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郝景芳:從《流浪地球》談起,人類可能向宇宙進發嗎?

三年前的春節,我參加未來局主辦的“科幻春晚”活動,由十三位科幻作家連載,共寫一篇小說。按照抽簽的順序,大劉(劉慈欣)剛好在我前面一個。大劉的小說是很難接的,等待的過程中,我一直很忐忑。

拿到小說的時候,我略微有點驚訝,因為這一次大劉並沒有寫到他一貫的、標誌性的宇宙大場面,而是寫到了人類宅在自己的臥室裡,將彼此大腦聯網。

當人類把頭埋向網絡,忘記向宇宙進發,這個文明就不再進化了。大劉如是說。

我不知道是什麽原因讓大劉寫這樣一篇小說,也沒問過他。我在當時的文字裡讀到了一絲絲惆悵。與其說是小說,不如說是感慨。

在《流浪地球》升空的今天,我想從一個曾經的天體物理和經濟學生的角度,談談人類宇航的未來——人類可能向宇宙進發嗎?

宇宙的夢想與失落

在分析人類的宇航技術之前,我想先講一點我自己的過往。

我第一次讀《流浪地球》,是高二。那時它剛剛發表在《科幻世界》雜誌上。是我的同桌拿給我的,說好看。當時我倆都是天文愛好者,也都抱著大學學天體物理的志願。

我倆都是因為童年時讀科普而愛上天文,因為愛上天文而志願報物理系。那時我熱切地想成為宇航員,想親眼從月亮上遙望地球。

後來,我們都得償所願。我去了清華,他去了北大,都是物理系的天體物理方向。

但是在研究生之後,我們都放棄了天體物理專業,開始從事經濟金融。

很多人問我:你當初為什麽會轉專業呢?

問這個問題的人可能不知道,大多數讀天體物理的人,後來工作都轉專業了。

我的師兄師弟,有的去了基金,有的去了券商,有的去做了IT技術。有一次在某券商遇到一個師兄,問他:從前學的專業還會有幫助嗎?他說:除了跟客戶說的時候顯得牛逼,沒什麽別的用了。

為什麽學天體物理的學生都轉行?因為天體物理研究工作崗位真的很少很少啊。每年的畢業生數目雖然不多,但還是比招聘的工作崗位多多了。

為什麽學天體物理的學生都轉經濟金融?因為天體物理學的知識技能,能用到別的領域的也只有統計和數學了,什麽黑洞光譜、宇宙核合成、正反物質湮滅、宇宙曲率,都用不上,能用統計和數學的領域也只有經濟金融了。華爾街每年混進去大量的數學和物理博士,也真是因為找不到工作了。

天體物理所學的知識,是人世間用不到的知識。

在我小時候,我以為等我長大了,人類就已經可以建造豪華的空間城、太空飛船、月球基地和火星城市了。在科幻小說的想象中,宇航科技也往往有一日千里的發展。包括飛行器加速到1%光速啦,發現空間折疊和蟲洞技術、曲率發動機、飛出太陽系啦。

但過了這麽多年,兒時幻想的太空城市也並沒有成真。直到我自己開始給小朋友講宇宙了,那些想象仍然只是想象。

所以,今天想說的,是關於夢想與現實的故事。

現實中的宇航發展

從全人類的角度,最近幾十年,宇航方面的進展,要遠遠落後於多年前的人類想象。在《流浪地球》中,整個地球飛到比鄰星只要2500年。但現實中我們的飛行器速度,還只有光速的五萬分之一。別說整個地球,就連我們最小的一個探測器,飛到比鄰星也還要八萬年。試想一下,如果流浪地球的方案不是一百代人,而是兩萬代人,還會獲得通過嗎?

的確,中國的火箭運載技術、載人飛船、空間站和探月設備,近些年都獲得了長足進步,每一次我看到空間領域的新突破,都激動不已,倍感驕傲。

只是這些技術對於人類而言並不新穎。該實現的,美蘇在六十年代就實現過了。這些年中國趕上了甚至趕超了差距,但並非開創了全人類新的未來。

為什麽人類的宇航技術進展如此緩慢呢?

