第247章 殖民飛船生活
李水旺新一期視頻：
今天，我們將探討在殖民地或殖民飛船上的生活可能是什麼樣子。今天我們主要關注那些飛船，大多是星際飛船，但也包括我們可能在太陽系內使用的飛船，我們將從這些飛船開始，介紹一些關於飛船尺寸的概念。不過，我們對它們如何從 A 點到達 B 點並不太感興趣。對於星際飛船，我將假設它們至少擁有可行的核聚變技術，不過正如我們之前所討論的，我們確實有僅依靠太陽能和裂變技術組合的星際擴張方案。現在，要弄清楚在殖民飛船上的生活是什麼樣子，我們需要了解關於這艘飛船及其任務的許多細節，所以今天我們將構建一個虛構的故事來幫助我們理解。我們將對船員、任務、飛船和技術做出一些假設，但在講述過程中，我會簡要提及其他可能的情況。我還想補充一點，我的假設不會基於我認為最有可能發生的情況，而是基於我認為最能說明這些概念的情況。
因此，我們將探討兩種場景和兩艘飛船。第一艘是前往土星的殖民飛船，我們姑且設定它將搭載 200 人，從出發到抵達全程耗時 2 年。第二艘是前往距離地球 12 光年的 Teti 星的星際殖民飛船，它將容納 20 萬人，抵達目的地需要 120 年。為了便於理解，我將第一艘飛船命名為 「許珀里翁號」，因為它的目的地是土星的衛星許珀里翁；我將星際飛船命名為 「團結號」，這是我最喜歡的太空殖民遊戲《半人馬座阿爾法星》中搭載人們前往那裡的飛船名稱，還有就是我的老家真有個叫團結的村子。
現在我們還假設，「許珀里翁號」 是最早的核聚變動力飛船之一，其技術仍然非常不成熟且不穩定，只能維持生命支持系統和離子推進器的運行。「許珀里翁號」 也有明確的任務：抵達與它同名的衛星，開始採礦並製造一個太空電梯，用於其鄰近的土衛六—— 那裡計劃建立一個規模大得多的殖民地。「許珀里翁號」 是一艘相當大的飛船，人們將在上面生活 2 年，而且它必須在太空中建造。它的總長約 200 米，寬和高約 50 米，總質量約為 10 萬噸，與一艘航空母艦相當，不過其中大部分是離子推進器所需的反應物質。但所有人都居住在居住模塊中，該模塊由 10 個嵌套的圓柱體組成，每個圓柱體之間的間距略高於身高，並且以每分鐘 6 圈的速度旋轉，以在最外層的底層模擬 1G 的標準重力，而上方一層的重力則會減小 90%。嵌套式分層旋轉居住艙的一個便利之處在於，如果所有艙體都以相同的速度旋轉，它們的重力和可用地板空間與半徑成正比 —— 因此，寬度只有最外層一半的圓柱體，其重力和地板面積也只有最外層的一半。我們有 10 個這樣的圓柱體，所以重力分別為 10%、20%、30% 等等。居住模塊的長度與其寬度大致相當，僅占飛船的四分之一。在它的外部還有一層非旋轉層，帶有真空隔套以減少摩擦，人們通過第一層甲板上的兩個連接通道進出居住模塊 —— 這基本上就是兩個連接通道之間的一條長廊，裡面有梯子和樓梯通往飛船的其他部分。飛船的其餘部分（占大部分）是加壓的，但沒有重力，且溫度較低，全部用於存放貨物、燃料，還有幾個不需要重力或重力可能會帶來不便的車間。那些前往那裡領取物資或在車間工作的人需要穿毛衣，車間裡也配備了取暖器。負責維護髮動機和動力裝置以防止其故障的工程師們就在這裡工作，所以難怪他們往往是一群脾氣暴躁的人。不管怎樣，船上總得有人脾氣不好，我可不希望這個人是醫生。我知道船上的醫生按理說應該是那種不拘小節的人，可能在給你檢查時還會抽著煙，但他們總得保持友善。
稍後我們會看到，這並不是一次強制殖民任務。在離太陽更近的地方已經有大量的殖民地，大多依靠太陽能供電，為環繞地球和其他地方的大型工業綜合體提供所有的金屬原料。這些殖民地已經存在了足夠長的時間，它們希望進一步擴張，但要實現這一點，它們需要在當地種植更多的糧食，而種植糧食需要氮氣 —— 它們需要數千噸的氮氣。這就是為什麼擁有濃厚氮的土衛六現在成為了一個理想的殖民地。一旦那裡的太空電梯建成，就能夠以低廉的成本將大量氮氣運往太陽系內層的各個殖民地。「許珀里翁號」 的任務就是製造這部太空電梯，並建立碼頭和工業設施，為土衛六的快速擴張做準備。招募船員的過程並不容易 —— 這並不是一份有聲望的工作，而且太空旅行現在也不再那麼令人嚮往了。已經有數百萬人在太空中生活和工作，儘管大多數人是在近地軌道。因此，為期 2 年、前往偏遠邊緣地帶的旅程，並沒有讓招募中心外排起長隊。這給船長、廚師和醫生的工作帶來了一些麻煩。出發時他們發現，受僱招募所有礦工和製造團隊的公司變得有些急於求成，只要具備相關技能，不管是誰都會錄用 —— 其中許多人沒有太多過往經歷，或者更準確地說，他們可能有豐富的經歷，但只是想把這一切都拋在腦後。所以當我們的醫生打開病人的檔案和病史時，驚恐地發現幾乎一半的檔案只包含姓名、年齡和血型，其他什麼都沒有。這也不是一次科學航行，所以他沒有任何先進的 DNA 分析儀。
