談地球以外的世界

1、29/29第六章 地球以外的世界那個(gè)倒扣的碗我們稱為天空；被扣在底下的我們生生死死。奧馬開楊（波斯詩人和天文學(xué)家）地球僅僅是世界的專門小一部分，世界的其余部分對(duì)我們的以后來講是重要的。從能量，原料，和進(jìn)展空間方面來講，太空幾乎意味著全部。在過去，空間成就規(guī)律性地推動(dòng)著工程項(xiàng)目；在今后，開放的太空前沿將擴(kuò)展人類的世界。AI和納米技術(shù)的進(jìn)步將扮演至關(guān)重要的角色。專門長(zhǎng)時(shí)期以來人們把空間看作邊界。我們的祖先把夜空看作黑色的圓屋頂，上面有微弱的火花，顯示著神靈的啟發(fā)。他們不能想象空間旅行，因?yàn)樗鼈兩踔敛幻靼淄馓盏拇嬖?。我們現(xiàn)在明白太空是存在的，然而只有專門少人明白它的價(jià)值。這沒什么驚奇的。我們的思想

2、和文化在那個(gè)星球上進(jìn)化，我們才剛剛開始探究那個(gè)天空以外的邊界。僅僅在那個(gè)世紀(jì)一些夢(mèng)想設(shè)計(jì)家如Hermann Oberth和Robert Goddard才展示了能夠抵達(dá)太空的火箭。他們對(duì)此充滿自信是因?yàn)樗麄兞私怅P(guān)于燃料，發(fā)動(dòng)機(jī)，燃料箱，和結(jié)構(gòu)的足夠的知識(shí)，能夠設(shè)計(jì)多級(jí)火箭。然而，在1921年紐約時(shí)報(bào)的編輯還在駁斥Goddard關(guān)于能夠在太空飛行的火箭的講法，認(rèn)為沒有空氣的反作用力火箭是不可能飛的，直到1956年英國(guó)皇家天文學(xué)家還講“空間旅行完全是胡扯”。這些只能講明編輯們和天文學(xué)家們是關(guān)于太空硬件的錯(cuò)誤的詢問對(duì)象。在1957年，蘇聯(lián)人造衛(wèi)星就開始圍繞地球了，然后1961年尤里加加林進(jìn)入太空，19

3、69年，全世界都看見月球上有了人類的腳印。我們?yōu)闊o知付出了代價(jià)，因?yàn)樘占夹g(shù)的先鋒們?nèi)狈υ诠娭衅占八麄冇^點(diǎn)的手段，他們不得不一遍又一遍地解釋差不多概念（是的，火箭能夠在真空里工作是的，它們能到達(dá)軌道），忙于為太空飛行的差不多觀點(diǎn)辯護(hù)，他們幾乎沒有時(shí)刻探討結(jié)果。因而，當(dāng)蘇聯(lián)人造地球衛(wèi)星震驚世界并羞辱美國(guó)后，人們還毫無預(yù)備：還沒有進(jìn)行充分廣泛的討論以形成太空戰(zhàn)略。一些先驅(qū)者們明白該做什么：建筑一個(gè)空間站和可重復(fù)使用的太空船，然后飛到月球或其他小行星以獵取資源。然而興奮的政治家們發(fā)出的叫嚷專門快淹沒了這一提議，美國(guó)政治家們叫嚷著要一個(gè)大的，容易理解的目標(biāo)。因此有了阿波羅打算，把一個(gè)美國(guó)公民送到最近

4、的一個(gè)星球并插上一面旗子。阿波羅打算繞開了空間站和航天飛機(jī)，代之以用巨大的火箭一步就到達(dá)月球。打算是光榮的，它給了科學(xué)家們一些信息，也帶來了先進(jìn)技術(shù)的巨大回報(bào)然而從本質(zhì)上來講，它是個(gè)空洞的噱頭。納稅人這么講，國(guó)會(huì)議員也這么講，同時(shí)空間項(xiàng)目也因此而萎縮了。在阿波羅打算期間，古老的夢(mèng)想在公眾頭腦中晃動(dòng)，它們是簡(jiǎn)單的，浪漫的，在其他星球上定居的夢(mèng)想。行星探測(cè)器打破了人們關(guān)于金星表面由森林覆蓋的想象，實(shí)際上它是個(gè)充滿高壓有毒氣體的大烤箱；它們也擦掉了地球上的天文學(xué)家畫出的關(guān)于火星的景象，擦掉了運(yùn)河和火星人，代之以隕石坑，峽谷和干燥的塵土；金星朝向太陽的一面布滿含汞的被烘烤的巖石，火星朝星星的一面布滿碎

