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第17章 第十二章飞行的宇宙都市

宇宙万年后 艾德聯.柏利 7848 2023-02-05
宇宙都市就像巨型太空站一样,将会布满在太阳系的固定轨道上。宇宙都市的居民,可以从事农作生产,发展更为高等的太空科技。 我在前往普林斯顿高级研究室访问狄森教授之前,想像着这位伟人的容貌,但是当我看到他时我发觉完全错了。在我的想像中,这位拆散行星,改组整个银河系,对全人类有赫赫贡献的人应是身材魁伟,铁拳怒喝,声大如雷的人物。我每一点都大错特错。他是一位讲话温和举止羞怯的文人雅士。他有高度的智慧。时常为着未来宇宙的人类沉思着,因而人们都把他看成狂人。但是追随他的科学家并不这样认为。狄森在科学界具有划时代崇高的地位。他是英国皇家学社的会员,前任美国科学家联会主席,及许多联邦政府团体的科学顾问。瑞典皇家科学研究院曾颁赠珍贵的罗伦斯勋章给他。德国物理学会曾颁马克斯布郎克勋章给他。在迈阿密的理论研究中心曾推选他作为欧本海默纪念奖得主。

他的宇宙工程计划可能性是慢慢引伸出来的,当他注视同事们从事侦测高度文明智慧的一项计划侦测从类似太阳系的星系中所发出的无线电信号时,启发了他的灵感。有一些天文学家,在其后五十年,将持着银河系充满行星的说法,并认为实际上它们彼此之间无法沟通,此星光灿烂正是无线电的通信。杜雷克是最早持这种理论的著名学家。他在一九六○年为明了能否侦测出来自两个与太阳年龄、质量相似而相邻的星球间的人造信号,这两个星球是天苍五和天苑四。杜雷克经过数周和他的同事不停的使用巨大无线电望远镜,在西维琴尼亚绿岸观察着。他们把这个计划叫做奥米茄实验计划。他们使用的频率高达一千四百二十百万赫,因为在这频率下星光灿烂的氢气层将发射无线电能量波。他们猜测这个频率就与银河中的相似,也就是宇宙间用以规律通信的方法。在数周之后艾利达尼发现接受到一种非人造的信号。天文学变得非常激动,并有人建议必须急告华盛顿。当人造的无线电源从某一隐密的地方泄露出来时,很快的达到相反的高潮。这整个实验引起了激烈的评论。下面就是此项计划参与者之一的史特拉夫的看法:

计划所引起的尖酸批评和赞美的评论,比最近任何天文学上的推论有过之而无不及。由于这件事的发生使得天文学家分裂成为两大派;一派赞许它,另一派对它深恶痛绝。我接受了这么多公众对我们的同情,也接受了那些恶意的批评。 狄森是反驳此项原理最主要的科学家。但是他不热中于绿岸的天文学家是否正寻求公开的辩论。他却提出对火星文明存在假设的反驳;若有火星文明存在,它将会向各方向传送连续的无线电波,那么我们终有发现它存在的时候,正如我们接收到由外国所发射出的无线电波一样是可以想像的。但是有一种可能性存在,就是由于彼此之间星际遥远而使得所有我们存在的征兆均被隐蔽,或是所有发出的无线电波均被太阳的晕轮所吸收了。假如是上面这种情形,存在的火星文明将会怀疑:(A)地球是否存在? (B)地球上是否隐藏着理性的生命呢? (C)它们的生活方式是否受惠于传教式的教导呢? (D)若我们太天真而不能体会这种教育方式对于教育家而言是很危险的,而向地球发出无线电波?他们仍旧无法获得地球上的人们正准备接收他们所发出的信息哩!毕竟我们的无线电天文学研究只有廿五年的历史啊!但是若这异域是热心的传播者,何以他们只注意地球呢?在这异域的四周有一打以上与地球相似的星球。若有机会它们可与数千个不同方向接触。他们将不知道他们的臣民何时会变得开化些,它们将继续这种发送数百万年之久。当我们建议把无线电波信息传送至星际间时,我们将怀疑这需要多大的能量呢?不接受狄森的结论是很难的,它的结论是这个异域将以更有利的方式投资它们的财富。狄森提议他们应集中少量发展他们自己的科学技术。因而他催促天文学家们说:火星文明不期望收到他们的信息,而宁愿收到他们科学技术的征兆。正如他在一九五九年令人难忘的论文中所写的:

那似乎是可以预期的,马尔萨斯人口论的压力终将驱使人们采用一种理性的物始种源以探索更多可用的资源。人们可以期待到了数千年之际,这种理性的物始种源将可由工业化发展制成,而它们将生存在以地球为母体而环绕在地球四周的原生球体上。 这篇论文促成了工程浩大的狄森球概念的诞生。火星人将谨慎的拆散它们最大的行星,约等于木星的大小。火星人将利用发自其母球的辐射能,而将这些碎片安排在环绕火星便利的轨道上。火星人将使用这个新天地,做为居住或采矿等目的。这些球体将不是坚硬的结构,因为它们在动力学上不能存在,但它们将可能是由一群成千上万的松弛的飞行物体,以相同轨道运行而聚合在一体,正如土星的卫星一样。土星的轨道上有数百万的冰与灰尘的漂砾硬片所形成,因之从地球的天文望远镜看来,土星好像是一固体环。狄森球体的距离将与此固体环相似,但它与太阳的比率较广大和深厚些。

这种球体将不会是整体的,因为形成它的物体将循着相同的方向飞行,以避免碰撞的发生。位于中央的太阳将可清楚的看清绕行着的物体。一位旁观的观察者将会发现由于这些球体的遮蔽而使太阳的光线变得很模糊。根据太阳的年龄和质量显示它应该发出白光或黄光,然而它却是发出红外线,这就是星际间的辐射。换言之,大部分的太阳能量已被居住在附近的生命所使用了,只剩下红外线逸出太空中。但是根据更复杂的光学分析显示,若将白光或黄色光从远距离的发射,将因能量的散失而终被误视为红外光谱的。因此狄森劝告天文学家们不要对寻求获得火星人的信息抱太大的希望。人们或许要转而怀疑是否银河系中有红外线源的存在,但这是绝对违反自然解释的。 让我们把火星人告一段落吧!反正以我们目前的科学文明要期望观察到他们或与他们接触是没指望了。让我再继续介绍狄森和他的俄国同事卡达西夫如何完成狄森球或卡达西夫所称的第二类文明的概念。让我们回到最初狄森所提出的人们可以期待到了数千年之后,这种理性的物始种源将可由工业化发展制成,而它们将生存在以地球为母体而环绕在地球四周的球体上。这个定义很明白的说明了一切。假若我们不去争论能否具有发展这种科学技术的极限,那么我们将被迫去把巨大的行星木星拆散以建立狄森球使它环绕太阳。我们有充分的理由说明我们为了扩展生存的空间,为了获得更多的原料以维持工业运转,我们必须这样作。

具有如此科技能力的社会是何种形态的呢?我想知识、财富、功率(动力)将与目前或中古世纪绝然不同。这种社会是如何的不同于目前的社会呢?我想一定不像经济学家花言巧语所形容的一样恐怖。我愿以能量的观点来描述在这种社会中科技活动的概况。一般度量能量均以尔格作单位。我们可以从这个社会每年所耗费的能量来了解社会活动的情形。首先在下面说明的例子就是功量计的简单数学。 所谓一尔格的能量就是使一克的物质运动一公分所需作的功。一只正常大小的甲虫,当它爬楼梯时每上升一阶需耗费一尔格的能量。一个人搭升降梯每升高一阶将耗费一亿尔格的能量。这些动作消耗的能量都很小,为了度量更大的能量,我提出使用十的十二次方或十的十八次方的单位,但是这些单位对天文学来说还是不够用的。让我们采用十的数量级,这种数量级在科学期刊中用以表示任何数目。所谓数量级就是用十的九次方表示10<9的表示法。亦即十的一次方是十,十的二次方是一百,十的三次方是一千,十的四次方是一万等。