我們可以想像他在接下來的 2 年裡在船上的生活：早上喝杯咖啡，然後一整天都在看診（緊急情況除外），當然還要給那些看似身體健康的人進行體檢，同時還要試圖從沉默寡言的船員那裡打探到關於他們自己和家族病史的信息 —— 許多人在被問及家族病史時會變得敏感、迴避，甚至憤怒。此外，他還得應付船上的疑病症患者，這個人堅信自己患上了人類已知的所有疾病，包括一些虛構的疾病；而船上的心理醫生還沒來得及處理這個問題，因為他正忙著對付飛船的導航員戴夫—— 戴夫堅信飛船的電腦想要害他。除此之外，船長還一直纏著他，想讓他看看自己收集的船員檔案，因為船長也面臨著同樣的問題：想要了解每個人的背景，但手頭的人事檔案卻寥寥無幾。上次他以病人隱私保護為由拒絕提供這些檔案時，船長詳細地告訴他可以去哪裡投訴所謂的 「隱私保護」 問題。
再來看看廚師，他大部分時間都待在重力較低的上層甲板，因為植物對重力的要求不高，只需依靠重力來定位自己。上層甲板的大部分區域都用於水培種植，甚至第一層甲板（主要是一條寬闊的走廊）上也到處都是植物。有幾十名船員在這些區域工作，專門種植糧食，以補充物資儲備。廚師經常和他的助手們一起到那裡採摘植物用於烹飪，還會和飛船的生物學家爭論應該種植什麼作物。對於持續時間不到幾年的旅程來說，種植糧食其實並沒有太多實際好處，除了能為飲食補充一些新鮮農產品，以及幫助循環利用空氣和水。如果有必要，一個人一年的糧食可以壓縮存放在一立方米的空間裡，而且存在一個臨界點：種植糧食所需的所有設備的總質量，會超過這些設備所能種植出的糧食的質量。但他們的殖民地預計將實現糧食自給自足，所以現在他們正把所有多餘的空間都改造成菜園，以進一步延長原始物資的使用時間，並讓更多人接受相關種植培訓。製造團隊也一直在練習將之前儲存糧食的包裝材料回收利用，製作更多的水培托盤。現在也不僅僅是水培種植了 —— 飛船出發時並沒有攜帶任何堆肥和土壤，但現在每天都會增加大約 100 公斤的堆肥和土壤，而這恰好與每天消耗的糧食的乾重相當。他們也不是素食主義者，所以船上還飼養了雞、魚和一些山羊 —— 沒有養牛，因為牛太重且太髒，但山羊可以提供一些乳製品（羊奶），雞可以下蛋，而魚則與水培系統緊密相連。
船上還有其他動物：在太空飛行的歷史上，曾經有一些懶惰的科學家讓實驗室的老鼠逃跑了，從那以後，飛船和空間站上就一直有老鼠存在。這也給了人們養貓的理由，接著又開始養狗 —— 因為如果愛貓人士能帶上他們的寵物，就不能把人類最好的朋友（狗）落下。當然還有寵物，因為它們更有用。現在所有人都住在底層甲板，那裡的重力是正常的。那裡一點也不擁擠：底層甲板的地板面積接近 8000 平方米，而船上只有 200 人。即使每個人分配到一個相當舒適的 10 平方米的私人艙室，也只使用了該甲板面積的四分之一，其餘部分則是公共區域，比如健身房、自助餐廳、浴室等等。我們會發現，隨著太空飛行技術的不斷發展，飛船的居住空間往往會越來越大。我們之前已經討論過這一點，我們曾經更具體地探討了每個人需要多少能量才能為植物製造人工陽光，而這背後的關鍵是：人口數量基本上受到散熱能力的限制 —— 在太空中，散熱只能通過輻射實現，而輻射能力又取決於飛船的外表面面積。這一點對於我們的 「許珀里翁號」 來說目前還不是問題，但對於我們即將討論的星際飛船 「團結號」 來說，這將是一個巨大的挑戰。我大致估算了一下，要讓每個人都能舒適地生活並順利散發出所有相關熱量，每個人所需的外部表面積約為 100 平方米，這對應的人均功率預算約為 40 至 50 千瓦 —— 這其中還包括反應堆在發電過程中產生的熱量損失，而這些電能主要用於製造適合植物生長的人工光譜陽光。 「許珀里翁號」 的船體表面積接近 20 萬平方米，能夠散發約 100 兆瓦的熱量，這比維持船員舒適生活所需的熱量高出一個數量級，這也是為什麼居住模塊外部的所有區域都很冷的原因。實際上，這艘飛船本可以搭載更多的人，也許是現在的 10 倍，但讓我們先簡要談談技術問題，並區分一下客運飛船和殖民飛船。
殖民飛船需要在抵達目的地後建立殖民地，而客運飛船隻需要運送人員。我們經常會考慮讓機器人先抵達並建造好一切，或者讓殖民者不需要攜帶太多設備，因為他們可以在當地製造所需物品。但這種先讓機器人開路、再運送人員，或者不需要攜帶太多裝備的飛船，並不屬於殖民飛船 —— 這就像一架客機搭載一些移民從紐約前往奧馬哈，即使整架飛機都用來運送計劃搬遷並成為農民的人，它也不能被稱為 「殖民飛機」，因為他們並沒有帶上拖拉機等必要設備。「許珀里翁號」 是一艘真正的殖民飛船，它主要裝載的是貨物。它將直接降落在許珀里翁衛星的一個隕石坑中，在接下來的幾個月甚至幾年裡，所有人都將繼續住在居住模塊中，同時展開卸貨、擴張和殖民地建設工作。因此，飛船上有大量的貨物和充足的空間。他們真正的限制在於如何保持所有人的溫暖，因為即使是船體和屏蔽材料，最終也將被回收利用作為建築材料，並用當地的岩石來替代大部分輻射屏蔽層。如果 「許珀里翁號」 是一艘客運飛船，每個人可能只需要幾千瓦的功率，因為他們只需要種植一些糧食來改善飲食，以及循環利用空氣和水。不過，飛船也不會特別擁擠，因為在太空中建造大型飛船相對更容易，而且成本也相對較低。但殖民飛船永遠不會擁擠，因為它們需要大量的貨艙空間 —— 在太空中，這實際上意味著貨物質量，而且許多建築材料可以起到雙重作用，作為船體的一部分。我不僅僅是說這些材料可以被回收利用（任何能夠進行太空航行的文明都必須非常擅長回收利用），更重要的是，船體的主要作用是輻射屏蔽，而不是阻擋太空、留住空氣 —— 一個像罐頭一樣薄的船體就足以實現後兩者的功能。你可以將展開的太陽能電池板固定在船體上，而不是摺疊起來，以增加屏蔽效果；儲水罐、燃料罐等也可以放置在船體部位，起到屏蔽作用。
