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第15章 第十章寻找另一个地球

宇宙万年后 艾德聯.柏利 6564 2023-02-05
一味地向地球谋取资源和居地的时代已过去了,人类开始进入第二类文明之中。培养并运用大空中无重力的资源,乃是当前人类发展的最大课题。 宇宙中世界的数目及本质的问题迷惑人类好久了,波卢塔克曾说:亚历山大帝曾经发怒,因为他的朋友亚拿萨卡斯告诉他,有无数多的世界存在。亚历山大嚷着:你不认为可悲吗,有那么多数目,我们却一个都征服不了。布鲁诺,文艺复兴时代一位最有展望的哲学家,对那时代根深蒂固的观念挑战,他说每一颗星都是一个太阳,每个太阳都有行星。比这些异端观念更叫人受不了的是,他的周围总吸引许多学生来听演讲,而他的同事们都从空荡荡的大厅咕哝地离开。一五九二年,他被威尼斯的法院告发。用一位科学历史学家的话描述,自从苏格拉底以后没有一位被告人如此努力去拯救他的信仰,他嘲笑审问法官,面对他们还滔滔不绝,法官们都怕他,他被绑在柱上活活烧死,第一位为多元世界理论而牺牲的烈士。

宇宙中世界的数目很可能仍限于学院问题,即使是经过几千年后,而所发生的事本书想去预测。我们的银河系虽然只是亿万银河里的一个,但是范围很广,有一千忆个太阳,将占去一大部份人类探险的时间。较实际的问题是,在我们银河系中究竟有多少人类可居住的世界?借着布鲁诺所缺少的仪器,我们能猜测大约的数目。可居住意思是:在那星球上人类移民者能在合理舒适的状况下生活。检视我们太阳系,大部份行星上的状况都不能忍受得了,九大行星,它们绕转一典型的星被认为是相当典型的样例,却仅有一星球合于我们的生活。其他各行星不经过很大的环境变化都不能住,这改变既费钱又复杂。有一些计算能使我们估计出具有马上可移居的环境的行星数。让我们看看。

在赫兹蒲朗与罗素的图表中的主序列里,太阳是那些存在至少一百亿年的恒星中体积不大不小的一颗。如果太阳较目前大,其存在期将短些。一颗恒星在主序列中的时期是其生命稳定的时期,这稳定期间是从当恒星的内部温度升高到能使热核反应开始,到星上氢燃料耗尽变成红巨星或变成冒焰的新星(质量够大的话)。通常是愈大,生命期愈短。例如有名的参宿七,质量大过太阳十五倍,亮度约五万倍,但存在期间不超过一亿年小于太阳年龄的四十分之一。要在这样年轻的恒星上找可居住的行星自然很蠢。当我们的太阳只有一亿岁时,地球当然更年轻,在大气中只有一些不能呼吸的二氧化碳、氨、和甲烷。由于体积很大的恒星约一亿五千万岁就会脱离主序列转变成红巨星、超新星或新星,它们不太可能拥有适于人居的行星。 (J按:以上句型修改过。)一可住的行星不仅需有合理的稳定时间的太阳,也需要植物生存以提供大气一些可呼吸的氧和氮。植物存在地球上约二十亿年前,那时地球已介乎二十亿至二十五亿岁。因此,就算太阳的诞生到地球的形成为十亿年,我们可说任何比三十亿年小的星是不可能的对象。从赫兹蒲朗与罗素的图表计算出,假如一颗星的质量超过太阳一点四三倍,在这年纪它不可能仍存在主序列中。 (J按:以上句型修改过。)

把这图表视如圣经可能是错的。我们好像遵循无可怀疑的事实地说,除非一颗星已稳定地发光三十亿年,它不可能拥有可居住的行星;又说若其质量超过太阳一点四三倍,它不可能稳定地发光这么长时间。拥有一千亿颗恒星的银河很可能有许多例外,而不遵循这两个简单的规则。第一个是仅以我们对地球历史假定的知识(反正可能错误),第二个是对银河星群远小于百分之一的区域的统计上观察。无疑的,也许会有亿万恒星的行星在二十亿年内有生命产生,那儿恒星可能具有太阳二到三倍的质量且活得好好的,并且借某种至今尚未明了的缓慢进化过程,使过了五十亿年仍留在主序列中。总之,这个图仅仅代表银河横截面的例子。它很像一民意测验,仅仅问很少的一群人他们要投票给谁,然后用一数目去乘,来预测投票的结果。幸运的是,恒星比人简单多了,他们不会告诉我们很精巧的谎话,我们对图可比对一般民意测验采取更大的信任。寻找可居住的世界可用或然率来引导,如果图上告诉我们X星太年轻,没有适于居住的行星,那么最好放弃这颗星,也许图会错,但有何关系?还有许许多多老的恒星更有希望呢!

