《霍金大見解》:我已經向大家示範了,每個人都有能力太空旅行

《霍金大見解》:我已經向大家示範了,每個人都有能力太空旅行
Photo Credit: AP/達志影像
我們想讓你知道的是

在2007年,我很幸運,可以擁有一次零重力的航程,首次親身感受失重的感覺。雖然只有短短的四分鐘,卻讓人感到無比驚奇、回味無窮。真希望我能一直留在那裡,我想,我永遠都不會覺得厭倦。

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文:史蒂芬.霍金(Stephen Hawking)

太空計畫可吸引年輕人投身科學界

各界對太空燃起新興趣,也會提升科學在社會大眾心目中的地位。對科學與科學家的不夠尊重,已經開始出現嚴重後果了。我們所生活的社會,對於科學與技術的依賴愈來愈深,然而願意投身科學的年輕人卻愈來愈少。一套嶄新的、志向遠大的太空計畫,將能鼓舞年輕人,激勵他們投身各個不同的科學學門(並不僅限於天文物理或太空學)。

對我而言,情況正是如此。我一直夢想著可以搭乘太空船。但是多年來,我也一直認為,這只是夢想而已。像我這樣被監禁在地球的一座輪椅上,除了想像力、以及我對理論物理的研究工作之外,我如何能去體驗太空的雄偉與壯麗?我從來沒有想過,我能有機會從太空中,望向我們這顆美麗的行星,以及凝視無盡的蒼穹。那是太空人專屬的特權,只有少數的幸運兒,能有機會去享受太空旅行所獨有的驚奇與激動。

然而,我沒有考慮到的是,某些個人(例如馬斯克)的衝勁與熱情,他們抱持著一項使命,希望能為探索地球以外的世界邁出一步。在2007年,我很幸運,可以擁有一次零重力的航程,首次親身感受失重的感覺。雖然只有短短的四分鐘,卻讓人感到無比驚奇、回味無窮。真希望我能一直留在那裡,我想,我永遠都不會覺得厭倦。

我曾說過,我擔心,人類若不前往太空發展,將不會有未來。這些話已經被大量引用了。我當時是那麼想,現在還是這麼認為。而且我希望,我已經向大家示範了,每個人都有能力從事太空旅行。我相信,在像我這樣的科學家以及一些有創新思想的企業家,一起通力合作之下,必然可以推廣太空旅行所帶來的興奮與驚奇。

前進月球、火星、土衛六

不過,人類可以長期離開地球而生活嗎?根據我們在國際太空站(International Space Station, ISS)的經驗顯示,人類可以離開地球,在太空中生活數月之久。然而,在重力為零的軌道上,還是會引起一些生理上的問題,包括骨骼會變得較為脆弱;也有一些實際的生活小問題,例如液體不會向下流等等。

因此,適合人類長期生活或工作的太空站,還是應該蓋在月球或其他行星上。透過挖掘星球表面,我們可以避免小隕石撞擊與宇宙射線的傷害,也能得到隔熱的好處。對於我們日後所移居的行星或衛星,探採當地的資源,就能讓這些地外社區自給自足,而不需要仰賴地球的供應。

在太陽系中,人類有可能去何處殖民呢?月球,是最顯然的答案。它離我們最近,而且是個相對容易抵達的目標。我們已經登陸過月球,也開著沙丘車四處遊蕩過。不過月球太小了,既沒有大氣層,也不像地球具有磁場,可以偏折太陽發射出來的有害輻射粒子,來保護我們。月球也沒有液態水,雖然據推測,在它南北極的火山口,也許有冰存在【譯注】。月球上的殖民地,可利用這些冰,來做為氧氣的來源。能源則可透過核能或太陽能。月球可做為旅行到太陽系中其他星球的中繼站。

下一個目標,顯然非火星莫屬了。

火星與太陽的距離,是地球距離太陽的一倍半,因此與地球相比,只吸收到一半的熱度。火星曾經有過磁場,但已在四十億年前就衰退了,因而無法保護火星免遭太陽輻射的侵襲。這使得火星失去它大部分的大氣,氣壓約只有地表大氣壓力的百分之一而已。然而在過去,火星必然有較現今大得多的大氣壓力,因為我們可以觀測到徑流渠道與乾涸的湖泊等。在目前的火星表面,不可能有液態水存在,因為在幾近真空的環境下,水很快就會蒸發殆盡。這些跡象表明,火星曾經有過一個溫暖且潮濕的階段,而在那個時期裡,生命可能出現過,無論這個生命是自發性產生的,或是經由宇宙撒種(panspermia,指生命的起源來自宇宙其他地區)。

