嘉賓:2006年諾貝爾物理學獎獲得者、伯克利加州大學物理學教授George Smoot

以下是發言實錄:

謝謝,很高興來參加這個會議。今天下午我會有機會給大家介紹更多的細節。那今天上午我想用15分鐘時間,給大家介紹太空探索中的挑戰和機會,我們說挑戰是巨大的,但是機會也是巨大的。我們在講挑戰的時候也要苦中作樂,當然這個問題的嚴肅程度是不會因為我開玩笑而減少的。

這裏我列舉了好多很現實的挑戰,首先引力是一個很重要的挑戰,離開地球就像跟人離婚一樣困難,你要跟很多東西去割舍。所以無論是逃脫地球的引力還是逃脫一個婚姻,它都像是扔下一個包袱一樣,這裏面有很多的阻力。為了逃離地球的引力,我們要達到這個引力的速率。要超過3500米每秒的速度,這樣才能到達外太空。但一開始的速度非常的慢,如果達到人類的最高速度,我們到月球要幾周,雖然月球離我們非常近,但是按人類的速度也要幾周。如果要去火星的話要很多個月,所以速度慢是個問題。另外外面是個”地雷戰”,我們打個比方,我們在外太空研究方面有所進展,但是太空裏面充滿了各種垃圾,大部分的垃圾來自於三個國家,我們拍張照片,太空內的殘骸。哪些國家呢?中國,中國要對太空垃圾負1/3的責任,俄羅斯負責1/3的責任,美國過去有很多太空垃圾,然後意識到垃圾是個問題,開始減少了向太空發送垃圾。中國不是因為送了很多的衛星,而是來自於反太空測試、反衛星測試,你在做反衛星測試實驗的時候,就會把一些垃圾送到太空,所以主要是這三個國家,在發展的不同階段造成了太空現在的垃圾。

我們看地球周期,這些是比較大的殘骸,在近月軌道上有一些衛星,包括退役的衛星,還有一些高軌道的。還有地球同步軌道上的一些衛星,也在圍繞地球旋轉,這就使你在升空的時候很難避免大的殘骸,剛才講到引力已經是大的拖累了。曾經有一次美國的一個空間站,它的損害是因為一系列的連鎖反應,現在世界上的國家已經意識到我們要減少對於太空垃圾的制造,然後要想辦法來清掃地球周圍的這層垃圾。那從實際操作角度來說,我們要解決這個問題,不然後另外從經濟效益角度來說也是必須開展的行動。

另外,我們在太空裏面是沒有定位系統的,沒有GPS的,地球上有GPS是因為你發射了衛星,但是太空沒有導航系統,除非你說你已經到了外太空了,這是我們現在的挑戰,這些挑戰都是非常實際的,雖然我用開玩笑的口吻講,因為這樣有助於大家記住和容忍這個問題,但是它們的嚴肅程度不容打折扣。當我們進了外空之後又有新的挑戰,比如你到了新的星球想硬著陸嗎?這是不行的,火星是有引力的,你不可能讓宇航員和飛行器硬著陸,要解決著陸的問題。還有你到別的星系,花了那麽多的時間,要想去的話飛行速度一定要非常快,不解決著陸的問題是不行的。第二,你不能拿著如山多的鋁礦石跟你出發,比如你到外面去殖民其他的星球,不能把所有的給氧都帶在身上,你只能帶一些非常必要的東西,但不可能帶上一切的東西,我們需要利用當地的資源,所以這也是巨大的問題,我們目前的技術還不夠成熟,不允許我們少帶幾樣東西去外太空殖民。

還有第三個,我們需要別的輔助,像人類發展之初我們需要狗跟牲畜,但是到了其他星球我們需要交新的朋友,可能就是機器人,我們拭目以待。

第四個問題,我們進入太空的手段很少,我們目前還沒有引擎,不可能讓我們以足夠快的速度到更遠的地方,所以這是個很難的挑戰。目前,我們人造的最快的飛行器,讓我們到第二個臨近的星系也要超過兩萬年。也就是說,能不能把要跨星系傳輸,甚至到我們比較臨近的星空,從短期來看都是很難實現的。有多少人願意做誌願者,在飛向外太空目的地的過程中死亡的?我覺得最好還是把人的受精卵凍起來,然後請機器人保姆看著它,等飛到外星球差不多了再讓它變成人,這裏面有很多嚴肅的挑戰,這都是一些長期的挑戰,但是我們說太空還是存在它的機會的。

我再講講挑戰,還有更嚴肅和更嚴重的挑戰,太空不適合人類生存,太空寒冷、空曠、致命,很多人會在探索過程中死亡,比如有些殘骸的碰撞,即使你避免了這個問題還可能罹患癌癥,主要是太空的輻射導致的疾病。還有一個問題,就是除非你創造人造引力,那麽在零引力的環境下人會變成一團爛泥,因為我們人的身體是適用於一個引力的環境,那麽如果在失去引力的情況下人會變成一團爛泥。我們還有光合作用、新陳代謝的作用,除非我們把人變成一部分機器人。而且說實話火星上也沒有超市,你到了火星上生活必需品都要自己帶,否則就要在火星上自己生產,在別的星球上生產是很難的。在零引力的情況下種植是很困難的,到目前為止只有一次成功的,在國際空間站在零引力上的情況下種植出了蔬菜,我們現在種植蔬菜是非常困難的。所以我們要解決這個很切實的農業的問題。