数量级表示法对于乘法除法有很多方便的地方;例如两数相乘只要把幂数相加,两数相除只要把幂数相减即可,例如十亿乘十万等于十的九次方乘十的五次方得到十的十四次方,十亿除以十万等于十的四次方。 从能量消耗的观点来说,罗马帝国在全盛时期,包括道路建筑、公共设施(如剧场、竞技扬、教堂、水坝)、舰队活动、部队活动等每年只消耗十的二十四次方尔格的能量。而我们地球目前的科学文明极发达,包括道路、铁路、空运、太空交通工具等每年消耗十的二十九次方尔格(比罗马帝国多十的五次方倍)。更可从其他的例子看出,如一吨的黄色炸药爆炸放出约十的十六次方尔格。农神五号登月火箭需要十的二十二次方尔格的推力才能升入太空中。氢弹爆炸(一千万吨)放出的能量约十的二十三次方尔格,这个数目够罗马人使用一个月。最大的火山爆炸事件于一八八三年在克拉卡陶,曾使三万六千人丧命,三千英里外都听得到爆炸声,所放出的能量只有十的二十五次方尔格,一百倍于一千万吨氢弹的能量。从太阳表面所发出的闪光它能引发地球的磁暴,就是爆发出差不多十的三十一次方尔格的能量。而太阳本身每年产生约二乘十的三十九次方尔格的能量。

何谓技术的成长呢?真正的意义就是技术水准的升高,许多人们不了解它的真正本质;假如他们明了了,或许就不会破口大骂。技术很少直接与污染有关,或与建筑活动率、或科学家、工程师数目或飞行成长数目有关。技术的成长不是很稳定的,而是一大步一大步的。假如有人发展出比以前更低廉的能源时,技术就迈进了一大步。在宇宙中有许多能量存在,但因人们无法使它产生电力,因而有时发展的很缓慢。相同的科学技术突破不可能重复出现,第一次轮形车辆的出现是在公元前数千年之前,对当时发生了重大的影响,改变了整个人口与商业的结构。但是第二次轮形车辆(虽比第一次轮形车辆好)但也不够说是改进而已,虽然它促使我们走上今日极端的文明,但是重要的还是用于第一轮车辆出现的伟大技术突破。

目前我们尚期待两种重要科学技术的研究发展,第一种就是太空梭,它可以使登陆太空的人员物料减少八十%的能量耗费;第二种就是氢融合,它可以消除所有能源缺乏和放射性废料的问题。这两个技术的发展将使我们每年能量的消耗作巨幅的上升。太空梭预计于一九七八年将可正式运转使用,到了那时确信氢融合能可以供给我们所需的能源,到了公元二千年或二千一百年商用电力将全部由氢融合能提供。这两种重大技术的突破将使我们每年消耗的能源增加一百倍至一千倍(十的三十一次方或十的三十二次方尔格)。到了那时我们不但解决了能源匮乏与环境污染的问题,更使我们具有十亿倍罗马帝国的能源潜力。正如何里先生所记载的: 我将愿为这时候的政府、企业家、经济学家效命,这些人认为目前的科学技术已发展到了穷途末路。这条路是将我们的祖先从原始的荒野生活走向今日的文明,将不会有大的突破。但我相信将会与事实完全相反。我们目前和未来文明的差距将会有一百零九之多。这条文明之路才正开始哩!几乎所有的好东西都还没出场呢!

智慧、财富、能量是人类进步的三要素。三者相互影响,相辅为用,相益得彰。目前工业成长率约为每年五%,预计每十四年工业成长率将增加一倍(假定成长率不变)。到了廿一世纪末,训练飞行于火星与金星之间,将变成如飞越大西洋一样的普遍。 或许有些人要反问,我们何以要登陆金星与火星呢?何以必须登陆其他任何星球呢?有谁又有绝对的理由坚持人们必须永久居住于行星上,而反对太空都市呢?我已描述过我们的社会无可避免因为环境的因素而必须移民至月球和金星。地球上所面临的人口拥挤、生存竞争、核子战争,最重要的还是位在太阳轨道上的太空制造工厂的商业需要,预计到了一九九○年将建立第一座飞行都市,它的直径将有数哩之广,能供数万人口永久居住。

