北京時(shí)間 1 月 18 日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，人類設(shè)計(jì)制造出的最龐大又不可思議的東西是什么呢?從地球推桿到太空加農(nóng)炮，安德斯 · 桑德伯格探索了歷史上最雄心壯志的一些愿景，以及為什么它們并不像看上去那般 “荒謬”。
1603 年，一名耶穌會的修士發(fā)明了一臺機(jī)器，打算只用繩索和齒輪來撬動整個(gè)地球。克里斯托夫 · 格林伯格管理著耶穌會作者撰寫的所有數(shù)學(xué)著作。他的工作，說起來，跟現(xiàn)代科學(xué)期刊雜志的編輯有點(diǎn)相似。
格林伯格這個(gè)人，謙虛又勤奮，而且總是忍不住想要解決各種問題。有一次，他開始思考，既然一個(gè) 1：10 的齒輪裝置可以讓一個(gè)人舉起十倍于常人可舉起的重量，那么如果一個(gè)人用一個(gè)踏車連著 24 個(gè)齒輪，他就可以慢慢地…… 慢慢地…… 舉起整個(gè)地球。
就像那些重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)代學(xué)者一樣，格林伯格忽略了一些麻煩的細(xì)節(jié)：“我不會編織那些繩索，也不會設(shè)計(jì)輪子的材料，更不會費(fèi)腦筋去想裝置應(yīng)該懸掛在什么地方：這些問題我會留給別人去思考。”
格林伯格設(shè)想的裝置
自從我們有數(shù)學(xué)以來，像格林伯格一樣富有遠(yuǎn)見的學(xué)者就不曾停止暢想工程學(xué)的遙遠(yuǎn)極限，哪怕當(dāng)時(shí)缺乏技術(shù)。幾個(gè)世紀(jì)以來，他們曾設(shè)想過用機(jī)器撬起整個(gè)世界、改變地球表面，甚至重組宇宙。這些 “超大規(guī)模工程”——有時(shí)也被稱為 “宏觀工程”——涉及浩大的項(xiàng)目，目標(biāo)是重塑地球或者建造和地球差不多規(guī)模的龐然大物。從這些充滿未來主義的超級夢想中，我們可以看到人類無窮的創(chuàng)造力和想象力。
超大規(guī)模工程的起源可以追溯到古希臘人。阿基米德因很多事情而負(fù)有盛名，但相傳他說過的一句最耳熟能詳?shù)脑捠牵?ldquo;給我一個(gè)支點(diǎn)，我能撬起整個(gè)地球!”他說的其實(shí)是杠桿原理。阿基米德知道，借助一個(gè)固定的支點(diǎn)，一根足夠長的杠桿可以施加巨大的力。就像格林伯格的機(jī)器賦予齒輪的魅力一般，阿基米德對這些機(jī)械原理的洞察，讓人們?nèi)滩蛔〉亻_始想象遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出實(shí)際范圍的問題。
從那時(shí)起，每當(dāng)一個(gè)物理定律被發(fā)現(xiàn)具有普遍性時(shí)，下一步自然而然地便是擴(kuò)大該定律的適用范圍并探索理論上的可能性。艾薩克 · 牛頓總結(jié)出了同樣適用于蘋果和月球的地球引力定律。因此，早在人類實(shí)現(xiàn)太空旅行之前，牛頓就指出，理論上講，一門強(qiáng)大的加農(nóng)炮可以把衛(wèi)星送進(jìn)地球軌道。這個(gè)想法，在 1865 年，被儒勒 · 凡爾納寫進(jìn)了科幻小說《從地球到月球》。
凡爾納的小說中用來發(fā)射炮彈車廂 “哥倫比亞炮”的巨型加農(nóng)炮。
二十世紀(jì)，美國和其他地區(qū)的一些組織開展了嚴(yán)肅認(rèn)真的嘗試，以探索這種加農(nóng)炮是否行得通。他們的嘗試失敗了，因此牛頓的靈感很容易被誤解為一個(gè)錯(cuò)誤的預(yù)測。但是，不要忘記，我們目前的太空運(yùn)輸工具——火箭——曾經(jīng)也被認(rèn)為是不可能的、是一種空想。1920 年，《紐約時(shí)報(bào)》發(fā)表了一篇著名文章，嘲笑這個(gè)想法的支持者，暗諷他們沒受過高中物理教育。(1969 年，阿波羅 11 號飛向月球的一天之后，這份報(bào)紙又發(fā)表了一篇輕松愉快的評論。)