好了，讓我們繼續討論星際飛船的情況，我在一集節目中提到，殖民飛船分為五類。今天我們將增加第六類，也就是 「團結號」 所屬的類型。不過，讓我們先回顧一下原來的五類：
1. 瑪士撒拉飛船：飛行時間極長，但船員幾乎永生，因此抵達目的地的人和出發時是同一批人。我們假設有人已經破解了無限期或近乎無限期延長生命的方法。
2. 休眠飛船：所有或大部分船員在航行期間處於冷凍休眠狀態。
3. 世代飛船：人們在船上度過正常的一生，由他們的子女、孫輩、曾孫輩等來完成殖民新世界的任務。
4. 種子飛船：高度自動化的飛船，通常沒有船員，抵達目的地後攜帶冷凍的 DNA 材料，開始改造行星環境並進行殖民，後續的客運飛船將抵達預先建造好的設施，或者甚至由機器在培養艙中培育人類，並由機器撫養和教育他們。
5. 數據飛船：完全跳過有機生命體部分 —— 要麼是人類本身被數位化，要麼本身就是人工智慧，或者有機成分僅以數字形式存儲（畢竟我們可以列印 DNA）。
但現在我想增加第六類：漫遊飛船—— 這個名稱是我上周剛想到的，同時我還想澄清一個關於人體冷凍的誤解。首先，低溫冷凍技術非常棒，因為它能讓我們現在冷凍人類，並希望在未來讓他們復活。但我們目前還無法做到這一點，而且很多人忽略了一個事實：讓冷凍的人類復活所需的技術，必然也是能夠無限期延長人類壽命的技術。我們可能會找到不需要納米醫療技術就能延長壽命的方法，但要讓冷凍後的人類復活，納米醫療技術是必不可少的。簡單來說，解凍人類的能力本身就意味著你一定能夠修復與衰老相關的所有損傷。因此，第二類休眠飛船的存在意義並不是為了確保船員不會因年老而死亡 —— 要麼讓他們全程保持清醒存活，要麼讓他們處於休眠狀態以避免麻煩，但在星際飛船上讓人類保持存活從來都不是問題，因為讓飛船達到星際速度所需的能量，與維持生命支持系統所需的能量相比，簡直是天壤之別。星際飛船的能量限制僅在於如何散發出自身產生的熱量，因為即使是為期 1000 年的航行，維持飛船運行所需的能量也遠低於加速和減速所需的能量。即使飛船的速度僅為光速的 1%，航行時間為 1000 年；如果速度提升到光速的 10%，達到該速度所需的能量將增加 100 倍，而航行時間將縮短到原來的十分之一，因此生命支持系統所需的能量在總能量預算中的占比將降至千分之一 —— 而光速 1% 的飛船所需的生命支持能量，原本就已經遠低於加速和減速所需的能量。
現在我們以 「團結號」（我們的星際殖民飛船示例）為例，假設它的飛行速度為光速的 10%—— 這大約是核聚變技術所能達到的最高速度。核聚變燃料非常廉價，是宇宙中最豐富的物質，因此在這樣的速度下，你可以攜帶儘可能多的貨物。對於更高的速度，有兩種主要的替代能源：反物質或黑洞，但它們作為燃料來源可能會非常昂貴。因此，即使擁有這些技術，殖民飛船可能還是會選擇較低的速度，以攜帶更多的設備和人員 —— 速度減半，在相同燃料消耗的情況下，貨物裝載量可以增加四倍。客運飛船可能會選擇更快的速度，種子飛船或數據飛船也是如此，但為大量人員和貨物設計的殖民飛船，更適合放慢速度，以便攜帶更多的設備和人力抵達目的地。因此，人們選擇冷凍休眠，只是為了跳過航行過程 —— 因為如果有技術解凍他們，他們也能夠實現永生；如果沒有這種技術，那麼你就只能使用世代飛船，因為你缺乏延長壽命、解凍人類或使用種子飛船 / 數據飛船的技術。
這就引出了一個問題：殖民的核心目的是擴大人類的生存範圍並增加人口數量，因此你更傾向於招募那些喜歡孩子、不介意比家鄉生活條件稍艱苦一些的殖民者。至少在他們看來，「艱苦」 可能意味著每天需要工作幾個小時，或者他們的家只有 20 個房間。但關鍵是，殖民飛船上的人口並不是固定不變的。對於永生的瑪士撒拉飛船，你可以規定 「抵達目的地並建立殖民地之前不准生育」；對於世代飛船，你可以要求人們 「生育數量僅夠替換因年老和意外死亡的人」。但有趣的是，你其實並不需要這樣做，甚至不這樣做可能更好。這些飛船將在太空中航行數十年，並且專門設計用於進行大量的在軌建造。它們是人類在太陽系內數十年甚至數百年殖民實踐的成果 —— 在太陽系內，殖民地已經能夠在當地製造幾乎所有所需的物品，而星際殖民地也必須具備在當地製造一切的能力。雖然不是從一開始就能做到，但除了新的技術（可以通過光束向殖民者發送最新的科技突破，儘管由於光速延遲，這些信息會滯後幾年），他們需要能夠製造所有需要的東西，包括替換所有的生產設備，以及維修飛船所需的任何部件。
