上，直到工業(yè)革命之前，人類(lèi)的被動(dòng)御寒手段都沒(méi)離開(kāi)過(guò)這兩條路子，而且基本沒(méi)有什么改進(jìn)，對(duì)比一下史前便進(jìn)入極地生活的多賽人和楚科奇人，還有稍后登上歷史舞臺(tái)的因紐特人，以及20世紀(jì)初期前往極地的阿蒙森和斯科特探險(xiǎn)隊(duì)。我們不難發(fā)現(xiàn)，他們的御寒衣物的材質(zhì)并不存在本質(zhì)性的區(qū)別，這一情形直到現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)發(fā)展起來(lái)后才發(fā)生了變化。

人類(lèi)真正開(kāi)始擺脫直接向自然索取，開(kāi)始在隔熱材料領(lǐng)域“自力更生”是19世紀(jì)后期之后的事。化學(xué)工業(yè)的進(jìn)步造就了一批導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于自然材料（通常的標(biāo)準(zhǔn)是低于0.2）的人造隔熱材料，尤其以作為石油化工領(lǐng)域副產(chǎn)品的各種高分子化合物最為常見(jiàn)（80后大多嘗過(guò)在炎熱季節(jié)穿著廉價(jià)化纖衣物的滋味），而各種聚酯、聚酰亞胺材料，以及泡沫塑料、超細(xì)玻璃棉、高硅氧棉等更是被廣泛應(yīng)用在從建材到飛行器在內(nèi)的諸多領(lǐng)域。最重要的是，另一類(lèi)隔熱材料——真空隔熱材料——也在19世紀(jì)末開(kāi)始被實(shí)用化，并在20世紀(jì)大放異彩。與只能穿著毛皮衣衫、依靠金屬和木材制成的船殼保存那點(diǎn)兒可憐巴巴的熱能的19世紀(jì)極地探險(xiǎn)隊(duì)不同，現(xiàn)代極地探險(xiǎn)已經(jīng)不再是死亡之旅的代名詞，而這在很大程度上正是拜隔熱材料的進(jìn)步所賜。

當(dāng)然，正如前面所提到的，現(xiàn)代隔熱材料的取得必須基于發(fā)達(dá)的近現(xiàn)代工業(yè)體系。而這也意味著，如果地球上出了什么特別大的幺蛾子（比如說(shuō)，曾經(jīng)在冷戰(zhàn)時(shí)代讓數(shù)代人心懷惴惴的核冬天），要想補(bǔ)充這些材料可就不太容易了。值得慶幸的是，諸如化纖、泡沫塑料、高硅氧棉之類(lèi)的玩意兒大多化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定，只要保存得當(dāng)，放上幾個(gè)世紀(jì)甚至幾千年一點(diǎn)兒也沒(méi)問(wèn)題。

不過(guò)，無(wú)論“節(jié)流”的技術(shù)如何發(fā)展，除非弗諾·文奇筆下那足以直接切割時(shí)空的神奇“圓球”變成現(xiàn)實(shí)，否則徹底而永遠(yuǎn)地截?cái)嗄芰苛鲃?dòng)仍是不現(xiàn)實(shí)的——任何隔熱材料都只能降低熱傳導(dǎo)率，而就算是所謂的真空也做不到真正的“空”：就連某些紅超巨星與藍(lán)超巨星外殼的物質(zhì)密度也比我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里制造出的“真空”要小得多，更遑論量產(chǎn)型的真空隔熱材料了。正因如此，僅僅“節(jié)流”不過(guò)能紓一時(shí)之困，必須與通過(guò)增加能量供應(yīng)的“開(kāi)源”相結(jié)合，才是治本之道。