目前,火星上沒有任何生命跡象。然而,若是我們能發現曾有生命存在過的痕跡,這就能表明,在行星具備合適的條件下,便有發展出生命的可能。當然,我們必須要很小心,不要把它與「地球生命會汙染火星」的議題相混淆。同樣的,如同各國海關的檢疫措施一樣,我們也要非常小心,如果火星上有生命,千萬不要把任何火星生命帶回地球。當然,這個誘惑非常大,但這也有可能把地球上的一切生命消滅乾凈。

從1964年的水手四號(Mariner 4)開始,NASA已經發送了相當數量的太空探測器,前往火星。我們也透過多個軌道探測器,對火星進行了近距離的觀測。最近的一個探測器是火星偵察軌道衛星( Mars Reconnaissance Orbiter,於2005年發射)。這些道探測器向我們展示了火星的高山與峽谷。此外,NASA 也已經讓數個探測器,成功登陸火星表面,最近的成果是精神號(Spirit, MER-A)和機遇號(Opportunity, MER-B)這兩輛火星探測車。它們送回了一處沙漠景觀的照片。和月球一樣,火星可能有水與氧儲存在極地冰區。火星也經歷過火山活動;而火山活動可將許多金屬與礦物質,帶到行星表面,供殖民地使用。

月球與火星是太陽系中,最適宜用來建造殖民地的地方。水星與金星的溫度太高了,而木星與土星則是氣態巨行星,沒有固態的行星表面。火星的眾多衛星,尺寸都太小,不具有任何優勢;而木星與土星的某些衛星,倒是可以考慮。木衛二(Europa)是木星的衛星之一,表面上層是凍結的冰殼,冰殼下可能是液態的海洋,有孕育出生命的可能。我們如何能知道呢?我們是否需要登陸木衛二,在冰殼上鑿個洞看看?

土衛六(Titan)是環繞土星運行的一顆衛星,大小與質量都比我們的月球大,而且具有濃厚的大氣層。美國的NASA與歐洲的ESA(歐洲太空總署)共同合作的卡西尼-惠更斯(Cassini–Huygens)計畫,已成功由卡西尼號土星軌道探測器,發射惠更斯號登陸探測器,登陸了土衛六,送回許多珍貴的土衛六表面照片。不過,由於那裡距離太陽非常遠,所以很冷。我可不會想去住在一個冰凍的甲烷湖旁邊。

譯注:霍金是在2018年3月14日過世,NASA科學家則是在2018年8月20日的《美國國家科學院研究彙刊》上發表論文,證實月球兩極有冰存在。

相關書摘 ▶《霍金大見解》:如果你好奇黑洞裡面長什麼模樣,記得要挑一個大的黑洞

書籍介紹

本文摘錄自《霍金大見解:留給世人的十個大哉問與解答》,天下文化出版
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作者:史蒂芬.霍金(Stephen Hawking)
譯者:蔡坤憲

本書將是你最後一次能讀懂霍金的機會

牛頓給了我們答案,霍金卻給了我們問題。
而且霍金所提出的問題,仍將在往後數十年間,
持續引領出重大的突破與進展……
我們將可歸因於,我們是站在霍金肩膀上的緣故。
——索恩(Kip S. Thorne),2017年諾貝爾物理獎得主

霍金在這本全球矚目的遺作裡,
提出了關於人類文明如何延續的十個大哉問,
並且清晰說出自己的見解:

  • 大哉問之一:上帝存在嗎?
  • 大哉問之二:宇宙是怎麼開始的?
  • 大哉問之三:宇宙中還有其他智慧生命嗎?
  • 大哉問之四:我們能預測未來嗎?
  • 大哉問之五:黑洞裡面是什麼?
  • 大哉問之六:時間旅行有可能嗎?
  • 大哉問之七:我們能在地球上存活下來嗎?
  • 大哉問之八:我們應該殖民太空嗎?
  • 大哉問之九:人工智慧將會比我們聰明嗎?
  • 大哉問之十:我們如何形塑未來?

霍金與漸凍人症搏鬥數十年,
腦袋中除了進行最尖端的物理學思考,
他念茲在茲的,都是我們人類如何繼續蓬勃發展、
如何保護最脆弱的地方、如何保有理性思維、
以及應該如何教育孩子以面對未來。

霍金一生幽默、樂觀奮鬥、永不放棄的精神,
也洋溢在這本遺作《霍金大見解》裡。

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Photo Credit: 天下文化

責任編輯:潘柏翰
核稿編輯:翁世航