摘要:人類已經在地球上存在了二百萬年, 如果人類想要延續下一個一百萬年, 我們就必須去探索那未知的新世界, 找尋新的生命與新文明,
我們為什麼要探索太空?
時不時的, 你總能看到一些有趣的新聞:埃隆·馬斯克的殖民火星計畫更新, 傑夫·貝佐斯的藍色起源回收火箭再發射, NASA 的飛行器在外太空又發現地外生命的蛛絲馬跡...
你也許會有些好奇, 為什麼人類一定要去外太空探索?為什麼不老老實實地留在地球上, 利用好地球上的資源, 研究一些真正能改善地球環境的科學項目?
在今天的騰訊 WE 大會上, 著名的物理學家、「宇宙之王」史蒂芬·霍金向我們闡述了人類關注未來、探索宇宙的初衷。
在霍金的演講中,
以下是霍金演講原文:
你好, 北京!我是史蒂芬•霍金。 歡迎來到騰訊 WE 大會。
我今天的演講, 是關於在宇宙這一背景下, 地球和人類所扮演的角色。 為了最好地闡述, 我需要從兩個維度出發, 一是思考人類的未來, 二是研究我們探索太空、尋求其他潛在宜居星球的選擇。 我今天的目的, 是問大家兩個問題。 首先, 我們需要做什麼才能夠確保, 在力所能及的範圍內, 人類的未來達到盡可能完美?其次, 我們為什麼要考慮探索其他宜居星球?
一個原因是, 對我們來說, 地球變得太小了。 在過去二百年中, 人口增長率是指數級的, 即每年人口以相同比例增長。 目前這一數值約為 1.9%。
這樣的指數增長不能持續到下個千年。 到 2600 年, 世界將擁擠得「摩肩擦踵」, 電力消耗將讓地球變成「熾熱」的火球。 這是岌岌可危的。 然而我是個樂觀主義者, 我相信我們可以避免這樣的世界末日, 而最好的方法就是移民到太空, 探索人類在其他星球上生活的可能。
但是理由充分嗎?難道留在地球上不是更好?在某種程度上, 今天的情況就如同 1492 年前的歐洲。 當時的人們很可能堅信, 哥倫布的探險註定是徒勞無功。 然而, 新世界的發現, 對舊世界帶來了深遠的影響。 對於那些被剝奪權利地位、走投無路的人來說,
當我們進入太空時, 會有怎樣的發現呢?會找到外星生命, 還是發現我們終將在宇宙中踽踽獨行?我們相信, 生命在地球上是自然而生的, 是在漫長的進化後, 實現了與地球資源的高度契合。 因此, 在其他條件適宜的星球上, 生命的存在也必定是可能的。 即使這種可能性極小, 但宇宙是無限的,我們還是可以假設,生命會在某處出現。不過,如果概率很低,那麼出現生命的兩個星球間的距離,可能將異常遙遠。
在太陽系中,月球和火星是太空移民地最顯而易見的選擇。水星和金星太熱,而木星和土星是巨大的氣體星球,沒有堅實的表面。火星的衛星非常小,並不比火星本身更優。木星和土星的一些衛星也存在可能。比如木星的衛星之一歐羅巴,它的表面是冰層,但其下可能會有液態水,也就可能會孕育生命。那麼我們如何確定這種可能?是否必須登陸歐羅巴,然後鑽一個洞?
星際航行必然是一個長期的目標。我所說的長期,是指未來二百到五百年。
但是,還有另一種選擇。去年,我與企業家尤裡•米爾納(Yuri Milner)一起,推出了長期研發計畫——「突破攝星」,目標是讓星際旅行變成現實。如果成功,在座各位有些人的有生之年內,我們將向太陽系最近的星系——半人馬座阿爾法星系發送一個探測器。
「突破攝星」是人類初步邁向外太空的真正機會,為了探索和考量移居太空的可能性。這是一項概念驗證的使命,其中涉及三個概念:迷你太空飛行器、 光動力推進和鎖相雷射器。「星晶片」是尺寸被縮小到僅幾釐米、但功能完備的太空探測器,它將附著於「光帆」上。「光帆」由超材料製成,重量僅有幾克。我們設想,一千個由「星晶片」和「光帆」組成的納米飛行器將被送入軌道。在地面上,雷射器陣列將共同形成一道超強光束,光束穿過大氣,以數十吉瓦的功率射向太空中的「光帆」。
這項創新背後的想法,是以光束來驅動納米飛行器的前進。這樣產生的速度雖然不及光速,但也能達到其五分之一,約合每小時 1 億英里。這樣的系統可以在一小時內抵達火星,幾天內到達冥王星,一周內就可以追上並超過旅行者號探測器,並在僅二十年後到達半人馬座阿爾法星系。重要的是,「星晶片」的軌跡可能包括「比鄰星 b」,這顆位於半人馬座阿爾法星宜居帶的行星,與地球的大小類似。正是在今年,「突破攝星」與歐洲南方天文臺攜手合作,進一步探尋半人馬座阿爾法星系的宜居行星。
目前看來,這些都可能成為現實。但我們也看到重大的挑戰。1 吉瓦功率的雷射器僅能提供幾牛頓的推力,不過因為納米飛行器因為只有幾克重量,恰恰可以克服這個問題。但是工程方面的挑戰是巨大的。納米飛行器必須經受極限加速、極寒、真空和質子,以及與太空粉塵等垃圾的碰撞。另外,由於大氣湍流,將一套總量 100 吉瓦功率的鐳射組瞄準太陽帆,也是很困難的事情。
還有一些嚴峻的問題。如何讓數百道鐳射穿過大氣波動時聚合,如何推動納米飛行器又不燒毀它們,如何讓它們瞄準正確的方向?此外,我們還需要讓納米飛行器在冰冷的真空環境中工作二十年,這樣它們才能將信號傳回到四光年外的地球。然而這些都是工程設計要解決的問題,而工程挑戰往往最終都會被解決。隨著技術進步日趨成熟,我們可以展望更多令人興奮的使命。如果「突破攝星」計畫能傳回毗鄰星系中宜居星球的圖像,這對人類的未來必將產生深遠影響。
希望我已經解答了我演講一開始所提出的問題。人類作為獨立的物種,已經存在了大約二百萬年。我們的文明始於約一萬年前,其發展一直在穩步加速。如果人類想要延續下一個一百萬年,我們就必須大膽前行,涉足無前人所及之處!
