外星移民，我們還缺什么

鄧唯珂

大約半年前，英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》發(fā)表了著名理論物理學(xué)家霍金對(duì)未來(lái)的看法：“對(duì)于我來(lái)說(shuō)，最值得擔(dān)憂的問(wèn)題是，現(xiàn)在比人類歷史上其他任何時(shí)候都要危險(xiǎn)。我們面臨糟糕的環(huán)境挑戰(zhàn)—?dú)夂蜃兓?、食品危機(jī)、人口過(guò)剩、物種滅絕、流行病、海洋酸化等。所有這些都在提醒我們，我們正處于人類發(fā)展史上最危險(xiǎn)的時(shí)刻。我們發(fā)展的技術(shù)摧毀了自己的家園，但目前還沒(méi)有發(fā)展出逃離地球的能力。也許在百年后，我們可以在其他星球上建立起人類殖民地，但現(xiàn)在我們還只能在地球上生活，因此我們必須要團(tuán)結(jié)一致保護(hù)它?！?/p>

霍金表示，逃離地球是人類唯一的希望，人類呆在地球上的日子已屈指可數(shù)。霍金還曾經(jīng)警告稱，因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)和流行病的威脅，我們的地球正在變成一個(gè)危險(xiǎn)之地?！拔蚁嘈?，地球上的生命因一場(chǎng)災(zāi)難而滅絕的風(fēng)險(xiǎn)正與日俱增，比如一場(chǎng)突如其來(lái)的核戰(zhàn)爭(zhēng)、一種基因工程病毒或其他危險(xiǎn)。我認(rèn)為，如果不能進(jìn)入太空，人類將沒(méi)有未來(lái)?！?/p>

自從美國(guó)的“阿波羅登月計(jì)劃”結(jié)束后，人類已經(jīng)有50多年未離開地球踏上另一個(gè)星球的土地，像是一個(gè)任性的小孩蜷縮在自己的搖籃里不愿出來(lái)。有人說(shuō)，這是因?yàn)槿祟惖目萍妓竭€不夠，以目前的航天技術(shù)進(jìn)行宇宙航行勞民傷財(cái)，不如用這筆錢把我們的搖籃建設(shè)得更加舒適一些。

確實(shí)，以現(xiàn)在的航空科技水平要進(jìn)行星際水平的大規(guī)模航行就連當(dāng)今的超級(jí)大國(guó)美國(guó)也無(wú)法完成，目前的空間技術(shù)也無(wú)法保證人類能在微重力的情況下長(zhǎng)期生存。

如果當(dāng)下的人類想逃離地球，走出我們的搖籃，重現(xiàn)人類作為世界領(lǐng)袖的榮光，就必須回顧我們的過(guò)去，從歷史中尋找未來(lái)的答案。也許，我們回首過(guò)去才會(huì)發(fā)現(xiàn)，人類在地理大發(fā)現(xiàn)和大航海時(shí)代的榮光，不是靠著以舉國(guó)之力發(fā)展航海技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

回溯大航海時(shí)代的開啟

當(dāng)我們回望過(guò)去，讓大航海時(shí)代的畫卷徐徐展開，一切就變得明朗起來(lái)—這個(gè)時(shí)代的開啟并不是因?yàn)樵齑夹g(shù)的突破。早在哥倫布帶領(lǐng)三艘百十來(lái)噸的帆船出海之前，能進(jìn)行遠(yuǎn)洋的船已經(jīng)發(fā)明出很久了，而意圖擴(kuò)展海外貿(mào)易的市場(chǎng)需求也不是從哥倫布的時(shí)代才開始出現(xiàn)的。人類過(guò)去一直嘗試著向遠(yuǎn)洋進(jìn)發(fā)，可是有一個(gè)夢(mèng)魘始終無(wú)法擺脫。每當(dāng)人們開始遠(yuǎn)洋，開始長(zhǎng)時(shí)間在海上生活，船員們就會(huì)出現(xiàn)牙齒逐漸脫落、皮膚出現(xiàn)血點(diǎn)、臉色蒼白、身體無(wú)力等癥狀，最終整船船員相繼死去。后來(lái)人們將這種導(dǎo)致船員死亡的疾病稱為敗血癥。繼哥倫布之后，另一個(gè)偉大的航海家麥哲倫率領(lǐng)船隊(duì)環(huán)繞了地球一周。他們的遭遇十分悲慘，麥哲倫的船隊(duì)中有三分之二的人因?yàn)閴难《劳觥?/p>

