渺小的地球

1990年2月14日，旅行者一号在60亿公里外拍了一张地球的照片，如下图。图中，地球只是一个难以分辨的淡蓝色小点。照片中，地球的实际大小比一个像素还小。条纹是相机镜头反射阳光引起的。

60亿公里外看地球，只是一个难以看清的淡蓝色小点

在这个蓝色的小点上，发生过所有的重大事件，地月冲撞，生命诞生，多次大灭绝，气候大规模变化，很多次小行星撞击；所有的爱恨情仇，悲欢离合，英雄历史，国家兴亡，大灾大难，仅仅在太阳系中，就已经看不到了。对于宇宙深处的其它生命，地球存在不存在，根本没有影响。

地球在太阳系中，质量只有太阳的几十万分之一，是太阳系形成时剩下的一点残渣余砾。而太阳系，只是银河系边缘一颗不起眼的主序星，占银河系的几千亿分之一。银河系，也只是我们目前能看到宇宙的几千亿分之一。

根据我们现在的理解，地球已经存在了46亿年，大约是宇宙年龄的三分之一。多细胞生命在地球上存在了大约5亿年，人类只有约500万年，现代智人是20万年前出现的。人类可以查证的历史只有约5000年，现代科技文明勉强可以算200年。

无论空间，还是时间，我们目前的文明，跟整个宇宙相比，小得可以忽略。

如果宇宙是大爆炸产生的，地球诞生的智慧文明是不是也处在爆炸式发展的前夜呢？

骄气脆弱的生命

对于生命来说，宇宙存在的各种环境中，要么能量极高，温度极高，要么极冷。当前的宇宙学认为，宇宙由大约69%的暗能量与31%的物质构成，物质中80%是暗物质，所有我们能看到，感觉到的常规物质，即气体、尘埃、星球、星系等，仅占20％，也就是宇宙能量形式的6%。

而在这6%的物质中，99%以上以恒星，黑洞，等离子体等高能形式存在，常规固体，液体，气体等我们人类日常接触的物质形态，只有不到1%。甚至在这1%中，99.9999%以上也是无法触及的星球内部，大型气态行星等。可能不到万亿分之一的物质，人类勉强可以利用生存。而孕育并支持生命演化到智慧文明，条件还要苛刻得多。

至少地球的生命，基本构成是细胞，而细胞都是一个水袋子，里面有各种功能完善互补的有机分子。必须有合适的温度，让这些有机分子存在，并在有能量驱动的情况下，能够自我组织演化，复制自身。所以必须有水，有合适的温度，有碳氢有机分子，有能量流。然后还需要足够大的体量，需要稳定温和的环境，还需要适当的环境变化，才能促使生命不断演化，不能让演化停留在某个稳定模式，比如延续了几亿年的蓝藻时代，恐龙时代。即使演变成人类之后，仍然有很多模式是稳定的，不发展的。

如果需要自然演化，其它形式的生命，非常不可能。因为生命需要足够的多样性，足够的模式尝。以碳，氢，氧等轻元素为基础的有机化合物，在一定的温度范围内，存在巨大的模式多样性。在能量的驱动下，会出现各种组织结构，这些组织结构之间的竞争，合作，产生能繁衍的复杂生命形态。人们讨论的硅基化学生命，应该不可能，因为硅必须在高温下才可以自由组合，而那么高的温度下，星球会形成大的能量耗散模式，无法在分子层次形成足够多的复杂模式。能量驱动也必须发生在分子层次，比如光，ATP，等。硅基生命，物理和化学的原则都不支持。

