下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
如果我们的长期生存受到威胁，那么去其他世界冒险是我们对人类的基本责任。
——卡尔·萨根
恐龙灭绝了，因为它们没有太空计划。如果我们也因为没有太空计划而灭绝，那么，活该。
——拉里·尼文
小时候，我读过艾萨克·阿西莫夫的《基地三部曲》。它被誉为科幻史上最伟大的传奇之一。阿西莫夫让我惊叹的，不是他对激光枪战争以及与外星人太空大战的描写，而是那个简单却深邃的问题：人类文明将在5万年后走向何方？我们的终极命运是什么？
在他开创性的三部曲中，阿西莫夫描绘了一幅横跨银河系的人类图景，数百万个有人居住的行星被一个巨大的银河帝国维系在一起。我们已经到达异常遥远的地方，这个伟大文明诞生的最初家园的坐标，已经消失在史前时代的迷雾中。而在整个星系中分布着那么多先进社会，有那么多人被一个复杂的经济网络联系在一起，如此巨大的样本量，使利用数学方法来预测未来成为可能，就像预测分子运动一样。
多年前，我曾邀请阿西莫夫博士到我的大学演讲。听了他充满智慧的话，我对他渊博的知识感到惊讶。而后，我问了一个我从小就感兴趣的问题，是什么启发了他写作“基地”系列小说，他是如何想到一个包含了整个银河系的巨大主题的。他毫不犹豫地回答说，灵感来自罗马帝国的兴衰。在帝国的故事中，人们可以看到罗马人的命运如何终结在动荡的历史中。
我开始考虑人类是否也有自己的宿命。也许我们的宿命是最终创造一个跨越整个银河系的文明，也许我们的命运真的在恒星之间。
在更早的时候，奥拉夫·斯塔普尔顿就在其开创性的小说《造星者》中探讨过阿西莫夫作品的许多主题。在这部小说中，我们的主角幻想着他以某种方式在太空翱翔，一直到达遥远的行星。他用纯意念飞越整个星系，从一个恒星系统漫游到另一个恒星系统，见证了奇异的外星帝国。他们中的一些人走向伟大，开创了和平与富足的时代，一些人甚至用他们的宇宙飞船创造了星际帝国。另一些人则在痛苦、冲突和战争中走向毁灭。
斯塔普尔顿小说中的许多革命性概念，都融入了后来的科幻小说中。例如，《造星者》中我们的主角发现，许多超级先进的文明故意向低等文明隐藏自己，以防止他们的先进技术意外地影响低等文明。这一概念与“星际迷航”系列中的联邦的指导原则之一——最高指导原则相一致。
我们的主角也遇到了一个很复杂的文明，它的成员将其母恒星包围在一个巨大的球体中，以充分利用它的能量。这一概念后来被称为“戴森球”，现在已是科幻小说的主要题材之一。
他遇到了通过心灵感应相互联系的种族。他们中的每个人都知道别人的隐秘想法。这一想法早在《星际迷航》的博格种族之前就已经存在了，而在那里，每个人的精神都是相通的，并且服从于母体（Hive）的意志。
在小说的结尾，他遇到了造星者本人——一个创造和调整整个宇宙的仙人，而每个宇宙都有自身的物理定律。我们的宇宙只是多重宇宙中的一个。在敬畏中，我们的主角见证了造星者的工作，他召唤出新的、令人兴奋的王国，抛弃那些令他不悦的王国。
对那个连收音机都被认为是科技奇迹的时代来说，斯塔普尔顿的这部开拓性的小说令人震惊。在20世纪30年代，实现太空文明的想法似乎是荒谬的。在那个时代，螺旋桨驱动的飞机是最先进的交通工具，它好不容易才能在云层上面冒险，所以飞向星星的可能性遥不可及。