被動(dòng)方案：開(kāi)源

盡管前幾年席卷中國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)熱潮曾經(jīng)一度讓人們產(chǎn)生了一種幻覺(jué)，亦即太陽(yáng)能是一種新型的“高科技”的能源，但事實(shí)上，這差不多可以算是人類(lèi)歷史上最嚴(yán)重也最普遍的常識(shí)性錯(cuò)誤了：很少有人知道，人類(lèi)目前所運(yùn)用的能源九成以上都直接或者間接來(lái)自太陽(yáng)核心所發(fā)生的氫聚變反應(yīng)，而剩下的那點(diǎn)兒（地?zé)崮堋⒑肆炎儯┢鋵?shí)也和廣義的“太陽(yáng)”有那么點(diǎn)兒關(guān)系——當(dāng)然，這層關(guān)系和本話(huà)題無(wú)關(guān)，在此就不繼續(xù)展開(kāi)了。

在地球上，很少有什么東西是比太陽(yáng)能更容易直接利用的，因?yàn)槟阒恍枰鲆患拢簳瘛淖畹偷鹊乃{(lán)細(xì)菌到相對(duì)復(fù)雜的冷血爬行動(dòng)物，古往今來(lái)幾十億年一直是這么干的。而對(duì)于那些已經(jīng)轉(zhuǎn)換為生物能的太陽(yáng)能，則只需做另一件同樣簡(jiǎn)單，并且同樣已經(jīng)被地球生物做了幾十億年的事就可以了：吃掉它，消化它。

當(dāng)然了，也有一部分被轉(zhuǎn)換的太陽(yáng)能是不那么容易被利用的：自從植物于泥盆紀(jì)-石炭紀(jì)之間完成登陸之后，樹(shù)木就迅速登上了歷史舞臺(tái)。這一部分植物進(jìn)化出了木質(zhì)素，用以構(gòu)建自己的細(xì)胞壁，而木質(zhì)素對(duì)于一般的動(dòng)物而言（除了某些與特殊的微生物共存的家伙之外）根本無(wú)從消化。但是，也正因?yàn)槟举|(zhì)素相對(duì)穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，人類(lèi)文明才陰差陽(yáng)錯(cuò)地得到了用以跨過(guò)多道文明門(mén)檻的關(guān)鍵墊腳石：試想一下，如果沒(méi)有充足的木材與煤炭供應(yīng)，蒸汽機(jī)時(shí)代的工業(yè)系統(tǒng)又該從何尋找可靠的動(dòng)力來(lái)源？第一次工業(yè)革命之所以能在森林茂密、有著大量?jī)?yōu)質(zhì)煤田（尤其是威爾士煤）的英國(guó)起步，能源其實(shí)也是不可忽視的因素之一。

自從百萬(wàn)年前的直立人開(kāi)始有意識(shí)地保存自然界中的火種后，“燒點(diǎn)兒什么”就成了御寒的不二法門(mén)，直到現(xiàn)在也沒(méi)有什么根本性的變化，至多是在這一過(guò)程中加入了更多的環(huán)節(jié)，將轉(zhuǎn)化出的熱能以更高效（以及更舒適）的手段釋放出來(lái)。即便是配備有目前最高水準(zhǔn)采暖設(shè)施的各國(guó)極地考察站，站內(nèi)的空調(diào)、常規(guī)暖氣乃至相對(duì)先進(jìn)的碳晶采暖設(shè)施，仍然是依靠化石燃料燃燒所產(chǎn)生的電能驅(qū)動(dòng)的。而化學(xué)能電池至多只用于電熱服、電熱毯這類(lèi)小型取暖設(shè)備，或者作為迫不得已時(shí)的后備手段。

除此之外，直接轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能其實(shí)也是可以考慮的供暖能源來(lái)源之一，只不過(guò)兩極地區(qū)陽(yáng)光本就暗弱，再加上長(zhǎng)達(dá)半年的漫漫極夜，使得光伏設(shè)備在極地探險(xiǎn)活動(dòng)中相對(duì)不那么容易派上用場(chǎng)。而另一種無(wú)限供應(yīng)的能源——地?zé)岬墨@取，則受到諸多自然條件限制。但在理想條件下，它們?nèi)匀皇侵档每紤]的能量來(lái)源。更重要的是，在二戰(zhàn)之后，人類(lèi)還多了一種近乎萬(wàn)金油的能源選擇：核電。隨著近年來(lái)核電小型化技術(shù)的發(fā)展，M-power、SMART、KLT40S這類(lèi)民用小型反應(yīng)堆接連被推出，300MW、100MW乃至裝機(jī)容量低于10MW的小型核電站的出現(xiàn)，正逐漸成為小型社區(qū)能源供應(yīng)的可能選項(xiàng)之一。一切看上去似乎正如冷戰(zhàn)時(shí)期支持美國(guó)海軍全面核動(dòng)力化的專(zhuān)家們所說(shuō)的：能源問(wèn)題？安上一座核反應(yīng)堆就能解決。如果不夠，那就再加幾座！