我已提过有关设在太空站的太空实验室,在这里太空航行科学家们占去了四分之一的位置,他们在这里几乎舒适的生活如同我们在地球上一样。我说的:几乎舒适。是因为他们已适应了无重量的状态。太空实验室是如此的小以致无法绕一轴旋转,因而必须对居住在这里的人民提供人造的重力,但我们可以想像用两座质量相似的太空实验室取代;它们是用一长三百码的杆连接起来。每一太空航行站都需要重力,因而它们能如同在地球上一样的行走。要解决这个问题很容易;只要航行站在相反的方向同时点燃方向火箭;是时整个系统将开始旋转并产生重力。假设航行站因为错误而点燃的方向火箭时间太短的而重力不适合,那我们可以重新点燃它直到它能产生足够的重力,那不就可以了吗?若所点燃的火箭时间太长了,而使人们感到重量太大了,又将如何解决呢?那我们将在相反的方向点燃火箭直到太空站的重力令人舒适为直。整个系统的重力可无止境的维持着。 我所说约三百码的连接杆。只是为了便于表达失重在太空飞行旅行不是一个问题的概念罢了。要移动太空系统而使它旋转是很容易的。假如要使居民生存的较舒适,则需要由较大的太空站供给这个原始旋转力。麦克唐纳。道格拉斯飞机公司,预定于一九九○年完成第三代商用太空站的研究,这种太空站能容纳四百人。像这样大小的太空站是不需要连接杆的。整个系统将足够大规模的到除了绝对中心外均以自轴旋转而产生重力。即使重力已适合了这个太空系统,也没有任何理由限制它的大小必须容纳四百人的。它的大小可以无限的扩大。它们将变成名符其实的太空都市,纵横数哩,可容纳万人以上。但是为了工业目的,在重力系统的外围周上尽管亦可居住,这都市的绝对中心的失重是无可避免的。还有更壮观舒适的将介绍给大家。假如都市形状像一飞碟,它们是双重或更复杂的旋转使得它总有一边是廿四小时的向着太阳,好比地球有昼夜之分。每隔十二小时飞碟的亮边(向太阳的一边)会自动转至背太阳面。 在月球表面上重力只有地球表面的六分之一,将提供我们一些部分失重的新工业程序。但是微弱的重力并不等无重力,当我们以最进步的真正技术和天文学来探讨月球,它只不过是整个太空工厂和太空都市失重环境中心的一部分(这些太空工厂和太空都市可完成更复杂的失重制造业。)这种制造业将包括几乎无法想像的电子应用的纯晶体,极高强度的光金属,在地球上什至在有人居住的月球,都是危险的核子工程,极高重力下极荒谬的冶金发展。这些条件可用以制造产生一极高速旋转的工业卫星,此卫星的内表面有一极强的离心力。所有这种技术将分布在太阳系里面,而使我们的生存好像在变魔术一样神奇。 飞行都市的居民可以再生产几乎所有他们所需要的东西。它们的一些外表结构不旋转但将永远向着太阳。在透明圆顶屋下有广大的农作区和水植农地。想像有一序列这样的都市,形状像巨大轮子,每个直径达二十哩以上。每一都市都有巨大的停泊凹地,以供商业和都市间的运输活动。每一都市都有比它还小的卫星绕它飞行。其中包括有载人的太空船,以送人和物质到其他都市和星球。太空船将变成重要的交通工具。 另外一种形状的飞行都市,正由普林斯顿物理学家欧尼尔所提出。他提出巨大圆柱形的都市将比碟式都市来得方便和实用的看法。他的概念吸引了许多科学家的兴趣,我将摘要的介绍一下。最大的欧尼尔拄形都市将有二十哩长和五哩宽,能容纳万人以上。这个都市有湖、山坡、森林、牧场等。都市的能量取自太阳能,因而没有污染的发生。在柱形都市外面枢轴上装有一巨形镜子,每天缓慢的升起然后降下,太阳的影像和温度将经过一太阳窗口而射入,作用像地球上的太阳一样。正如欧尼尔自己所注解的: 到了二○七四年,大部分的人类将生存在太空中的移民地,使用那种绝对清洁的能源,有充分的食物和材料货品,能自由旅行并完全脱离政府的管辖。 尽管欧尼尔诗般的美好,但是人们是无法忍受永远居住在一座飞行都市的。在早期只能容纳四百人的太空站生活的环境是很压迫的,大多数的人只有为了旅行才愿意在那里待上数月的。当更大的都市建造时,必须限制附设公园和花园的大小。