低温下当然也不可能，首先是分子的活性被冻结了，其次一定没有足够的能量输入。

生命存在的条件苛刻，长期演化发展的条件苛刻，演化到智慧生命苛刻，智慧生命到智慧文明也没有保证。

从银河系来看，恒星密度最高的银河系中心位置是不合适的，因为各种对生命的毁灭性天文灾难太多，超星系，伽马暴，行星轨道不稳定，小行星撞击，……。旋臂位置也很危险，因为恒星密度高。恒星密度低，或者说物质密度低的位置也不合适。因为生命需要重元素，星球中就需要足够多的重元素在表面（因为大量能量来源只能是光，只有星球表面可以，其它能源只能阶段性维持低等生命），而重元素需要恒星合成。只有物质密度高的地方，才能合成足够的大质量恒星，产生足够数量的重元素。如果考虑星系之间的相互作用，银河系周围还有几十个矮星系不断围绕穿行，实在是很难找到合适的，让人安心的地方。

既有液态水海洋，又有富含重元素的陆地的星球表面也是不常见的，或者时间短暂的。如果质量不够，或者离恒星太近，作为轻元素的水会被剥离，就像水星和金星那样。质量大一点会有太厚的大气，水也可能全部掩盖陆地。地球的深海是生命沙漠，就是因为缺少部分重要的重元素，比如铁。

所以，很有可能，地球生命是很大范围内，比如全银河系，唯一的智慧生命。我们的文明，也是银河系唯一的智慧文明。如果银河系中已经有比我们领先——比如一百万年——的文明，他们应该已经在银河系中产生了让我们能注意到的迹象。对于银河系的寿命来说，一百万年只是一瞬间。我们进入太空还不到一百年。有理由相信，一万年，甚至一千年内，我们就有能力跨出太阳系，并且显著改变外太空看到的，太阳附近的辐射模式。其它智慧文明可以通过强大的望远镜注意到太阳辐射的变化，推断出，太阳已经出现了恒星级智慧文明。

宇宙中孕育生命的环境极度稀少，说明了生命极度娇气和脆弱。宇宙常见的温度范围从3开尔文（0.0003电子伏特）到几百万电子伏特，而生命只能在0.025—0.03电子伏特的温度范围内生存，演化。高等生物正常的生命过程，容许的温度变化不超过0.0005电子伏特。宇宙中的压强范围，从黑洞的几乎无限，到太空中的几乎为零，至少有50个数量级，人类能生存的气压不超过1个量级。星光辐射强度的变化也有几十个量级，生命能自然生存的地方，容许的辐射强度，小于一个量级。

既然生命如此脆弱，地球环境如此珍贵难得，那么迈向太空，人类将经历多少、什么样的艰难险阻呢？

天路多艰

地球上各种恰到好处的温和环境下生存繁衍的人类，走向太空之前，当然要准备好面对太空的各种挑战。

宇宙中无所不在的高能过程意味着各种高能辐射，包括高能粒子，伽马射线，X射线，等。

地球的大气恰到好处地屏蔽了来自宇宙空间的绝大多数高能辐射，保护地表上的脆弱生物，但也不太厚，以至于减弱地球绕太阳公转带来的季节效应。大气压也是我们这种生物化学水袋子可以稳定存在的物理条件。

生命迈入太空，必须解决温度，气压，辐射防护的问题。

只要不去太热的地方，温度相对容易解决。冷的地方可以保温。热的地方没有办法，比如金星地表。太空并不存在过热的问题，因为只要遮挡阳光，另一面就很冷。

气压的问题不容易解决，因为即使较低的要求，比如零点三个大气压，对应每平方米的压力仍然高达三吨。这是为什么空间站看起来都很窄小的原因。空间越大，为了维持结构稳定需要的壁越厚，即重量越大。大的空间不好在保证气密性的同时进行分隔。没有分隔，一旦发生泄露，极不安全。搭乘三名航天员的神州九号飞船内部空间仅有八立方米，也就是相当于边长两米的一个立方体，很多家庭的卫生间都比这大。几个人在这样一个封闭的，狭小的空间呆上几天，对心理也是一个考验。

在所有的天基人造结构中，引力可以忽略，无法依靠引力约束大气，只能密封加压，因此必然只有大量隔断的狭小空间。大量科幻作品中出现的圆筒型太空城市（奥尼尔圆柱，O'Neill cylinder），技术上有较大的难度。