最核心的因素,還是來源於宇航推進技術。目前人類進入太空只能依靠火箭,火箭只能依靠化石燃料燃燒,而化石燃料的燃燒效率,再怎麽提升也速度有限、飛行的距離有限。

如果只能掌握化石燃燒的推進技術,那麽人類去火星也就是極限了,跨越宇宙的航行永遠只是故事裡的奢望。

比化石燃料燃燒更高效的莫過於核聚變技術。《流浪地球》裡已經使用了重核聚變技術,但人類至今連可控氫聚變技術都沒掌握。可控氫聚變在二戰後就開始說了,已經幾十年過去了,仍然無法實現,連可靠的實驗室實現都沒有。沒有核聚變技術,人類的宇航速度只能微弱提升。

為什麽可控核聚變技術發展得如此緩慢呢?

因為這是一個太複雜的工程。高溫等離子物理人們沒琢磨明白,磁場約束沒琢磨明白,屏蔽材料沒琢磨明白、核子聚變過程沒琢磨明白,等等。整個複雜的工程涉及到方方面面的科技,光砸錢沒用,可能需要再等人類總體科技水準上一個台階,才可能獲得突破。

從五十年前人們就預測,可控核聚變的實現還有五十年。而如今,預測還有五十年。

實際上,人們對基礎物理的理解和應用,最近幾十年都沒有太大的突破。人類對於宇宙物質和時空的理解,也並未比幾十年前有質的飛躍。

唯一重大的突破是認識到宇宙中有96%的存在是我們一無所知的——暗物質和暗能量。確認自己的無知倒也算重大進步。基礎物理和時空理論最重大的發現仍然是幾十年前的。

《流浪地球》中最大的bug不在於發動機能不能推動地球,而在於故事中人類科技水準進步太快了。按照目前進展,人類一百年之內是研發不出重聚變發動機的。

太空移民的幻與真

也許有人會問:OK,如果我們宇宙航行能力不行,飛不出太陽系,那我們就不飛出去了,直接在月球和火星上建太空城行不行?反正我們現在已經能把人類送到月球和火星上了。

我曾經的夢想是做一個宇航員。我原本以為,學了天體物理,就有更大的機會上太空。

在某年參加國際天體物理年會的時候,我問一位國外的科學家,未來是否會有更多天體物理學家到宇宙太空中工作?他說並不會,只要把探測器發射到太空,收集了數據,科學家在地面分析就夠了。我說為什麽呢,如果天體物理學家能在太空裡調節探測器,肯定能進行更好的觀測啊!

他說:太貴了,你知道多運送1克物質上太空要花多少錢嗎?

是的,後來我知道了。送一斤物質要幾萬美金,那麽一個100斤的成人要幾百萬美金。而且不只是送人,只要有一個活人上天,就需要一系列生命保障裝置和補給,全套算下來,怎麽也要幾千萬美金吧。

如果送10個科學家上天呢?於是,當前的幾乎所有天體物理探測,都是發射無人探測器,隻送望遠鏡,地面遙控和接收。我曾做過幾年黑洞觀測,都是用美國發射的太空探測器數據,直接地面下載。

這是我第一次察覺,天體物理探測實際上也是經濟學問題。

與之非常相似的,是我在另一個國際會議上問另一個科學家:您覺得人類未來會移民到月球或火星嗎?科學家說:在可見的未來,不是太可能。我問為什麽?他說,月球和火星上一切生命所需的條件都沒有,完全從頭開始改造太花錢了。

我說,但是早晚有一天地球上不夠住吧?當地球人口太多,地方和資源不夠,總是需要向宇宙進發吧?他說:不管怎麽說,改造地球也比改造火星容易;如果有錢改造火星,那麽這些錢完全可以改造地球,讓更多人住下;如果地球都改造不了,火星更改造不了。他又說:其實太空真的太不適宜人類居住了。

這一次,再次更改了我對宇航的認知,我發現人類探索宇宙也存在經濟效率問題。

這些答案都讓我有些小小失落。我發現,我這輩子可能都沒法在宇宙裡俯瞰地球了。

經濟學的現實

後來,我轉讀了經濟學博士。接觸的事情多了,我開始理解經濟學看待問題的方式。

工程師思維和經濟學家思維是有差異的。工程師是解決問題思路,目標是確定的,花錢就是要達到目標;經濟學家是資源效率思路,錢是有限的,要看怎麽花錢更有效率。

仍然舉一個很小的例子來說明:西北貧困地區缺水嚴重,按工程師思維想,就是如何給這些地方調水;按經濟學家思維想,就是算算:調水花錢少,還是轉移人口花錢少?如果是後者花錢少,那就應該轉移人口,而不是調水。

經濟學家的基本思考就是:怎麽拿有限的錢,辦到最多的事。

放在宇宙航行這裡,用工程師思維去想,就是“我們的目標是探索宇宙,那麽應該想盡一切辦法達到目標”,用經濟學思維去想,就是“我們總共就只有這些預算,花在探索宇宙,還是花在別的地方,取決於錢花在哪效率最高”。

於是,一旦宇宙探索的成本高,效果弱,在經濟學思維中,就是要被捨棄的方案了。

其實這也是合理的。天體物理學家和工程師總會呼籲:真理就在宇宙中啊,向宇宙進發多麽浪漫啊,應該加大投入啊!