此外,太空之旅是飛向瘋狂之旅,唯一的解決之道,目前人們人為的辦法就是醫生的做法,比如說有人生病了,然後把人體的溫度降低,這樣的話身體不會進一步的惡化。那同理,前面我們講了把人的受精卵冷凍,然後在時機到的時候變成人。這裏講的是人的低溫,除非降到低溫,否則人體會受到各種傷害。我不想給大家潑太多的冷水,我只是說在探索太空的過程中人類還是有很多的挑戰,盡管如此人類還是付出了很多的努力。

舉個例子,這個目前我認為是進展最大的一項項目,我講三點。

(詳見PPT)這個叫做火星殖民項目,這是出於文化理由。俄羅斯人一直喜歡火星,俄羅斯人跟美國合作,要最終飛向火星,這是個長期的項目。在未來的十年,兩個國家將在近月軌道開展一些小的空間站,就是先到月球,然後在月球軌道上空間站,作為一個階段性的目標,最終的目標是飛向火星和火星著陸。美國和中國都對火星有興趣,但是最近剛有一個成功的火星項目,居然是印度做到的,這讓世界為之震驚,因為印度的成本太低了,而且第一次就成功了,印度是世界上目前唯一一個第一次向火星發射飛行器,並著陸的。過去人民嘗試了25次,但是人民成功的程度不一樣,你看印度的成本多低。我們的太空探索活動非常簡單,印度人的成本非常低,甚至像我們可以拍過影片《月球任務》,它的制作成本是印度成功的把飛行器發到火星表面的兩倍,日本、歐洲、美國也到了月球,但是成果非常高,制作好萊塢大片的成本都比印度發射飛行器到火星的項目高很多。火星探索是一個長遠的眼光,代表了長遠的需要,因為人最終是希望可以在月球和火星上建立基地。

什麽是對的?空間資產可以加強我們在地球上的活動,有了空間資產可以增強我們在地球上開展的活動的效率和效果,提高我們在地球上活動的成本有效性。探索殖民和開發星系系統是一個長期的項目,最終我們將到達月球跟火星。另外,相比木星也是我們將來感興趣的開發星球,但是無論是月球還是火星是沒有超市,還有這是符合科學探索的需要的。在金星和木星也將是未來探索的需要,但是我們如果想做的話它就需要做長期的投入,而且我們到了太空它可以提高我們的可見度,這是地球大氣層。為什麽我們要太空探索呢?比如說像短波,X光、紫外線,我們可以通過發射衛星來解決,紅外線和波譜中間的這部分。現在我們還有哈勃望遠鏡和其他外太空的望遠鏡,這樣就沒有了大氣層的幹擾,一般我們對太空的觀測都是在地面上實現,它受到地球大氣層幹擾。第一,我們服務地球的需要。第二從長期來說我們有開發殖民和開發離我們近的星球的需要,第三個就是科學探索的需要。我們需要了解未來,需要開展科學探索。

再來介紹一下機會,我們來看2017年全球的衛星行業的收入,最規模是3480億美金,比娛樂業低一點,跟化妝品行業的收入差不多,就是從經濟價值來說,經濟活動量來說的。但是比其他的一些產業,比如說航空業的收入還是高的。所以,空間行業已經成為國民經濟中一個重要的行業。那具體來講,它有電信、地球觀測、科學等等的細分。我們所有人都用GPS,都用這種通訊衛星。這是每天生活所必需的,但是還有新的應用很快會到來,我想有一個領域對中國來說將非常重要,跟其他地方是一樣重要的,就是跟第一張照片有關的,這是海洋,中國叫做藍海經濟。人類對於海洋的依賴和開發越來越加速,那麽我們知道海洋的運輸業,海洋的漁業都非常的重要,但是我們想未來比如說醫藥行業的生物材料,其他的礦物,都將使得人類更多的去海洋尋找機會。

為了取得成功,我們將通過空間資產來控制溝通、通訊,你想現在把這種浮標弄到海洋上去鋪設通訊線纜太麻煩,我們不如利用發射衛星來解決通訊的需要,很快你們也會看到有自動駕駛的車輛,自動駕駛的卡車,其實在開礦業裏面已經有自動駕駛的卡車了,那麽在自動駕駛方面,還有就是自動駕駛的船只和潛艇,會有很多自動駕駛的。也就是說你的船員會坐在那裏,但是真正的操控是由機器自動完成的,這個船是自動駕駛在海洋上的,也聽不到那麽多海盜和天氣不好的問題。這樣的話,當然你的貨物還是在船上的,但是你不把船員放在船上,但是船員遠程的觀控這個船。今天實際上已經有很多這樣的船只已經部分自動化了,以後它的自動化的程度會提高,我想以後船只上可以沒有人了。這個領域它需要衛星的連接,通訊,還有軟件的質量,還有信息安全的要求會越來越高。我們可以預測未來的增長速度,我只是說這個領域很值得關註。尤其是沿海國家,將做大量的投資來開發海洋,投資於空間資產,或者是購買空間資產。舉個例子,沿海地區是歐洲2.5億人的生存之地,世界上80%的人口住在近海的地區,這就是為什麽說氣候變化對人類的影響很大,這也意味著沿海的巨大的城市將會加強對海洋的開發利用。

歐洲的估算,未來幾十年會在與沿海海洋開發有關的就業崗位的創造到500萬到6000萬,這是我們近海的風電的狀態。這種海洋的開發利用活動也需要我們去開發太空,因為想更好的利用海洋也需要我們開發更多的空間資產,擁有更多的空間資產,包括帶寬等等。

我們說說綠色經濟的投資。投資將包括從空間進行海洋的這些資產的管理,也就是說我們展望未來的20年,這個行業對我們整個星球的重要性會越來越大。突然現在海洋業對我們的經濟來說已經很重要了,但未來會更重要。

我的時間差不多了,我暫停一下。一會兒討論的時候還可以更多的介紹。 

 

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