宇宙中的恐怖事件
物种灭绝有点像人类死亡,缓慢而又稳定。但是对于物种来说,大灭绝事件就像人类的战争或者大规模流行病,一次异常事件就能消灭大量人口。人类从未经历过大灭绝事件,如果一旦发生,很有可能会导致人类灭绝,这要么是因为事件本身导致人类灭绝(例如与足够大的小行星产生碰撞),要么是因为事件的影响导致灭绝(例如某件事严重破坏食物供应或者大幅改变温度或大气构成)。下面的灭绝图显示了历年来的动物灭绝情况(以海洋生物灭绝为指标)。我标出了五次重大灭绝事件,以及每次事件中损失物种的总百分比(此图未包括许多人认为由人类影响导致的、正在形成、正在发生的新一轮大灭绝):
许多原因都可以导致自然发生的灭绝事件。宇宙是一个充满暴力和敌意的地方,我们是一群在精确条件下形成的微妙平衡之中生活的脆弱生物。现在我们还存在,那是因为宇宙目前允许我们存在。以下是一些可能会导致我们灭绝的事件:
附近出现超新星。超新星是宇宙中规模最大的爆炸,会在巨星死亡时发生。如果在距离我们30光年之内的地方出现超新星,这种事情大概每2.5亿年会发生一次,可能就会要了我们的命。
伽马射线爆发。伽马射线爆发是宇宙中亮度最高的物理现象。如果大质量恒星内核聚合成越来越重的元素,直到最终无法继续聚合,恒星就会坍塌成黑洞,产生极其狂暴的双向爆发,从而在几秒内释放出相当于太阳在100亿年生命期中所释放能量总和的巨大能量,这就是所谓的伽马射线爆发。伽马射线爆发比超新星要罕见得多,每个星系一百万年只会发生几次,但是与超新星(在像银河系这样的星系一个世纪大概会发生两次)不同的是,伽马射线爆发从很远很远的地方就能严重摧毁我们的生活,无论在银河系的任何地方,只要发生时方向正好对着我们。据推测,上图五次大灭绝中的第一次可能就是由伽马射线爆发所导致。
太阳超级耀斑。太阳耀斑随时都在发生,只是地球磁场一般会替我们挡掉(因此产生了北极光),但是我们观察到在其他类太阳恒星上,偶尔会发生强度超过普通太阳耀斑数百万倍的超级耀斑。如果我们的太阳发生超级耀斑,会非常可怕。既然说到地球磁场——
外星人的破坏。我引用已故物理学家杰拉德•奥尼尔(GerardO'Neill)的话来概括:"先进的西方文明曾经对其接触到的所有原始文明造成了破坏性影响,即使过程中人们想尽一切办法来保护捍卫原始文明。我找不到任何理由来证明同样的事情不会发生在人类身上。"
全球性流行病。如果全球性流行病爆发,但没有出现好莱坞大片式的皆大欢喜结局。
小行星。呃。在这个要点中说不完,因此下面提供了一段蓝色背景的说明:
小行星撞击很可怕(蓝色部分)
太阳系中到处都有小行星和彗星,大小从卵石到矮行星不等,但大部分都在三个地方:1)火星与木星轨道之间的小行星带(本可以自己聚结成行星,但由于附近木星重力能量的影响而无法实现),2)海王星轨道之外、规模大得多的柯伊伯带,3)规模远远大于前者的奥尔特云,这是包围太阳系的物体所组成的一个巨大云团。
天体大小快速入门:如果太阳系是一分的硬币(直径=2厘米),海王星是环绕硬币边缘运行的一个小点(地球轨道太小,因此看起来就像中心一个微小的点),那么小行星带就是用削尖的铅笔在硬币中心画出的一个细小的圆圈,直径仅约2毫米。柯伊伯带是硬币外侧很平的一个圆圈(像土星光环),粗细大概就像你用指尖画出来那样。奥尔特云并不像以上两者一样属于碟形,而是球形,从距离硬币30厘米(1英尺)开始向各个方向伸展,一直向外延伸到30米(100英尺)的地方,因此略大于地球号飞船。我们在这里,但最近的恒星也离硬币90米(295英尺),略小于硬币到奥尔特云外侧距离的三倍。因此,如果太阳系硬币在橄榄球场一端的球门区,那么最近的恒星也在另一端的球门区,运动速度最快的人造物体旅行者1号已经离开我们38年了,但也仅从硬币飞出了4厘米,即使这样,也是有史以来跑得最远的人造物体。我得打住,回到博文,但这很难,因为我很想在这段多说点。
无论如何,还是继续讲小行星吧。
小行星不需要太大,便可毁灭一切。1908年,一个直径60米的小型小行星在西伯利亚上空3到6英里(5到10公里)处爆炸。即使从那么高的地方,它还是荡平了8000万颗树。如果它坠落到地球,爆炸能量将会超过1000颗广岛原子弹。直径仅半英里(0.8公里)的小行星就能让大量灰尘飞到空中,足以让地球温度在许多年间大幅下降,而这会带来各种严重影响。1989年,一颗这样大小的小行星从六小时前地球所处的位置穿过地球轨道。如果小行星体积更大,撞击会产生怎样的影响?只需要记住,每个这样的小行星都会在木星产生大小约相当于地球的撞击痕迹:
导致恐龙灭绝的著名小行星直径约为6英里(10公里)。如果我们被这样的小行星撞击,首先会遭受到一波炽热的热浪,这种热浪在撞击点附近温度比太阳表面温度高十倍,它以100倍于子弹的速度从天而降,猛烈压缩下面的空气。然后几乎在一瞬间,震波会向外传播,荡平数百英里范围内所有方向上的一切东西。此时,凭借超过10亿颗广岛原子弹的能量,爆炸将把一千立方公里的岩石从小行星和撞击点抛向天空,在那片区域中每个人面前竖起一堵高耸入云的黑墙。当这些岩石通过大气层落下时,会变成成千上万颗巨大的火球,使得地球上到处的城市和森林都陷入火海。很快,整个地球会烧得滚烫,一连串地震将会爆发,到处都会有火山喷发,不可思议的巨大海啸将会冲击每段海岸。随之而来的将是全球各地尘雾四起,可能会遮挡太阳数月甚至数年,使得地球温度大幅下降,而且气候1000多年都不会恢复到现在的样子。
所有这一切都源自一次撞击,而且如果地球如同一栋三层楼房般大小,则撞击物的大小只相当于一颗豌豆。
格外恐怖的是小行星在太空中几乎看不见,很难探测。航天机构和业余天文爱好者都在太空中追踪一些存在潜在威胁的小行星,但许多情况下,在小行星从天而降之前,我们不会知道它在向地球逼近。
因此,即使看起来我们像是住在宁静宇宙中一个安全的小星球之上,但实际上更像是在一片眼下还算安静平和的森林之中,偶尔树林中会跳出一只可怕的嗜血猛兽,对大量生命进行蹂躏,将其消灭。上面的大灭绝事件图告诉了我们过去五段恐怖的历史,在那些时期,我们宁静的地球已经成为为当时生活着的所有生命制造噩梦的环境。并且它还会再次发生——就在这里,就在你坐的地方。唯一的问题是什么时间发生。
我们完整地来看一下6亿年来动物和大灭绝事件的历史:
看着时间轴,我们可以发现,虽然未来肯定隐藏着可怕的事情,但疑似发生点的时间尺度非常大,因此在不久的将来发生危及人类生存的自然灾难的概率很低。会有多低呢?
为了弄清楚这个问题,我们可以根据历史推测,未来5000万年内很有可能会发生一次大灭绝事件,这意味着未来1000年内发生一次大灭绝事件的概率大约是五万分之一。如果把时间尺度缩小一下,这可以比作一个人在地上画了一个叉,然后告诉你下一个月内某个时间闪电很有可能会劈到这个地方。一个月的五万分之一约等于一分钟,因此下一分钟闪电劈中这个地方的概率与未来1000年内地球上发生一次大灭绝事件的概率相同。也就是说,未来1000年待在地球上的安全性在感觉上就如同在知道闪电这一个月内某个时间会劈中这个地方的情况下,下一分钟还是就站在这里。
如果说在这个闪电的比方中,1000年相当于1分钟,那么人的寿命大概就是5秒钟。那么问题就变成,你在这个地方站5秒钟是什么感觉?在这个地方待多长时间我都不会特别害怕,那5秒钟可能会有一点紧张,但我也知道自己基本上不会有什么事。这大概就是面对危及人类生存的自然灾难时,我们有生之年生活在地球上的感觉。
无论你只是考虑自己的生命,还是考虑到未来十代子孙的生命,待在地球上都没有什么问题。
但如果把人类作为一个物种来看待,你就必须换个角度来思考。如果人类要作为一个物种永远待在地球,就相当于一个人计划要在画叉的这个地方站上好多个月。由于上面的灭绝图告诉我们,闪电每两个月就会劈中这个地方一次,那么这可不是一个好的长期计划,对吧?也许技术能让我们被闪电当头劈上几次也没事,但这种经历仍然会很不愉快,而且每次闪电都有把我们从地球上抹去可能性。
我们换一种方式来看看吧。我们想象地球是一个硬盘,上面的所有物种,包括我们自己,都是硬盘上一份份装满数万亿行数据的微软Excel文档。使用缩小的时间尺度,那么5000万年=1个月,于是我们得出以下几点:
硬盘(即地球)诞生于7.5年前,也就是2008年初
一年前,2014年8月,硬盘加载了Excel文档(即动物起源)。从那时起,新的Excel文档不断创建,而一些旧的文档则发出错误信息并且无法打开(即灭绝)。
2014年8月以来,硬盘已经崩溃了五次(即灭绝事件):2014年11月、2014年12月、2015年3月、2015年4月、2015年7月。硬盘每次崩溃后,都会在几个小时后重启,但重启后大约70%的Excel文档都消失了。2015年3月的那次崩溃除外,因为那次95%的文档都消失了。
现在是2015年8月中旬,而智人Excel文档约创建于两小时前。
现在问题就是,如果你有一块硬盘,上面有一个特别重要的Excel文档,而且你知道这块硬盘几乎确定每一两个月就会崩溃一次,而最后一次崩溃就发生在五周前,那么你接下来显然要做什么?