但是真正的經濟政策制定者會說:同樣是錢,還得建鐵路啊,還得修學校啊,還得給農民補充養老保險啊,同樣是花錢,為什麽要宇宙探索啊。——除非是冷戰,用太空探索來秀muscle。

這就是為什麽大劉和其他熱愛宇宙的科幻影視片,一定要營造末世:太陽災難了、地球災難了、天降大洪水了、環境惡化了——只有在末世臨頭,進入宇宙才是義無反顧的目標,人類才會不顧一切發展太空技術。如果是太平盛世,誰想花巨額資金建造方舟航船,一定會被任何政府駁回。

科幻作者是多麽喜愛那些宇宙航船的恢弘美麗啊,為此不惜在作品裡毀滅地球一百次。

真實世界的矛盾

回到太平盛世,人類在現實世界中,還會不會在宇宙探索中前進一步呢?

這取決於人類如何看待宇宙探索的意義。

比起二十世紀六十年代,人類在大宇航這條發展線上,並沒有出現重大的突破。最近的五六十年,最主要的突破是在電腦方向,從個人電腦到互聯網、手機、智能機、人工智能,計算和互聯是二十世紀後半葉最主要的科技進步方向。

為什麽會如此呢?

最重要的原因是,全社會的資源決策者,變成了消費者。

二戰和冷戰時代,資源走向的決策主要是由大國熱戰和冷戰所推動,而隨著冷戰力量的消退,資本開始在全世界範圍內暢通無阻,資源主要流向市場盈利點,因而更直接地受到消費者偏好的影響。資本直接投資於消費領域,受到民眾興趣左右。國家為了獲得民眾支持,也更樂於投資民眾支持的領域。

那麽宇宙探測呢?目前還不屬於這個領域。

舉個例子。現在在宇宙學研究中,最大最大的一個疑難問題在於:我們的宇宙究竟是在加速膨脹、勻速膨脹、還是減速膨脹?它關係到未來人類是不是會被宇宙擠壓塌縮回奇點。這可以說是有關宇宙最核心的命運問題了,比太陽命運問題更巨集大。

但是這個領域研究,嚴重缺乏數據。有一種戲謔的說法,宇宙學領域論文數量比數據點數量還多。

這就意味著,無論你想研究什麽,你都是在一些不靠譜的觀測基礎上研究。也許你發表了精妙的理論解釋宇宙加速膨脹,但是未來的觀測顯示,宇宙在減速膨脹。

那為什麽不能多做更好的觀測呢?原因很簡單:這個領域的研究,需要耗資巨大的儀器。現在全世界對宇宙研究的投入都匱乏。就連歐美很多精妙的探測器,都遲遲無法上天。

國內的情況也差不多。我在清華天體物理中心的時候,參與過一個高能射線望遠鏡項目,中心的院士為了這個望遠鏡上天,奔走申請了很多年。後來在國防科工委報請立項的時候,這個項目和另一機構的太陽望遠鏡項目競爭,雙方都傾盡全力,幾乎翻臉。

兩個項目拚死相爭,爭多少錢的項目經費呢?

3億元,不到一公里地鐵的修建經費。

為什麽民眾和政府不願意在宇宙探索上多花錢呢?

原因也簡單。幾乎所有人都會問:“宇宙探測,有什麽用?”

回答:“可以了解黑洞、超新星、宇宙起源之謎呀,了解宇宙奧秘呀。”

下一個問題:“了解宇宙奧秘有什麽用?”