首先，「團結號」 前往泰坦星的航行需要 120 年，它並不需要殖民者在出發時就具備完全的技能。無論殖民者是永生的，還是最初殖民者的孫輩，他們都有 120 年的時間來接受培訓。「團結號」 不再僅僅是一艘搭載殖民者和殖民設備的飛船，而是一個 「製造殖民者和殖民設備的場所」。如果它是一艘世代飛船，那麼它需要不斷地培養和培訓具備所有必要知識和技能的新人，而且這些人可能還需要工作來維護設備。因此，我假設 「團結號」 是一艘瑪士撒拉飛船，其中一半人選擇冷凍休眠，另一半人則保持清醒。在抵達目的地之前，他們的人口已經翻倍 —— 航行期間人口增長均衡。此外，他們還收到了來自地球的技術更新，這使得在飛船上生活和未來的殖民工作變得更加容易，這也是他們決定可以生育孩子的原因。他們可能還配備了額外的休眠艙，以容納那些中途改變主意想要休眠的人，或者作為備用，並且如果需要，他們還可以製造更多的休眠艙。就我個人而言，我無法想像為了緩解無聊而選擇冷凍休眠 —— 我認為這艘飛船不會無聊，即使無聊，我也有數千本書、電視劇和電影可以看，而且每年還會有至少同樣多的內容從地球發送過來。我甚至可能決定自己創作一些內容 —— 比如在整個航行過程中繼續製作這些視頻並發送回地球，這些視頻抵達地球時可能已經過去了好幾年，但對於觀眾來說仍然是新的。而且這不是一艘只有幾個人或幾百人的飛船，而是一艘擁有幾十萬人的飛船 —— 我們正在將人類遷移到一個新的恆星系統。
因此，讓我們將 「許珀里翁號」 的規模擴大 10 倍：旋轉居住艙的理想直徑擴大 10 倍，這樣只需每分鐘旋轉 2 圈，就能產生 1G 的重力，而且這對任何人來說似乎都不會造成任何問題。我們再將長度也擴大 10 倍，其他方面保持不變。現在這艘飛船的體積是原來的 1000 倍，但表面積僅為原來的 100 倍，因此它只能散發 100 倍的熱量，足以舒適地容納 20 萬人，甚至可能更多。我們假設出發時船上有 20 萬人，其中一半人進入冷凍休眠狀態，另一半人保持清醒。抵達目的地時，我們將有 10 萬名休眠者、10 萬名全程保持清醒的人，以及 10 萬名在航行途中出生的人。由於出發後技術的進步，我們發現如果需要，完全可以再輕鬆容納 10 萬人 —— 如果重來一次，我們甚至可以讓所有 30 萬人都保持清醒。但這次我們抵達時共有 30 萬人，其中許多全程保持清醒或在途中出生的人，已經不再完全願意在 Teti 星定居 —— 飛船現在已經成為了他們的家。這艘飛船可以維修和補充燃料，而且在前往下一個恆星系統的一個世紀裡，他們可以將原材料轉化為新的殖民設備。甚至在泰坦星，他們也可以選擇擴建飛船。憑藉來自地球和半人馬座阿爾法星（那裡的星際殖民項目已經啟動數十年並穩步運行）的新技術和改進，他們可以更好地殖民下一個恆星系統。
殖民地臨時總督在解凍所有休眠者後徵求了大家的意見，結果發現許多人都願意留在船上，繼續前往另一個恆星系統進行殖民。不需要所有人都這樣做 —— 在前往下一個目的地的一個世紀裡，他們可以生育更多的人。因此，總督決定：「團結號」 將在 Teti 星停留幾年，幫助建立殖民地、補充燃料和原材料，然後帶著所有仍然希望繼續航行或中途改變主意的人離開。現在，它本質上成為了一種新型的殖民飛船 —— 我稱之為 「漫遊飛船」，因為它可以不斷前往新的太陽系，在航行過程中通過幾代人的努力補充人口、製造新的殖民設備，並在每個新的恆星系統留下一部分人建立殖民地。每次都會有人選擇留在新的殖民地，其他人則繼續留在船上 —— 如此循環往復，直到抵達銀河系的邊緣。他們也可以選擇在某個喜歡的恆星系統永久停留，或者在某個系統停留一個世代，甚至像變形蟲一樣分裂飛船，形成兩艘新的飛船，同時開拓兩條新的殖民路線。在很多方面，它不再是一艘前往殖民地的飛船，而是一個移動的殖民地 —— 擁有幾十萬人，有自己的農場、工廠、學校和大學（用於培訓殖民者），還有購物中心、餐廳，甚至可能有地標建築和紀念碑。例如，在駛向每個新的恆星系統的過程中，它可能會在某個甲板上為每個它建立的殖民地建造一座巨大的紀念碑。它將從地球和它建立的殖民地獲取娛樂和科學資源，但也會創造自己的文化，並發展出獨特的習俗和傳統。
我必須承認，這種一艘接一艘地 「播種」 新殖民地的漫遊飛船，對我來說非常有吸引力。我的意思是，如果你是永生的，我想不出比在一艘駛向銀河系邊緣的飛船上擔任軍官更棒的生活方式 —— 每隔幾十年停留幾年，看看新建立的殖民地。如果感到無聊，你可以留在最新的殖民地，把你的船員名額讓給那些在最近一段永恆旅程中出生、認為當船員比當殖民者更有趣的人。我不確定漫遊飛船與從地球或人口充足、能夠自行建造飛船的新恆星系統不斷派出的一次性飛船相比，實際可行性如何，但它們聽起來非常酷。而且一個有趣的點是，每個新建立的殖民地都會有背景相似、甚至有親屬關係的鄰近殖民地，這可能會讓星際間的關係更加融洽。我可以想像自己登上這樣一艘飛船，在上面生活數千年，偶爾進入冷凍休眠狀態，最終抵達銀河系的邊緣，然後看著其他星系說 「為什麼不呢」，然後繼續駛向另一個星系。這是一個有趣的白日夢 —— 這也是這個我們的宗旨所在：我們只是試圖給這些白日夢增添一點科學的嚴謹性。
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好了，以上就是殖民飛船上的生活。