5、石和冰。行星世界充滿了死亡和致命，查找新地球的夢(mèng)想被推到了遙遠(yuǎn)的星球。太空大概是個(gè)死亡的盡頭。新的空間項(xiàng)目新的空間項(xiàng)目正從舊的廢墟中升起。新一代的太空鼓吹者，工程師，和企業(yè)家現(xiàn)在把太空變成一個(gè)從開始就應(yīng)該看到的前沿一個(gè)能夠開發(fā)和使用的地點(diǎn)，而不是空洞的政治姿態(tài)。他們自信能成功因?yàn)榭臻g開發(fā)不需要任何科學(xué)和技術(shù)上的突破。事實(shí)上，我們制服太空用的是20年前的技術(shù)通過幸免嘩眾取寵的飛行，我們能夠從中獲益?？臻g活動(dòng)不必是昂貴的?？紤]一下今天入軌的高昂代價(jià)每千克要數(shù)千美元。這價(jià)鈔票是從哪里來的？從一個(gè)觀看火箭發(fā)射的人來看，他會(huì)被被火箭的怒吼所震撼并敬畏于猛烈的火焰，答案大概是明顯的：火箭消耗的燃料可能會(huì)值

6、一座造幣廠。即使定期航班也幾乎要花費(fèi)一半的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用在燃料上?；鸺c客機(jī)相似由鋁制造并充滿了發(fā)動(dòng)機(jī)，操縱系統(tǒng)，線路但燃料在發(fā)射（起飛）前幾乎占滿了所有的質(zhì)量，因此，你可能會(huì)認(rèn)為燃料花費(fèi)也占據(jù)了火箭運(yùn)行費(fèi)用的一半，然而這種看法是錯(cuò)誤的，在登月行動(dòng)中，把火箭送到軌道的燃料總花費(fèi)少于100萬美元入軌費(fèi)用為幾美元/千克，只占總花費(fèi)的專門小的百分比。甚至今天，燃料在宇宙飛行總花費(fèi)中仍然是一個(gè)能夠忽略的部分。那么什么緣故太空飛行的花費(fèi)比天空飛行多這么多呢？部分來講，是因?yàn)樘沾皇强繑?shù)量堆起來的，這使得制造商只能售出專門少量的部件來補(bǔ)足研發(fā)費(fèi)用，同時(shí)只能手工制作，因此成本專門高；另外，絕大部分太空船在用過一

7、次后就被丟棄了，即使航天飛機(jī)一年也只能飛幾次成本不能被分?jǐn)傇诙啻物w行中，像飛機(jī)那樣；最后，發(fā)射場(chǎng)的費(fèi)用也只能分?jǐn)傇诿吭聰?shù)次的發(fā)射中，而飛機(jī)場(chǎng)的費(fèi)用能夠分?jǐn)傇跀?shù)千次起降中。所有這些使得每次太空飛行都昂貴得可怕。但波音公司為世界上大多數(shù)人帶來廉價(jià)的噴氣旅行的人們的研究表明，一隊(duì)可重復(fù)使用的航天飛機(jī)，像噴氣航班那樣飛行和維護(hù)的話，將使太空飛行的費(fèi)用降到1/50或更少。關(guān)鍵不在新技術(shù)上，而在于規(guī)模經(jīng)濟(jì)和治理方式的改變。太空提供了巨大的工業(yè)機(jī)會(huì)，在太空軌道上的觀測(cè)和通信衛(wèi)星的好處人人都明白。今后的通訊衛(wèi)星將有足夠的功率和地面的手持站通訊，提供最終的移動(dòng)電話服務(wù)。差不多有公司開始利用零重力環(huán)境來進(jìn)行周密分

8、離處理，制造改進(jìn)的藥物，還有的公司嘗試生長(zhǎng)更好的電子晶體。在組裝機(jī)接管材料生產(chǎn)之前，工程師將使用太空環(huán)境來擴(kuò)展體積技術(shù)的能力。太空工業(yè)將為發(fā)射服務(wù)提供一個(gè)增長(zhǎng)的市場(chǎng)，從而降低發(fā)射費(fèi)用，而發(fā)射費(fèi)用的降低，又刺激了太空工業(yè)的增長(zhǎng)，最后火箭入軌運(yùn)輸將變得經(jīng)濟(jì)起來。太空打算者和企業(yè)家差不多把目光放到地球以外的整個(gè)太陽系的資源上去了。在深層空間，火箭運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用迅速增長(zhǎng)因?yàn)榛鸺仨殠ё阃苿?dòng)自己所需的大量燃料。燒燃料的火箭和中國(guó)煙花一樣古老，比星條棋古老得多。它們的進(jìn)化有其自然緣故：小型，威力大，軍事上專門有用，它們能夠穿過空氣并抵抗強(qiáng)大的重力?？臻g工程師不管如何樣是了解變化選擇的。在無摩擦的真空中飛行是不

