人类和宇宙的终极命运是

探索太阳系。(图/ESA - P.Carril)

毫无疑问，殖民外太空，在地球之外进行开发、建造栖息地、再永久地定居在那，是人类有史以来将要完成的最伟大任务。它的挑战是无与伦比的。要进入外太空，人类需要空气、水、食物、卫生设施、电力、推进、引导和通讯。若真的要在那里居住，需要的还会更多。

任何有潜力的太空殖民地，都需要能提供地球给予的我们的、已被视为理所当然的一切。地球为我们和我们的食物提供了所需气体的精确混合，并让这些气体维持在不会在我们的组织内沸腾的压力。它提供了基质（土壤），在这个基质上我们既可以种植食物，又能从固体废物中回收营养。它的表面充满了水——这种在生物中起着关键作用的普遍存在的溶剂，并且通过太阳能水循环提供纯天然的尿液蒸馏。有害的电离辐射被上层大气中的臭氧层屏蔽，高能的太阳离子被强大的磁场偏转。当我们需要陪伴时，我们拥有许多可以与之交流的人类同伴；当我们想要独处时，也能拥有只属于自己的空间。

我们已经学会如何在国际空间站回收空气和水（固体废物会被丢弃）。水耕栽培技术让在没有土壤的情况下种植食物成为可能，但我们还没能弄清楚如何以任何规模种植任何种类的作物与植被。可以用来制作成有效辐射屏障的材料往往密度很大，这使得它们即便可以应用于航天器上，但也会既笨拙又昂贵。目前的宇航员要接受极端的心理测试和监控，以减少由于在有限空间内近距离接触时会产生的不可避免的人际摩擦。其中的许多问题都是简单的工程问题；我们需要做的只是把理论上的可能性转化为工作原型就可以了。

而重力所带来的挑战就更加严峻了。或多或少，在太空中生活的每一个困难都可归结于这样一个事实：我们和我们吃的所有食物都已经进化到会以9.81米/秒²的加速度向某个表面均匀加速。如果没有这样一种持续的牵引力，我们的身体就会开始退化。钙会从我们的骨骼中抽离，然后以肾结石的形式沉积在我们的尿道中。肌肉变得虚弱，心脏也是。所以当宇航员返回地球后，他们需要接受数周的肌肉训练治疗，以重获行走能力。在太空中，血液和其他液体会聚集在我们的头部，从而模糊我们的视线，这种损伤有可能是永久性的。通常情况下，优秀的视力是选择宇航员的一个典型标准，而在他们返回时已经需要佩戴眼镜，因为眼睛和视神经都受到损伤而发生变形。总而言之，微重力对我们的健康有害。但这只是短期的。

若要在太空中建立永久的居住点，我们最终需要能够在那里创造新的人类。撇开工程和隐私的问题不谈，能否在微重力环境下进行繁殖或许还是个问题。我们对于微重力对胚胎和胎儿发育的影响知之甚少，儿童的早期发育可能会因此受到严重影响。孕妇会面临哪些新的并发症和风险？我们不知道的还太多太多。

人类的长期栖息地是需要重力的，或者至少需要能模拟重力。旋转的航天器和空间站就能做到这一点，但这样的结构需要非常大，否则飞船上的乘客会觉得自己身在游乐场的旋转飞车。建造这种结构对材料的要求非常高，它的抗拉强度必须是大型悬索桥所需要的。我们在近地轨道上既没有任何铸造厂亦没有矿井，因此我们必须将这些材料从地表发射出去，在它们抵达目的地之后再进行组装。要构建这样一个庞然大物，要么需要花掉一个欧洲小国的GDP（几千亿甚至上万亿），要么在材料科学方面取得某些极端的进步。

假设人类能够克服所有的这些障碍，再假设在外太阳系的一个旋转宇宙飞船中，已经居住了大批太空游民。有的或许去到了木星或土星这类气体巨星系统中，并从这些行星的卫星中提取资源。有的或许去到了小行星带，在那里开采重金属和核燃料。还有的或许试图将火星表面改造成更适宜居住的地方。太阳系中的多数行星的表面重力都比地球低。一旦我们无法再回到地球，就会有足够的动力去适应不同于地球的低重力环境。旋转速度较低的飞船可以用较轻的材料来建造；不受重力影响的身体消耗的热量也会更少。不同的环境可能会激励出不同的变化。根据这些群体的孤立程度，几代人之后，我们或许会看到人类在不同的行星进化成不同的物种。也许在某种程度上，一个木星人和一个火星人可能会因为基因差异太大，而无法繁衍出可存活的后代。

太阳系也注定难逃灭亡的命运

在地球上的海洋消失约40亿年之后，那时更加明亮的太阳将再经历一次变化。太阳核心中的氢将全部聚变成氦，氢与氢之间的核反应将在短时间内停止。太阳核心的核反应以及由核反应产生的热量，是支撑这颗恒星的其余部分抵抗自身重力而不至于坍缩的原因。没有了它们，包层就会开始坍缩并挤压已形成的氦核，直到电子简并压力阻止这一切。氢会在太阳核心之外的区域堆积起来，足以在简并核周围的一层薄壳中开始更多的氢聚变。这时，核心外的温度会激增，所有这些多余的能量会导致包层的膨胀和冷却。此时太阳变大了许多，膨胀成一颗红巨星，它将水星与金星吞没，地球也很可能难以幸免。在接下来的一二十亿年里，太阳将稳定地维持着这种结构。