今天，我們將探討在殖民地或殖民飛船上的生活可能是什麼樣子。今天我們主要關注那些飛船，大多是星際飛船，但也包括我們可能在太陽系內使用的飛船，我們將從這些飛船開始，介紹一些關於飛船尺寸的概念。不過，我們對它們如何從 A 點到達 B 點並不太感興趣。對於星際飛船，我將假設它們至少擁有可行的核聚變技術，不過正如我們之前所討論的，我們確實有僅依靠太陽能和裂變技術組合的星際擴張方案。現在，要弄清楚在殖民飛船上的生活是什麼樣子，我們需要了解關於這艘飛船及其任務的許多細節，所以今天我們將構建一個虛構的故事來幫助我們理解。我們將對船員、任務、飛船和技術做出一些假設，但在講述過程中，我會簡要提及其他可能的情況。我還想補充一點，我的假設不會基於我認為最有可能發生的情況，而是基於我認為最能說明這些概念的情況。
因此，我們將探討兩種場景和兩艘飛船。第一艘是前往土星的殖民飛船，我們姑且設定它將搭載 200 人，從出發到抵達全程耗時 2 年。第二艘是前往距離地球 12 光年的 Teti 星的星際殖民飛船，它將容納 20 萬人，抵達目的地需要 120 年。為了便於理解，我將第一艘飛船命名為 「許珀里翁號」，因為它的目的地是土星的衛星許珀里翁；我將星際飛船命名為 「團結號」，這是我最喜歡的太空殖民遊戲《半人馬座阿爾法星》中搭載人們前往那裡的飛船名稱，還有就是我的老家真有個叫團結的村子。
現在我們還假設，「許珀里翁號」 是最早的核聚變動力飛船之一，其技術仍然非常不成熟且不穩定，只能維持生命支持系統和離子推進器的運行。「許珀里翁號」 也有明確的任務：抵達與它同名的衛星，開始採礦並製造一個太空電梯，用於其鄰近的土衛六—— 那裡計劃建立一個規模大得多的殖民地。「許珀里翁號」 是一艘相當大的飛船，人們將在上面生活 2 年，而且它必須在太空中建造。它的總長約 200 米，寬和高約 50 米，總質量約為 10 萬噸，與一艘航空母艦相當，不過其中大部分是離子推進器所需的反應物質。但所有人都居住在居住模塊中，該模塊由 10 個嵌套的圓柱體組成，每個圓柱體之間的間距略高於身高，並且以每分鐘 6 圈的速度旋轉，以在最外層的底層模擬 1G 的標準重力，而上方一層的重力則會減小 90%。嵌套式分層旋轉居住艙的一個便利之處在於，如果所有艙體都以相同的速度旋轉，它們的重力和可用地板空間與半徑成正比 —— 因此，寬度只有最外層一半的圓柱體，其重力和地板面積也只有最外層的一半。我們有 10 個這樣的圓柱體，所以重力分別為 10%、20%、30% 等等。居住模塊的長度與其寬度大致相當，僅占飛船的四分之一。在它的外部還有一層非旋轉層，帶有真空隔套以減少摩擦，人們通過第一層甲板上的兩個連接通道進出居住模塊 —— 這基本上就是兩個連接通道之間的一條長廊，裡面有梯子和樓梯通往飛船的其他部分。飛船的其餘部分（占大部分）是加壓的，但沒有重力，且溫度較低，全部用於存放貨物、燃料，還有幾個不需要重力或重力可能會帶來不便的車間。那些前往那裡領取物資或在車間工作的人需要穿毛衣，車間裡也配備了取暖器。負責維護髮動機和動力裝置以防止其故障的工程師們就在這裡工作，所以難怪他們往往是一群脾氣暴躁的人。不管怎樣，船上總得有人脾氣不好，我可不希望這個人是醫生。我知道船上的醫生按理說應該是那種不拘小節的人，可能在給你檢查時還會抽著煙，但他們總得保持友善。
稍後我們會看到，這並不是一次強制殖民任務。在離太陽更近的地方已經有大量的殖民地，大多依靠太陽能供電，為環繞地球和其他地方的大型工業綜合體提供所有的金屬原料。這些殖民地已經存在了足夠長的時間，它們希望進一步擴張，但要實現這一點，它們需要在當地種植更多的糧食，而種植糧食需要氮氣 —— 它們需要數千噸的氮氣。這就是為什麼擁有濃厚氮的土衛六現在成為了一個理想的殖民地。一旦那裡的太空電梯建成，就能夠以低廉的成本將大量氮氣運往太陽系內層的各個殖民地。「許珀里翁號」 的任務就是製造這部太空電梯，並建立碼頭和工業設施，為土衛六的快速擴張做準備。招募船員的過程並不容易 —— 這並不是一份有聲望的工作，而且太空旅行現在也不再那麼令人嚮往了。已經有數百萬人在太空中生活和工作，儘管大多數人是在近地軌道。因此，為期 2 年、前往偏遠邊緣地帶的旅程，並沒有讓招募中心外排起長隊。這給船長、廚師和醫生的工作帶來了一些麻煩。出發時他們發現，受僱招募所有礦工和製造團隊的公司變得有些急於求成，只要具備相關技能，不管是誰都會錄用 —— 其中許多人沒有太多過往經歷，或者更準確地說，他們可能有豐富的經歷，但只是想把這一切都拋在腦後。所以當我們的醫生打開病人的檔案和病史時，驚恐地發現幾乎一半的檔案只包含姓名、年齡和血型，其他什麼都沒有。這也不是一次科學航行，所以他沒有任何先進的 DNA 分析儀。