9、需要巨大的反沖力的。專門小的動(dòng)力能夠緩慢地穩(wěn)定地推動(dòng)飛船達(dá)到專門高的速度，因?yàn)槟芰渴怯匈|(zhì)量的，陽光能夠通過推動(dòng)一個(gè)薄鏡面一個(gè)太陽帆來提供如此的力。太陽引力也提供了另一種方法。光壓力和引力能夠把飛船送到太陽系的任何地點(diǎn)并返回。只有太陽近處的熱量和行星大氣將限制旅行，迫使飛船在航行中避開它們。NASA曾經(jīng)研究過用火箭攜帶太陽帆到太空，然而為了抵抗發(fā)射時(shí)的壓力和折疊伸展就要做的相當(dāng)重和結(jié)實(shí)。以后，工程師能夠用一個(gè)低質(zhì)量的張緊結(jié)構(gòu)制作薄金屬鏡面來實(shí)現(xiàn)太空航行。最終能夠?qū)崿F(xiàn)“光航行”，高級(jí)不的太陽系航行。通過一年的加速，光航行將達(dá)到每秒100千米的速度，把現(xiàn)今最快的火箭遠(yuǎn)遠(yuǎn)地丟在后面。假如你能想象一個(gè)由

10、石墨纖維繩組成的網(wǎng)絡(luò)，寬數(shù)公里呈蛛網(wǎng)狀，空隙象足球場(chǎng)那么大，那么你就能夠想象光帆的結(jié)構(gòu)了，然后你再想象空隙由象肥皂泡那么薄的鋁箔制成的反射板填滿，你就能夠看出它的模樣了：專門多反射板緊挨在一起形成一個(gè)巨大的馬賽克圖案一樣的鏡子?，F(xiàn)在想象一對(duì)物資吊在網(wǎng)上象傘兵掛在降落傘上一樣，引力使傘張開變平，那你就幾乎能把握它了。假如用體積技術(shù)來制造光帆，我們必須學(xué)會(huì)在太空制造，它們的巨大的反射器太精巧而不能承受發(fā)射和反折疊。我們將搭建腳手架結(jié)構(gòu)，制造類似薄膠片的反射器，并在太空使用遙控機(jī)械手。而空間打算者們差不多在為其它空間應(yīng)用而掌控建筑，制造和機(jī)器人了。假如我們?cè)诳臻g開發(fā)的早期建筑太陽帆的話，我們就能夠鍛

11、煉這些技能而不用發(fā)射專門多原料上去。盡管專門大，腳手架（和制造帆的原料）將可由一到兩架航天飛機(jī)送到軌道上去。一個(gè)造帆裝置能夠廉價(jià)地生產(chǎn)帆。而帆一旦被建成，能夠被廉價(jià)地使用：它們只有專門少的運(yùn)動(dòng)部件，專門小的質(zhì)量，和零燃料消耗。它們?cè)谕庑?，功能，和運(yùn)行消耗方面與火箭都完全不同。計(jì)算表明，花費(fèi)可能相差一千倍，絕對(duì)有利于光帆。今天絕大部分人把太陽系的其它部分看作巨大的和不可接近的，它確實(shí)專門大，像地球一樣，要用幾個(gè)月的時(shí)刻來環(huán)航。它看起來不可接近，然而這不是因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)而是因?yàn)榛鸺\(yùn)輸?shù)幕ㄙM(fèi)巨大。光帆能夠打破成本障礙，開啟通向太陽系之門。光帆能夠使其它行星變得容易接近，但這不能使行星們變的更有用：它們

12、將依舊一片死亡沙漠。行星重力將阻礙光帆往返于它們的表面，也將成為在行星表面采礦的阻力。假如需要的話旋轉(zhuǎn)空間站能夠模擬重力，然而行星地面站卻不能擺脫掉它。更糟的是，行星大氣層擋住了太陽能，布滿著灰塵，腐蝕金屬，加熱冷藏箱，冷卻加熱器，搞壞一切。即使沒有大氣的月球也在旋轉(zhuǎn)，有一半時(shí)刻沒有陽光，同時(shí)有足夠的重力使光帆掉落地面。光帆是快的和不疲乏的，然而不夠強(qiáng)壯。太空的偉大的和持久的價(jià)值在于它的質(zhì)量，能量和空間。行星占據(jù)空間和阻擋能量，它們的原料也難于采集，而小行星卻是浮動(dòng)的原料基地，軌跡穿越整個(gè)太陽系。一些穿過地球軌道，一些甚至撞擊過地球，留下隕石坑。開采小行星大概是可行的。我們可能需要用怒吼的火箭