總而言之，就人類(lèi)目前的技術(shù)而言，無(wú)論是保溫還是供暖，至少對(duì)付地球的冬季和兩極地區(qū)的寒冷，都是沒(méi)什么問(wèn)題的。但“此時(shí)此刻”的經(jīng)驗(yàn)并不一定能直接套用于彼時(shí)彼刻，如果考慮到客觀環(huán)境中的某些不那么理想的變量，情況又會(huì)如何呢？

理想是豐滿(mǎn)的，不過(guò)現(xiàn)實(shí)往往……

富蘭克林爵士（不是玩風(fēng)箏的那位）和他的西北航道探險(xiǎn)隊(duì)的悲慘境遇，在人類(lèi)探險(xiǎn)史上可謂眾所周知。不過(guò)，后來(lái)的研究者大多將注意力放在了對(duì)爵士手下的探險(xiǎn)隊(duì)員們?cè)诒煅┑刂凶詈蟮脑嵘碇氐目甲C上，對(duì)“恐懼號(hào)”與“幽冥號(hào)”這兩艘探險(xiǎn)船反而關(guān)注不多。與許多人想象的不同，雖然建造于19世紀(jì)中葉，但富蘭克林探險(xiǎn)隊(duì)的這兩艘船已經(jīng)具備了現(xiàn)代極地探險(xiǎn)船只的某些要素：它們的艙室氣密性良好，蒸汽機(jī)產(chǎn)生的廢熱可以通過(guò)管道系統(tǒng)為船艙內(nèi)部供暖。在輔助供暖的傳統(tǒng)爐灶配合下，縱然外面冰天雪地，只要鍋爐的能源供應(yīng)不斷，船員們完全沒(méi)有受凍之虞。

但他們最后還是被埋葬在了冰天雪地之中。

促使船員們放棄作為避難所的船只的原因眾說(shuō)紛紜，但一般認(rèn)為，考慮到船員棄船而逃的時(shí)間，燃料耗盡顯然是諸多原因中可能性最大的一項(xiàng)：當(dāng)鍋爐中的火焰最后一次熄滅之后，再精巧的供暖設(shè)備也都成了廢鐵，而長(zhǎng)期在鉛中毒、長(zhǎng)期封閉環(huán)境引發(fā)的抑郁和維生素短缺下堅(jiān)持的船員們，自然只能在最糟的情況下選擇孤注一擲。而在數(shù)個(gè)世紀(jì)之前，格陵蘭島西部的維京人定居點(diǎn)也因?yàn)橄嗨频脑蚨诤渲凶呦蛄怂ネ觯寒?dāng)維京殖民者將這座曾經(jīng)的“Greenland”上可供用作燃料的樹(shù)木砍伐一空，而前往紐芬蘭沿岸伐木的所有航道又因?yàn)樾”诘牡絹?lái)而被大量浮冰變成無(wú)法通行的死亡之路后，曾經(jīng)的殖民地也就成了寒冷的死亡陷阱。