除了异乎寻常大和年轻的星外,变星也可以略去,它常冒火焰几天又返回正常耀度。其周围内的行星无法忍受如此猛烈的变化而存在。像井宿七和造父一这两颗星,其亮度有规则地改变,移居者应该逃避这种星。 详细的三度空间银河图,标出危险的星和规则或不规则变化的星际物体、周期性新星、超大型恒星、白矮星、中子星(波霎)和黑洞,应该放在所有星际船的图书馆以及所有星际指挥部里。只有那些即使从数亿哩的远处观察与太阳质量及年龄近乎相等的星才是安全的。按照某些估计,这张列出体积不对的星及危险的星的表包含本银河系的百分之七十,大约有七百亿颗星际物体。 现在,寻找的工作简单多了,知道那种星是目标,那种星需避开后,让我们转过来注意它们的行星。我们知道,如果要具有人类可呼吸的大气,一颗行星应当有很多的植物生长。通常只有二种行星我们感兴趣;地球型的行星。拥有汪洋大海、土地和植物,这种可立即移居,另外金星型行星,有丰富的二氧化碳大气,经过数年海藻处理便可移居。然而,地球型行星在银河系里数目可能多到数十亿,以致于在星际旅行的时代,海藻处理能被废弃,金星型行星也被忽略。沙冈有关金星的计划只因在人类星际运输的发展以前可能需要先完成,此时才显得重要。在有充足世界的银河系中,我们能选其中最好的,目前我们受限于极小范围内的太阳系,使我们面临许多难题,在广漠无际的银河系空间就不必如此费心力,我们可只限于寻找地球型的行星了。

正如环境学家经常提醒我们,地球的可居住性,有适宜的气候、海洋、森林、山岳和大陆是个幸运机会的结果。在图上没有定律说体积似太阳的星必定有一可居住的行星。想想如果地球的质量、轨道和运转只稍稍改变,便会发展成一截然不同的世界。了解这些因素的敏锐效应对寻求者是很重要的。 假定所有其它因素都不变,地球质量两倍于现在,则其表面重力将一点四倍大,增加的重力效应将很不凡的。海底生物的进化会发生得更慢,海中动物移居陆地会延后数百万年,整个生命的进化将相对地迟延。山岭会矮些,山基将较目前宽。树木会小点,树干更粗大。河流较深,因为水会更重,水流会更快,对经过的陆地冲积较微。海中的浪会比较低,它们四溅的路径会短些。这样蒸发将慢些,大气会比较干燥。假定这个较重的地球年龄与我们的世界相同,生命的进化不可能会超过大爬虫类阶段,而且都会限于蹲的厚腿生物,有长颈和长腿,像长颈鹿一样的动物没机会进化。当人类最后在距今数百万年前出现时,谁能说出它像什么?可确定的是,他们的外形和文化形态迥异于今日。

现在假定相反,地球的质量只有一半,重力将降低○点七倍。此时会有非常不同的状况。山岭和树林将高而瘦,大气层会薄些,生命的进化非常迅速;如果较少的大气不会带来任何不可预见的效应,人类将比现在在技术上有更高深的程度,许多政治上和心理上的问题在久远以前就已解决,人的身体可能进化成纯心智。在登陆到中年有氧气有水份其质量远小于地球的行星时,探险者应该很小心,其上的居民很可能有高超的技术,超乎我们想像的,他们或许有能力使他们及整个工业在一按钮之间消失不见。冒然去占领这类的星球是不明智的,除非居民的抵抗侵略能力已精确地估量过。 如果月球不像现在离地球二十五万哩远而是更接近,例如九万五千哩,那么会发生什么?施于地球潮汐的力量大大增大,我们沿岸的区域不能再居住了,每天都会淹水高达数百呎,在此情况下要发展造船工业非常困难,可居住的土地面积少多了,纽约城可能建在阿迪朗达克山脉,巴黎也可能建在亚登的平原上。地球相对于月球的运转完全停止,住在月球一面的人总面对月球,另一面的人绝见不到月亮。我们可继续玩这种游戏。让月亮大小不变,但更加靠近,一万哩或更近,此时月亮会分裂成小片,像土星的光环一样,在某一纬度会把太阳光掩盖数天。将地球移近太阳百分之十的距离;地球将像金星一样覆盖着二氧化碳,表面温度会高达数百度;移离百分之卅,则温度会冷得叫人受不了。