這種情況直到18世紀(jì)才出現(xiàn)轉(zhuǎn)機(jī)，英國(guó)人林特發(fā)現(xiàn)柳橙汁能夠治療和預(yù)防壞血病，從而使得英國(guó)船員在進(jìn)行遠(yuǎn)洋航行的時(shí)候再也不會(huì)因?yàn)閴难《笠?guī)模減員，殖民全世界的目標(biāo)才得以實(shí)現(xiàn)。

今天，我們已經(jīng)知道，壞血病是因?yàn)槭澄镏虚L(zhǎng)時(shí)間缺乏維生素C而導(dǎo)致的?？墒菫槭裁慈祟惒怀孕迈r蔬菜會(huì)生病，而獅子、狼等食肉動(dòng)物一輩子不吃新鮮蔬菜卻沒(méi)有什么問(wèn)題？既然維生素C對(duì)人類的生存這么重要，為什么人類沒(méi)有進(jìn)化出食肉動(dòng)物那樣的合成維生素C的能力呢？事實(shí)上，曾經(jīng)每種需要維生素C的動(dòng)物都擁有自身合成維生素C的能力，但是在我們的靈長(zhǎng)類祖先開始吃樹葉和水果之后，每天都可以通過(guò)食物得到自身生長(zhǎng)發(fā)育所需的維生素C，而且獲得量是需要量的幾百倍，所以再保持自身合成維生素C的能力就成為了一種對(duì)資源的浪費(fèi)，于是在生物演化的過(guò)程中，人類的祖先就逐漸喪失了這個(gè)對(duì)自身有益的能力。

其實(shí)，人類喪失了合成維生素C的能力本質(zhì)上是由自然選擇的局限性導(dǎo)致的，這個(gè)局限性就是自然本身。自然選擇無(wú)法預(yù)見(jiàn)未來(lái)，在陸地上生存并受到陸地環(huán)境選擇的人類注定了無(wú)法適應(yīng)遠(yuǎn)洋生存。

生物科技能否改變太空生存困境

我們今天所遇到的困境也是一樣的，人類是地球自然環(huán)境選擇后的產(chǎn)物，其注定是無(wú)法適應(yīng)在太空中生存的。限制我們宇宙殖民的門檻不在于將人送上太空的技術(shù)的缺失，而是讓人在太空中生存的技術(shù)的缺失。用現(xiàn)有的技術(shù)在太空中或者外星模擬地球的自然環(huán)境來(lái)適應(yīng)人類生存耗資太過(guò)巨大，所以宇宙殖民科技的發(fā)展方向應(yīng)該是，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有科技的運(yùn)用讓人類變得“不一樣”，未來(lái)的人類將獲得在地球以外生存的能力。

今天我們面對(duì)的宇宙移民問(wèn)題比幾百年前的遠(yuǎn)洋航行問(wèn)題更復(fù)雜，所幸的是今天我們擁有的科技力量也是古人不可想象的。那么，有哪些最新技術(shù)可以幫助我們解決宇宙移民中的難題呢？

也許大家曾留意過(guò)一個(gè)現(xiàn)象，每次宇航員在返回地球后都是由其他人抬出航天器的。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，盡管宇航員在太空中經(jīng)常進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)和訓(xùn)練，但是人類的心臟和較細(xì)的血管在微重力環(huán)境下還是難以將氧氣輸送到肌肉中。由于缺乏重力，人體會(huì)自行判斷已經(jīng)不再需要肌肉，身體為了節(jié)約寶貴的能量會(huì)將全身的肌肉慢慢分解。

雖然返回后的訓(xùn)練使宇航員能如正常人生活，但還是會(huì)出現(xiàn)宇航員身體素質(zhì)下降的問(wèn)題。他們的身體指標(biāo)只能恢復(fù)到之前的97%左右，長(zhǎng)時(shí)間生活在微重力環(huán)境中，他們的肺部功能也發(fā)生了變化。