《造星者》立即获得了成功。阿瑟·C.克拉克称它是迄今为止已出版的科幻小说中最优秀的作品之一。它激发了整整一代战后科幻小说作家的想象力。但在普通大众中，这部小说很快就被遗忘在“二战”的混乱和野蛮之中。
现在，“开普勒号”宇宙飞船（或开普勒太空望远镜）与地球上的天文学家团队已经发现了大约4000颗行星围绕着银河系其他恒星运行，人们开始想知道斯塔普尔顿所描述的文明是否真的存在。
2017年，NASA（美国国家航空航天局）的科学家发现了7颗地球大小的行星在围绕一颗邻近恒星运行，它们与地球的距离仅为39光年。在这7颗行星中，有3颗离母恒星足够近，可以形成液态水。很快，天文学家就能确定它们以及其他行星上是否具有含水蒸气的大气。由于水是一种“通用溶剂”，是能混合构成DNA分子的有机化学物质，科学家也许能够证明，存在生命的条件在宇宙中是很普遍的。我们也许正处在寻找行星天文学的圣杯——外层太空中地球孪生兄弟的边缘。
大约在同一时间，天文学家又有了另一项能改变游戏规则的发现：在比邻星（Proxima Centauri）周围，发现了一颗地球大小的行星比邻星b（Proxima Centauri b）。而比邻星距离我们只有4.2光年，是离太阳最近的恒星。科学家一直推测，这颗恒星将是最早被探索的恒星之一。
太阳系外行星这本巨大的百科全书几乎每星期都在更新，这些行星只是其中新增添的一些条目。百科全书中包含奇特的、不寻常的恒星系统，连斯塔普尔顿都只在梦中见过，其中包括4颗或更多的恒星彼此旋转的系统。许多天文学家认为，如果你能想象出任何奇异的行星形成方式，那么它就可能存在于银河系的某个地方，只要它不违反什么物理定律。
这意味着我们可以粗略计算出银河系有多少个地球大小的行星。由于银河系拥有大约1000亿颗恒星，因此仅在我们的星系中就可能有200亿颗类地行星围绕着类似太阳的恒星运行。而可以用仪器观测到的星系有1000亿个，因此可以估计，在我们可见的宇宙中，地球大小的行星有惊人的2×10 21 个。
意识到银河系中可能充满了宜居行星，你大概再也不会以同样的方式仰望夜空了。
一旦天文学家找到这些地球大小的行星，下一个目标将是分析它们大气中的氧气和水蒸气，因为这是生命的标志。同时还要接收它们的射电信号，因为这标志着一个智慧文明的存在。这样的发现将会是人类历史上最伟大的转折点之一，堪比驭火。它不仅会重新定义我们与宇宙其余部分的关系，还将改变我们的命运。
所有这些已经发现的系外行星，以及新一代梦想家带来的新奇想法，正在重新点燃公众对太空旅行的兴趣。最初，推动太空计划的是冷战和超级大国的竞争。公众并不反对我们惊人地把美国联邦预算的5.5%花在阿波罗登月计划上，因为当时美国的威望受到了挑战。然而，这种狂热的竞争不可能一直持续下去，而且经费最终也崩塌了。
美国宇航员上一次登上月球大约是45年前。现在，土星5号火箭和航天飞机都已经被肢解并成了博物馆和垃圾堆里锈迹斑斑的碎片，它们的故事也在布满灰尘的历史书中渐渐失去吸引力。在之后的时间里，NASA被批评为“哪里也不去的局”。它的轮子转了几十年，大胆地去了每个人都去过的地方。
但是经济状况已经开始改变。太空旅行的价格一度太高，以致国家预算瘫痪。但现在它已经稳步下降，很大程度上是因为越来越多的企业带来了能源、资金和热情，由于对NASA缓慢的步伐失去耐心，埃隆·马斯克、理查德·布兰森和杰夫·贝索斯等亿万富翁已经打开他们的支票夹，开建新的火箭。他们不仅是为了赚钱，更是想实现飞向星星的童年梦想。