回答:“……沒有用。”

這又回到最開頭說過的,了解宇宙奧秘真的是沒有用。它一點都不能幫我們把網速變得更快、商品變得更便宜、GDP變得更高。除了讓我們了解宇宙奧秘本身,就沒有其他用處了。

而就是因為這個“沒有用”,各國政府對天體物理研究的經費都很保守。冷戰時期美蘇不顧一切的投入與其說是為了科學,更不如說是為了對抗。

我的選擇

總而言之,對於人類的宇航和宇宙探索,我並不是十分樂觀。飛到遙遠的宇宙太慢了,移民最近的星球太貴了,觀測宇宙的努力不被一般人認可。

因此,可能以後很長時間,人類都不會有太大的宇航突破。可能幾十年後的人類,仍然用著化學燃料火箭,住在地面上,太空中只有衛星,到達的最遠距離是火星。

也就是說,在小說和科幻電影中常見的大宇航時代想象,在可預見的將來,連一絲實現的可能性都沒有。踏入宇宙這件事太難了,即便人類傾盡所有、舉地球之力都不一定能做到,吝嗇投入肯定更做不到。

大劉心裡或許把這樣的停滯歸咎於市場化和虛擬世界。人類或許會成為不再仰望星空、只顧低頭刷手機的族群。但這其實也無可厚非,人類選擇刷手機的快樂,也是合理正當的,不可譴責或剝奪。

只是這意味著某種終極矛盾:讓每個人自由選擇得出的結果,不一定是所有人都喜歡的結果。這裡面沒有惡人或陰謀值得譴責,但只是無法獲得我們真正渴望擁有的。

這麽多年的學習與工作,是一個讓我從浪漫的天文幻想者落回到現實的過程。一方面是對自己的能力有了更現實的評價,不再幻想自己能變成下一個愛因斯坦;另一方面是對天體物理的未來發展有了更現實的評價,知道宇宙大航海不是我有生之年能看到的事。

可以說,長大從某種程度上講就是接受失望的過程。

只是現在,在霧霾時常遮蔽天空的城市裡,在日常堵車上下班的平凡日子裡,我還是想給孩子講講宇宙的浪漫。

我仍然想告訴小孩子們:你們知道嗎?宇宙很大很神奇,宇宙裡有特別多美麗的星雲、星系,有神奇的黑洞和大大小小的星星,等你去探索它們的奧秘。現在人類還不能飛到很遠的地方,但是等你長大了,也許人類就能飛出太陽系,在宇宙裡遨遊了;也許你們能生活到天王星上;也許你也可以發明更神奇的飛船,破解宇宙之謎呢。

也許,等你長大了,一切神奇就實現了。

我仍然希望孩子們能留一些浪漫,一些想象,一些希望,一些對宇宙的嚮往。

宇宙,這兩個字在一個對宇宙有幻想的孩子心裡,本身就是閃閃發光的。浩瀚的湛藍,璀璨的星星,七彩的星雲,交響樂一般的巨集偉。那就是夢想的家園啊。

在少年時有過還是沒有過熊熊燃燒的夢想,人生是不一樣的。即便是長大之後知道你能做的工作只是十分瑣碎、你能預見的未來無比平凡,但有過希望的人生,還是不一樣的。

你能不斷接受對自己和世界的失望,其實緣於你曾經對這個世界抱有的基礎的愛與善意。而那善意,就來源於想象和希望。

曾經對宇宙的想象,是我看待人生的基本視角。我知道人生是灰塵一樣渺小的,對於宇宙而言,一個人小得連沙礫都不如,生命短暫得只是瞬息。

我也知道整個地球上的人都是同樣一艘孤舟上同舟共濟的乘客——地球就是那艘孤舟。地球上的每一個人,每一個看上去順眼、不順眼的熟人、陌生人,都是同一艘風雨飄搖的橡皮筏子上一同劃槳的乘客。如果連一艘筏子上的乘客都不能互相支持,那麽在廣袤的宇宙裡,將沒有人能幫助人類。

宇宙是比人類更大的存在,它是那個至真、至美的存在,冰冷卻又溫暖地懷抱著塵埃一樣渺小的人,讓人的生存有意義。我們儘管生命只有朝夕,但我們卻能神奇地感悟到宇宙的智慧。這是人最值得驕傲的意義。

我想給孩子講講宇宙,讓他們的心裡裝得下整個宇宙。心裡有過宇宙,就不那麽容易有雞毛蒜皮。

也許他們長大後的未來,還是會發現世俗社會不需要宇宙,他們所學到的東西在生活裡用不上,而人類仍然不會有任何動作向太空進發——所有這些,又有什麽關係呢。

重要的是,他們的心裡,曾擁有整片星空。

地球可以流浪,我們的征途是星辰大海。

哦,宇宙,夢想中的宇宙。

郝景芳

清華大學物理學學士

天體物理學碩士

有多年科幻寫作經驗

代表作《北京折疊》獲國際科幻文學頂級獎項—雨果獎

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