在油輪與LNG船滿(mǎn)大洋跑、煤炭跌成白菜價(jià)的今天，能源短缺對(duì)大多數(shù)人而言是難以想象的。而如果排除政治經(jīng)濟(jì)因素干擾，當(dāng)今的人類(lèi)也確實(shí)有本事在地球表面的任何一個(gè)角落維持一處定居點(diǎn)的持續(xù)能源供應(yīng)。不過(guò)，在可能的極端情況下，一切很可能就不這么簡(jiǎn)單了：試想一下，當(dāng)未來(lái)的探險(xiǎn)者辛辛苦苦地抵達(dá)火星、小行星帶、木衛(wèi)、土衛(wèi)乃至更遙遠(yuǎn)的落腳點(diǎn)時(shí)，指望他們能一次性帶足燃料實(shí)在是件不太現(xiàn)實(shí)的事，畢竟，即便經(jīng)過(guò)壓縮，任何以碳?xì)浠衔餅榛境煞值娜剂隙歼€是太占空間，而雪上加霜的是，這類(lèi)燃料還需要氧氣——偏偏太陽(yáng)系中可以方便地取得足夠多游離氧的地方并不太多。沒(méi)錯(cuò)，在越冷的地方，水冰這玩意兒就越常見(jiàn)，電解它們制取氧氣用來(lái)供應(yīng)呼吸倒是湊合，拿來(lái)燒火就不大劃算了。

既然一般的化學(xué)燃料既不好帶又不方便燒，那么在可用的替代能源中選上一項(xiàng)總行吧？的確，在有足夠濃密大氣的地方，風(fēng)能發(fā)電是可以考慮的；反之，大氣稀薄則意味著太陽(yáng)能會(huì)變得相對(duì)合適，而小型核反應(yīng)堆更是許多人眼中的標(biāo)準(zhǔn)“萬(wàn)金油”。不過(guò)，無(wú)論是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的槳葉、太陽(yáng)能面板，還是核反應(yīng)堆的核心部件，都有個(gè)共同點(diǎn)，亦即構(gòu)成它們的全都是精密而相對(duì)脆弱的耗材，更遑論它們要驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)了。要長(zhǎng)期維持這些設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，沒(méi)有足夠的備用零部件儲(chǔ)量——或者說(shuō)，沒(méi)有一整套可以就地取材的工業(yè)體系——是不太可能的。但話(huà)說(shuō)回來(lái)，你都已經(jīng)建起遍地的工廠(chǎng)了，御寒還是個(gè)問(wèn)題嗎？直接把生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢熱收集利用起來(lái)就夠暖和了好不好？或者，你要是運(yùn)氣夠好，能像《星球大戰(zhàn)：帝國(guó)反擊戰(zhàn)》里霍斯星上的起義軍一樣在雪地里隨便撿到殲星艦引擎來(lái)當(dāng)能源，那自然是另當(dāng)別論了。

當(dāng)然，這么說(shuō)并不是否認(rèn)上述供能方式的價(jià)值。如果僅僅是進(jìn)行像《火星救援》或者《星際穿越》里那種只派遣極少數(shù)人所進(jìn)行的、（相對(duì)而言）不計(jì)成本的短期科考活動(dòng)的話(huà)，用這些玩意兒倒是完全足夠了。但要維持一個(gè)自給自足，甚至很可能與世隔絕的社會(huì)的運(yùn)轉(zhuǎn)，我們就不得不退而求其次，尋找某些更具持續(xù)性的能源獲取途徑——在這一點(diǎn)上，地?zé)崮芘c生物能有著其他能源無(wú)可比擬的特殊優(yōu)勢(shì)。在人類(lèi)歷史上，這兩種能源自從工業(yè)革命開(kāi)始之后就一直沒(méi)有占到主導(dǎo)地位，哪怕在21世紀(jì)初生物燃料開(kāi)發(fā)熱潮的刺激下，燃料乙醇也僅僅扮演了傳統(tǒng)化石燃料的配角。而地?zé)崮芨侵辉谏贁?shù)坐落在板塊活動(dòng)帶上的國(guó)家（比如說(shuō)位于大西洋中脊上的冰島）才能成為值得一提的能源，那么，它們的優(yōu)點(diǎn)到底是什么呢？