我們可以想像他在接下來的 2 年裡在船上的生活：早上喝杯咖啡，然後一整天都在看診（緊急情況除外），當然還要給那些看似身體健康的人進行體檢，同時還要試圖從沉默寡言的船員那裡打探到關於他們自己和家族病史的信息 —— 許多人在被問及家族病史時會變得敏感、迴避，甚至憤怒。此外，他還得應付船上的疑病症患者，這個人堅信自己患上了人類已知的所有疾病，包括一些虛構的疾病；而船上的心理醫生還沒來得及處理這個問題，因為他正忙著對付飛船的導航員戴夫—— 戴夫堅信飛船的電腦想要害他。除此之外，船長還一直纏著他，想讓他看看自己收集的船員檔案，因為船長也面臨著同樣的問題：想要了解每個人的背景，但手頭的人事檔案卻寥寥無幾。上次他以病人隱私保護為由拒絕提供這些檔案時，船長詳細地告訴他可以去哪裡投訴所謂的 「隱私保護」 問題。
再來看看廚師，他大部分時間都待在重力較低的上層甲板，因為植物對重力的要求不高，只需依靠重力來定位自己。上層甲板的大部分區域都用於水培種植，甚至第一層甲板（主要是一條寬闊的走廊）上也到處都是植物。有幾十名船員在這些區域工作，專門種植糧食，以補充物資儲備。廚師經常和他的助手們一起到那裡採摘植物用於烹飪，還會和飛船的生物學家爭論應該種植什麼作物。對於持續時間不到幾年的旅程來說，種植糧食其實並沒有太多實際好處，除了能為飲食補充一些新鮮農產品，以及幫助循環利用空氣和水。如果有必要，一個人一年的糧食可以壓縮存放在一立方米的空間裡，而且存在一個臨界點：種植糧食所需的所有設備的總質量，會超過這些設備所能種植出的糧食的質量。但他們的殖民地預計將實現糧食自給自足，所以現在他們正把所有多餘的空間都改造成菜園，以進一步延長原始物資的使用時間，並讓更多人接受相關種植培訓。製造團隊也一直在練習將之前儲存糧食的包裝材料回收利用，製作更多的水培托盤。現在也不僅僅是水培種植了 —— 飛船出發時並沒有攜帶任何堆肥和土壤，但現在每天都會增加大約 100 公斤的堆肥和土壤，而這恰好與每天消耗的糧食的乾重相當。他們也不是素食主義者，所以船上還飼養了雞、魚和一些山羊 —— 沒有養牛，因為牛太重且太髒，但山羊可以提供一些乳製品（羊奶），雞可以下蛋，而魚則與水培系統緊密相連。
船上還有其他動物：在太空飛行的歷史上，曾經有一些懶惰的科學家讓實驗室的老鼠逃跑了，從那以後，飛船和空間站上就一直有老鼠存在。這也給了人們養貓的理由，接著又開始養狗 —— 因為如果愛貓人士能帶上他們的寵物，就不能把人類最好的朋友（狗）落下。當然還有寵物，因為它們更有用。現在所有人都住在底層甲板，那裡的重力是正常的。那裡一點也不擁擠：底層甲板的地板面積接近 8000 平方米，而船上只有 200 人。即使每個人分配到一個相當舒適的 10 平方米的私人艙室，也只使用了該甲板面積的四分之一，其餘部分則是公共區域，比如健身房、自助餐廳、浴室等等。我們會發現，隨著太空飛行技術的不斷發展，飛船的居住空間往往會越來越大。我們之前已經討論過這一點，我們曾經更具體地探討了每個人需要多少能量才能為植物製造人工陽光，而這背後的關鍵是：人口數量基本上受到散熱能力的限制 —— 在太空中，散熱只能通過輻射實現，而輻射能力又取決於飛船的外表面面積。這一點對於我們的 「許珀里翁號」 來說目前還不是問題，但對於我們即將討論的星際飛船 「團結號」 來說，這將是一個巨大的挑戰。我大致估算了一下，要讓每個人都能舒適地生活並順利散發出所有相關熱量，每個人所需的外部表面積約為 100 平方米，這對應的人均功率預算約為 40 至 50 千瓦 —— 這其中還包括反應堆在發電過程中產生的熱量損失，而這些電能主要用於製造適合植物生長的人工光譜陽光。 「許珀里翁號」 的船體表面積接近 20 萬平方米，能夠散發約 100 兆瓦的熱量，這比維持船員舒適生活所需的熱量高出一個數量級，這也是為什麼居住模塊外部的所有區域都很冷的原因。實際上，這艘飛船本可以搭載更多的人，也許是現在的 10 倍，但讓我們先簡要談談技術問題，並區分一下客運飛船和殖民飛船。
殖民飛船需要在抵達目的地後建立殖民地，而客運飛船隻需要運送人員。我們經常會考慮讓機器人先抵達並建造好一切，或者讓殖民者不需要攜帶太多設備，因為他們可以在當地製造所需物品。但這種先讓機器人開路、再運送人員，或者不需要攜帶太多裝備的飛船，並不屬於殖民飛船 —— 這就像一架客機搭載一些移民從紐約前往奧馬哈，即使整架飛機都用來運送計劃搬遷並成為農民的人，它也不能被稱為 「殖民飛機」，因為他們並沒有帶上拖拉機等必要設備。「許珀里翁號」 是一艘真正的殖民飛船，它主要裝載的是貨物。它將直接降落在許珀里翁衛星的一個隕石坑中，在接下來的幾個月甚至幾年裡，所有人都將繼續住在居住模塊中，同時展開卸貨、擴張和殖民地建設工作。因此，飛船上有大量的貨物和充足的空間。他們真正的限制在於如何保持所有人的溫暖，因為即使是船體和屏蔽材料，最終也將被回收利用作為建築材料，並用當地的岩石來替代大部分輻射屏蔽層。如果 「許珀里翁號」 是一艘客運飛船，每個人可能只需要幾千瓦的功率，因為他們只需要種植一些糧食來改善飲食，以及循環利用空氣和水。不過，飛船也不會特別擁擠，因為在太空中建造大型飛船相對更容易，而且成本也相對較低。但殖民飛船永遠不會擁擠，因為它們需要大量的貨艙空間 —— 在太空中，這實際上意味著貨物質量，而且許多建築材料可以起到雙重作用，作為船體的一部分。我不僅僅是說這些材料可以被回收利用（任何能夠進行太空航行的文明都必須非常擅長回收利用），更重要的是，船體的主要作用是輻射屏蔽，而不是阻擋太空、留住空氣 —— 一個像罐頭一樣薄的船體就足以實現後兩者的功能。你可以將展開的太陽能電池板固定在船體上，而不是摺疊起來，以增加屏蔽效果；儲水罐、燃料罐等也可以放置在船體部位，起到屏蔽作用。
