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飛船派VS地球派
“嗨,飛船派和地球派又打起來了!”
我對這事不感興趣,他們已經打了四個世紀了。但我還是到外麵看了看,在那打成一團的幾個男孩中,一眼就看出了挑起事的是阿東。他爸爸是個頑固的飛船派,因參加一次反聯合政府的暴動,現在還被關在監獄裏。有其父必有其子。
幾名粗壯的船員好不容易才拉開架,阿東鼻子血糊糊的,振臂高呼:“把地球派扔到海裏去!”
“我也是地球派,也要扔到海裏去?”小星老師問。
“地球派都扔到海裏去!”阿東毫不示弱,現在,在全世界飛船派情緒又呈上升趨勢,所以他們又狂起來了。
“為什麽這麽恨我們?”小星老師問。
其他幾個飛船派小子接著喊了起來:“我們不和地球派傻瓜在地球上等死!”
“我們要坐飛船走!飛船萬歲!”……
小星老師按了一下手腕上的全息顯示器,我們麵前的空中立刻顯示出一幅全息圖像,孩子們的注意力立刻被它吸引過去,暫時安靜下來。
那是一個晶瑩透明的密封玻璃球,直徑大約有10厘米,球裏有三分之二充滿了水,水中有一隻小蝦、一小枝珊瑚和一些綠色的藻類植物,小蝦在水中悠然地遊動著。小星老師說:“這是阿東的一件自然課的設計作業,小球中除了這幾樣東西,還有一些看不見的細菌,它們在密封的玻璃球中相互依賴、相互作用。小蝦以海藻為食,從水中攝取氧氣,然後排出含有機物質的糞便和二氧化碳廢氣,細菌將這些東西分解成無機物質和二氧化碳,然後海藻利用了這些無機物質與人造陽光進行光合作用,製造營養物質,進行生長和繁殖,同時放出氧氣供小蝦呼吸。這樣的生態循環應該能使玻璃球中的生物在隻有陽光供應的情況下生生不息。”
“這是我見過的最好的課程設計,我知道,這裏麵凝聚了阿東和所有飛船派孩子的夢想,這就是你們夢中飛船的縮影啊!阿東告訴我,他嚴格按照計算機中的數學模型,對球中每一樣生物進行了基因設計,使他們的新陳代謝正好達到平衡。他堅信,球中的生命世界會長期存在下去,直到小蝦壽命的終點。老師們都很鍾愛這件作業,我們把它放到所要求強度的人造陽光下,也堅信阿東的預測,默默地祝福他創造的這個小小的世界。但現在,時間隻過去了十幾天……”
小星老師從隨身帶來的一個小箱子中小心翼翼地拿出了那個玻璃球,死去的小蝦漂浮在水麵上,水已混濁不堪,腐爛的藻類植物已失去了綠色,變成一團沒有生命的毛狀物覆蓋在珊瑚上。
“這個小世界死了。孩子們,誰能說出為什麽?”小星老師把那個死亡的世界舉到孩子們麵前。
“它太小了!”
“說得對,太小了,小的生態係統,不管多麽精確,是經不起時間的風浪的。飛船派們想象中的飛船也一樣。”
“我們的飛船可以造得像上海或紐約那麽大。”阿東說,聲音比剛才低了許多。
“是的,按人類目前的技術也隻能造這麽大,同地球相比,這樣的生態係統還是太小了,太小了。”
“我們會找到新的行星。”
“這連你們自己也不相信。半人馬座沒有行星,最近的有行星的恒星在八百五十光年以外,目前人類能建造的最快的飛船也隻能達到光速的百分之零點五,這樣就需十七萬年時間才能到那兒,飛船規模的生態係統連這十分之一的時間都維持不了。孩子們,隻有像地球這樣規模的生態係統,這樣氣勢磅礴的生態循環,才能使生命萬代不息!人類在宇宙間離開了地球,就像嬰兒在沙漠裏離開了母親!”
“可……老師,我們來不及的,地球來不及的,它還來不及加速到足夠快,航行到足夠遠,太陽就爆炸了!”
“時間是夠的,要相信聯合政府!這我說了多少遍,如果你們還不相信,我們就退一萬步說:人類將自豪地去死,因為我們盡了最大的努力!”
1.關於“逃跑姿勢”的爭論
太陽即將爆炸,人類毫無辦法。既然逃跑已成定局,剩下的問題就是選擇一個帥氣的姿勢。這個選擇把大人和孩子們的世界分裂成了敵對的兩派。小說中並沒有提到地球派是如何戰勝飛船派的,但是,即使地球已經成功裝上了發動機並開動了幾百年,爭論和衝突也並沒有停下來。飛船派覺得傳統姿勢最靠譜,人類開飛船的技術可比開地球的成熟多了,畢竟各式各樣的飛行器已經開了幾百年,而開地球還是頭一遭。地球派認為飛船的生態係統太小了,比起開地球,全軍覆沒的風險更大。
那麽,什麽是生態係統,生態係統多大才夠大呢?