现在，国家的意志正在复苏。问题不再是美国是否将会把宇航员送到那颗火星上去，而是什么时候。美国前总统巴拉克·奥巴马声明，宇航员大约会在2030年之后踏上火星表面，现任总统唐纳德·特朗普则要求NASA加快进度。
能够进行星际旅行的舰队火箭和太空舱，比如NASA的太空发射系统（SLS）推进火箭和“猎户座号”太空舱，以及埃隆·马斯克的“战隼号”重型运载火箭和“龙号”太空舱，已经处于早期测试阶段。它们将会载重升空，载着我们的宇航员到月球、小行星、火星，甚至更远的地方。事实上，这一任务产生了如此多的宣传和热情，围绕它已经展开了竞争。不同团队在争夺在火星土壤上插上第一面旗帜的机会，火星上也许会发生交通堵塞。
有些人曾写道，当探索宇宙在被忽略了几十年后再次成为国家议程中激动人心的一部分时，我们进入了一个太空旅行的新黄金时期。
展望未来，我们能看到科学家如何改变太空探索的轮廓。由于现代科技在很大范围上的革命性发展，我们现在能推测我们的文明有一天能进入外太空，在其他行星上创建类似地球的环境，并实现在恒星间的旅行。虽然这是一个长期的目标，但现在有可能给出一个合理的时间表，并预测收获每一个宇宙里程碑的时间。
在这本书里，我将研究实现这一宏伟目标的必需步骤。但是发现我们的未来如何被展开的关键，是理解所有这些奇迹般的进展背后的科学。
考虑到我们面前有如此长足的科学进步，这可能有助于展望人类历史的广阔前景。如果我们的祖先能够看到今天的我们，他们会怎么想？人类在大部分的历史里都过着恶劣的生活，在一个充满敌意、不受关注的世界里挣扎，那时的人类寿命估计只有二三十年。我们通常是流浪者，把我们所有的财产背在背上。每天为了获得食物和一处藏身之所而挣扎。我们生活在不间断的恐惧中——恶毒的捕食者、疾病和饥饿。但是如果我们的祖先能看到今天的我们，可以瞬间跨过整个地球发送图片，用火箭把我们带到月球甚至更远的地方，还有自动驾驶的汽车，那么他们可能会认为我们是巫师和魔术师。
从历史上看，科学的革新是一波一波地出现的，往往随着物理学的进展一步步地展开。在19世纪，建立了机械和热力学理论的物理学家使第一波科学技术浪潮成为可能。这让工程师能制造出蒸汽机，带来火车头和工业革命。这项意义深远的技术变革使得文明从无知的诅咒、辛苦的劳作和贫困中脱离出来，把我们带入机械时代。
在20世纪，掌握了电磁规律的物理学家引领了第二次浪潮，由此开创了电气时代。这使得我们城市的电气化成为可能，出现了发电机、电视、收音机和雷达。第二次浪潮催生了现代的太空项目，使我们登上了月球。
在21世纪，第三次科学浪潮以高科技的形式出现，以发明晶体管和激光的量子物理学家为先锋。这使得超级计算机、互联网、现代电信、GPS（全球定位系统）和微小芯片的爆炸式出现成为可能，它们已经渗透我们生活的方方面面。
在本书中，我将讲述那些带我们探索行星甚至更远恒星的技术。在第一部分，我们会讨论如何建造一个永久的月球基地还有移民火星，并创建类似地球的生存环境。为了做到这些，我们必须开拓第四次科技浪潮，它由人工智能、纳米技术和生物技术组成。在火星上建立生存环境的目标超过了我们今天的能力，但是22世纪的技术将会让我们把这个荒凉、寒冷的沙漠变成一个可居住的世界。我们将会考虑使用可自我复制的机器人，高强度、轻便的纳米材料，以及生物工程作物，以大幅降低成本，使火星成为一个真正的天堂。最终，我们将超越火星，并在小行星和气体巨行星木星和土星的卫星上建立定居点。