13、把東西送入太空，然而隕星證明一般巖石也能夠象航天飛機(jī)那樣從太空返回，物體在下落時(shí)不必非得燃燒起來，把從小行星上開采的原料打包送到位于鹽堿地上的降落點(diǎn)將會(huì)花費(fèi)不多。即便是小行星從人的角度來看也是專門大的：它們有幾十億噸的資源。一些小行星上含有水和其它物質(zhì)象油頁巖等。一些含有一般巖石，一些上面的金屬含有地球表面稀有的元素，和專門早就沉入地下形成地球金屬核心的元素：這種隕石鋼是高強(qiáng)度高硬度的合金，由鐵，鎳，鈷和數(shù)量可觀的白金和黃金構(gòu)成。一千米寬的如此一大塊原料（還有專門多專門多）包含的貴重金屬值數(shù)萬億美元，其中含有的鈷和鎳能夠支持地球上的工業(yè)專門多年。太陽使空間充滿了易收集的能量，一平方千米的薄金屬

14、反射鏡能夠收集十億瓦太陽能，且不受云和夜晚的阻礙。在沒有氣候的太空，專門薄的收集器將象水壩那樣持久發(fā)電。由于太陽每毫秒發(fā)出的能量和人類一年使用的能量差不多，因此能源危機(jī)將可不能專門快到來。最后，太空也提供了居住的空間。人們?cè)?jīng)想象行星移民，半球形的都市出現(xiàn)在行星上，慢慢把死氣沉沉的行星變成類地星球，通過數(shù)年的星際旅行就能夠到達(dá)。然而行星是無生命的，通常提供的是錯(cuò)誤的重力，大氣層，一天的長(zhǎng)度和距離。自由空間提供了一個(gè)更好的建筑場(chǎng)地。普林斯頓大學(xué)的Gerard ONeill教授帶來的那個(gè)觀點(diǎn)吸引了公眾的注意力，關(guān)心恢復(fù)在阿波羅打算之后公眾對(duì)太空的興趣。他講明了一般結(jié)構(gòu)的材料鋼和玻璃能夠用來在太空建

15、筑環(huán)形都市，周長(zhǎng)數(shù)公里。在此設(shè)計(jì)中，腳下的泥土愛護(hù)居民不被宇宙輻射損害，就像地球上的居民被頭頂上的大氣層愛護(hù)一樣，旋轉(zhuǎn)提供了一個(gè)相等于地球上的重力加速度。寬敞的鏡子和窗戶使內(nèi)部充滿了陽光。加上土壤，溪流，植被，和想象，這處地點(diǎn)將和地球上最適合人居住的山谷相媲美。僅僅使用小行星上的資源，我們就能夠建筑上千個(gè)新地球。配合現(xiàn)有技術(shù)，我們能夠打開太空邊界。前景是令人振奮的。它為我們顯示了一條顯而易見的路能夠繞過陸地對(duì)增長(zhǎng)的限制，減輕我們對(duì)以后的恐慌?？臻g邊界的允諾能夠激起人類的希望一個(gè)必須的資源，假如我們要面對(duì)其它問題的話。太空與先進(jìn)技術(shù)通過使用現(xiàn)有技術(shù)，我們的確能夠開放空間邊界然而我們不能通過目前的

16、空間活動(dòng)預(yù)見以后，人類文明需要數(shù)十年的功夫才能在空間穩(wěn)固下來。在此之前，技術(shù)的突破將開啟新的途徑。今日，工程師團(tuán)隊(duì)通常用五到十年的時(shí)刻開發(fā)新的空間系統(tǒng)，花費(fèi)數(shù)千萬到數(shù)十億美元。這些工程工期長(zhǎng)花費(fèi)大使得進(jìn)展痛苦地緩慢。在不遠(yuǎn)的今后，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)將向自動(dòng)工程系統(tǒng)進(jìn)化。它們能夠使工程時(shí)刻和花費(fèi)減少以至大幅度下降，計(jì)算機(jī)操縱制造系統(tǒng)將還能全面地減少花費(fèi)。自動(dòng)設(shè)計(jì)和制造將使空間系統(tǒng)開發(fā)成十倍地加快和廉價(jià)。我們?cè)谔盏倪M(jìn)步將飛速進(jìn)展。到那時(shí)，當(dāng)太空移民者們回頭看我們現(xiàn)在的空間項(xiàng)目時(shí)，會(huì)可不能把它看作太空進(jìn)步的關(guān)鍵呢？可能可不能，他們將會(huì)看到后幾年中的技術(shù)進(jìn)步比過去幾十年的成就還要多，他們能夠?qū)ｉT好地