你会把文档复制到另一块硬盘上。
这就是埃隆•马斯克想送一百万人上火星的原因。
为什么是一百万人?因为根据马斯克的粗略估算,这是创造一个完全自我维持的人类群体所需的最少人口数量。在这里,自我维持的定义非常简单,它意味着如果地球消失了,火星上的人类仍将有能力生存并且繁荣发展。他们什么事都不需要依靠地球。需要采矿?火星上的人类需要知道如何建造矿井的人才和采矿的矿工。需要建设新的医院?需要发射火箭修理出故障的互联网卫星?需要扩大农业生产来处理食物短缺问题?需要应急措施来应对战争爆发?火星上的人类需要自己解决所有以上问题。马斯克认为一万人或者十万人不够,但一百万人应该足够。
让人类以自我维持的方式在多个行星上生存,这种概念通常被称为"行星冗余"。马斯克称之为物种人寿保险。我称之为硬盘备份。
当然,火星这块硬盘并不比地球这块硬盘更可靠。它也容易遭受地球上发生的大多数灾难,它也会每一两个月就崩溃一次。但大多数情况下,两块硬盘不会同时崩溃。如果一块发生了非常严重的崩溃,而且上面的Excel文档丢失了,那么另一块硬盘仍然存在,很可能还有足够的时间安排一次新的备份。
现在你已经把珍贵的Excel文档保存在两块硬盘上。你的感觉会好很多。但如果这份文档对你足够重要,你可能还不会满足于只保存在两块硬盘上。你会希望将它复制到更多硬盘上。但我们还有哪些选项?不妨来看看蓝色背景中的说明:
哪些行星适合人类生存?
我们来逐一检视一下。
水星
在水星上你最好的办法就是待在极点附近,在那里,虽然极度寒冷而且常年黑暗,但至少有冰,因此可以获得水分。理论上,可以在那附近建造人类基地,但意义不大。
我向马斯克问起水星时,他称之为"地狱",这段对话也随之戛然而止。
金星
与金星相比,水星可谓小巫见大巫,在水星上生活简直就像坐在夏威夷海滩上吃烤虾。
与金星上完全相反的状况相比,真空竟然显得可爱了,因为金星的大气密度高得令人难以置信。以下开始金星之旅:
首先,大气96%为二氧化碳,不可呼吸。
其次,在金星气压是地球表面气压的90多倍,瞬间就能将你压扁的时候,谁会去关心空气是否可以呼吸呢。这个气压与海面下1公里深处的感觉相同,但这个深度比潜水器潜水深度纪录深三倍。如果你还能站起来,由于空气阻力太大,你抬胳膊时会感觉就像在水中。
白天,在橘红色云层的笼罩下,你在体验上述一切时只能照射到暗淡的光线。太阳看起来只是天空中一块朦胧、偏亮、偏黄的区域。夜晚,你会生活在星光全无的黑暗之中,同时又在一个咝咝作响的熔炉里被不断压扁。至少那里不会有任何虫子。
由于存在上述那么多恶劣条件,因此我超级佩服苏联探测器金星13号投下的那个非常厉害的登陆器,它于1982年径直降落在金星表面,并竭力存活了127分钟,这段时间已经足以拍下以下两张照片,也是我们仅有的两张金星表面照片:
金星表面不存在风的问题,在那里你只会感觉到极其轻柔的微风,但如果你通过大气层上升,情况会迅速改变。金星的上层大气是一种新的地狱,风速为地球最强飓风两倍的大风不断地吹,硫酸液滴(与通下水道的强酸相同)到处都是,高速扑面而来。典型的金星环境。
我向马斯克问起金星时,很惊讶地听到他认真地提出,"通过极其艰苦的努力",这颗行星可以变得适合人类居住。他表示,很久以后,凭借足够先进的技术,人类可以有办法把金星的大部分大气清除掉,并且可能使其成为遥远未来的一个移民去处。
火星
如果火星是地球上的一个地方,那么永远没有人想去。但探讨移民地外行星时,所有行星都是噩梦,唯有移民火星的前景听起来特别靠谱。
一个火星日(太阳日)约为24.5小时,非常适合人类和植物。重力为地球的38%,你的生理功能大体上可以正常运转。你会获得一些有趣的低重力特殊技能,例如在15英尺高的篮筐上灌篮,或者早晨从公寓二楼窗口直接跳下来去上班(约1/3的重力意味着,从地球上X英尺高的窗台上跳下来的感觉等于在火星上从3X英尺高的窗台上跳下来的感觉)。
太阳系最酷的旅游景点也在火星上——太阳系最高山峰,奥林帕斯山(OlympusMons):
这座山可以覆盖亚利桑那州,让珠穆朗玛峰看起来像个小山丘:
更别说火星峡谷,它让地球上的大峡谷看起来像个小划痕:
我们稍后将会继续深入这个话题,但是理论上,凭借艰苦的努力和先进的技术,人类可以地球化火星,而且未来某个时间就会有一个比较舒适的行星可以居住,有树林和海洋,在室外也无需穿着太空服。
行星相对距离(深蓝部分)
我们接下来要前往的行星距离太阳要远得多,因此我们来对距离打个比方。为此,你可以将太阳系分成大致相等的三段,每段长约10亿英里,或者10天文单位(一个天文单位为太阳到地球的距离):
第1段:太阳到土星
第2段:土星到天王星
