近期，嫦娥四號登陸了月球背面引發(fā)熱議。人類執(zhí)著探索太空的真正意義究竟在何方？讓我們跟隨天體物理學博士蘇萌的講述，探索漫漫銀河中深藏的寶藏。
星辰大海，浩瀚宇宙，永遠充滿了驚喜。
講者 | 蘇 萌
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大家好，我是蘇萌。
演講開始前，我想問大家一個問題：大家家里有礦嗎？有礦的同學、朋友舉一下手，不要不好意思，如果家里有礦的話，我們結束后私聊。（笑聲）
家里沒礦怎么辦？你還可以上天！
沒礦的同學怎么辦？我今天給大家提供一個思路：上天開礦。天上的礦在哪里？我們就要從最近在朋友圈刷屏的中國的“嫦娥”探月工程說起。
嫦娥四號最近成功在月球背面著陸。月球的背面有什么不一樣呢？大家從這個圖里面可以看到，月球因為潮汐力的原因，它一面沖著我們，而另外一面我們在地球上永遠看不到，除非我們飛到它的背面才能看到。
美國和蘇聯(lián)就曾經(jīng)成功飛到它的背面，但中國是首個探測器軟著陸月球背面的國家。這是人類歷史上第一次摸到月球背面的土壤。探測器可以告訴我們月球背面的物理環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、地下的構造等等。
為了傳遞這些極具價值的信息，中國發(fā)射了人類歷史上第一顆繞月中繼衛(wèi)星，把被月球擋住的信號，通過中繼衛(wèi)星傳遞回地球，所以我們才看到了這樣一個景象：
中國探月三步走計劃揭秘
中國嫦娥探月工程目前正處于第一個階段：無人探月。我們把月球表面的樣體采回來，通過科學分析，我們知道這些土壤是什么成分構成的，這就有助于我們了解月球的起源歷史與礦物資源。
在此之后，我們還將進行載人登月與長久駐月計劃，這是未來10年、20年，乃至很長遠的時間，我們希望早日完成這一戰(zhàn)略。
除了我們國家在做這件事情，美國、歐洲、日本等很多國家都在做相關探索。舉一個例子，大家聽說過馬斯克同學（指Elon Musk），他試圖造一個巨大無比的火箭，發(fā)射到火星的表面，在2030年左右實現(xiàn)人類在火星長期駐扎。這件事情非常不容易，很可能改變?nèi)祟惖臍v史。
說到這里，你可能要問為什么人類要發(fā)射這么多衛(wèi)星到天上去，去探索太空呢？
對一小撮人來說，那就是所謂科學家的好奇心。
科學家的好奇心帶領我們探索宇宙的奧秘
我就是這一小撮中的一分子，我們本身對這個世界充滿了好奇心。每個人或許對太空，黑夜、行星或多或少有一點好奇，而科學家與大眾的唯一區(qū)別就是把這些問題反復追問。
我們把一個問題分成十個問題，再把十個問題拆分成一百個問題，對每一個問題的每一個細節(jié)做出實實在在的最理性的回答。很多科學家把這些回答整合起來，試圖對這些問題進行最大程度的回答，這就是我們這一小撥人正在做的事情。
在我們長久地對太空的問題回答的過程中，由于好奇心和探索欲產(chǎn)生的知識積累，我們慢慢意識到：太空資源正在慢慢從遙不可及變得可以獲得。這也是很多國家探索太空的意義所在。
伴隨著天文學家研究的深入，我們正在一步一步地了解更多關于太空的細節(jié)知識。比如，像地球這樣適于人類居住的行星，宇宙中還存在嗎？什么樣的環(huán)境使得這些行星有生命存在？其實這就對這些大而化之的科學問題的進一步拆分。
在現(xiàn)代天文學探索宇宙的過程中，人們也慢慢意識到：跟四百年前伽利略時代不同，我們現(xiàn)在早已不是一個人在家里面造一臺望遠鏡往天上看的時代了，慢慢地，我們回答這些問題的成本也正在逐漸提高。舉一個例子，我們知道今天宇宙不是靜止的，而是加速膨脹的，這是完全顛覆人們以前認知的事實的。
在回答加速膨脹證據(jù)過程中，哈勃太空望遠鏡扮演了很重要的作用。1990年哈勃望遠鏡發(fā)射升空，到現(xiàn)在工作了29年，它的造價非常昂貴。后年要發(fā)射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡也是NASA領銜的。在發(fā)射之前，這個新望遠鏡就已經(jīng)花掉了一百億美元。
發(fā)射這樣一個望遠鏡，既找不到外星人在哪里，也不能回答宇宙怎么起源的，只能回答一些很細分的小問題。我們已經(jīng)花費數(shù)百億美元才能得到這些問題的一些可能的答案。但只有我們進一步突破這些瓶頸，得到更多的國家和社會資本的支持，科學家才可以滿足人類的好奇心，進一步探索宇宙。
人類對宇宙的認知，每一個時代和每一個時代的人非常不一樣。我們這個時代非常幸運，為什么幸運呢？幾百年前人類認為：地球是宇宙的中心，所有東西都圍繞著地球轉。而今天，我們認識到了人類在宇宙面前的渺小，愛因斯坦有一句名言：宇宙中最不可理解的事情，就是宇宙是可以被理解的。今天，我非常自信地給大家講述的宇宙歷史，在20年前、50年前的科學家看來是完全不可想象的。
我們?yōu)槭裁搓P心外星人?