好了，讓我們繼續討論星際飛船的情況，我在一集節目中提到，殖民飛船分為五類。今天我們將增加第六類，也就是 「團結號」 所屬的類型。不過，讓我們先回顧一下原來的五類：
1. 瑪士撒拉飛船：飛行時間極長，但船員幾乎永生，因此抵達目的地的人和出發時是同一批人。我們假設有人已經破解了無限期或近乎無限期延長生命的方法。
2. 休眠飛船：所有或大部分船員在航行期間處於冷凍休眠狀態。
3. 世代飛船：人們在船上度過正常的一生，由他們的子女、孫輩、曾孫輩等來完成殖民新世界的任務。
4. 種子飛船：高度自動化的飛船，通常沒有船員，抵達目的地後攜帶冷凍的 DNA 材料，開始改造行星環境並進行殖民，後續的客運飛船將抵達預先建造好的設施，或者甚至由機器在培養艙中培育人類，並由機器撫養和教育他們。
5. 數據飛船：完全跳過有機生命體部分 —— 要麼是人類本身被數位化，要麼本身就是人工智慧，或者有機成分僅以數字形式存儲（畢竟我們可以列印 DNA）。
但現在我想增加第六類：漫遊飛船—— 這個名稱是我上周剛想到的，同時我還想澄清一個關於人體冷凍的誤解。首先，低溫冷凍技術非常棒，因為它能讓我們現在冷凍人類，並希望在未來讓他們復活。但我們目前還無法做到這一點，而且很多人忽略了一個事實：讓冷凍的人類復活所需的技術，必然也是能夠無限期延長人類壽命的技術。我們可能會找到不需要納米醫療技術就能延長壽命的方法，但要讓冷凍後的人類復活，納米醫療技術是必不可少的。簡單來說，解凍人類的能力本身就意味著你一定能夠修復與衰老相關的所有損傷。因此，第二類休眠飛船的存在意義並不是為了確保船員不會因年老而死亡 —— 要麼讓他們全程保持清醒存活，要麼讓他們處於休眠狀態以避免麻煩，但在星際飛船上讓人類保持存活從來都不是問題，因為讓飛船達到星際速度所需的能量，與維持生命支持系統所需的能量相比，簡直是天壤之別。星際飛船的能量限制僅在於如何散發出自身產生的熱量，因為即使是為期 1000 年的航行，維持飛船運行所需的能量也遠低於加速和減速所需的能量。即使飛船的速度僅為光速的 1%，航行時間為 1000 年；如果速度提升到光速的 10%，達到該速度所需的能量將增加 100 倍，而航行時間將縮短到原來的十分之一，因此生命支持系統所需的能量在總能量預算中的占比將降至千分之一 —— 而光速 1% 的飛船所需的生命支持能量，原本就已經遠低於加速和減速所需的能量。
現在我們以 「團結號」（我們的星際殖民飛船示例）為例，假設它的飛行速度為光速的 10%—— 這大約是核聚變技術所能達到的最高速度。核聚變燃料非常廉價，是宇宙中最豐富的物質，因此在這樣的速度下，你可以攜帶儘可能多的貨物。對於更高的速度，有兩種主要的替代能源：反物質或黑洞，但它們作為燃料來源可能會非常昂貴。因此，即使擁有這些技術，殖民飛船可能還是會選擇較低的速度，以攜帶更多的設備和人員 —— 速度減半，在相同燃料消耗的情況下，貨物裝載量可以增加四倍。客運飛船可能會選擇更快的速度，種子飛船或數據飛船也是如此，但為大量人員和貨物設計的殖民飛船，更適合放慢速度，以便攜帶更多的設備和人力抵達目的地。因此，人們選擇冷凍休眠，只是為了跳過航行過程 —— 因為如果有技術解凍他們，他們也能夠實現永生；如果沒有這種技術，那麼你就只能使用世代飛船，因為你缺乏延長壽命、解凍人類或使用種子飛船 / 數據飛船的技術。
這就引出了一個問題：殖民的核心目的是擴大人類的生存範圍並增加人口數量，因此你更傾向於招募那些喜歡孩子、不介意比家鄉生活條件稍艱苦一些的殖民者。至少在他們看來，「艱苦」 可能意味著每天需要工作幾個小時，或者他們的家只有 20 個房間。但關鍵是，殖民飛船上的人口並不是固定不變的。對於永生的瑪士撒拉飛船，你可以規定 「抵達目的地並建立殖民地之前不准生育」；對於世代飛船，你可以要求人們 「生育數量僅夠替換因年老和意外死亡的人」。但有趣的是，你其實並不需要這樣做，甚至不這樣做可能更好。這些飛船將在太空中航行數十年，並且專門設計用於進行大量的在軌建造。它們是人類在太陽系內數十年甚至數百年殖民實踐的成果 —— 在太陽系內，殖民地已經能夠在當地製造幾乎所有所需的物品，而星際殖民地也必須具備在當地製造一切的能力。雖然不是從一開始就能做到，但除了新的技術（可以通過光束向殖民者發送最新的科技突破，儘管由於光速延遲，這些信息會滯後幾年），他們需要能夠製造所有需要的東西，包括替換所有的生產設備，以及維修飛船所需的任何部件。