假定太阳系其他行星的某些性质不同,若把木星质量增加一千倍怎么样?此时木星上温度因重力压而升高到华氏一亿度,核反应开始发生。地球将在两个大小一样的太阳间运行,尽管土星距我们遥远,传到地球的热量会使温度提高百分之六,南北极的冰原可能不再存在至少缩小很多,海中水量大量增加,陆地面积也会缩减不少。 这第二颗太阳对人类文化的影响更严重。天空有两颗太阳,一年中必有几个月没有夜晚,天文学进展将受限制,宇宙学知识及核能发展会延后很久,这种一个世界在两太阳间运行的观念并不荒唐;从地球上可看到数以千计的双星系统。五十年前,当复杂的轨道运动学很少人知道时,一般认为没有行星至少是没有可居住的行星能在一双星系中保持稳定的温度。今日它已被认为很可能。美国工程师史提芬.杜里在他那本奇妙的书人类可居住的行星里计算出两颗星应该分开的距离,使得在其间运行的一行星不会一会儿冰冻一会儿烤焦。这问题自牛顿以来被天文学家和数学家以理论眼光讨论著,被称做三体问题。直到最近,所提的问题相当简单:天上的三物体以什么不同的方式在稳定轨道上互相环绕?但是加以限定其中之一为可居住的行星,另两颗都是太阳型的恒星约与太阳年龄相同质量相同,使得问题变得很复杂。

杜里的答案是,行星能用两种方式可居住:首先,如果两颗太阳接近得使只有一可居住的区域存在,行星在其中运转,当第一颗太阳隐没时,第二颗太阳的放射光可取代头一颗。为使放射光保持稳定,两太阳需有相同年岁和质量。另外如果两太阳的距离约等于太阳与木星的距离四亿八千万哩,此中的行星也能居住。由于两太阳存在空中,阻碍了科学进展,不可能很迅速达到高度文明,但这对那拥有高度科学的移居者并不顶重要。在多星系中,有三个以上的星环绕或以复杂椭圆形互相运转,我们就不能确定发现行星的机会。柏格米尼会用很美妙的词句说:三星探戈舞、四星西班牙舞、多星马则卡舞的变换样式即使对数学家也算太复杂了。 但双星系若符合杜里的规则,其中的行星将适合移民。除了行星的可居性,另一最重要的问题是,其上或许有更智慧的生物,有能力摧毁所有的移民。我前面曾半开玩笑地说,一种超级文明可能随意地使其痕迹消失,以设陷阱抓取移居者。如果外形很适合就被认为是隐藏危险的埋伏,那么永远就不能在那星上移民,我们只需稍衡量其可能性就可冒险,而且双星系中有质量很大的行星,便值得冒险,因为它们的环境,因许多理由,会阻止初期技术的成长。

许多数学的推测曾经写出银河中行星,可居住的行星,有生命存在的行星,含有智慧生命的世界及高度行星文明的数目。对以最脆弱的资料为根据,用简易的统计学计算的方法不嫌恶的读者可能会对这些数目有兴趣。大多数人都认为大部份的主序列星都有行星,这个假定有个证据,一九六九年彼得.范.狄.肯卡从距地球六光年的巴纳德星的微小波动,证明它必然有比木星更大的行星。若假定这状况是整个银河的典型例子,我们便能预言,银河有约二百五十亿主序列星年龄大过三十亿年,而包含约五十亿颗各型行星,假定其中百分之九九都不适人居,我们可知剩下有约五亿颗可居住的行星。 总括而来,一颗行星通常要有下列特性,人类才能登陆去移民: 一、它必须有丰富的植物生存和浩瀚的海洋以维持氧气。

