鄉村教師 遠航！遠航！

- 劉慈欣

這是借用一篇科幻小說的題目，作者是一名叫法默的美國人，描寫哥倫布乘一艘裝備著無線電的大船，在平麵狀的地球上航行的迷人故事。其實，科幻小說在精神上與大航海時代有密切聯絡，科幻小說家筆下的宇宙航行，就是海洋探險的三維翻版。一艘小小的飛船，像一粒漂浮在太空中的金屬果殼，這是大多數科幻小說中星際航行的情景。

但真實的恒星際航行可能是另一個樣子，在那種航行中，行駛在廣闊海洋上的將不是從利物蒲或鹿特丹駛出的三桅帆船，而很可能是利物蒲或鹿特丹本身。

科幻小說中的宇宙航行大多是以某種超技術為基礎的，即那些能在短時間內跨越光年級的距離的技術，比如超光速和空間躍遷等。目前，無論在理論上還是實驗中，都冇有一個被科學界普遍認可的對超光速可能性的證明，空間躍遷就更不用提了。科學和技術的力量是有目共睹的，但自然規律也有一個底線，不可能我們想要什麼就有什麼。很可能，當公元兩萬年到來的時候，愛因斯坦的相對論仍然有效，光速仍然不可超越，我們最強的動力仍然還是核聚變。但如果那時的人還是人，就一定揚起了恒星際航行的風帆。

那麼，就讓我們想像一下，在以現有的理論為基礎，技術向前邁一兩步的情況下，星際航行可能是什麼樣子。

設想我們能將宇宙飛船的速度再提高二、三百倍（相當不少了！），達到光速的百分之一，那麼我們到達最近的恒星再返回需要一千年，如果飛船從宋朝出發，現在就快回來了。在這樣長的時間裡，像哥倫布那樣帶足淡水和糧食是不太可能的。當然，應該考慮到冬眠這個辦法（這已經不算是超技術了），一艘小飛船載上兩三個人，在冬眠中用五個世紀到達那裡，看一看後再用同樣的時間在冬眠中返回，倒是可以帶足水和乾糧（如果對保鮮要求不高的話）。但這樣的航行隻限於探索，而人類宇宙航行的最終目的與大航海時代一樣，是要在那些遙遠的地方開辟新世界。在那遙遠的星係，可冇有用幾個玻璃珠就能哄騙著為我們乾活兒的土著，要在那裡建立一個新世界，無疑是要去很多人的。即使采用冬眠方式，在到達目的地後這些人也要醒來去開拓新疆域，在把那裡的行星變得人類可以生存之前，他們還是要依靠飛船上的係統生活，而這個階段可能長達幾個世紀。一篇獲本屆星雲獎提名的小說《航程中》（《thebetweendays》）就描述了這樣的困境：一艘載有上百名乘員的宇宙飛船，飛向距太陽四十多光年的一顆恒星，計劃在那裡的行星上開辟一個人類新世界。全部航程需兩個世紀，這期間飛船上的所有人員都處於冬眠狀態。由於一次意外事件，一名乘員在飛船啟航不久就甦醒了，而且無法再次進入冬眠，隻能在飛船上孤獨地渡過自己的下半生。他又活了六十多年，吃掉了飛船上給養相當大的一部分，這些食物貯藏是為這些星際移民到達目的地後準備的，為此，這名孤獨的人在死前留下了一封道謙信。其實，這是冇有這位甦醒者，飛船上的給養又夠這上百人維持多長時間？他們真的能在這麼短的時間裡把那個陌生的行星變得適合人類生存？這些作者並冇有交待。所以，過去海上航船那種自帶糧草的方式，可能隻適合於太陽係內的航行，在恒星際航行中，飛船必須是一個自給自足的生態循環係統。

建造這樣一個封閉的生態係統需要極其複雜精緻的技藝，魯賓遜的《冰柱之迷》的開始對此有生動的描寫：

……它是最精彩的智力遊戲之一，在很多方麵很像象棋……我考慮得越多，越來越多的小問題就越想越嚴重，所有這些問題糾纏在一起，交織成一張巨大的、相互聯絡的因果網……而這一次，人們玩遊戲是為了生存。

事實上，人類已經進行過這樣的嘗試，這就是一九九一年的生物圈二號工程。但那個人工生態係統不到一年時間就玩不轉了，裡麵的科學家不得不走出來，由於過多地呼吸二氧化碳，他們一個個頭暈腦漲，病秧秧的像坐了一年地牢。更有甚者，後來還發現這項實驗有作弊行為。

生物圈二號的失敗有多種原因，其中很重要的一點就是：它不夠大。“……隻有象地球這樣規模的生態係統，這樣氣勢磅簿的生態循環，才能使生命萬代不息。”（選自拙作《流浪地球》），這也就決定了未來的恒星際航行很可能是超大規模的。

提到超大規模宇宙航行，我們首先想到用整個行星做為宇宙飛船。這個想法固然宏偉，但也是最笨拙的一個。因為按照這個方案，絕大部分的推進能量都消耗在加速巨量的幾乎是毫無用處的質量——行星內部的質量上，這些質量的唯一意義就是產生引力，而在薄殼容器狀的飛船中，引力可以用旋轉離心力來代替，即便捷又便宜，即使冇有引力，飛船中的空氣也不會喪失。

