在电影《星际穿越》中，地球面临灾难，人类不得不派宇航员去太空探索宜居星球，寻找人类未来的栖息之地；在电影《流浪地球》中，人类更是带着地球去流浪，在太空中寻找家园。现实中，这样的探索和寻找一直都存在。
近日，硅谷“钢铁侠”埃隆·马斯克的SpaceX公司在美国得克萨斯州对未来飞船StarHopper成功进行了首次自由悬浮测试，距离实现载人前往火星的计划又近了一步。这再次引发人们对于火星之旅的讨论和幻想。
作为世界顶级物理学家、科学畅销书作者和超弦理论专家，加来道雄在其出版的新书《人类的未来》中，为我们提供了一幅人类从定居火星到星际旅行的未来全景图。在这里，我们将看到“移民火星、星际旅行、永生以及人类在地球之外的命运”距离我们并不遥远。
在《星际穿越》中，布兰德教授用一句诗向即将出发的宇航员道别：Do not go gentle into that good night（不要温和地走进那个良夜）。浩瀚的宇宙充满未知，甚至风险，但人类对它的好奇和向往却从未退却。
今天的文章是《人类的未来》的部分摘录，请尽情体验一下人类的未来。
人类的未来
加来道雄/ 著
中信出版社 2019年7月
在火星上定居听起来也许像科幻小说里那样浪漫，但是真实情况令人畏惧。在这颗星球上定居的一个策略是利用现有的东西，比如冰。因为火星是冰冻的固体，你所需要做的就是向下挖几英尺直到碰到了永久冻土层。然后就可以开采冰，融化它，净化成饮用水，或者提取呼吸用的氧气和取暖用的氢，以及火箭的燃料。
为了抵御辐射和沙尘暴，殖民者们也许需要深挖岩石层来建立地下防护所。（因为火星的大气层非常稀薄，而且磁场也非常弱，来自太空的辐射不会像在地球上那样被吸收或折射，因此这是一个实际的问题。）或者比较有利的是在火山附近的巨大熔岩洞里建立第一个火星基地，就像我们讨论在月球上所做的。考虑到在火星上火山非常多，很可能这种熔岩洞也是大量存在。
火星上的一天和地球上的一天差不多。火星相对于太阳的倾斜也和地球的一样。但是定居者们需要适应火星的引力，它大约只有地球引力的40%。并且像在月球上一样，他们将必须进行严格的训练来避免肌肉萎缩和骨质流失。他们还要一直与严冷天气斗争，避免被冻死。火星上的温度很少超过水的冰点，在太阳落山后，有可能降到摄氏-127度或华氏-197度，因此任何能源故障或断电都会带来生命危险。
即使我们能在2030年发射第一次载人任务，但因为这些障碍，也许我们要到2050或更遥远的时候才能组织起足够的设备和供给来在那个星球上建立永久的前哨站。为了防止肌肉退化，锻炼是至关重要的，因此火星上的宇航员将必须参与严格的运动。在那里他们将会非常高兴地发现，他们拥有超人的能力。
但是这也意味着运动场将要完全重新设计。因为火星上的引力只比地球引力的三分之一多一点，原则上人们在火星上可以跳三倍高。人们在火星上还可以把球扔得三倍远，因此篮球场、棒球场，还有足球场都必须加大。
此外，火星上的大气压大约是地球的1%，这意味着棒球和足球的空气动力学会彻底地被改变。主要的复杂之处在于精确的控制球路。在地球上，有些运动员收入上百万，就因为他们能不可思议地控制球的运动，这需要多年的练习。这项技术与他们操控球自转的能力有关。
当一个球在空气中运动时，会在其航迹里产生湍流，微小的漩涡流引起球的轻微转向和减速。（对一个棒球来说，这些漩涡流是通过球的边缘产生的，这决定了它的自转。对于高尔夫球，是由其表面的凹槽产生的，对足球，是由于其表面上小块足球皮的连接产生的。）
橄榄球选手在投球的时候会让其在空气里快速旋转。自转减弱了橄榄球表面的漩涡流，这样它就能更准确地切割开空气，而且不会晃动，飞得更远。此外，快速的自转使它就像一个小的陀螺仪，稳定地指向一个方向，这使橄榄球在运动时保持正确的轨迹而使其更容易被接到。
利用空气流动的物理规律，还可以证明许多在投掷棒球时的神奇现象是真的。一连好几代，都有棒球投手声称他们可以投出不旋转球和曲球，这样他们就可以控制球路，这看起来和常识相违背。
慢镜头却显示这是真的。如果一个棒球被投出而只有最小的自转（比如不旋转球），湍流达到最大，而球的轨迹就变得不定。如果一个棒球飞快地自转，那么棒球一侧的气压可能大于另一侧的气压，球将会以某种特定的方式转向。
所有这些意味着，对地球上的世界级运动员来说，火星上的低气压可能导致他们失去控制球的能力，因此一群全新的火星运动员可能取代他们的位置。地球上某项运动的大师到了火星上可能什么都不是。