在第二部分，我们将展望一个能飞出太阳系并探索周围恒星的时代。又一次，这项任务超越了我们当前的技术，但第五次技术浪潮将会使其成为可能，如纳米飞船、激光帆、冲压喷气聚变发动机、反物质发动机。NASA已经资助了实现星际旅行所必需的物理研究。
在第三部分，我们将分析为了在群星中找到一个新家需要对我们的身体进行的改造。一场星际旅行可能要花费数十年甚至几个世纪，因此可能需要通过基因帮我们延长在遥远太空中生存的时间，也许是通过延长人类的寿命来实现。尽管长生不老泉在今天还不现实，但科学家已经在研究一些潜在可能的途径使我们减缓甚至停止衰老。我们的子孙后代也许能享受某种形式的永生。此外，也许我们必须对基因进行改造，才能让身体在遥远行星的不同重力、大气成分和生态环境下生长。
多亏了人类连接体工程，它将绘制出人类大脑的每一个神经元，有一天我们也许能够把我们的连接体通过巨大的激光束发射到外太空，从而消除星际旅行中的许多问题。我把它称为激光传送，它能使我们的意识以光速自由探索星系甚至宇宙，因此我们不需要担心星际旅行中那些显而易见的危险。
如果我们上一个世纪的祖先认为今天的我们是魔术师和巫师，那么我们会如何看待一个世纪后的子孙后代？
更可能的是，我们会觉得自己的子孙后代像希腊众神。像墨丘利，能够在太空翱翔，拜访邻近的行星；像维纳斯，拥有完美不朽的身体；像阿波罗，能从太阳那里得到无限的能量；像宙斯，能够拥有精神的力量，并使自己的愿望成真。而且，他们将能够用基因工程召唤像飞马一样的神话中的动物。
换句话说，我们的命运是成为我们曾经畏惧和向之祈祷的神。科学将给予我们按照自己的意愿来重塑宇宙的方法。问题在于，我们是否拥有所罗门国王的智慧来拥有这巨大非凡的力量。
还有可能我们会接触到地外生命。我们将讨论如果遭遇了一个比我们先进百万年的文明，它们已经有能力在星系中漫游并改变时间太空的组织结构，那将会发生什么？它们可能将黑洞把玩于手中，并用虫洞来进行超光速旅行。
2016年，天文学家和媒体对太空中先进文明的猜测达到了狂热的程度。天文学家宣布，发现了某种巨大的“超级建筑”的证据，它也许像戴森球一样大，围绕着远在数光年外的一颗恒星运动。虽然证据还不够确凿，但科学家有史以来第一次正视了在外太空也许真的有先进文明存在的证据。
最后，我们还探讨了我们不仅要面对地球的终结，还要面对宇宙自身的终结的可能性。尽管我们的宇宙还很年轻，但我们能预见，在遥远的未来，我们可能会进入大冻结时期，那时温度会突降到接近绝对零度，我们所知的所有生命都可能不复存在。那时，我们的技术或许已经足够先进，能让我们离开宇宙，并通过超太空探索寻找一个新的、更年轻的宇宙。
理论物理学（我自己的专长）提出了一个观点，认为我们的宇宙可能是飘浮在由其他宇宙泡组成的多重宇宙中的一个宇宙泡。也许在多重宇宙的其他宇宙中，有一个我们的新家园。凝视众多的宇宙，也许我们能揭示造星者的宏大设计。
因此，科幻小说中那些曾被认为是空想家过热想象力的副产品的惊人设想，有一天也许会成为现实。
人类即将展开可能最伟大的一次冒险。阿西莫夫和斯塔普尔顿的猜想与现实之间的鸿沟，也许会被科学中惊人和快速的发展填补。而当我们离开地球时，我们飞往外星的漫长旅行的第一步就开始了。正如古代中国谚语所说，千里之行，始于足下。这个飞往外星的旅行从第一艘火箭开始。