從撬動地球到太空大炮 “超級工程”美夢能否成真?
2021年02月24日20:46

原標題:從撬動地球到太空大炮 “超級工程”美夢能否成真? 來源:參考消息網

參考消息網2月24日報導 幾個世紀以來,人們一直夢想用機器來改造世界,改變地球表面,甚至重組宇宙。這種“超級工程”,有時也被稱為宏觀工程,都是雄心勃勃的項目,這些項目將重塑地球,或建造與地球大小相同的物體。憑藉人類的創造力和想像力,這些未來的宏大夢想能告訴我們什麼?英國廣播公司網站1月30日發表文章為讀者描繪了未來的畫面,全文摘編如下:

征服宇宙

超級工程的起源可以追溯到古希臘。古希臘科學家阿基米德在很多事情上都很出名,但有一點是他最常自誇的:“給我一個支點,我可以撬動地球!”他想到了杠杆:有一個固定的支點,一個很長力矩比的杠杆可以產生巨大的力。就像奧地利科學家格林伯格的齒輪組的作用一樣,他對這些力學的深刻見解,使人們渴望思考那些遠遠超出實際意義的重大問題。

從那時起,每當一個物理定律被揭示為普遍存在時,下一步自然就是將其擴展並探索理論結果。英國物理學家牛頓發現描述地球引力的定律同時適用於Apple和月球。因此,早在太空旅行成為現實很久之前,他就指出,從原則上講,超級大炮可以按比例放大,以推動衛星進入地球軌道。這個想法後來在法國作家儒勒·凡爾納的科幻小說《從地球到月球》中得到了描述。

在20世紀,美國和其他地方的一些團體曾認真嚐試探索這種大炮是否可行,但這些努力都失敗了,於是牛頓的想法很容易被認為是一個錯誤的預測。但值得注意的是,我們目前的太空運輸模式——火箭,曾經也被認為是不太可能和不切實際的。1920年,《紐約時報》大張旗鼓對太空運輸的幻想者進行了嘲諷,暗示他們連中學生的物理水平都沒有。(1969年,在阿波羅11號宇航員飛向月球的第二天,該報輕鬆地聲明撤銷當年的報導。)

多年來,人們對太空的想像也有了類似的理論飛躍,這讓一些人開始質疑是否可以建造軌道電梯。通過在平衡物上懸掛一根非常結實的電纜,(僅在地球上)有一個真正的太陽能電梯進入太空是完全可能的。通過將航天器拋離纜繩的一端,它們可以用最少的燃料被推進到其他天體上。月球或火星上的電梯看起來更可行,這要歸功於那裡的低重力。

在進一步擴大我們征服宇宙雄心的同時,其他人也在推測未來人類是否可以將火星改造成適合居住的地方,或者在太陽周圍建造一個收集太陽能的“戴森球體”。在很長一段時間內,我們可能想要進行修改,使太陽作為恒星持續的時間更長,使地球軌道更寬,甚至使恒星在星系之間移動。這些預測在今天都是牽強附會的,但數學和物理學並不能排除這些可能性。

提升人類

這種超級工程背後的邏輯是什麼?這不僅僅是因為在紙上扮演上帝很有趣。

在很多情況下,這是“越多越好”的邏輯:獲得農業用地是好事,為什麼不嚐試獲得儘可能多的土地呢?如果能源是有價值的,為何不利用已知的技術,收集到更多的能量呢?它告訴我們一些重要的事情,人類能力的極限在哪裡?以及如果我們真的想要,我們可以獲得多少?其目的不是預測“如何”或“何時”,而更多的是闡明宇宙法則是否真的是最終障礙。它可以幫助我們區分不可能和絕對不可能。

許多超級工程項目,在製造者眼中,都是強烈的理想願景。澤格爾相信亞特蘭蒂斯項目將提供能源、耕地和改善氣候,但也有助於將歐洲和非洲團結在一起。俄羅斯哲學家尼古拉·費奧多羅夫將天氣控製作為他的宇宙論計劃的第一步,以和平塑造人類的未來,太空和永生。關鍵是,為了一個宏偉的目標而共同努力,與其說是為了提升環境,不如說是為了提升人類。