奥尼尔圆柱形太空殖民点概念，难以处理气压问题

辐射防护只能依靠物质的厚度，跟大空间的气压维持要求有一致之处。所以，一定要设计成奥尼尔圆柱的话，一定要有厚重的壁，同时提供辐射防护，气压，和人造重力支持。需要消耗大量高强度结构材料，并且不可能做到大面积透明，直接采光。

星球世界相对要好一些。但是可用的星球很少，基本上只有金星和火星，而且都需要长时间花费大量资源改造。将其他星球改造成另外的地球，不仅选择太少，扩张的空间有限，也浪费星球本身的矿藏资源。

小一些的星球，如水星，月球，外行星大卫星，除了已有大气的土卫六，其它星球都无法建立足够的大气层。但是可以在地下生存，利用较厚的土壤或冰块，防护辐射，同时为地下封闭空间提供一定的压强。由于小质量星球重力较小，对地下结构提供的支持要求较低，因此可以建造比较大的地下空间。但是可以利用的深度有限。更深的区域，对支撑结构的要求较高，也难以承受结构失效带来的巨大风险。

大的气态行星，占据了太阳系除太阳之外，另外99%以上的物质，但是我们却无法降落，无法利用，只是勉强可以探测。如果考虑其它恒星系统，非常多的行星，即使我们可以到达附近，也无法降落，比如任何大质量行星，无论是气态的，还是岩石的，下去了就上不来，而且这些行星还会越变越大。

除了维持基本的生存环境，太空还有更多地面环境不存在的风险，比如高速宇宙尘埃问题，也就是微流星。微流星大小不一，但是相对运动速度都非常高，一般在10公里每秒量级，较小的航天器难以承受微流星的撞击。

随着航天活动的增加，太空垃圾的问题也会越来越大。如果不有效干预，太空垃圾的问题会自然越来越严重，因为他们之间还会互相碰撞，造成更多的太空垃圾。干预非常困难。太空是微重力环境，任何垃圾，碎片，会在太空长时间停留，沿自己的轨道长期运行。它们运行的空间，显然是我们以后要经常经过的。也就是说，以前留下的太空垃圾，对后来的太空任务威胁最大。

如果我们真的要建设像戴森球那样的巨大结构，要注意到这种结构是引力不稳定的，需要复杂的维持系统。否则，结构之间的相互冲突，后果很严重。

当结构越来越大，占据的空间越来越多，来自不规则轨道小天体的威胁就越来越大。这种小天体数量巨大，难以跟踪和预防，相对速度极高，一旦撞击大型人造结构，造成的伤害非常严重。如果有较大的天体闯入大型人工结构群，即使提前侦测到了，也很难及时采取措施，从而发生重大灾难，不仅给人类文明带来重大伤害，还会留下天量的巨大的太空垃圾，严重影响以后很长时间的太空开发。

在太空，没有大气和引力保护的情况下，人造结构随时都在遭受阳光中的高能粒子和宇宙射线的轰击，表面会不断蒸发（溅射），然后被太阳风吹走。现在的水星就在经历这一过程。我们建设大型空间结构，显然希望有很长的使用时间，而不是只有几十年或者几百年。大量大型空间结构的蒸发，泄漏，太空垃圾，很可能大规模改变太阳系的空间环境，发生类似于地球全球变暖这样的大尺度污染过程。空间布满大量气体和垃圾，可能会影响太阳系所有天体的运行轨道，以及大型人造结构的轨道稳定性，从而发生难以预料的灾难后果。

为了更方便利用太阳能，同时减轻外层未知小天体的影响，也可以将太空垃圾的位置限制在轨道能量低的太阳附近，戴森球之类的大型人造结构，应该建在水星轨道内侧。但是这样的话，太阳日冕活动的影响就会很严重，而且因为距离近，也难以及时采取措施应对。