感謝大家的聆聽。
責任編輯:早優夫斯基 ■
但宇宙是無限的,我們還是可以假設,生命會在某處出現。不過,如果概率很低,那麼出現生命的兩個星球間的距離,可能將異常遙遠。在太陽系中,月球和火星是太空移民地最顯而易見的選擇。水星和金星太熱,而木星和土星是巨大的氣體星球,沒有堅實的表面。火星的衛星非常小,並不比火星本身更優。木星和土星的一些衛星也存在可能。比如木星的衛星之一歐羅巴,它的表面是冰層,但其下可能會有液態水,也就可能會孕育生命。那麼我們如何確定這種可能?是否必須登陸歐羅巴,然後鑽一個洞?
星際航行必然是一個長期的目標。我所說的長期,是指未來二百到五百年。
但是,還有另一種選擇。去年,我與企業家尤裡•米爾納(Yuri Milner)一起,推出了長期研發計畫——「突破攝星」,目標是讓星際旅行變成現實。如果成功,在座各位有些人的有生之年內,我們將向太陽系最近的星系——半人馬座阿爾法星系發送一個探測器。
「突破攝星」是人類初步邁向外太空的真正機會,為了探索和考量移居太空的可能性。這是一項概念驗證的使命,其中涉及三個概念:迷你太空飛行器、 光動力推進和鎖相雷射器。「星晶片」是尺寸被縮小到僅幾釐米、但功能完備的太空探測器,它將附著於「光帆」上。「光帆」由超材料製成,重量僅有幾克。我們設想,一千個由「星晶片」和「光帆」組成的納米飛行器將被送入軌道。在地面上,雷射器陣列將共同形成一道超強光束,光束穿過大氣,以數十吉瓦的功率射向太空中的「光帆」。
這項創新背後的想法,是以光束來驅動納米飛行器的前進。這樣產生的速度雖然不及光速,但也能達到其五分之一,約合每小時 1 億英里。這樣的系統可以在一小時內抵達火星,幾天內到達冥王星,一周內就可以追上並超過旅行者號探測器,並在僅二十年後到達半人馬座阿爾法星系。重要的是,「星晶片」的軌跡可能包括「比鄰星 b」,這顆位於半人馬座阿爾法星宜居帶的行星,與地球的大小類似。正是在今年,「突破攝星」與歐洲南方天文臺攜手合作,進一步探尋半人馬座阿爾法星系的宜居行星。
目前看來,這些都可能成為現實。但我們也看到重大的挑戰。1 吉瓦功率的雷射器僅能提供幾牛頓的推力,不過因為納米飛行器因為只有幾克重量,恰恰可以克服這個問題。但是工程方面的挑戰是巨大的。納米飛行器必須經受極限加速、極寒、真空和質子,以及與太空粉塵等垃圾的碰撞。另外,由於大氣湍流,將一套總量 100 吉瓦功率的鐳射組瞄準太陽帆,也是很困難的事情。
還有一些嚴峻的問題。如何讓數百道鐳射穿過大氣波動時聚合,如何推動納米飛行器又不燒毀它們,如何讓它們瞄準正確的方向?此外,我們還需要讓納米飛行器在冰冷的真空環境中工作二十年,這樣它們才能將信號傳回到四光年外的地球。然而這些都是工程設計要解決的問題,而工程挑戰往往最終都會被解決。隨著技術進步日趨成熟,我們可以展望更多令人興奮的使命。如果「突破攝星」計畫能傳回毗鄰星系中宜居星球的圖像,這對人類的未來必將產生深遠影響。
希望我已經解答了我演講一開始所提出的問題。人類作為獨立的物種,已經存在了大約二百萬年。我們的文明始於約一萬年前,其發展一直在穩步加速。如果人類想要延續下一個一百萬年,我們就必須大膽前行,涉足無前人所及之處!
感謝大家的聆聽。
責任編輯:早優夫斯基 ■