人們很容易對這些夢想一笑置之,認為是不切實際的虛幻主義或技術至上的狂妄自大。然而,地球周圍現在就被一個網絡覆蓋,數據傳輸速度為每秒10的15次方PB(1PB為1024TB——本網注),存儲數據則是以10的18次方EB(1EB為1024PB——本網注)為單位,而你現在可能正在使用(互聯網)。想像有一個比足球場還大的機器,移動的速度比一顆來福槍子彈還快。歐洲的另一台機器(大型強子對撞機)周長27公里,可以將能量轉化為奇異物質。阿基米德或牛頓會怎麼想?

事實上,我們生活在我們幾乎沒有注意到的超級工程中。一些大規模的環境工程幾乎是看不見的。荷蘭以及英國的林肯郡、劍橋郡和諾福克郡的沼澤都是填海造陸得來的。亞馬孫雨林並不像人們曾經認為的那樣原始:它被種植了數千年。東南亞的梯田和現代大都市都是改造成景觀的成果。有時會有宏偉的計劃,但通常是潛移默化的。

再造地球

在地球上,超級工程的夢想也激發了各種藍圖,包括大規模地改變海洋和大氣。

在20世紀20年代及以後,德國建築師赫爾曼·澤格爾的亞特蘭蒂斯項目曾夢想在直布羅陀海峽修建一座水力發電大壩。地中海的海平面將會下降200米,為人們開闢新的居住之地。作為第一個大壩的補充,另一座大壩橫跨達達尼爾海峽,鎖住黑海。意大利西西里島和突尼斯之間也建一座大壩,進一步降低地中海中心水位,拓展蘇伊士運河並將其鎖住,另外將剛果河引入乍得湖附近盆地,並灌溉撒哈拉沙漠。

這個項目的現代版,更像是一個警告,而不是一個提議(目前仍處在仔細分析階段)——即在蘇格蘭、挪威、法國和英格蘭之間的北海築壩,以應對海平面上升。

然而,地球工程學正方興未艾。這涉及人工干預氣候系統,無論是往雲中增加海水使之更白,還是在太空中添加遮光劑,以減少太陽能的輸入;或使用碾碎的橄欖石,種植藻類,或採用泵入地下的方式降低二氧化碳排放。減少二氧化碳排放是可能的,甚至是必要的,但控制太陽能輸入絕對是一個有風險的想法。

放飛夢想

如果我們考慮實際發生的超級工程,東南亞部分地區的梯田、荷蘭的填海造地、美國州際高速公路系統和互聯網——它可以分步驟實現的;有同類經驗可以借鑒;各個子項目可以停止和恢復;即使某部分失靈,系統可以整體運轉良好。它們是可以且有必要維護的。

文學作品中許多個人一意孤行創造宏大但往往脆弱的東西,超級工程則與之截然不同。一些超級工程可能比初初看到的更加模塊化和實用。問題不在於規模,而在於需要什麼樣的協調形式。以前面提到的構建“戴森球體”為例,這似乎很遙遠,但從某種意義上說,我們已經在太陽軌道上放置了衛星。如果我們再持續幾百萬年,就可能會出現“戴森球體”。

我們需要遠見,知道有一天可能會發生什麼(“當然,我們還不能建造太空電梯……但總有一天會有”),並雄心勃勃地思考我們想要走向的大方向——可持續性、空間、繁榮、安全。

狂妄的想法也許最好留在紙上,而不是建立在現實世界里,但我們也可以認識到,在改造世界的方面,如今比人類歷史上任何時候都有更多雄心勃勃的想法。我們可能還沒有改變星球位置的技術,但阿基米德可能會很高興知道我們有更多的杠杆。

 在太陽周圍建造收集太陽能的“戴森球體”(資料圖片)
在太陽周圍建造收集太陽能的“戴森球體”(資料圖片)
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