第3段:天王星到海王星
因此,如果太阳系长度为1码,那么土星、天王星和海王星分别位于每英尺的末端。木星距离太阳6英寸(约5天文单位),正好平分第一段,而另四颗行星全都挤在第一英尺的前两英寸之中:
木星、土星、天王星、海王星
我希望之前脚踏实地的感觉你还喜欢,因为接下来的行星根本连地面都没有。下面将说明这四颗遥远的行星如何变得如此怪异:
46亿年前,太空中存在着一团巨大的气体云,某种扰动触发了它的坍缩过程。宇宙中的物质非常清楚这意味着什么——这就是一场突发灾难,就是一场看谁吸纳到最多物质的疯狂竞赛。所有恒星和行星都会告诉你,关键在于先下手为强。如果你一开始就拥有最多的质量,就会更容易聚集更多质量,越变越大,进一步扩大优势。一旦领先优势确立,就很难追赶。
恒星才是最终的赢家,其他的都会变成只能干瞪眼的行星小跟班,得绕着恒星转上100亿年,直到最后恒星渐渐衰退,新的一轮游戏才会开始。
在我们太阳系,太阳胜出,吸纳了气体云所有物质的大约99.8%。此时,争抢残渣的血战开始了。能获得足够多物质的至少会有幸成为行星。而失败者将会作为行星的小跟班——孤独的卫星,屈辱地渡过100亿年。
那些既没成恒星,又没成行星,甚或连卫星都成不了的倒霉蛋将注定成为小行星(太阳系的无家可归者)或者被吸入较大天体,从而彻底丧失身份。这是一个很残酷的世界。
在这场激烈的竞赛中,会发生一件很可笑的事情。有时有些物质经验不足,不知道太阳系形成的黄金法则——认输。水星、金星、地球和火星早早地看清了形势,明白太阳已经独霸天下,便缴械投降,弃暗投明。它们洗心革面,开始争当行星。
另一方面,这四颗气体巨星还在继续徒劳无功地吸纳气体,悲剧地想要反败为胜。一旦你这样做,结局就会很悲惨,只会成为怪异的"伪恒星"。木星的成分是氢和氦,和太阳一样,但与太阳不同的是,木星没有足够的质量来启动聚变,只能永远提醒大家它是争夺恒星名号的输家。
当然,这些气体巨星不会承认这一点。一旦无法成为恒星这个形势完全明朗,所有这四个输家都会迅速改口,假装自己一直都在争当行星。现在,它们被甩在恒星和正常行星之间的沉闷荒原,将作为没有地面的浮肿行星渡过漫长的100亿年。没有谁愿意成为没有地面的行星。
我们不确定木星这样的气体巨星内部在发生什么。如果你想前去弄清楚,随着强大的重力(地球重力的2.5倍)将你越拉越快,你会急速穿过外部的云层下坠。随着你不断下坠,周围会越来越黑,越来越热,压力会越来越大。最后,你会身处一片漆黑之中,温度将会超过太阳表面,而由于你头顶上存在大量大气,因此你周围的气体会被严重压缩,以至于你无法分辨那是气体还是液体(这被称为"超临界"状态)。由于氢受到如此强烈的压缩,因此电子会开始在原子间流动,从而形成导电金属氢的液态海洋。木星最内部是否为固体内核尚存在争议。
毫无争议的是人类永远都不会移民木星。也不会移民土星。同样不会移民天王星。更不会移民海王星。
人类可能会移民的是环绕木星和土星运行的大型冰封岩质卫星。但是这种卫星不可能暖和。我们或许可以移民到自己的卫星,但它只是一个温和版的水星环境——白天温度可以将水蒸发成气体,夜晚温度可以将氧气凝结成液体,并且没有阻挡太阳辐射的保护层。28天的自转周期意味着植物需要连续忍受两周的黑暗,这可不容易。
我向马斯克问起火星之外具有移民潜力的地方时,他表示只要技术发展得足够先进,就还有一些可行的地方——几颗卫星,一些最大的小行星,如果你真想拼命,甚至可以选择水星和金星,但他最后说道:"我的意思是,火星目前是最佳选择。"
在回到非蓝色的博文正文之前,我们现在能否承认生活在地球上有多么幸福??能生活在室温天气、一个大气压、一个g的重力、微风、丰沛的雨水、充足的液体海洋、阻挡太阳伤害的磁场和大气层、遍地食物以及可呼吸空气组成的理想环境中,是多么幸运。你需要一大堆不同的条件都得到精确满足,才能不穿太空服在室外散步。因此,我们大家来向地球赐予的奢侈生活致敬七分钟吧,反正以后我们永远都不会再去在意这回事了。
我们来复习一下。现在,我们已经确认:
备份人类硬盘是一件必须要在某个时间去做的重要事情——如果我们把所有鸡蛋都放在一个行星篮子里,那么就很容易遭到灭绝。
火星目前是备份人类硬盘的最佳地点。
但只要科技足够发达,我们还可能在太阳系的十个或者更多的卫星、小行星、行星上殖民,从而创建更多的备份。
另一个有意思的选项:科学家已经探讨过大量外形有趣的人造宇宙殖民地的构想。虽然现有构想都受到了我们目前想象力的限制,但我能预想未来会有一天,在未来的人类看来,居住在行星上显得非常原始,就像今天的我们看待史前人类居住在洞穴中一样。在过去几千年里,人类发明了"室内"这个概念,现在几乎所有人都觉得家就是在室内——或许在未来,巨大的人造宇宙殖民地里面有山,有河,有树林,居住着数百万人,这种殖民地将会相当于过去"室内"概念的发明,只是它适用于一个完整的世界。担心天气、地震以及被小行星撞击的想法就会像穴居人担心睡觉时被狼群攻击一样。或许。