歸根到底，是我們害怕孤獨
就好比，大家為什么關心外星人，歸根到底：我們害怕孤獨，每個人害怕孤獨，我們作為人類的群體，常往天上看，為什么沒有別的類似的、高智慧的生命跟我們一樣思考宇宙，也在尋找它的伙伴？對孤獨的恐懼，是我們?nèi)ふ彝庑侨说暮诵膭恿Α?/p>
著名物理學家恩利克·費米在1950年提出了費米悖論：既然我們?nèi)祟愖鳛橹腔凵鐾强眨瑧撘灿衅渌闹腔凵镆苍谧鲱愃频氖虑?。我們?yōu)槭裁催€沒有看到他們？為什么還沒有跟他們接觸？這是著名的費米悖論。
這個費米悖論跟我的研究有一點關系。我在這兒跟大家講一個小故事：我?guī)啄昵坝觅M米望遠鏡發(fā)現(xiàn)一個新的結構，在此之前，大家曾經(jīng)認為銀河系是盤狀的星系，而我發(fā)現(xiàn)：在銀河系垂直于銀盤（天文學術語，在旋渦星系中，由恒星、塵埃和氣體組成的扁平盤）的兩側，有非常巨大的氣泡狀的結構。這是之前人類從來沒有認識到的，只能通過伽馬射線望遠鏡才可以發(fā)現(xiàn)的結構存在。
其實很久之前，英國有一個宗教，這個宗教說：外星人早早就在銀河系點了一個蠟燭，這個蠟燭一直在燒，燒到最后的人類就滅絕了。所以他們看到這個圖片以后，就說這是外星人做的，所以你會發(fā)現(xiàn)，每當天體物理學有一個新的發(fā)現(xiàn)，總是有人聯(lián)系到外星人。公眾與科學家對科學產(chǎn)生興趣的結合點，就是地外文明的存在與否。
太空資源的商業(yè)價值
給地球文明打個分，你猜我們能得多少分？
外星人的文明究竟是怎么樣的？文明的分為1.0、2.0、3.0。
把自己所在的行星所有的資源充分利用的話，這樣的文明定義為文明1.0 ；不僅利用了所在行星的資源，而且把行星繞轉的恒星的資源，也充分利用了的話，我們就將其定位為文明2.0 ；3.0可想而知，不僅把恒星，而且恒星所在星系的資源都利用起來，就是文明3.0。
我們地球文明在宇宙的標尺上仍處于初級文明的階段。今天我們的文明大概抵達了哪里？大概在0.7，即地球能源還未充分利用起來。未來，我們將進入一個新的階段，隨著人類對太空科技進一步的提升，我們將跨越1.0這樣一個狀態(tài)。人類能不能往前走，很大程度上就取決于我們有沒有辦法，不僅把地球的資源利用起來，而且把太陽系的資源也充分利用了起來，這也是太空資源開采的一個重要意義。
外星考古、突破攝星，
在我們談論這些計劃時，我們在談論什么？
在去年，人類發(fā)現(xiàn)了第一個太陽系外飛來的天體，有一些天文學家就提出：這可能是以前的智慧文明留下來的殘骸，是外星人造的，總之不是天然的。
這其實是一個很有趣的例子。我們希望以后通過更多望遠鏡的觀測實例來尋找更多的例子，接觸到文明范圍外的另一個文明的考古遺址現(xiàn)場。
最近20年來，天文學家們發(fā)現(xiàn)一件很有趣的事情，類似于地球的潛在宜居星球，經(jīng)常性地出現(xiàn)在我們周圍的恒星里面。在新的觀測設備影響下，我們會經(jīng)常地發(fā)生類似于這樣的顛覆性認知改變，這是天文學研究的有趣之處。
霍金在他去年去世之前曾提出這樣一個計劃，“突破攝星計劃”，也就是說，既然我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)地球旁邊的恒星系統(tǒng)里面有宜居星球，那么我們有辦法到達那里嗎？
這個潛在的星球離地球4光年多，現(xiàn)在以人類的最高的技術，可以把很小的一個探測器加速到0.2倍光速。也就是說，我們可以花20多年的時間飛到這個星球。
上天挖礦，人類將跨入多星球時代！
講了這么多，我們回到今天正題——上天挖礦，開采太空資源是地球文明未來發(fā)展的新機遇。讓我們跨過1.0的可能性，走向多星球的時代。
潛在的資源在哪里呢？除了月球、火星之外，很重要的一個資源就是小行星，小的天體各有不同，太陽系中的小天體大部分圍繞火星和木星軌道運行，還有幾萬顆在地球的附近，天文學上稱它們?yōu)榻匦√祗w。這些小天體的開采難度，比月球還要容易。因此，這些天體逐漸成為下一個階段重要發(fā)展的目標。
如圖所示，這些天體長這樣，看起來像大大小小的石塊，還有一些隕石坑，跟月球的表面是類似的。