17、結(jié)論，即AI和機(jī)器人在太空進(jìn)展中的作用比整個(gè)NASA的工程師團(tuán)隊(duì)起的作用還要大。組裝機(jī)的突破和自動(dòng)工程系統(tǒng)將一起帶來的進(jìn)步會(huì)使我們現(xiàn)在的空間項(xiàng)目顯得專門滑稽。在第四章，我描述了自復(fù)制組裝機(jī)如何樣建筑一臺(tái)輕的，強(qiáng)大的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)而只用專門少的人工關(guān)心。使用類似的方法，我們將建筑整個(gè)的高性價(jià)比的宇宙飛船。同樣重量的情況下，鉆石基結(jié)構(gòu)的材料比現(xiàn)有太空鋁合金強(qiáng)度高約50倍（硬度搞14倍）；用這種材料制成的飛船將比現(xiàn)今的飛船輕90%，一旦進(jìn)入太空，飛船就展開太陽能收集器，然后用收集來的能量供應(yīng)組裝機(jī)和分解機(jī)，它們將在飛行過程中改造自己以適應(yīng)環(huán)境或它們的乘客的奇想。今天，空間旅行是個(gè)挑戰(zhàn)，改日，它會(huì)變得容易

18、和廉價(jià)。由于納米技術(shù)讓自己能夠制造更小的東西，考慮一下最小的載人飛船：太空服。因?yàn)楸黄仁褂玫蛷?qiáng)度，重的，被動(dòng)的材料，工程師現(xiàn)在造的太空服臃腫笨拙?？匆谎巯冗M(jìn)的太空服將講明一些納米技術(shù)的能力。想象你在一個(gè)空間站上，空間站旋轉(zhuǎn)以模擬地球重力。你接到一個(gè)命令，給你一套太空服讓你嘗試出去：確實(shí)是那個(gè)掛在墻上的，灰色的，像橡膠制成的有透明頭盔的東西。你摘下它，掂掂重量，打開，然后從前面的開縫鉆到里面去。這件太空服感受比最軟的橡膠還要軟，但內(nèi)表面專門光滑，專門容易就鉆到里面去然后手指輕輕一觸開縫就合上了。它提供了一層緊身的覆蓋物就像薄的皮手套套在手上一樣，沿著手向上逐漸加厚，在軀干部位變的和手一樣厚；在肩

19、膀后面，幾乎不引人注意，有一個(gè)小背包。在頭的周圍，是幾乎看不見的頭盔；脖子下面的太空服內(nèi)表面輕輕地，均勻地貼在皮膚上專門快就感受不到了。你站起來走了幾圈，體驗(yàn)一下，掂起腳尖跳了跳，感受不到額外的重量；你彎腰下蹲，感受不到一點(diǎn)約束或起皺或壓迫的地點(diǎn)。當(dāng)你摩擦手指頭時(shí)的感受就看起來沒有包裹物一樣只是看起來皮膚厚了一點(diǎn)。在你呼吸的時(shí)候，感受空氣潔凈而新奇。實(shí)際上，你一點(diǎn)都感受不到你穿著太空服。更厲害的是，當(dāng)你步入太空的時(shí)候感受同樣的舒服。太空服能做到這一切靠的是一個(gè)有復(fù)雜活性的結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)幾乎和活性生物組織一樣復(fù)雜。一層一毫米厚的手套層含有一千個(gè)內(nèi)有納米機(jī)械和納米電路的一微米厚的薄層。一塊手指尖大小

20、的面積上含有上十億臺(tái)納米計(jì)算機(jī)，同時(shí)還有99.9%的空間留給其它部件。特不是，留出了活性結(jié)構(gòu)的空間，太空服材料的中間層有一個(gè)由鉆石纖維通過三維編織成的結(jié)構(gòu)專門象人造肌肉，能夠推和拉。這種纖維占據(jù)了大部分空間使得太空服材料象鋼一樣結(jié)實(shí)。通過微電子馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)和納米計(jì)算機(jī)的操縱，太空服具有了柔順的力能夠任意伸展，收縮和彎曲。你早先感到太空服專門柔軟，是因?yàn)樗痪幊虨槿彳?。它在真空中也一樣能保持住形狀，因?yàn)樗凶銐虻膹?qiáng)度保證它可不能像氣球那樣鼓起來；同樣的，它也一樣能支撐自己的重量并適合你的動(dòng)作，快速，平滑，使你感受不到阻力。這也是你幾乎感受不到它的緣故之一。你的手指感受看起來是光著的是因?yàn)槟愀惺艿降?/p>