2.什麽是生態係統?
生態係統既然是“係統”,那就至少應該包含兩個或者兩個以上的要素,如果隻有一個,一定不是係統。所以,生態係統裏麵都有什麽呢?
和其他係統不一樣的是,生態係統首先必須要有生物。此外,還要包括生物所處的環境。自然界一定的空間內,生物和其周圍的環境構成了一個整體,這個整體就是生態係統。生物需要從周圍的環境中汲取物質和能量維持自身的生存,在這個過程中,它們會把吸收的轉化為其他物質或能量釋放到環境中去,死後的軀體也會回歸到環境中,進入下一個循環。生物與環境互相影響,彼此交聯,物質、能量在其中循環流動起來。有了這兩樣,就構成了一個除外部能量輸入以外,其他完全可以自給自足的生態係統。所以,“生物”和“環境”是生態係統可以運轉的必不可少的兩個要素。
除了兩個要素,生態係統一般還會包括三種不同的角色:生產者、分解者和消費者。在生態係統這個每時每刻都忙忙碌碌的工廠裏,這些角色就像不同的崗位,承擔著不同的任務。
生產者主要是一些植物或者細菌,在生態工廠裏,我們可以叫它們“吃能量的人”。它們有一個共同的特點,就是可以直接吸收環境中的能量來維持生命,比如綠色植物、光合細菌等,隻要有陽光照射,再加上水等一些基本的原料,它們就可以通過光合作用來合成有機物,給自身的機體供能。所以它們又叫作“自養生物”。在自力更生的同時,它們還可以向環境釋放氧氣等物質,為其他成員提供生活必需品。生產者是生態工廠中唯一可以直接利用和轉換能量的人,這個特異功能讓其成為整個工廠中唯一不會被開除的人。
分解者主要是一些細菌和真菌,我們可以叫它們“吃腐物的人”。它們不嫌髒不嫌臭,以屍體、糞便等各種沒有生命的有機物質為主要食物,吃進去後把它們分解成水、二氧化碳等清潔的原料,提供給生產者循環利用。所以,分解者在生態工廠中的位置是非常重要的“垃圾回收處理崗”,如果沒有它們,在一個封閉的生態係統中,原材料用完了,花花草草們就得停工了。除了微生物,屎殼郎、蚯蚓等一些吃腐物的動物也是分解者。所以,如果路上碰到了它們,請記得愛護我們的環衛工人喔!
此外,還有一些坐享其成的家夥——消費者。是的,說的就是我們——“吃別人的人”。“我們”不僅僅是指人類,還包括幾乎所有的動物和一部分微生物。一般有兩種吃法:一種是把其他動植物抓來直接吃,幹脆利落;另一種是寄生在別人的身體上偷偷吃,慢慢吃。這個崗位還分級別呢!一般來說,吃花花草草的是初級消費者,吃肉的是次級消費者,以此類推,還有三級消費者、四級消費者……總的來說,你吃的東西級別越高,你的級別就越高。
那麽,一個生態工廠,有生產者和分解者就可以開工了,要消費者這種不勞而獲的人有什麽用呢?
其實,消費者的作用也不小,它們可以通過“消費”這種高效的方式,加快生態工廠中資源的循環,維持員工數量和工廠規模的穩定,是生態工廠運行的“加速器”和“穩定器”。同時,還能幫生產者們傳遞信息和促進繁榮,比如鳥兒吃水果、小蜜蜂采花蜜等,都可以幫助植物繁殖。另外,消費者們的身體和代謝產物也可以為生產者和分解者們提供養料……可以說,消費者是維持工廠高效、平穩運作非常重要的崗位了。
生態工廠可大可小,太陽係可以算是一個恒星係級別的超級生態工廠,小說裏的玻璃球也是一個小小的生態工廠。生態工廠就是生命的培養皿,離開了它,沒有任何生物能夠獨立存在。所以,想要逃離太陽係進行星際移民,就得帶上我們自己的生態係統。
3.“開飛船”還是“開地球”?
毫無疑問,開地球當然要帥得多。飛機、火箭、飛船和各種造型的星際戰艦,乃至外星人的星際艦隊,我們都見過不少了(電影裏的也算),但是你聽說過外星人開著星球過來的嗎?所以,在《流浪地球》裏,開地球首先是打造一個名場麵的需要。那麽,實際上,到底是開地球靠譜還是開飛船靠譜呢?