在地球附近建设的大型结构，如果出现意外，可能危及地球。到目前为止人造太空结构都很小，最大的国际空间站也只有400多吨，即使坠入地球，也会被地球大气摧毁殆尽。但是如果我们建设了大型结构，重达数万甚至数亿吨，不慎落入地球就会造成巨大灾难。任何两个人造大型结构之间的碰撞，同样是巨大的灾难。

太空开发之后，还会出现新的反人类犯罪形式，比如利用小行星攻击地球，或者利用更小的岩石，彗星，攻击地球上的核电站。

在古人看来，地球这个世界已经足够巨大，但对于利用光纤和电磁波互联的现代人类，地球是一个紧密关联的微小空间。地球上任何两个人之间都可以发生即时的亲密互动。但是一旦发展到太空，这种紧密互联就没有了。当光都需要几个小时甚至几天才能到达，光纤这样的宽带联系不再可能，太空中星球之间的遥远物理距离，就会将不同位置的星球或者人造结构隔离开，形成一个个独立的世界。每个世界与其它世界的关联有限。这种隔离会带来不同世界的政治独立。独立的政治实体之间，有可能发生利益冲突，争夺能源，争夺矿藏，争夺轨道空间，最后发展为物理冲突。也许几千几万年之后，人们讨论的外星人入侵，并不是来自太阳系之外的其它智慧文明，而是我们自己制造的其它星球文明。就像现在地球上的人类，本来全部来自同一个小的部落，在相互隔离，分别发展之后，但却互相仇视，互相屠杀了几万年。谁又知道，现在地球上的生命，与可能与我们发生冲突的外星文明，有没有同样的起源呢？

如此等等，太阳系开发必将遇到各种困难和挫折，巨大的伤害，亦或是灭顶之灾。那么，我们是不是还应该开发太空呢？或者是，像有些人建议的那样，永远不要离开地球母亲，与自然和谐共处？我们在第二章“为什么要发展II型文明”中，列举了发展为恒星文明的重要性、必要性和好处，上面又说了各种问题。那么，我们究竟应该怎么做呢？下面讨论一些常见的反对观点。

反对观点讨论

观点一：宇宙是个黑森林，不要去招惹外星文明。

物理学家史蒂文·霍金，还有一些科幻作品，表达过类似的观点。这一观点隐含了两个假定。第一个假定是，外星智慧文明是邪恶的，敌对的，他们会摧毁别的智慧文明。第二个假定是，如果我们不去招惹他们，他们就不会发现我们。

第一个假定是否成立，需要讨论。人们经常把西方人进入美洲作为例子，说明高等文明会摧毁原始文明。但是美洲的本土人类并没有灭绝，他们现在的生活显然比过去更有保障，食品更丰富，寿命更长。所以有可能，即使我们和外星文明发生冲突，最后的结果却是，我们的技术提高更快，与外星文明和谐共存。大家都共同成为星系级智慧文明的一部分。

而第二个假定显然是不成立的。即使在黑森林里，动物如果不出去觅食，别的天敌就找不到你吗？地球上只要出现了生命，就会向全宇宙发送出明确的信号。早在人类出现以前，信号就已经发出了，其他智慧文明当然会注意到。就像我们现在通过同样的技术手段探测外星文明，外星生命一样。比哈勃望远镜强大100倍的詹姆斯韦伯望远镜，今年就会升空。我们没有理由不相信，比詹姆斯韦伯望远镜更强大100倍的望远镜，在未来的几十年内会出现。也许我们能很快直接观测太阳系外的行星。如果有生命，或者智慧文明，的迹象，我们应该能发现。在这种情况下，如果我们提前开发太空，形成更强大的生存能力，控制更多的资源，至少还有抗争的机会和讨价还价的能力，如果蜗居不动，而且外星文明是敌意的，不是等死吗？