二、它的质量必须稍大于地球质量的○点四倍才保有这大气层,同时它的质量应小于地球的二点三五倍;否则表面引力会叫人难忍受。 (在这种质量的行星上,人的体重变成一点五倍)。 三、它的太阳的年龄必须超过三十亿年,其质量应小于我们太阳质量的一点四倍。 四、若行星是在双星系中,两颗太阳必须距离相当近或非常远,使得行星轨道能稳定,到达行星表面的放射量不会太不规则。 行星表面的状况也须相当严格限定,没有人愿意住在风速超过六十哩的地方,除非他有某种特殊理由。经常发生地震,从邻近游星带连续的落下陨石,或者转轴倾斜得造成季节温度很大的改变,都能使行星不适于人居。最重要的是,一部份行星可能住有智慧生物,这需避免。天文学家和生物学家估计在银河中智慧的文明约为一百万至一千万之间,占可居住行星可能数量的百分之○点二到二。由在地球上的经验,人类终究在处理低等生命时不会有困难,即使几次最先的探险成就会被攻击性的致命微生菌拭去。 所有这些听来容易,想像环绕一颗星的轨道上的一艘船上所给的程序。太空人教授,叫你把双筒望远镜对准目标:告诉我们它的质量、表面温度、风速、轴斜度、植物生命的量等等,使我们知道在适中区域建立连结的城市是否安全,确定其上没有智慧的居民。 外太空的太空船距离地球多远才能觉察出哪些是自然区域、哪里是人造的?像纽约及伦敦晚上光亮的城市可在五百万哩之遥用望远镜见到,此距离约为距月球二十倍。森林可在约三亿哩远见到。海洋,在阳光底下较耀眼,在七亿哩远看得到,超过这距离,地球看来连盘子都不像,而是一没有立体感的点,即使用最大的望远镜观察也是一样。但人类在高频率区内的广播能力在远超过可见的范围的地方被侦测到,其中最具功能的是弹道飞弹预先示警系统的雷达站,约以四百兆赫频率传送。具有一兆瓦的这种传播器在尖峰功率时其讯号可在远至一百亿哩处侦测到,约距冥王星的两倍之遥。天文学家法兰克.卜拉克计算出,我们超高频率电视广播的踪迹在距离数光年(经数年的传送)外可以截收到。有人怀疑,是否那些探测的外太空人的计算机已经翻译出这些电波而不想更接近我们。 这些和前几章所讲的并不暗示说,人类在二○○○年之前会开始星际旅行。尚有好多技术上的问题需解决,最文明的国家的资源也不够资助这项巨大的研究发展,但是二一○○年时情况将大异其趣,如果技术、科学和财富的成长维持这一百五十年的速率,则首次移民到我们这银河另一区域的尝试将会开始。 星际旅行无疑的将有黑暗的一面。如果通过超级时空的旅行证明可行且变成相当普遍,则战争及污染势必扩及到其他太阳系的行星,地球上你争我夺的血腥历史必将重演。外星社会的抵抗,在军事上将节节败退,很可能被摧毁,而从地球去的征服者用一些贵重的日用品来控制他们。但是这种罪行会很少,因为移民的中央政府应有能力去控制他们,有船的征服者会被有相同速度的船的警察追赶,当然,我假定有一行星行使这中央控制。当然有人怀疑是否能有此中央控制存在,因为人类历史上无政府状态历时很久;但是,所有团体都潜含有征服另一团体的倾向,其中最强的会掌握中央控制,暂时结束无政府情况。有些人预想一种较平和更商业化的生活,使人在星际上。西元七○○○年时,天文方面杰出的作家史特隆说,从地球葡萄园流出的污水中的酒(J按:此句不知所云)可和从猎户座星团的火热星球的古董当纪念品交换;一勺泥土和闪耀的北极星换来珠宝和药品,可把大角星的丝绒和远处弧矢一换珍罕昆虫。如果星际旅行真能实现,一种地球上从没见过的商业冒险势必展开。 和平的建立商业市场或者用战争彻底毁灭不顺眼的文明:这些是经济扩张观念的善恶两面,这两种行为必发生在人类移进银河系遇见较低等的生物时,我们只能希望前一方式将多过后一方式。很难说当我们遇见文明远超过我们的生物时会发生什么,他们的智慧可能已高超到使他们进化到一纯心智的状态,我们这种经济功能和征服星系的观念,他们并不感兴趣。最有趣的状况是我们遇见了大约和我们相同的文明,而且从事相同的扩张政策,如果双方都因其行星含有太少的资源而亟欲拥有一特别的星系,或者这星系是重要贸易路线的必经点,这种对抗是一人类或另一人类的主要危机,失败者要放弃其所有的自负,变成弱者。这种竞争中谁会获胜?像开始一样,我要以亚历山大大帝在崩殂前说的话做为答案。依照他的自传,垂死的亚历山大被他的一位军官问:陛下,我们之中谁继续王位呢?这位征服者最后一次睁开眼睛,喃喃说出一句决定性的话:谁最强谁就是继承者!
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