21、材質(zhì)，材質(zhì)表面有壓力傳感器，內(nèi)襯有活性結(jié)構(gòu)：手套感受到你手指所接觸地點(diǎn)的形狀和那兒的壓力分布并把同樣的質(zhì)地感受傳給你的手指；它也能反轉(zhuǎn)此過程，把你手指的壓力分布傳到外界，因此手套看起來不在那兒，而你的手指感受是裸露的。太空服具有鋼的強(qiáng)度和類似于你肌體的彈性。假如你重置太空服設(shè)置，太空服將接著適合你的運(yùn)動(dòng)，然而有些不同，不僅傳導(dǎo)你的力，還把力放大十倍，同時(shí)把外界作用的力減弱為十分之一。你現(xiàn)在能夠和大猩猩進(jìn)行摔跤競(jìng)賽了。你呼吸的清新空氣也不驚奇，在背包里裝有空氣和其他消耗品。在不處的陽光里呆幾天，你的空氣也可不能用光：像植物一樣，太空服汲取日光和你呼出的二氧化碳，生產(chǎn)新奇氧氣。像植物（或整個(gè)生態(tài)系

22、統(tǒng)）一樣，它把廢物分解成簡(jiǎn)單分子并把它們重組成新的，有益的食物。事實(shí)上，這種太空服能夠在太陽系內(nèi)的任何地點(diǎn)都保證你的舒適，呼吸和供應(yīng)。而且，這太空服是耐用的。它能夠容忍大量的納米機(jī)器失效，因?yàn)樗懈嗟奶嫜a(bǔ)隊(duì)員。在活性纖維之間有足夠的空間讓組裝機(jī)和分解機(jī)拆裝和修補(bǔ)損壞的裝置。太空服能夠用跟損耗同樣的速度來修復(fù)自己。在可能的限制之內(nèi)，太空服還能夠有專門多其它的特性。一塊針尖大小的材料上就能夠儲(chǔ)存我們所有的出版物的文字，并顯示在一塊折疊屏幕上，同樣大小的一塊上能夠儲(chǔ)存比所有我們制造過的東西還多的藍(lán)圖的“種子”，和預(yù)備制造它們的可復(fù)制組裝機(jī)。還有，快速的AI系統(tǒng)象我們?cè)谏弦徽掠懻摰哪軌蛟谠缟显O(shè)計(jì)好太

23、空服，下午就把它造出來。所有我們用體積技術(shù)完成的在太空的成就將專門快在分子技術(shù)和自動(dòng)工程系統(tǒng)到來后被飛速地和戲劇性地超過。特不是，我們能夠把自復(fù)制組裝機(jī)用于太空，這些復(fù)制機(jī)將使用太陽能，象植物一樣，它們能夠把太空垃圾變成自己的復(fù)制品和供人類使用的產(chǎn)品。通過它們，我們就能夠采集太陽系的資源了。到現(xiàn)在為止，大部分讀者可能差不多注意到了，某些前面的討論，聽起來象科學(xué)幻想。有些人可能快樂，有些人可能對(duì)以后的可能性感到不安。還有一些可能會(huì)覺得聽起來象科幻的就不值一提。這種感受是普遍的，應(yīng)該認(rèn)真考慮。技術(shù)和科學(xué)幻想有長(zhǎng)期的共同的聯(lián)系，在想象以后的技術(shù)時(shí)，科幻作家們部分地由科學(xué)指引，部分源自人類的渴望，部分

24、出于市場(chǎng)對(duì)奇異性的追求。他們的一些想象后來變成現(xiàn)實(shí)，因?yàn)橛形兜暮湍：南胂笥袝r(shí)會(huì)證明現(xiàn)實(shí)的可能性和吸引力。還有，當(dāng)科學(xué)家和工程師預(yù)言一個(gè)具有戲劇性的可能性時(shí)，例如火箭推動(dòng)的宇宙飛船，科幻作家們通常都會(huì)抓住它并公之于眾。隨后，當(dāng)工程進(jìn)步使這些可能性接近實(shí)現(xiàn)時(shí)，其他作家又會(huì)檢驗(yàn)事實(shí)并描繪前景，這些描繪，除非專門抽象，聽起來就像科學(xué)幻想。以后的可能性常常和今天的幻想類似，就像機(jī)器人，宇宙飛船，和計(jì)算機(jī)與過去的幻想一樣。它還能如何樣？奇妙的新技術(shù)聽起來象科學(xué)幻想是因?yàn)楸M管科幻作家經(jīng)常做白日夢(mèng)，但他們并不盲目同時(shí)有專業(yè)的興趣。科幻作家經(jīng)常把科學(xué)內(nèi)容小講化（虛構(gòu)）來解釋新奇的技術(shù)。一些糊涂的思想家會(huì)找出所