第二個方案自然是建造超巨型宇宙飛船。我們可能會想像如上海或紐約那樣大的飛船，但考慮到飛船生態係統所需維持的漫長時間，肯定需要大量的植被和水體，這就意味著飛船可能必須造得更大，像克拉克筆下的拉瑪一樣成為一個小世界。建造這樣的飛船恐怕又需要超技術了。我們知道，對於薄殼結構，體積越大就越脆弱。一個核桃是很結實的，但如果把它的直徑放大十萬倍，即使把殼的厚度也按比例放大，它怕是也難以在地球重力下保持完整。不錯，科學家和工程師們早就在認真地設計同樣龐大的太空城了，但飛船與太空城有一點很重要的不同：前者需要加速，這與那個大核桃需要承受重力是一回事。不管推進力的分佈如何均勻，超巨型飛船總會有相當多的部分產生極其巨大的應力，在可能想像的技術範圍裡，這應力是任何材料都難以承受的。這個方案還犯了一個從事理智的風險事業時最大的忌諱:把所有的雞蛋都放進了一個籃子，一旦遇到什麼不可避免的災難（這在太空中是很正常的），就全完了。

前一陣美國宇航員傑瑞.m.利寧傑出了一本書，描寫作者在和平號空間站上的經曆，這本書是傲慢與偏見的範本，通篇充滿了對俄羅斯宇航事業惡毒的抵毀和醜化，其中有這樣一段記述：當亞特蘭蒂斯號航天與和平號對接後，航天飛機上優良的空氣循環係統改善了和平號上惡劣的空氣環境。這本來不能成為利寧傑貶低和平號的證據，因為和平號畢竟已經在太空獨立運行了很長時間，航天飛機則剛升空幾個小時。但由此受到啟發，想到了超大規模宇宙航行的第三個方案：銀河列車方案。設想一隻龐大的船隊，由數量巨大的常規尺寸的飛船組成，每艘飛船都有自己獨立的生態循環係統和推進係統，可以獨自進行航行。當然，這些飛船上的小生態係統受其規模限製，不可能長期運行。但在航行中，所有的飛船將組合為一個整體，飛船上的生態係統相互貫通，形成一個巨大的可以長期運行的總生態係統，同時，每一艘飛船都可以快速脫離組合體而成為獨立的飛船，並可與其它飛船隨意組合成新的大小不同的組合體。這樣一旦遇到災難，也隻能傷及組合體的一小部分。特彆值得一提的是，這種結構在星際戰爭中極為有利。這很像想像中的銀河列車，區彆在於每節車箱都可做車頭，並且它也不是長條狀，更有可能是球狀或環狀的。對於超遠程超長時間的世代航行，我們可以設想出一個“全息原則”，使得每艘個體飛船都能夠在相當長的時間內承載所有的乘員，這就使安全係數達到最大。這樣的組合體有可能達到一個行星的體積，但由於其蜂巢狀的結構，質量要小得多。這種組合體的內部冇有超巨型飛船那樣廣闊的空間，而是像一個龐大的迷宮。這些小生態係統如何相連，這無數個體飛船上的推進係統如何聯合發揮作用，都是很複雜也很有魅力的技術課題，但從現有的技術方向看出去，這是最有可能實現的超大規模宇宙航行方案。

以上的宇宙航行之所以被稱為超大規模，還有一個時間上的含義。這些巨大的飛船，可能要用上萬年時間到達第一個恒星，而找到適合開發的帶有行星的恒星，可能要幾十萬甚至上百萬年，這可能完全改變宇宙航行的概念。對於地球來說，一次宇宙航行已經不是一個有始有終的過程，而成為漫長曆史中始終存在的一個背景，那艘在太空深處跋涉的飛船，已經和它出發的世界本身一樣成為永久的存在，成為人類在宇宙中的一個永遠離去著的寄托。從飛船上說，經過漫長的歲月，宇航者們在與地球完全不同的環境中，可能沿著一條完全不同的方向進化。與一些科幻小說中的描寫不同，地球不可能被完全遺忘，但在幾百代人後，永恒的漂泊可能被認為是文明的一種最正常的狀態，即使到達了一個能夠生存的星係，他們也不會停下來，遠航將成為星艦文明的終極目標。每當到達一個世界，他們就會利用那裡的資源對船隊進行修補和擴建，最後，這隻船隊可能達到令人難以想像的規模。

說到這裡，我們有了超大規模宇宙航行的第四個方案：雪球方案。以上的三種方案都要消耗出發的世界中的巨量資源，對於那些一去不回的孩子，地球是否願意付出那麼多還是個疑問。但我們可以先建造一艘中等規模的飛船，使其中的生態係統可以維持到到達第一個較近的恒星，然後用那個星係的資源對船隊進行補充和擴建，這個宇宙雪球就這樣一站一站地滾下去，最終形成一個巨大的航行世界……。打住吧，這又太科幻了些，今天我們隻談最有可能實現的科幻。

最絢麗的夢是那些有可能成為現實的夢，科幻之夢就是這樣，儘管它的想像隻有萬分之一的可能變為現實，但比起魔幻的萬分之零來還是無窮大。據現代物理學和生物學的推測，我們人類在宇宙中出現的機率可隻有幾億分之一，但我們還是出現了，並且把許多看似飄渺的夢幻變成了現實。

並且，我們上麵的夢想，實現的可能性遠大於萬分之一，它們所需技術的理論基礎已經具備，剩下的隻是力氣活兒而已。

“如果說那個原始人對宇宙的幾分鐘凝視是看到了一顆寶石，其後你們所謂的整個人類文明，不過是彎腰去拾它罷了。”（選自《朝聞道》）-