当我们环顾四周时，所看到的一切似乎都那么永恒。即便山会被侵蚀成峡谷，河流会蜿蜒流转，海岸会随时空变换，板块会漂移，但是山河海陆最终还是在我们的眼前。尽管事实或许与我们的直觉相反，但只要我们将正在进行的过程投射到未来，一个非常清晰的结论就会浮现：我们的星球注定灭亡。

好消息是，这一终极厄运离我们还非常遥远。

然而，眼下人类面临着更为紧迫的生存威胁——一颗巨大的流星、彻底崩坏的生态系统、某场核战争、某种在真正变成威胁地球的重大问题之前人们所意识不到的问题，都更有可能摧毁我们。

即使我们能设法克服人类最有可能面临的自灭亡方式，例如调节了大气中的碳、扩大了食物供应的种类、抵御了外星人的入侵、平息了机器人的暴动等等，现在的任何让地球变得宜居的自然过程，终有一天会带领我们走向终结。

我们的恒星——太阳，是影响地球宜居性的最大因素。

地表的温度范围取决于我们接收到的光的强度。

我们所接收的光谱与地球大气和磁场协同作用，决定了地球上电离辐射的背景水平。

只要地球仍是我们赖以生存的栖息地，我们就完全受太阳的支配。

只要它的光度能大致地保持稳定，我们就能在这里快乐地生存下去。

但不幸的是，太阳正在越变越亮、越变越热。

随着反应速率的增加，太阳闪耀着更加灼热的光芒。

这种变化是缓慢的，以每10亿年约6%~10%的速率变化着，这种程度的变化足以让生命难以在地表上维持、甚至不可能维持。

我们的海洋将于7亿年之后蒸发，还是15亿年之后蒸发，仍是科学界争论的一个问题，但可以肯定地说，当这一切发生时，我们应该不会再想继续待在这里。

所以，我们必须离开地球。

这没什么大事，对吧？我们是人类！我们已经成功将12个人送去过月球！我们能分裂原子！我们能对基因组进行测序，还建立了互联网！我们能做成任何事……对吧?困难重重的太空之旅探索太阳系。

(图/ESA - P.Carril)毫无疑问，殖民外太空，在地球之外进行开发、建造栖息地、再永久地定居在那，是人类有史以来将要完成的最伟大任务。

它的挑战是无与伦比的。

要进入外太空，人类需要空气、水、食物、卫生设施、电力、推进、引导和通讯。

若真的要在那里居住，需要的还会更多。

任何有潜力的太空殖民地，都需要能提供地球给予的我们的、已被视为理所当然的一切。

地球为我们和我们的食物提供了所需气体的精确混合，并让这些气体维持在不会在我们的组织内沸腾的压力。

它提供了基质（土壤），在这个基质上我们既可以种植食物，又能从固体废物中回收营养。

它的表面充满了水——这种在生物中起着关键作用的普遍存在的溶剂，并且通过太阳能水循环提供纯天然的尿液蒸馏。

有害的电离辐射被上层大气中的臭氧层屏蔽，高能的太阳离子被强大的磁场偏转。

当我们需要陪伴时，我们拥有许多可以与之交流的人类同伴；当我们想要独处时，也能拥有只属于自己的空间。

我们已经学会如何在国际空间站回收空气和水（固体废物会被丢弃）。

水耕栽培技术让在没有土壤的情况下种植食物成为可能，但我们还没能弄清楚如何以任何规模种植任何种类的作物与植被。

可以用来制作成有效辐射屏障的材料往往密度很大，这使得它们即便可以应用于航天器上，但也会既笨拙又昂贵。

目前的宇航员要接受极端的心理测试和监控，以减少由于在有限空间内近距离接触时会产生的不可避免的人际摩擦。

其中的许多问题都是简单的工程问题；我们需要做的只是把理论上的可能性转化为工作原型就可以了。

而重力所带来的挑战就更加严峻了。

或多或少，在太空中生活的每一个困难都可归结于这样一个事实：我们和我们吃的所有食物都已经进化到会以9.81米/秒²的加速度向某个表面均匀加速。

如果没有这样一种持续的牵引力，我们的身体就会开始退化。

钙会从我们的骨骼中抽离，然后以肾结石的形式沉积在我们的尿道中。

肌肉变得虚弱，心脏也是。

所以当宇航员返回地球后，他们需要接受数周的肌肉训练治疗，以重获行走能力。

在太空中，血液和其他液体会聚集在我们的头部，从而模糊我们的视线，这种损伤有可能是永久性的。

通常情况下，优秀的视力是选择宇航员的一个典型标准，而在他们返回时已经需要佩戴眼镜，因为眼睛和视神经都受到损伤而发生变形。

总而言之，微重力对我们的健康有害。

若要在太空中建立永久的居住点，我们最终需要能够在那里创造新的人类。

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