答案是：不需要發(fā)電機(jī)。

時(shí)刻做好最壞的打算

發(fā)電機(jī)，這個(gè)法拉第在1831年養(yǎng)育的“嬰兒”，現(xiàn)在已然成為，人類(lèi)文明貨真價(jià)實(shí)的心臟。沒(méi)有這個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的玩意兒，無(wú)論是太陽(yáng)能、風(fēng)能、化石燃料、水能、核能還是你自個(gè)兒的臂力，都不能被轉(zhuǎn)化成我們平時(shí)使用的電力（化學(xué)能電池這種低效、高污染、不環(huán)保的東西此處不予討論），而第二次工業(yè)革命更是無(wú)從談起。

但是，無(wú)情的物理法則告訴我們，《雪國(guó)列車(chē)》式的永動(dòng)機(jī)，至少在這個(gè)宇宙里是沒(méi)法子造出來(lái)的。發(fā)電機(jī)的基本工作原理——反復(fù)地快速切割磁感線(xiàn)——決定了它必然是一種消耗品，尤其是轉(zhuǎn)子和軸承這類(lèi)零件，即便質(zhì)量過(guò)硬，在使用一定時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)材料疲勞與磨損，而極端的高溫/低溫也會(huì)對(duì)其造成影響。在面對(duì)極地探險(xiǎn)這種“小兒科”任務(wù)時(shí)，這算不上什么問(wèn)題，但假如人類(lèi)將來(lái)有必要在極寒環(huán)境下運(yùn)營(yíng)一整個(gè)自給自足的社會(huì)，那么這些必須在現(xiàn)代工廠(chǎng)中才能制造的零件成為緊缺品的可能性就相當(dāng)大：想想看，無(wú)論是核戰(zhàn)爭(zhēng)或者大規(guī)模氣候變化造成的無(wú)盡寒冬下的“孤島”式社區(qū)，抑或是遠(yuǎn)赴數(shù)十、數(shù)百天文單位之外開(kāi)疆?dāng)U土的先鋒們?cè)谕庑情_(kāi)辟的小小橋頭堡，想要在這方面自給自足的難度都是非常巨大的。簡(jiǎn)易的手搖式發(fā)電機(jī)或許可以靠手工作坊搞定，但復(fù)雜一點(diǎn)的就不行了。除此之外，如果遇上什么心懷叵測(cè)的外部或者內(nèi)部敵對(duì)勢(shì)力，發(fā)電設(shè)備還是頗為醒目且容易得手的破壞目標(biāo)——諸位科幻迷可以回憶一下，從《黑客帝國(guó)》里的某個(gè)經(jīng)典場(chǎng)景開(kāi)始，“突襲前先炸發(fā)電廠(chǎng)”的橋段在各類(lèi)科幻作品中已經(jīng)出現(xiàn)了多少次？

當(dāng)然，或許有人會(huì)問(wèn)，現(xiàn)在的地?zé)崮芘c生物能的主流利用方式不也是用于發(fā)電嗎（生物柴油這類(lèi)主要被內(nèi)燃機(jī)燒掉的另算）？當(dāng)然，這是事實(shí)。但如果沒(méi)有了發(fā)電機(jī)，仍然能直截了當(dāng)?shù)貫槲覀兲峁崮艿木椭挥刑?yáng)能、化學(xué)燃料、地?zé)崤c生物能了。四種能源中，太陽(yáng)能的直接利用效率是最低的，況且當(dāng)世界變成冰天雪地時(shí)，大多數(shù)陽(yáng)光最終會(huì)被地表的冰雪反射回太空之中；化學(xué)燃料儲(chǔ)存運(yùn)輸都很費(fèi)勁，釋放能量時(shí)又需要消耗大量氧氣，稍有不慎就可能造成火災(zāi)，而且通常還會(huì)附帶各種不衛(wèi)生、不環(huán)保、一氧化碳中毒之類(lèi)的問(wèn)題，實(shí)在是相當(dāng)麻煩的奢侈品，可是地?zé)岷蜕锬軈s沒(méi)有這些問(wèn)題。

最簡(jiǎn)便、最直接地應(yīng)用地?zé)崮艿姆椒ㄊ鞘裁矗坎唬皇堑侥切┙裉靽娀鹕健⒚鲀喊l(fā)地震的板塊邊緣地帶大費(fèi)周章地建造地?zé)崮茈姀S(chǎng)，而是挖洞！