那么以現(xiàn)在的科技發(fā)展水平，我們能設(shè)計(jì)哪些解決方案來(lái)克服太空生存的困境呢？

1.沉默既有的部分基因

通過(guò)分解不必要的肌肉來(lái)節(jié)省能量確實(shí)是一個(gè)幫助人類在野外生存的好策略，因?yàn)樵谀欠N條件下每一焦耳能量都顯得生死攸關(guān)，所以人類漸漸進(jìn)化出了一種“節(jié)儉基因”。在現(xiàn)代社會(huì)中，這種“節(jié)儉基因”卻造成了人類普遍面臨的健康問(wèn)題—能量過(guò)剩導(dǎo)致的肥胖，還有在宇宙中生存的難題—肌肉流失。決定生物體肌肉生成的最主要決定因素是生物體的基因。人類的近親大猩猩，平時(shí)只吃水果和樹葉，既不喝蛋白粉，又不辦健身卡就能擁有一身傲人的肌肉，這就是因?yàn)樗鼈兣c人類基因不同。

然而，基因真的沒(méi)法改變嗎？現(xiàn)在的基因編輯技術(shù)已經(jīng)使我們能夠精確地操縱一段基因，使得正常肌肉含量很少的動(dòng)物增加肌肉量，從而變得強(qiáng)健。

2017年，有一位美國(guó)的生物黑客就通過(guò)自己手上的基因編輯工具在自家車庫(kù)中給自己進(jìn)行“肌肉基因強(qiáng)化”改造，但隨后因?yàn)榭赡艿娘L(fēng)險(xiǎn)和有效性的問(wèn)題受到主流科學(xué)家的詬病。但我們相信，在不久的將來(lái)，更安全可靠的基因編輯技術(shù)可以在人類身上應(yīng)用，從而幫助到城市中久坐不動(dòng)的上班族和微重力下的宇航員。

2.增加既有基因的表達(dá)

上文已經(jīng)提到，在太空中人類的心臟和較細(xì)的血管在微重力環(huán)境下難以將氧氣輸送到肌肉中，如何增強(qiáng)人類的心血管能力就成為了重中之重。

最近，在一項(xiàng)對(duì)于心肌梗死研究的過(guò)程中，科學(xué)家成功識(shí)別了基因CDK1/CCNB和CDK4/CCND的組合，該組合可以以極高效率促使人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞源性心肌細(xì)胞的分裂增殖，增值比率高達(dá)20%。

研究員高興地發(fā)現(xiàn)，向4個(gè)月的小鼠心肌梗死后的心肌里注射腺病毒編碼的這4個(gè)基因組合，會(huì)誘導(dǎo)超過(guò)15%的心肌細(xì)胞增殖。同時(shí)，這4個(gè)基因組合還能提高小鼠的心肌功能。科學(xué)家是如何實(shí)現(xiàn)小鼠心肌細(xì)胞增殖的呢？科學(xué)家找到了一個(gè)幫手—病毒。病毒通常會(huì)將自己體內(nèi)有害的基因注射到病人細(xì)胞中毒害細(xì)胞，但是在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中科學(xué)家通過(guò)改造病毒，讓病毒把有益于人類的基因注射到心臟中，實(shí)現(xiàn)了心肌細(xì)胞增殖。

3.向人類身體引入其他擁有“超能力”生物的基因

即使在我們的母星地球上，自然也會(huì)經(jīng)常露出它殘酷的一面。地球上有一些人跡罕至的角落，那里就像是外星一樣存在強(qiáng)輻射、缺氧、嚴(yán)寒等極端環(huán)境，可是在那些環(huán)境下依然存在著欣欣向榮的生命，如果我們能夠向大自然學(xué)習(xí)如何在這些環(huán)境中生存下來(lái)，并將學(xué)習(xí)成果應(yīng)用到宇航員身上，也許我們就能拋棄沉重又昂貴的太空服在太空、外星自由自在地生存。

宇宙中充滿了致命的宇宙射線，由于沒(méi)有大氣層的保護(hù)，輻射能夠直接作用于人體的DNA，引起DNA損傷。這種損傷通過(guò)突變可能修改遺傳密碼，改變DNA功能，并傳給下一代，因此宇航員必須躲在厚重又狹小的空間中，出艙也要穿上厚重的宇航服。但是并非每一種地球生物都是不耐輻射的。地球上有些地方也存在類似的強(qiáng)烈輻射，而在這種環(huán)境中也生存著生命競(jìng)賽中的“頑強(qiáng)”物種，水熊蟲便是其中的佼佼者。