開采這些資源有什么用呢？
第一，是地球的需求，把稀有金屬帶回來，地球上的重金屬在形成早期就已經(jīng)沉在了地球的地心里。地面很少，我們做戒指用的鉑金，從哪兒來的？其實就是幾十億年來，天體小行星撞到地球表面以后留下的殘骸。
第二個，是太空探測的訴求，這些小天體里面有很多元素，還有水。那么以后人類在太空上生活的話，我們就不需要把水搬到天上去，只需要直接把行星的水開采出來。這些水在太陽能的作用下變成液氫、液氧，而這就是我們能源的主要來源，也是火箭發(fā)動機的主要來源。所以這就可以打開我們對太陽系深度探測的需要。
天空飛過1.7萬億美元，
我們就這樣錯過了這么大一筆財富！
2017年7月，一個重金屬豐度很高的小行星掠過地球。這個小行星是個橢球體，它的大小是半公里乘一公里。當時的近地點距離僅僅是地月距離的6倍左右（240萬公里），是非常近的掠過。地面和空間望遠鏡對它進行了連續(xù)的觀測。
這個觀測告訴我們：這顆小行星上的主要成分是鐵、鎳、鈷、鉑、水和其他重金屬。上面的鉑金大概有5.8萬噸，比地球上已有的鉑金儲量都要高。如果按照市值的計算的話，大概價值1.7萬億美元，比2017年加拿大GDP的還多，確實是富可敵國。所以我們就這樣眼睜睜地看著價值1.7萬億美元的小天體從天上飛過去。
我們現(xiàn)在人類是不是已經(jīng)可以開采太空資源了呢？實際上已經(jīng)開采了。日本人在這件事情上走得非常超前，2010年的時候，日本的隼鳥一號就已經(jīng)完成小行星采樣返回。去年，日本隼鳥二號和美國的研究飛船分別對兩顆小行星進行了采集，以科研為主要的訴求，帶回了一些樣本以供科學分析。
其實，早在2009年，電影《阿凡達》中就為人類描繪了未來星際采礦的圖景。這部電影的導演的詹姆斯·卡梅隆也在這部電影上映了之后投資了世界第一家商業(yè)小行星采礦的公司，叫行星資源公司。行星資源公司發(fā)布過這么一張想像圖“什么叫太空采礦”。
美國高盛公司有一句話:小行星采購是未來的潛力領域。目前，太空采礦所面臨的心理障礙，遠遠大過技術的障礙和資金的難關。大家一聽天上的東西帶回來很科幻，很不現(xiàn)實。但是因為巨大的資源價值與商業(yè)潛力。我們也應該盡早布局，盡快把這個技術實現(xiàn)。
國際上現(xiàn)在小行星采購公司有20多家，我們成立中國第一家小行星采購公司叫起源太空，各位有興趣的話，歡迎隨時跟我聯(lián)系。
從地理大發(fā)現(xiàn)到宇宙新探索
其實我覺得今天這個時代非常幸運。400年前，歐洲人揚帆出海來到了東方，就是尋找黃金和香料。每一個時代的發(fā)展，其背后都是人類對資源的訴求。大航海時代在之后的幾百年時間里，很大程度上決定了世界文明里各民族的命運與架構。
我們今天也將進入這樣一個大航天的時代，太空資源的開發(fā)和利用，將在幾十年，幾百年，甚至更長的時間里，決定地球發(fā)展的進程。
最近有一部美劇《The Expanse》，中文名字叫《太空無垠》。這個美劇到今年是第四年了。它的劇情是這樣的：2020年，小行星采礦已經(jīng)實現(xiàn)了，人類文明的架構被徹底改變。地球也不再是人類的母星。人類文明已經(jīng)占據(jù)了太陽系的各個角落，火星文明、地球文明和小行星文明已經(jīng)成為文明的三大支柱。這部美劇所講的故事，也就是在這些文明之間相互產(chǎn)生的故事。
大家可以想像，只要幾十年、上百年的時間，我們?nèi)祟惖纳婕軜嫼蜕鐣軜媽a(chǎn)生巨大的改變，而這些改變起因之一，正是來自于對太空資源的訴求。
作為一個天體物理學家，我想告訴大家，我們在每個時代觀察到的、了解到的宇宙都完全不一樣。宇宙中永遠充滿了驚喜，人類一直在反復經(jīng)歷這樣的驚喜，但你永遠不必為此感到不可思議，因為這就是宇宙。
我的演講就到這里，謝謝大家。
講者簡介
蘇萌，哈佛大學天體物理學博士，今日頭條科學創(chuàng)作者，頭條號名為“上天挖礦”。蘇萌博士的主要研究方向為宇宙起源與演化、高能天體物理學，是高能天體物理學最高獎 Rossi Prize 最年輕的獲得者、銀河系巨型氣泡結構發(fā)現(xiàn)人。
制版編輯 | 皮皮魚