无论哪种方法,只要能有数百万人生活在几个不同的天体或者宇宙殖民地上,Excel文档就会相当安全,人类应该就能在宇宙中生存相当长、相当长的时间。
不利的一面
当然,所有这些硬盘仍然位于同一个太阳系内,如果文件备份都在同一所房子里,要是房子烧毁,那问题就大了。我们很不幸在使用一个注定要崩溃的硬盘,同样,我们也生活在一座某天必定会烧毁的房子里。太阳的生命已经过半。这是第二幕的剧本:
在吞噬掉地球之后,太阳会继续向外膨胀,一颗接一颗,使得我们的其他潜在家园都变得不再宜居。幸运的是,我们还有绿色时间窗,让我们有机会采取措施。马斯克指出,从地球开始形成到海洋蒸发、温度变得不再宜居、所有复杂生命灭绝,这整个进程目前大概走了90%——"如果智慧生命只能剩下10%的发展进程,那当初根本就没必要发展。"对于我们的进化来说,我们已经来到最后关头,到了千钧一发的时候——现在我们必须赶在被永远消灭之前,想办法冲出地球,并最终冲出太阳系。
在所有坏消息中,还是有一条好消息,那就是这里涉及到的时间尺度非常大。太阳的暴行在极长的时间内都不会实施,我假设如果我们在绿色时间窗结束之前取得成功,那么到那时我们的技术将让我们有能力A)根据需要移居到太阳系的安全地带,B)成为多星系物种,散播到银河系其他适合生存的恒星系中,和/或C)建造宇宙殖民地,这种殖民地不需要恒星就可生成能量——利用核技术,或者更有可能是我们现在无法想象的先进技术。
因此,我们的任务清单内容如下:
1)赶在某次事件将我们灭绝在地球上之前具备"地球灭绝防护能力"(通过多行星生存)。这将让我们有充分的时间执行下一项任务:
2)赶在太阳摧毁太阳系之前具备"太阳系灭绝防护能力"。
对于第1条,的确,下一次大灭绝事件可能在任何时间发生,但如果我们利用未来几千年的时间来想办法冲出地球,我们就有机会在严重灾难发生之前对人类世界进行备份。
因此这看起来可以合理掌控,但现在还是先继续说说Zurple和Quignee。如果我们距离任何恐怖事件的发生仍然有数千年,或是数百万年,那么为什么现在143-Snoogie上发生的事情如此吸引他们?
人类的恐怖事件
为了突显成为多行星文明的意义到底有多重大,马斯克经常指出,拉开距离观察历史很能显现所有事件真正的重要性。距离拉得越远,事件的转折性就只有"更加重大"才能在更大的尺度上继续显现其重要意义。
你可以用现实世界来试一下这个拉开距离的游戏。从你坐的地方看过去,街道、房子和汽车都是比较明显的物体。但如果从飞机上看,它们都消失了,只有更大的事物,如城市、湖泊和山峰依旧明显。从国际空间站上看,只有大洲和大洋比较明显。从更远的地方看,就只有行星和恒星了。从更远更远的地方看,只有整个星系。
拉开距离观察生命历史时,也依然是这样的概念(本文中我们进行过一次)。从日常新闻的尺度上说,所谓"事件"可以是丑闻的最新发展、金融市场的动向、抢劫、抗议、体育活动、两位政治人物的会面。这些事件其实相当小,但日常新闻的"重要性过滤器"上的滤孔也不大。
如果我们从一年的时间跨度来看,就像从地面跃升到飞机上,我们的观察距离太远,就不再看得到每天的新闻事件,大多数此类事件都消失在背景之中。从这个距离只看得到每年最具影响力的事件,近距离时很难看清的事件主线开始更加清晰地显现出来——穷凶极恶的恐怖攻击、大选、风靡全球的新产品或服务。
如果从一个世纪来看,可能就像从国际空间站观察地球。一个世纪的大事件就像从飞机上无法窥其全貌的大洲和大洋——大规模的文化或政治变迁、战争与其他大型悲剧及其带来的变化、开创性的科学突破、改变世界的科技进展。
如果我们继续拉开距离,从几千年来看,更大的事件主线就会显现出来——帝国的兴衰、世界性宗教的走向、科学认识的更新或者技术上的进步、影响世界数百年的重大现象,如帝国主义时代、工业革命、单一民族国家的诞生。
如果距离拉开到从10万年来看,我们就只能看到我们物种的事件主线。我们会看到大规模移民、语言文字和农业的发展、工业化世界的最终诞生。
然而,即使在这个史诗级的尺度上,我们的观察距离还是太近,无法看清生命的整体发展脉络。生命历史的发展远慢于人类历史。
即使后退到从1000万年来看,我们也只能看到生命层面的演进轨迹。在我们自己的进化路线上,我们能看到类人猿的日益多样化,人类与黑猩猩部落的分离以及人属的进化,而这最终促成了人类的产生。但在这1000万年的时间跨度里,生命史的其他章节基本也是大同小异的内容——没什么重大转折,大多都只是现有生物体系的微调而已。