早在新石器時(shí)代的歐洲，那些最早開(kāi)始開(kāi)掘礦井、尋找用于制造工具的優(yōu)質(zhì)燧石的英格蘭礦工就發(fā)現(xiàn)，越深的地下越暖和，是可以作為躲避冬日凄風(fēng)苦雨的好地方。雖然來(lái)自放射性重金屬衰變的地?zé)崮懿⒎窃谒行行?衛(wèi)星上都能取得（比如說(shuō)核心是一大坨鐵塊的水星，以及月球），但質(zhì)量夠大、地質(zhì)活動(dòng)活躍的天體也不在少數(shù)。在這種天體上，只要向地下挖掘得足夠深（當(dāng)然，不建議在板塊接縫處這么干），即便地表是絕對(duì)零度，地下也能溫暖如春。

除此之外，選擇在巖質(zhì)地殼內(nèi)穴居還有好幾個(gè)好處：首先，這么做可以極大地節(jié)省建筑材料的使用，尤其是在寒冷的地面建造居所必需的各種不易生產(chǎn)的隔熱材料，也可以避免繁復(fù)的建筑維護(hù)工作。如果選址恰當(dāng)、設(shè)計(jì)方案合適，堅(jiān)固的基巖層本身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就足以確保地下居所的穩(wěn)定性；其次，深居地下也能很好地避開(kāi)由酷寒天氣、冰川、積雪、風(fēng)暴這類(lèi)惡劣自然因素帶來(lái)的麻煩，如果索性將連接諸多定居點(diǎn)的交通路線(xiàn)也一并搬到地下的話(huà)，可以避開(kāi)的問(wèn)題就更多了——畢竟，像《雪國(guó)列車(chē)》里的神奇軌道那樣可以不必養(yǎng)護(hù)的交通基礎(chǔ)設(shè)施，可不多見(jiàn)。

當(dāng)然，深居地下也會(huì)帶來(lái)不少令人頭疼的麻煩，其中最重要的就是照明：雖然在通常情況下，寒冷與陽(yáng)光暗淡可以畫(huà)上等號(hào)（當(dāng)然，金星和弱陽(yáng)時(shí)代的古地球這種行星級(jí)別的超級(jí)溫室屬于例外），不過(guò)再弱的陽(yáng)光畢竟也是免費(fèi)的光照來(lái)源，是人類(lèi)這種高度依賴(lài)視覺(jué)的晝行性動(dòng)物賴(lài)以生存的基本需求之一。長(zhǎng)期在不見(jiàn)天日的密閉環(huán)境中生活，會(huì)讓人陷入抑郁、煩躁，并引發(fā)內(nèi)分泌失調(diào)和生物鐘紊亂，更別說(shuō)臭名昭著的幽閉空間恐懼癥了。而任何對(duì)現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)稍有些了解的人都不難意識(shí)到，儒勒·凡爾納在《地心游記》中描述的那個(gè)不缺光照、生機(jī)勃勃的地下世界別說(shuō)不可能存在于地球，在別的星球上也壓根兒不具備任何形成的可能性。換言之，在地下，照明是一種不可或缺的剛需——而這種剛需的來(lái)源本身就會(huì)構(gòu)成問(wèn)題：如果使用電力，則原本已經(jīng)被地?zé)崮芩鉀Q的發(fā)電機(jī)問(wèn)題就會(huì)又一次浮出水面，最后不得不直接像奇幻作品里的地下城一樣，燒火點(diǎn)油燈？那又回到了之前的燃料悖論上，而更糟的是，燃料對(duì)氧氣的需求還會(huì)加重對(duì)地下城市而言至關(guān)重要的通風(fēng)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，甚至導(dǎo)致致命的惡性循環(huán)。