观点二：为什么不用开发太空的资金消灭贫困，改造沙漠？

消灭贫困，改造沙漠，与开发太空，并不是不是互相排斥的关系，而是全面发展，互相协助的关系。现代人类社会是一个综合体，需要多方面发展，同时解决多方面的问题。太空开发形成的技术，形成的财富和能力，能够帮助消灭贫困，改造沙漠，或者说，帮助解决能源，食品不足，以及生态环境的问题。

反过来说，如果贫困问题还没有解决，我们是不是什么都不能干呢？修高速公路？为什么不把钱用来解决贫困？引进技术？为什么要把钱给外国人？为什么不解决本国的贫困？

而沙漠不一定需要改造。沙漠虽然贫瘠，却是地球自然环境的一部分，同其它部分也有千丝万缕的联系。比如撒哈拉沙漠的沙尘暴是大西洋和非洲，甚至亚马逊热带雨林营养元素补充的来源。撒哈拉沙漠改造了，可能引起热带雨林和海洋退化，这是我们需要的吗？

这种观点是典型的短视。早几十年，为了提高上学率，就要耐心说服很多人，为什么应该送孩子上学。在当时那些人看来，孩子上学，家里少了人一个干活，还要额外花钱，人看不到，不免惦记，而且还会不听话了。难道我们就应该听他们的，不让孩子上学吗？上学让孩子学知识，给他们更大的视野，也给他们更多机会的可能，就像开发太空那样。

观点三：太空开发是星球大战式的忽悠，是敌对势力妄图拖垮我们的阴谋。

这种观点首先是一种与发达国家你死我活的零和思维。即使承认这一前提，该观点也有如下误区：1、拖垮不拖垮要看基础工业能力。中国现在的基础工业能力世界第一，很多指标几乎达到全球其它国家的总和，谁能拖垮谁？2、南非人马斯克拿自己的身家性命去拖垮一个大国？资本主义自由派觉悟太高了吧？3、前苏联是星球大战拖垮的，还是自己垮掉的？没有星球大战，它就不会垮吗？切尔诺贝利也不会发生？4、前苏联为什么要和美国太空竞赛？因为太空重要。现在太空就不重要了吗？

观点四：太空开发费力费钱，让别人先上，先去吃亏，先栽跟斗。等到技术成熟，证明可行之后，我们再弯道超车，后来居上。

首先，这是一种不想下苦功，没有担当，只想占便宜，挣快钱，依赖别人，利用别人的投机者心态，不是一个正派的、负责任的人应该有的心态。作为人类文明的继承者，探索未知，开拓边疆，是每个人的责任。太空开发为人类开拓新疆界，已经有相当实力和强大基础工业能力的国家当仁不让。其次，一步先，步步先，哪有那么容易后来居上？目前，太空开发已经形成洪流，不仅像以色列，阿联酋这样的小国都已经积极参与，民间资本也已经大规模投入。开发太空最佳的轨道空间，最好的初始开发地点，关键的技术都被别人占据或者拥有了，后来者怎么居上？德国是西方殖民运动的后来者，为了后来居上，发动了两次世界大战，然后居上了吗？

结语

太空开发并不是因为它容易，是一个人人抢着要的便宜，而是因为它是必须，是生命和文明发展必然走的下一步。无论任何个人同意不同意，喜欢不喜欢，人类都将走向太空。人类也将遭遇太空开发的种种烦恼，甚至受到严重伤害，但是整体的生存能力一定会大大提高，也会发展到更广阔的空间。

至于太空开发遇到的种种困难，需要我们理性地、平和地解决，或者提前预防。比如轨道空间的分配，太空资源的分配，太空垃圾问题，遥远空间人类社会与地球人类社会的政治关系，共同发展战略，等等。无论是技术的，还是社会的问题，都可以找到可行的解决方案。我们目前的技术，智慧和觉悟，应该都还存在差距。相信随着太空开发的继续，人类文明也会更成熟，能从容应对任何困难。