如果通过5亿年的镜头来看,我们就能看到动物的宏大故事。随着鱼、昆虫、爬行动物、哺乳动物的依次出现,以及恐龙的兴衰,动物的复杂性不断增加。此时,五次灭绝事件在我们眼中鲜活起来。
如果我们把距离一直拉开到第3部分:如何在火星上建立殖民地
我们在生活中经常会遇到一些"从A到B"的艰难转变。例如,从A)我的闹钟刚才居然没响到B)我现在正忙着工作呢;从A)我的租约下个月就到期了;到B)我现在已经搬进了新的公寓,你看,所有东西都挂在墙上了;从A)哦,该死,其实我很讨厌我现在的妻子;到B)哦,太好了,我现在有了一个新的妻子,一切都很好。这些转变确实很艰难。
但从A)我希望将100万人带到火星上;到B)现在已经有100万人在火星上,这种转变的艰难程度与上面的例子不可同日而语。
埃隆·马斯克的雄心壮志无人能及。
自从这个项目开始以来,我已经与马斯克聊了六次,是的,我记得很清楚,我们大部分的时间都在谈论如何具体实现这个火星项目。按照马斯克的计划,他只需要两样东西就能实现这个项目:
1)意志
2)方法
传统的观点可能会认为这属于"有志者事竟成"的范畴。四十多年前,我们成功登陆月球,在此十五年后我们才拥有个人计算机——现在看来火星并非遥不可及,缺少的只是我们的意志。
但马斯克不这么认为。如果用我们现在的方法前往火星,所需的费用将是一个天文数字。这样人类是无法在火星上落地生根的。对马斯克来说,现在的问题是如何以一种经济实惠的方式前往火星。他将美国称之为"探险家的国度"、"浓缩了人类的探索精神",他认为,如果前往火星所需的费用降低很多的话,会有更多的人下决心去火星。但是,由于这看起来像是一件很遥远的事情,现在并没有人去谈论它,人们前往火星的意志处于完全休眠的状态。
如果有人告诉我,曼哈顿有一间配大阳台的复式公寓,它的租金下降了95%,我可能会第一时间冲过去把这个房子租下来。但现实的情况是,它的租金并没有变化,所以我搬进去的意愿并不是很强烈——我甚至不会去考虑它。我现在没有坐在热浴盆里,一边俯瞰着整个纽约城,一边写这篇文章的原因并不是我不愿意这样做,而是缺少一种方法。
马斯克认为火星的情况也是这样。相比较"有志者事竟成",他似乎更相信"如果你建造好了,就能水到渠成"。
具体来说,到火星的"航班"成本将由乘客们共同承担,这和地球上的公共交通一样。关键就是把票价大幅降低,使得每一百万人中会有一人可以买一张。马斯克是这样向我解释的:
在想要去火星和负担得起去火星的人之间必须有一个交集,如果这个交集的人数与实现火星自给自足所需的人数持平,那么这就是我们实现这个项目的关键所在。
这种情况就像:
但问题是现在的情况更像:
马斯克认为,想要去火星的人(黄色区域)会随着火星计划变得切实可行而不断增多,真正具有挑战性的是蓝色区域。也就是说,太空旅行价格过于昂贵,这将成为主要制约因素。他认为,降低这一成本是从A转变到B的关键。
马斯克开展了进一步的探索:"我成立了一支团队,让他们持续在几个周六进行有关更高效建造火箭的可行性研究。研究的结果表明并没有什么可以难倒我们。从60年代起,火箭技术就没有过任何实质性的进步——它甚至还倒退了!"1他说的时候有些激动。
让我们先回到现实中。如果你认为彻底改变太空旅行的成本是某项重大事情的关键,那么你不会说:"太好了!我要去做!",而会说:"我不知道该怎么做。"为了大概了解马斯克当时是如何考虑这件事的,我虚拟了下面的对话,但提问的顺序是从后往前的:
问:如何才能降低太空旅行的费用?
答:通过几十年的创新,数百次的反复试验,以及数以千计非常聪明的人一起努力工作。这说起来简单直接,但里面颇有文章。这是因为:……
问:究竟从哪里可以弄到这笔钱?如果政府有兴趣资助这个项目,那么它早就自己去做了。而且,没有任何慈善机构会对这样一个耗时超过30年,而且无法保证一定成功的大型项目捐助数百亿美元。
答:通过让我们的研发项目兼具可盈利的太空运载功能,我们就可以获得这笔费用。为了测试创新技术,我们需要进行大量的发射。只要我们能够在这些发射中将政府和公司的卫星、货物和人带上太空,他们就会为我们支付一大笔的钱。这是一石二鸟之计。
问:但怎样才能将这些东西发射上太空?
答:我们现在还做不到。我们要花几年的时间去学习如何从零开始建造自己的飞行器,并证明我们有能力将这些火箭发射上太空,然后才会有人愿意去付钱使用我们的运载服务。
问:但如果在最初的学习和开发阶段并没有客户,那么谁会支付这个阶段的费用呢?
答:我自己,也就是创始人。
问:你是如何获得这笔钱的?