首先,這取決於人類的科技水平,也就是利用和改造自然的能力達到了什麽程度。蘇聯的天文學家尼古拉·卡爾達舍夫以這個能力為標準,將宇宙文明粗略劃分為三個等級:
第一級是行星級文明,行星級文明可以完全利用和控製自己所在星球的全部資源,是該星球至高無上的絕對主宰。隻要他們願意,可以隨意變化星球上的土地、天氣,甚至具備毀滅周邊一些行星的能力。以此類推,第二級宇宙文明是恒星級文明,第三級是星係級文明。文明級別之間的差異比人類和草履蟲之間的差異還要大得多,進化到下一級文明需要非常漫長的時間以及運氣。要知道,地球這樣一個適合孕育生命的“天選之地”,用了約46億年的時間才進化出0.75級的“類行星”級文明。
以人類現在的文明等級,地球是肯定沒法開的,開飛船也不可行,因為現在的我們連一個像樣的閉環生態係統都造不出來,除了躺平,大概就隻能建造一些像“旅行者”一樣的小型星際飛行器,作為保存人類文明火種的“諾亞方舟”,發射出去碰碰運氣了。
而到了小說設定的那個時代,人類可以用岩石作為行星發動機的燃料,說明已經掌握了重物質可控核聚變技術。目前普遍認為,可控核聚變技術是行星級文明的標誌之一,重元素可控核聚變又比輕元素可控核聚變難上不知多少倍。所以,小說裏的地球文明等級應該至少已經達到了行星級文明1.0以上。在這個級別,理論上開地球是可以的,建造比巨型城市還大的飛船和長期穩定的人工生態係統應該也不是難事,畢竟這個時候,人類已經是行星級別的可以呼風喚雨的物種了。所以,開飛船和開地球,應該都是可以考慮的方案。在這種情況下,你覺得是開飛船還是開地球更靠譜呢?
開飛船的好處,第一是技術熟練,實現難度小。幾百年的飛行器設計、製造和使用經驗讓人類在選擇飛船的時候更有底氣。第二是比起地球來,飛船規模小得多,控製更加靈活機動,要是遇上小行星來襲、超新星爆發等突**況,要打要跑都方便得多。飛船最大的問題是比起地球來說還是太小,不能一次帶走地球上所有的人。讓剩下的人毫無希望地留在地球上等死,是非常難以做出的決定。此外,宇宙中,一個行星級文明在跨恒星係飛行的旅途中飛行會遇到什麽是難以預料的,飛行器越小,旅途中抗風險的能力就越小。即使按計劃順利到達,目的地有沒有行星可以降落也未可知。如果有,行星是否適合生物生存,會不會有原住民拿著光劍嚴陣以待等,都是可能要麵對的問題。
而開地球的方案是以“拯救全人類”為目標的,將地球整個生態係統(雖然可能已經千瘡百孔)打包帶走,包裏裝著比飛船豐富無數倍的原生態資源,乘客安全感滿滿,不容易抑鬱,還不用在千萬個恒星中去翻找那一點模糊的行星,操心該星球對人類的界麵是否友好,能不能改造。此外,比起飛船來,地球這個龐然大物對抗撞擊、輻射等風險的能力也強了許多,利用自身的重量,旅途中順手牽羊“偷”個小行星當燃料什麽的也挺方便。
但是,“帶球跑”的性價比太低了,人類生存所需要的生態係統,即使算上地下城和岩石開采的需要,也隻有地球表麵那薄薄的一層。為了帶走這一層,耗費巨量的人力、物力去推動整個地球進行星際航行是非常不劃算的。而且,地球太大了,開起來,姿態和航向控製、切入新的恒星軌道等操作都比開飛船難得多,地殼能不能承受發動機啟動、變向時產生的巨大推力也是需要考慮的問題。並且,如果人類能夠有較大的把握將地球連同全人類一起開到另外一個恒星係的既定軌道上,那麽這樣的技術用來開飛船豈不是更加簡單?
小說外,地球派和飛船派的討論還在繼續。也許這個問題的各種細節,隻有等到人類的認知和科技水平不斷提升才能逐漸明朗。在這之前,如果力所能及,雙管齊下或許是最安全的方案。
4.地球上最小的生態係統
目前,地球上已知最小的閉環生態係統,隻有生產者和它所處的環境。科學家們在位於南非的一座金礦的地麵下,發現了一種非常奇怪的細菌,同時也可能是地球上最古老的生物——Desulforudis audaxviator。我們就叫它小D吧。小D生活在地下3公裏完全見不到陽光的地方。它的食物,是我們前麵提到過的同樣非常奇怪的物質——鈾。準確地說,並不是鈾,而是含鈾的岩石所產生的放射能量。利用這些能量,小D就能夠從周圍的空氣中獲取它所需要的營養物質,並將水分解為氫和氧。這樣的話,隻要抱緊岩石的大腿,它就可以快樂地繁衍下去,甚至連分解者都不需要。
我們知道,鈾元素幾十億年才衰減一半,壽命比太陽還長,幾乎可以算是無窮無盡的能源了。如果小D家族坐著它們小小的岩石去星際旅行,能創造多長的宇宙航行紀錄還真是一件非常值得期待的事情呢。