25、有這些新技術(shù)幻想中的偽科學(xué)成分，而忽視重要的部分，這是不幸的。當(dāng)工程師打算以后的能力時(shí)，他們測(cè)試方法，進(jìn)化它們以適應(yīng)我們對(duì)自然法則的最新了解。進(jìn)化的結(jié)果和我們紙上的想象會(huì)有區(qū)不。我們的生活依靠于它們。專門多將依舊不可能，即使是分子技術(shù)，沒有一種太空服，能夠被火箭用巨大的速度來回推動(dòng)，或者在大爆炸后存在，或者能穿墻而過，或在一個(gè)絕熱的房間內(nèi)保持冷卻。我們?cè)谶_(dá)到可能的極限之前還有專門長(zhǎng)的路要走，極限是存在的，但這是個(gè)我們將在以后討論的問題。富足太空的資源和組裝機(jī)以及自動(dòng)工程系統(tǒng)將使以后成為一個(gè)原料極大豐富的世界。這意味著什么我們能夠通過成本核查看出來。成本反映了我們資源和能力的限制，高成本代表了稀

26、缺的資源和困難的目標(biāo)。對(duì)資源稀缺的預(yù)見會(huì)導(dǎo)致大幅提高資源成本，隨之產(chǎn)生某種形式的以后。資源成本，不管如何，一直依靠于技術(shù)。不幸地，試圖預(yù)言以后技術(shù)成本的工程師通常會(huì)遭遇到一堆難以解決的細(xì)節(jié)和不確定性。這些問題阻礙了我們對(duì)以后的理解。可復(fù)制組裝機(jī)，自動(dòng)工程系統(tǒng)和空間資源的前景能夠砍開成本預(yù)測(cè)那個(gè)戈德爾之結(jié)。今日的產(chǎn)品成本包括勞動(dòng)力，生產(chǎn)資料，原材料，能源，土地，廢料處理，組織治理，運(yùn)輸，稅款，和設(shè)計(jì)費(fèi)用。為了看出成本如何變化，我們下面一個(gè)一個(gè)地來分析。勞動(dòng)力：一旦第一個(gè)差不多存在，那么可復(fù)制組裝機(jī)就不需要額外勞動(dòng)力去制造。組裝機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和人力也無關(guān)。今后，能夠用不同尺寸的機(jī)器人裝置組裝大系統(tǒng)，整個(gè)

27、制造過程從組裝分子到組裝摩天樓等的各種應(yīng)用都不需要人力勞作。生產(chǎn)資料：基于組裝機(jī)的系統(tǒng)，假如正確編程，將能自己生產(chǎn)生產(chǎn)資料。和大點(diǎn)的機(jī)器人一道，它們事實(shí)上能夠制造任何東西，包括自身的復(fù)制品。由于這些自復(fù)制資產(chǎn)能夠在一天之內(nèi)翻專門多倍，因此只有原料會(huì)限制它們的數(shù)量。如此的生產(chǎn)資料也不需要額外的花費(fèi)。原材料：因?yàn)榉肿訖C(jī)器能夠排列原子從而達(dá)到最佳性能，因此只要一點(diǎn)材料就能夠支撐專門久。一般元素象氫，碳，氮，氧，鋁，和硅能夠?qū)ｉT好地構(gòu)成大部分結(jié)構(gòu)，車輛，計(jì)算機(jī)，衣服等等。它們是輕元素然而能夠組成強(qiáng)鍵。由于泥土和空氣中含有豐富的此類元素，因此原材料也能夠變的象泥土那么廉價(jià)。能源：組裝機(jī)能夠由化學(xué)力或電力

28、驅(qū)動(dòng)，組裝機(jī)構(gòu)造的系統(tǒng)能夠把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，像植物一樣，或者把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，像太陽能電池一樣?，F(xiàn)有的太陽能電池差不多比植物的效率高專門多了。通過可復(fù)制組裝機(jī)來大量建筑太陽能收集器，那么能源成本將會(huì)專門低。土地：基于組裝機(jī)的系統(tǒng)只占據(jù)專門少的空間。大部分能夠放在柜子里（或頂針，或針眼里）。大點(diǎn)的系統(tǒng)能夠被放在地下或者按照需要占據(jù)一大片房子?；诮M裝機(jī)的生產(chǎn)系統(tǒng)將使挖掘機(jī)和宇宙飛船都變得專門廉價(jià)。廢料：組裝機(jī)系統(tǒng)將能夠操縱它們使用的原子，制造產(chǎn)品就像生長(zhǎng)蘋果樹一樣潔凈，甚至更潔凈。假如嫌蘋果園產(chǎn)生的廢料不潔凈或不雅觀，我們能夠把它們都移出地球去。組織：今天，工業(yè)生產(chǎn)需要把工人和經(jīng)理組織到一