答:我与其他人合作创办了PayPal,然后卖了它。
这就是马斯克在2001年时的一系列想法,这些想法同时也造就了SpaceX的商业计划:
到目前为止,SpaceX已为此做了13年的努力。让我们一起回顾一下已取得的成就和以及对未来的展望。
第1阶段:想办法将东西送入太空
主角:猎鹰1号
目标:在马斯克耗尽资金前,将运载火箭送入轨道
第1阶段其实早在SpaceX创立之前的2001年已经开始,那时候马斯克还在PayPal工作。马斯克非常希望转战太空行业,但他没有接受过任何这方面的正规教育,为了在一年内成为世界一流的火箭科学家,他阅读了几本有关这方面的书籍。
他读了这本书、这本书、这本书和这本书,并将其中的内容都背了下来。火箭专家吉姆·坎特雷尔大概就是在那个时候遇到马斯克的,然后他与马斯克一起去了一趟俄罗斯,不过那是一次失败之旅,他是这样形容马斯克的:"他会一字不差地引用这些书里面的话。他俨然已成为这方面的专家。"
为了补充书籍以外的知识,马斯克虚心向很多人请教。坎特雷尔将马斯克称为"到目前为止我一起共事过的最聪明的人",他表示,马斯克"聘用了我在火箭和航天器公司许多愿意为他出谋划策的同事","他简直就像要把这些专家的经验榨干。"
马斯克将太空视为他下一个追逐的目标,他开始越来越认真地谈论这方面的话题,但马斯克的朋友却开始为他担心了。这看起来并不难理解。试想一下,如果你的朋友在互联网业务上赚了大钱,然后告诉你,他将花费几乎所有这些钱去成立一家太空发射公司,尝试成为首位在这方面取得成功的企业家,因为他认为多星球的生活模式对人类来说非常重要。或许你也觉得他要疯掉了。马斯克的其中一位朋友还强迫马斯克去观看他自己剪辑的火箭炸毁画面,以说服他放弃这个疯狂的项目。
但马斯克就是与众不同,他不为所动,坚持己见。在自己深入了解这方面的基础知识后,他准备让其他人也参与到项目当中。当我问及马斯克的生意经时,他有点责备地对我说:"我并不知道什么是做生意。所有的公司都是一群人为了一个新产品或新服务而聚在一起。并没有什么生意的说法,我觉得就是追求一个目标——一群人一起为一个目标奋斗。"
所以,他开始集结一批他所能找到的最有智慧的人在一起,然后SpaceX就诞生了。
然后他开始聘用专业人员,组成他的"全明星"团队,其中包括著名的火箭工程师汤姆·米勒。SpaceX早期招人的理念是这样的:
不招混蛋。马斯克说,如果你讨厌你的同事或老板,你肯定不会想来工作或者在这里长期呆下去。
招聘(和升职)只看自身的才能,不看经验。马斯克表示,他不在乎他的员工是本科还是大专学历,甚至高中毕业也无所谓——只要有天赋、有个性,对SpaceX的计划有热情就可以。我曾与SpaceX的飞行器工程副总裁马克·洪科萨见过面,他是个随意的加州男孩,这有点出乎我的意外。他看来就像我那些吃喝玩乐的朋友一样,不太像一名顶尖的火箭科学家。他告诉我,他曾经是一名非常糟糕的学生,当他正以为自己的人生就是那么失败的时候,他的亲戚向他介绍了一份汽车俱乐部内有关赛车的工作,在那里他上了大学。后来他在这方面的才华被发掘了出来,有一次放学后有人将他引荐给马斯克,然后马斯克就雇用了他。洪科萨很快就在公司崭露头角,迅速成长,在30多岁的时候就掌管了公司的其中一个主要部门,管理数百名比他更有经验的员工。
诸如此类的故事屡见不鲜,也从一个侧面反映出SpaceX不拘一格、任人唯贤的风格。我还曾见过SpaceX的发射工程高级主管扎克·邓恩,他看起来乎只有12岁。邓恩告诉我,他是在几年前以实习生的身份加入公司的。最初的时候,他以为马斯克根本不知道他是谁,但当马斯克告诉邓恩,他认为他是一个非常厉害的工程师时,邓恩大吃一惊,这让邓恩意识到马斯克对公司的每个人都了如指掌。几年后,邓恩成为了发射工程部的主管,手下有100多名员工。
马斯克面试公司的每一个人,甚至门卫也不例外,而面试的方式也很奇特。在SpaceX创办的前8年,这一规矩几乎未曾打破,直到公司雇佣了1000名雇员。据马斯克的自传所述,"每名员工在与马斯克见面前都会收到提醒,被告知接下来会接受一段30秒到15分钟不等的面试。在刚开始面试的时候,埃隆可能会写邮件和忙工作,说话不多。别感到恐慌。这是正常的。最后,他会转过椅子来朝向你。但即使这样,他有时候也可能不与你的目光直接接触,好像并没有注意到你。也不必为此感到恐慌,这也是正常的。等到适当的时机,他会与你交流的。"
SpaceX与马斯克的另一家公司特斯拉很类似,垂直整合的程度相当高。也就是说,SpaceX基本上都是自行制造火箭的主要部件,很少将制造流程外包给第三方供应商,从而对大部分的供应链保持着所有权和控制权。这在航空航天工业中是很少见的,阿什莉·万斯解释说:"SpaceX认为工厂就是一座神殿,它主宰着火箭制造竞赛中最主要的武器——内部生产。SpaceX有80%和90%的火箭、发动机、电子设备等都是自行制造的,同时还设计自己的主板和电路、振动检测传感器、飞行计算机和太阳能电池板。"诸如安德鲁·卡内基、亨利·福特等传统企业家,他们一直都采用垂直整合的模式,如今苹果公司在许多方面也都采用这种模式。而如今大部分公司都尽量避免采用大规模的垂直整合模式,但对于像马斯克和乔布斯这样的质控狂来说,这是他们唯一的选择。