那么，替代方案有沒(méi)有呢？當(dāng)然有！那就是生物能——不過(guò)，此生物能與我們現(xiàn)在運(yùn)用的生物能有所不同，目前生物能應(yīng)用的主流模式大致可以整理成以下一系列能量流動(dòng)環(huán)節(jié)：太陽(yáng)能經(jīng)由光合作用變成儲(chǔ)存在各種糖類(lèi)（主要是蔗糖、淀粉、果糖）中的化學(xué)能，然后經(jīng)過(guò)發(fā)酵蒸餾等工藝變成生物燃料。但在冰天雪地之下的地下城鎮(zhèn)中，大規(guī)模開(kāi)展常規(guī)種植業(yè)顯然是不現(xiàn)實(shí)的，因此我們有必要將目光轉(zhuǎn)向那些不需要太陽(yáng)能作為能源的生物：真菌和厭氧菌。相信對(duì)俄國(guó)科幻作品《地鐵》系列稍有印象的人都知道，在末日之后的地鐵中，各車(chē)站幸存者的主要食物來(lái)源（讓我們暫且忘掉勝利公園站的那幫“大蟲(chóng)”教徒，嗯……）只有兩樣：蘑菇和豬，而后者也是用前者喂養(yǎng)出來(lái)的。可以說(shuō)，核戰(zhàn)后的莫斯科地鐵，事實(shí)上成了一個(gè)以營(yíng)腐生生活的真菌為核心的生態(tài)系統(tǒng)，無(wú)論是人類(lèi)、豬、老鼠還是各種給主角找麻煩刷經(jīng)驗(yàn)的野怪，全都得靠著蘑菇維持的有機(jī)物與能量循環(huán)生存下去。更重要的是，真菌這玩意兒有相當(dāng)一部分種類(lèi)在自然條件下就具有發(fā)光能力，只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕蚋脑欤盟鼈兲娲蠖鄶?shù)日常照明在理論上完全可行——至少比《地鐵》里那些昏暗的應(yīng)急小燈肯定是要強(qiáng)得多了。

不過(guò)，《地鐵》里的那個(gè)封閉式生態(tài)系統(tǒng)也有一個(gè)致命缺陷：它的熵值是不斷耗散的，蘑菇的存在只是通過(guò)對(duì)能量的重復(fù)利用減緩了這一耗散速度，但如果外頭的核冬天不結(jié)束，地鐵里的人們是不可能無(wú)限支撐下去的。而為了避免落入同樣的陷阱，厭氧菌這種小玩意兒就很有用處了——自打三十億年前的大氧化事件之后，一大批無(wú)法忍受充滿(mǎn)氧氣的劇毒地表的古菌類(lèi)就遁入了地殼深處。在地下，這些平時(shí)從不露面的伙計(jì)擁有其他生物無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)：它們不需要氧氣，不需要光照，只需要源源不斷的地?zé)崮芎捅匾挠袡C(jī)物質(zhì)分子即可繁衍生息。與主要當(dāng)“二道販子”的真菌不同，這些小東西能夠扮演食物鏈中真正意義上的“生產(chǎn)者”角色，只要運(yùn)用得當(dāng)，完全可能讓全新的地下生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)真正意義上的自給自足。

除此之外，基因技術(shù)作為不得已之下的最后一張牌，同樣也值得考慮：雖然人類(lèi)的遺傳信息相當(dāng)復(fù)雜，可以相對(duì)安全地動(dòng)手腳的地方不是很多，但如果非要做點(diǎn)兒什么，倒也不是不可能——對(duì)脂肪組織進(jìn)行改造、增加毛發(fā)密度、降低表皮層熱傳導(dǎo)率，甚至讓人類(lèi)在一定條件下能轉(zhuǎn)入類(lèi)似冬眠的休克狀態(tài)，這些方式在理論上都是可以嘗試的。不過(guò)，考慮到人類(lèi)的身體條件限制，這么做的效果只能說(shuō)是聊勝于無(wú)，遠(yuǎn)遜于其他御寒手段。更何況，如果我們的后代真的落到了需要像我們的先祖一樣靠著自身皮肉和毛發(fā)御寒的地步，人類(lèi)種群縱然能挺過(guò)嚴(yán)寒，恐怕未來(lái)也得畫(huà)上個(gè)巨大的問(wèn)號(hào)了。【責(zé)任編輯：劉維佳】