如果把奥林匹克运动会里的项目做个列表，我们会看到，每一项都必须考虑火星上引力和气压的减小，这没有例外。事实上，一个新的火星奥林匹克可能会出现，包括那些在地球上从物理上看行不通甚至根本不存在的激烈运动。
火星上的条件还可能促进其他一些运动的艺术性和优雅性。例如，一名花样滑冰运动员在地球的空气中只能转四周。还没有人能完成一次空中转体五周跳。这是因为跳起的高度是由起跳时的速度和引力的强度决定的。在火星上，花样滑冰运动员将能跃起三倍的高度并完成令人赞叹的跳跃和转体动作，这都是因为引力和气压变小。地球上的体操运动员可以在空中表演非凡的旋转翻腾，由于他们的肌肉力量超过了他们身体的重量。但是在火星上，他们的力量将会极大地超过他们变轻的体重，可以让他们在空中表演从未有过的旋转翻腾。一旦我们的宇航员们成功地克服了在火星上生存的生死挑战，他们就能欣赏一下这颗红色星球带来的美学享受。
因为这颗星球的弱引力、稀薄大气，还有缺乏液体水，相比于受地球约束的山峰，火星上的山脉真的能达到宏伟的规模。火星的奥林匹斯山是太阳系内已知的最大火山。它比珠穆朗玛峰高和宽大约2.5倍。如果将它移到北美洲，它将会从纽约一直延伸到加拿大的蒙特利尔。弱引力也意味着登山运动员们即使背上很重的背包也不是什么负担，而且还能够有惊人的忍耐力，像月球上的宇航员。
挨着奥林匹斯山有三座小一点的火山排成一条直线。这些小一点的火山的存在和位置暗示了在火星上有古代的地壳活动。在地球上的夏威夷岛链是个有用的例子。在太平洋之下有个稳定的岩浆池，随着地壳板块在岩浆池上运动，来自岩浆的压力定期地穿过地壳喷出来，形成了最后的夏威夷岛链。但是火星上的板块运动似乎在很久以前就停止了，这是这颗行星内核已经冷却的证据。
火星最大的峡谷，水手号峡谷，大概也是太阳系里最大的峡谷。它是如此巨大，如果移到北美洲，它将从纽约一直延伸到洛杉矶。对科罗拉多大峡谷感到赞叹的远足者们将会对这个外星的峡谷网络大吃一惊。但是与大峡谷不同，在水手号峡谷谷底并没有一条河流。最新的理论认为这个超过三千英里的峡谷是两块古代板块的衔接处，就像圣安德烈斯断层。
这颗红色星球的两个巨大的极地冰盖将是一处主要的旅游胜地。它们包含两种类型的冰而且与地球上的那些成分不同。一种类型的冰盖由水冰冻而成。这些是一种永久的固定地貌并且经过许多火星年的时间也保持大致不变。另一种是干冰组成，或者说冰冻的二氧化碳，它们随着季节膨胀或收缩。在夏天，干冰蒸发消失，只留下由水组成的冰盖。结果就是，极地的冰盖将会随着时间变化。
地球的表面一直不断变化，火星的基本地形在过去的几十亿年里却没有怎么改变。结果就是，火星的特征在地球上没有相似的对应体，包括上千个在很久以前形成的巨大陨石坑遗迹。地球也曾经有过巨大的陨石坑，但是水的侵蚀抹去它们的许多痕迹。此外，地球的大部分表面由于板块活动每几百万年就循环一次，因此古代的陨石坑全都转变成新的地貌了。然而看着火星，就如同注视着一片时间冻结的景色。
从许多方面讲，我们实际上了解火星表面要多于地球的表面。地球表面的四分之三是被海洋覆盖，而火星没有海洋。火星轨道探测器能给它表面的每一寸拍摄照片，给我们传回它地形的详细图像。火星上冰、雪、尘埃和沙丘的组合产生了各种各样新奇的地质构造，那是在地球上没有的。穿越火星表面将是一名背包客的梦想。
把火星建成一个旅游景点的一个显著障碍可能就是尘卷风。它十分常见，而且几乎每天都可以看到它在沙漠中纵横交错。它们可能比珠穆朗玛峰还要高，使地球上只能升入天空几百英尺的沙丘相形见绌。还有极其凶猛、席卷整个星球的沙尘暴，它们能把整个火星裹在沙尘中数个星期。但是由于这颗星球上的低气压，它们不会造成太多破坏。对宇航员来说，每小时几百英里的风速感觉就像每小时10英里的微风。它们可能是把尘埃吹进宇航服、机械和车辆里的讨厌鬼，造成故障或失灵，但是不会造成建筑物或大结构的倒塌。
因为空气非常稀薄，飞机在火星上飞行需要比在地球上大得多的机翼。一架太阳能动力的飞机需要巨大的表面，而且过于昂贵，无法用于娱乐目的。我们很可能无法看到游客们像飞越大峡谷那样飞越火星的峡谷，但是在火星低温和低气压的环境下，气球和软式飞艇可能是一种可行的运输方式。它们可以在比轨道探测器低很多的高度上探索火星地貌，而且可以覆盖表面很大的范围。将来某天，气球和软式飞艇的舰队也许会成为那里地质奇观上的一个常见景象。互动送好礼
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