2011年，在“奮進(jìn)”號(hào)航天飛機(jī)的收官任務(wù)中，水熊蟲被帶上了國(guó)際空間站，在飛船外的微重力、強(qiáng)輻射的環(huán)境下水熊蟲依然活了下來(lái)。

火星是太陽(yáng)系中與地球環(huán)境最相似的星球，若我們移民火星，那么將會(huì)面臨怎樣的生活景象呢？火星大氣中的二氧化碳含量大約為95%，人類如果移民火星，每一次戶外活動(dòng)都要準(zhǔn)備充足的氧氣。動(dòng)物生存需要充足的氧氣，一般的哺乳動(dòng)物在血液供氧停止的情況下，60秒后大腦就會(huì)遭到不可逆的損傷。但是，哺乳動(dòng)物中的生存高手裸鼴鼠卻在缺氧情況下有驚人的表現(xiàn)。生活在地下并群居的裸鼴鼠經(jīng)常會(huì)遭遇氧氣不足的狀況，可是它們能夠在沒(méi)有氧氣的情況下新陳代謝并產(chǎn)生出果糖（而不是更常見(jiàn)的葡萄糖），并借此存活長(zhǎng)達(dá)18分鐘，而且不會(huì)留下任何不良后果。裸鼴鼠還有一個(gè)令人類羨慕的生理特點(diǎn)，它們幾乎永遠(yuǎn)都不會(huì)患癌癥。有研究顯示，裸鼴鼠在成年后終身不會(huì)衰老，只會(huì)因?yàn)橐馔馑劳?。在自然環(huán)境中裸鼴鼠的平均壽命是17年，在實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境中可以活到30歲，是一般小鼠壽命的10倍。

也有人大膽設(shè)想過(guò)突破太陽(yáng)系，進(jìn)行恒星際移民。不過(guò)，基于現(xiàn)在的航天技術(shù)，我們?nèi)绻巴x太陽(yáng)系最近的恒星—比鄰星，恐怕要1000年才能到達(dá)，這對(duì)于壽命極限只有100多歲而且終生會(huì)不斷衰老的人類來(lái)說(shuō)，這幾乎是不可能完成的任務(wù)?？墒侨绻祟悡碛辛寺泯B鼠的能力—沒(méi)有壽命極限且不會(huì)衰老，那么以我們目前的星際飛行速度進(jìn)行恒星際旅行，會(huì)不會(huì)有一天被提上日程呢？

雖然我們目前還并不清楚是哪些基因使得這些生物具有了“超能力”，但這些奇妙的生物已經(jīng)引起了科學(xué)家的關(guān)注。隨著基因測(cè)序技術(shù)變得越來(lái)越廉價(jià)、快速和精準(zhǔn)，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)我們就可以搞清楚這些基因的真面目了，也許還會(huì)將它們通過(guò)安全的手段引入人類身體，從而幫助人類進(jìn)行星際移民。

第二次大航海時(shí)代的前夜

如科幻作家劉慈欣在演講《一個(gè)地球和一萬(wàn)個(gè)地球》中所說(shuō)的：“現(xiàn)在，人類正處在第二次大航海時(shí)代的前夜。我們現(xiàn)在甚至比哥倫布要有利得多，因?yàn)楦鐐惒伎床灰?jiàn)他要找的新大陸，他在大西洋上航行了幾天之后還沒(méi)有見(jiàn)到陸地，這個(gè)時(shí)候他的內(nèi)心肯定是充滿了猶豫彷徨，而我們要探測(cè)的新世界抬頭就能看到?！?/p>

我們正身處在一個(gè)人類有史以來(lái)最偉大的時(shí)代，也許未來(lái)也不會(huì)再出現(xiàn)這樣的時(shí)代。身為物理學(xué)家的霍金推測(cè)，人類需要上百年的時(shí)間才能建立外星殖民地，但現(xiàn)代基因工程技術(shù)的突飛猛進(jìn)讓人類多了一個(gè)視角—征服宇宙最簡(jiǎn)單的方法不是提高火箭的運(yùn)載能力，而是先征服人類自己。

就像當(dāng)初那些貧困、走投無(wú)路的歐洲人在面對(duì)遼闊而未知的大海的時(shí)候，使他們安心去開拓新世界的不是船只的噸位而是自己口袋里的橘子。大自然的橘子今天就擺在人類的面前，我們所需要的僅僅是一點(diǎn)敢于改變的勇氣。