在这公园中的一花一草、一树一木都生长在巨大的透明圆顶屋下,正如它们生长在地球上一样。 无论如何,地球上城市均受地理缺陷的限制。例如洛杉矶中心位于山脉的凹地,在某种气候的条件下,从汽车所排出的废料将集中到令人无法忍受所程度;又如曼哈顿是纽约市的一个小岛,使大多数的居民都必须居住在压迫的使人失去人性的摩天大楼公寓中。日本的山脉特多,使得工业区都环绕东京发展,因而造成严重的空气污染问题,交通警察值勤时必须带面罩。华盛顿特区是西方世界(指美国)的首都,那里夏天的湿度叫人受不了,在空调机发明之前英国政府称设在那里的大使馆为牢狱。为了突破地理限制,似乎不宜在地球上建筑更大的都市,惟有向星球上另谋发展了。在太空建立许多都市可大小随心所欲。对太空中的旅行可以来回为所欲为,如同今日在地球上旅行一样。所有的工业废料都能被投在太空中的其处容器中,然后再由太阳吞食化为乌有。在太空城市中电力的来源亦仰赖太阳能的供给,在这里没有云层会影响太阳光。在这些城市中最大的不幸就是人们所犯的过错,假如有任何事物破坏的话,除了市长外不会有人会被遣责的。 当这种城市变得更复杂时,没有理由说明它们必需是地球的卫星。事实上,地球上的人将会激烈争论它们是否有必要再成为地球的卫星了。因为它们有许多将遮住太阳的光线。它们可以有自己的绕行轨道。艾立克总结如下:带着它们巨大的工厂和食物生产设备,这个城市能维持太空飞行商队,有自己的原料采取中心,政治上完全独立的城市。 太空城市的建筑即将开始,可能就在未来的二十个世纪,当人类发展出极轻金属做的地球轨道桁梁时,未来十年的技术工业将可发展出极轻的建筑材料。但是到了廿一和廿二世纪时,这种城市将变得无法胜数和极为壮观。不幸的位于月球上的原料工厂将无法供应这么多的原料而出现危机。假若这种太空城市继续成长的话,它们势必被迫去探讨一些较松的物质,幸好这种物质在太阳系中到处都可拿到。在火星和木星轨道之间,距离太阳二百哩的星状面积就是一群很小的行星叫做小行星带。所有的小行星带都因太小而无法保住大气压力。其中最大的一座叫谷女神,直径不大于四百三十哩,质量有地球的百分之一。由于它目前缺乏经济价值,并且到了廿二世纪中科学的兴趣已经对它减低了,它们有许多将被破坏以作为新居民建筑材料之用。在有些情况下,它们将被炸毁,它的硬片将由火箭带往更接近太阳的位置。有一些较大者将直接被挖空而成为一个城市。较小的亦可被挖空作为交通工具。正如苏联火箭先驱者西索可夫斯基曾经预测的我们将有一天能驾驶星球正如今天我们能骑马一样。 到了廿三世纪,接近地球轨道环绕太阳的地方将可发现居住着无数的人民和设无边际的工业装备。以我们目前的眼光来看是漫无边际的,但是对那时的人们来讲,那还是不会满足的。它们的文明水准将达十的三十七次方尔格,比我们今日文明多十亿倍。它们仍将谈论原料缺乏的危机。它们将对环绕太阳的工厂环和城市间巨大的间隔表示非常愤慨。我们可以想像听到它们说:看那空空的地方。新芝加哥市落后太阳一周之久。新伦敦市不再四天后出现。它们之间是怎样呢?有一些不重要的村庄和娱乐场所,它们最大的直径几乎不超过十哩。所有空间都被浪费掉了。它们必须为人类作些事情。但我们能做些什么呢?我们想扩张但我们不能。我们有许多星状的废弃物,我们无法接触行星的内部,因为上面住满了人,人们为生存的地方而大声急呼,企业家和政府却为原料而高声喊叫:我们可以从那里得它呢? 只有一处可以获得它,廿三世纪的人将会妄想到。巨大行星木星距离太阳只有距离星带的两倍远;我们的后代将会寻问:木星在它的轨道上有何经济价值呢?它将具有比已经消失了的星球多三万倍的财富。假如把它分解,人们将数千年过着无忧无虑的生活。廿三世纪的人民,具有十的三十七次方尔格潜能的人民将应着需要和贪婪的眼光对木星虎视耽耽。
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