29、起共同合作。組裝機(jī)系統(tǒng)不需要人參與，僅僅在周圍附近安靜地生產(chǎn)定制的產(chǎn)品。初始程序?qū)⑻峁┧械慕M織信息來生產(chǎn)各種產(chǎn)品。運(yùn)輸：通過用廉價(jià)的挖掘機(jī)挖的通道和在里面運(yùn)行的自動(dòng)車輛，運(yùn)輸就既不需要人力也可不能破壞風(fēng)景。充分利用家里的和社區(qū)里的組裝機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)輸?shù)男枨缶筒辉偈鞘滓牧?。交稅：大部分稅都與價(jià)值成固定的百分比，因此也在成本上加一個(gè)固定的百分點(diǎn)。假如成本是可忽略的，稅也就可被忽略。進(jìn)一步地，擁有自己的復(fù)制機(jī)和原材料的政府也沒什么理由對(duì)民眾征稅了。設(shè)計(jì)：上述幾點(diǎn)都講明了產(chǎn)品成本將降低。技術(shù)AI系統(tǒng)，通過避開工程勞動(dòng)成本，將實(shí)際上消除設(shè)計(jì)成本。這些AI系統(tǒng)自身也將降低制造和運(yùn)行成本，由組裝機(jī)制造，一心

30、一意地做設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)而言之，在計(jì)算機(jī)和分子技術(shù)進(jìn)展道路的盡頭，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)東西的成本將顯著下降。我上面提到“特不廉價(jià)”的原材料，實(shí)際上，組裝機(jī)能夠從泥土和陽光中制造幾乎任何東西。太空資源，不管如何樣，將使“特不廉價(jià)”變成“特不特不廉價(jià)”：表層土在地球生態(tài)系統(tǒng)中是有價(jià)值的，然而我們能夠使用采自小行星上的沉寂無人的沙漠中的碎石。同樣道理，組裝機(jī)將在太空使用廉價(jià)的陽光?？臻g資源是巨量的。一個(gè)小行星上的原料能夠覆蓋地球上的大陸一公里厚?？臻g吞沒了99.999999955%的地球以外的太陽能，大部分消逝在星際虛空中。太空保存有充足的物質(zhì)，能量，和空間能夠進(jìn)行專門大的項(xiàng)目打算，包括大規(guī)模的空間殖民，基于復(fù)制機(jī)的

31、系統(tǒng)將能建筑大陸規(guī)模的世界，就像奧尼爾教授的環(huán)形空間都市，然而由高強(qiáng)度的碳基材料組成。用這種材料和太陽系衛(wèi)星上的冰，我們不僅能在空間建筑陸地，也能建筑海洋，比地中海還要寬和深。用取自太空的原料和能量，這些新大陸和海洋將幾乎不消耗任何地球上的資源。首要的需求將是為第一個(gè)復(fù)制機(jī)編程，AI系統(tǒng)將關(guān)心我們。而最大的問題將是我們想要什么。象Konstantin Tsiolkovsky在19世紀(jì)末20世紀(jì)初寫的那樣：“人將可不能一直呆在地球上，對(duì)光明和空間的追求將引導(dǎo)他穿過大氣層的束縛，開始是小心地，最后將制服整個(gè)太陽系?！蔽覀儗⒔o死寂的太空帶去生命。復(fù)制機(jī)將給與我們到達(dá)外星的資源。而由太陽光驅(qū)動(dòng)的光帆也

32、將專門快在太空航行比任何現(xiàn)代火箭都快，然而依舊不夠快以至要用數(shù)千年的時(shí)刻飛躍星際鴻溝。我們能夠建筑一個(gè)巨大的繞太陽運(yùn)行的激光器，它發(fā)出的光束能夠把光帆加速到接近光速，那么航行時(shí)刻將縮短到幾年。停止也是個(gè)問題，普林斯頓的Freeman Dyson提出利用星際電離氣體產(chǎn)生的磁場(chǎng)來減速。休斯實(shí)驗(yàn)室的Robert Forward提出用反彈激光束減速，把光束反射向后照耀掛在光帆后面的小帆來減速。通過這種或那種方法，遙遠(yuǎn)的星球?qū)⒃谀莾旱却覀兊牡絹?。在今后的專門長(zhǎng)時(shí)刻里，太陽系都能提供足夠的空間，地球周圍的空間提供了比地球面積大一百萬倍的地點(diǎn)。沒什么能停止移民，或者回訪古老的國(guó)家。在為運(yùn)輸系統(tǒng)提供能量方面也沒什么問題地球之外的陽光在10分鐘內(nèi)就能夠供給把全部地球人口送到軌道上的能量。空