首先，「團結號」 前往泰坦星的航行需要 120 年，它並不需要殖民者在出發時就具備完全的技能。無論殖民者是永生的，還是最初殖民者的孫輩，他們都有 120 年的時間來接受培訓。「團結號」 不再僅僅是一艘搭載殖民者和殖民設備的飛船，而是一個 「製造殖民者和殖民設備的場所」。如果它是一艘世代飛船，那麼它需要不斷地培養和培訓具備所有必要知識和技能的新人，而且這些人可能還需要工作來維護設備。因此，我假設 「團結號」 是一艘瑪士撒拉飛船，其中一半人選擇冷凍休眠，另一半人則保持清醒。在抵達目的地之前，他們的人口已經翻倍 —— 航行期間人口增長均衡。此外，他們還收到了來自地球的技術更新，這使得在飛船上生活和未來的殖民工作變得更加容易，這也是他們決定可以生育孩子的原因。他們可能還配備了額外的休眠艙，以容納那些中途改變主意想要休眠的人，或者作為備用，並且如果需要，他們還可以製造更多的休眠艙。就我個人而言，我無法想像為了緩解無聊而選擇冷凍休眠 —— 我認為這艘飛船不會無聊，即使無聊，我也有數千本書、電視劇和電影可以看，而且每年還會有至少同樣多的內容從地球發送過來。我甚至可能決定自己創作一些內容 —— 比如在整個航行過程中繼續製作這些視頻並發送回地球，這些視頻抵達地球時可能已經過去了好幾年，但對於觀眾來說仍然是新的。而且這不是一艘只有幾個人或幾百人的飛船，而是一艘擁有幾十萬人的飛船 —— 我們正在將人類遷移到一個新的恆星系統。
因此，讓我們將 「許珀里翁號」 的規模擴大 10 倍：旋轉居住艙的理想直徑擴大 10 倍，這樣只需每分鐘旋轉 2 圈，就能產生 1G 的重力，而且這對任何人來說似乎都不會造成任何問題。我們再將長度也擴大 10 倍，其他方面保持不變。現在這艘飛船的體積是原來的 1000 倍，但表面積僅為原來的 100 倍，因此它只能散發 100 倍的熱量，足以舒適地容納 20 萬人，甚至可能更多。我們假設出發時船上有 20 萬人，其中一半人進入冷凍休眠狀態，另一半人保持清醒。抵達目的地時，我們將有 10 萬名休眠者、10 萬名全程保持清醒的人，以及 10 萬名在航行途中出生的人。由於出發後技術的進步，我們發現如果需要，完全可以再輕鬆容納 10 萬人 —— 如果重來一次，我們甚至可以讓所有 30 萬人都保持清醒。但這次我們抵達時共有 30 萬人，其中許多全程保持清醒或在途中出生的人，已經不再完全願意在 Teti 星定居 —— 飛船現在已經成為了他們的家。這艘飛船可以維修和補充燃料，而且在前往下一個恆星系統的一個世紀裡，他們可以將原材料轉化為新的殖民設備。甚至在泰坦星，他們也可以選擇擴建飛船。憑藉來自地球和半人馬座阿爾法星（那裡的星際殖民項目已經啟動數十年並穩步運行）的新技術和改進，他們可以更好地殖民下一個恆星系統。
殖民地臨時總督在解凍所有休眠者後徵求了大家的意見，結果發現許多人都願意留在船上，繼續前往另一個恆星系統進行殖民。不需要所有人都這樣做 —— 在前往下一個目的地的一個世紀裡，他們可以生育更多的人。因此，總督決定：「團結號」 將在 Teti 星停留幾年，幫助建立殖民地、補充燃料和原材料，然後帶著所有仍然希望繼續航行或中途改變主意的人離開。現在，它本質上成為了一種新型的殖民飛船 —— 我稱之為 「漫遊飛船」，因為它可以不斷前往新的太陽系，在航行過程中通過幾代人的努力補充人口、製造新的殖民設備，並在每個新的恆星系統留下一部分人建立殖民地。每次都會有人選擇留在新的殖民地，其他人則繼續留在船上 —— 如此循環往復，直到抵達銀河系的邊緣。他們也可以選擇在某個喜歡的恆星系統永久停留，或者在某個系統停留一個世代，甚至像變形蟲一樣分裂飛船，形成兩艘新的飛船，同時開拓兩條新的殖民路線。在很多方面，它不再是一艘前往殖民地的飛船，而是一個移動的殖民地 —— 擁有幾十萬人，有自己的農場、工廠、學校和大學（用於培訓殖民者），還有購物中心、餐廳，甚至可能有地標建築和紀念碑。例如，在駛向每個新的恆星系統的過程中，它可能會在某個甲板上為每個它建立的殖民地建造一座巨大的紀念碑。它將從地球和它建立的殖民地獲取娛樂和科學資源，但也會創造自己的文化，並發展出獨特的習俗和傳統。
我必須承認，這種一艘接一艘地 「播種」 新殖民地的漫遊飛船，對我來說非常有吸引力。我的意思是，如果你是永生的，我想不出比在一艘駛向銀河系邊緣的飛船上擔任軍官更棒的生活方式 —— 每隔幾十年停留幾年，看看新建立的殖民地。如果感到無聊，你可以留在最新的殖民地，把你的船員名額讓給那些在最近一段永恆旅程中出生、認為當船員比當殖民者更有趣的人。我不確定漫遊飛船與從地球或人口充足、能夠自行建造飛船的新恆星系統不斷派出的一次性飛船相比，實際可行性如何，但它們聽起來非常酷。而且一個有趣的點是，每個新建立的殖民地都會有背景相似、甚至有親屬關係的鄰近殖民地，這可能會讓星際間的關係更加融洽。我可以想像自己登上這樣一艘飛船，在上面生活數千年，偶爾進入冷凍休眠狀態，最終抵達銀河系的邊緣，然後看著其他星系說 「為什麼不呢」，然後繼續駛向另一個星系。這是一個有趣的白日夢 —— 這也是這個我們的宗旨所在：我們只是試圖給這些白日夢增添一點科學的嚴謹性。
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好了，以上就是殖民飛船上的生活。