在SpaceX,工厂制造过程的诸多环节高度整合在一起,而且都在同一栋楼里面完成,就像特斯拉一样——工程师带着计算机,坐在设计和制造办公室的中间,或坐在全玻璃办公室内,观察他们周围的整个装配过程。
没有什么是埃隆·马斯克不知道的
在特斯拉和SpaceX,几乎与我聊过的每个人都会强调马斯克在他们的领域是如何的专业,无论是汽车电池、汽车设计、电动机、火箭结构、火箭发动机、火箭电子学("航空电子学"),还是航空航天工程领域。他之所以能做到这一点,不但是因为他对物理和工程的基础理论有着非常深厚的认识,而且还因为他拥有过目不忘天才般的能力。
正是由于这种对专业知识无人能及的精深程度,让马斯克能够对公司里的一切事务保持着高度控制。关于SpaceX的火箭,马斯克曾经如此说过:"我对我的火箭里里外外都了如指掌。我可以告诉你表面材料的热处理硬度、它哪里发生了变化、为什么我们要选择这种材料、焊接技术等等,甚至小小一颗螺钉的规格我也知道。"
我向SpaceX的软件工程副总裁真纳·侯赛因询问了有关马斯克的纳米管理情况。他这样说道:
对于那些刚加入公司的人来说,他们最惊讶的莫过于SpaceX所提出的"纳米管理者"概念,你可能会这样说:"好吧,他喜欢把握每一个细节,事必亲为,这很酷"——但其实你对此并不理解。作为公司的CEO,他拥有令人难以置信的丰富知识——他随时都能调用这些信息,可以深入研究任何一件事情,而且他经常都这样做。他为公司所作的决定和所定的发展方向都是从公司的最底层出发,精细度非常高,我认为其他任何公司没有人能够这样做。一个人的想法对如此多的事情产生决定性的作用,这对于我来说简直不可思议——他能记住所有的事情,而且在需要做出决定时能够及时提取出所需的信息。
好了,现在是2002年中期,这个疯狂的想法开始提上日程。他们有了一个明确的使命,一支专业的团队,一个神一般的CEO。下一步就是制造火箭了。
在我们探索SpaceX的第一枚火箭前,让我们先了解一些相关术语:
几乎每次太空发射都是要带些东西上太空。你所带的东西就是有效载荷。有效载荷可以是卫星、货物、人、猴子——什么都可以。
为了经受住太空旅行的严峻条件,有效载荷有时候会装在一个称为"导流罩"的防护壳之内。其他时候则需要对发射到太空的有效载荷进行转向、导航和停泊等操作,甚至还要将有效载荷带回地球。在这种情况下,有效载荷会装在航天器之内,也就是孩子们所说的太空飞船。
然后接下来就是火箭。火箭是发射过程中的主角,它的唯一任务就是要穿过大气层,将有效载荷及其容器送上太空。大部分的火箭就是一个巨大的燃料箱,其底部装有一个或多个极其强大的钟形发动机。这些发动机为火箭提供强大无比的动力(推进力),穿过地球大气层将数以吨计的载重送入太空。有的时候,一枚火箭由多枚称为级的小火箭组成。对了,如果有效载荷是武器的话,那么我上面所说的火箭就成为导弹了。
最后,这世界上并没有火箭飞船这样的东西。火箭飞船是为了让孩子们对生活充满向往而编造出来的。
阿波罗登月计划使用的是一枚名为"土星五号"的巨大火箭。土星五号重达3000吨,相当于七架波音747的重量,并且有35层楼高。
土星五号就像是那些可爱的俄罗斯套娃一样,尺寸逐层递减。这是组成火箭的所有部件:
而航天飞机的任务要简单很多,那就是进入低地球轨道,因此它采用了完全不同的设计。
航天飞机并不是一枚巨大的单级火箭,它使用两枚火箭(称为固体火箭助推器)执行最重要的升空任务,而有效载荷(人和设备)则乘坐在航天飞机的航天器内,他们看起来真的很象一艘典型的太空船。当火箭脱落后,航天器通过橙色(出于某些原因搞成橙色)的巨型燃料箱提供余下时间的助推力。通常情况下,返回地球的航天器通过降落伞降落在海洋上,而航天飞机的降落方式要更"文明"一些——它会像飞机一样降落在跑道上:
当SpaceX制造其第一枚火箭时,他们并不想做有史以来最大的火箭,因为他们知道站得越高,摔得越重。相反,他们制造了一枚简单的练习用小火箭,马斯克将它称为猎鹰1号(Falcon1,以星球大战中的MillenniumFalcon(千年隼号)命名)。这是一枚高70英尺(21米)的两级火箭,在底部装有SpaceX自己发明的超强发动机——梅林发动机。
尽管它的尺寸和性能并不是十分突出,但在猎鹰1号的身上却凝聚了大量创新科技。公司初衷是降低成本,先将小型有效载荷送上太空,不仅是因为马斯克将降低成本视为送人类到火星的方法,更是因为他认为这是目前太空旅行中唯一一个能够得到积极改进的方面。他说:"火箭的速度永远都是差不多的。方便性和舒适性也大致相同。至于可靠性,这方面并没有太大的改善余地。因此,现在就只剩下一个可以用来判定技术是否进步的关键参数,那就是成本。"
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