多年以來，相似的理論狂想逐漸向太空延伸，不由得開始讓人們好奇，是否可以建造一臺太空電梯。按理說，把堅(jiān)固的纜線從位于地球軌道的平衡錘上懸掛下來，就可以得到一部通向太空的太陽能電梯。把航天器拴在纜線末端甩出去，航天器就可以使用最少的燃料飛向其他星球。由于引力更小，火星或月球上的 “天梯”似乎更加實(shí)用。
為了進(jìn)一步擴(kuò)大我們的天文壯志，其他人還在設(shè)想，未來人類是否有可能把火星變成可居住的星球，或者甚至在太陽周圍構(gòu)建一個(gè)由太陽能收集器組成的 “戴森球”。從長遠(yuǎn)來看，我們可能需要采取一些改進(jìn)，讓太陽的壽命更長，把地球移動柜到更寬的軌道上，或者在星系之間移動恒星。這些預(yù)測目前來看，更像是天方夜譚，但數(shù)學(xué)和物理并不排除它們的可能性。
重新設(shè)計(jì)地球
回到我們的地球。超大規(guī)模工程夢也激發(fā)了關(guān)于烏托邦計(jì)劃的各種藍(lán)圖，包括大規(guī)模改變海洋和大氣層的工程。
在上世紀(jì)二十年代及以后，赫爾曼 · 索格爾的亞特蘭特羅帕項(xiàng)目夢想著建造一座橫跨直布羅陀海峽的大型水力發(fā)電大壩。這個(gè)項(xiàng)目會使得地中海水位下降 200 米，開辟出新的可居住土地。另外一個(gè)橫跨達(dá)達(dá)尼爾海峽的水壩用以阻隔黑海的海水，可以補(bǔ)充第一個(gè)水壩;接著，在西西里島和突尼斯再建一個(gè)水壩，進(jìn)一步降低地中海的水位，延長蘇伊士運(yùn)河連接船閘;最后，將剛果河改道填滿乍得湖周圍的水域，為撒哈拉沙漠提供灌溉用的淡水。如今，即便這個(gè)項(xiàng)目能得到政治上的支持，出于對生態(tài)保護(hù)的考慮，整個(gè)項(xiàng)目也不太可能實(shí)現(xiàn)。
赫爾曼 · 索格爾的亞特蘭特羅帕項(xiàng)目
一個(gè)現(xiàn)代版本的亞特蘭特羅帕項(xiàng)目與其說嚴(yán)肅的提議(盡管仍經(jīng)過了細(xì)致地分析)，不如說是一個(gè)善意的警告。這個(gè)項(xiàng)目打算在蘇格蘭、挪威、法國和英國之間建造大壩阻隔北海的海水，以防止海平面上升。
然后，在 1957 年到 1977 年之間，美國也出現(xiàn)了一個(gè) “犁頭計(jì)劃”，旨在以大規(guī)模和平建設(shè)為目的，開發(fā)核爆破技術(shù)(蘇聯(lián)也有類似的計(jì)劃：“國民經(jīng)濟(jì)核爆炸”計(jì)劃)。這些想法包括使用核爆炸拓寬巴拿馬運(yùn)河、在山脈上挖掘人工港口或路塹以及在地下儲存天然氣或石油。不過意料之中的是，人們對輕度放射性基礎(chǔ)設(shè)施的興趣從未真正成氣候。
但是，眼下人們正在嚴(yán)肅考慮和研究的一個(gè)大規(guī)模改造地球的替代工程，叫做地球工程。這個(gè)地球工程涉及人為干涉天氣系統(tǒng)，以減少太陽能的輸入，無論是亮化海洋云層、向平流層添加氣溶膠或在天空張一塊大遮陽棚，還是使用壓碎的橄欖石結(jié)合二氧化碳或把二氧化碳泵入地下等等。這看上去似乎是可行的，也許還是有必要的，然而控制太陽能輸入絕對是一個(gè)非常冒險(xiǎn)的想法。
狂想的樂趣
這種思維游戲背后的動機(jī)是什么呢?在理論層面上，扮演上帝的角色是一個(gè)樂趣。但不僅僅如此。
多數(shù)情況下，這背后的邏輯莫過于 “多多益善”。如果有更多的農(nóng)業(yè)用地是好事，那為什么不嘗試獲取盡可能多的農(nóng)業(yè)用地呢?如果能源很寶貴，那使用已知的技術(shù)，我們可以獲取多少能源呢?這些思考可以告訴我們一些重要的事情，比如極限在哪里，以及如果我們矢志不渝，我們究竟可以得到多少?這樣做的目的不在于預(yù)測 “如何做到”或 “什么時(shí)候?qū)崿F(xiàn)”，而更多地在于弄清楚宇宙定律是否會阻止我們的雄心壯志。此外，這也可以幫助我們分清楚什么是不可能的，什么又是幾乎不可能的。
電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和州際高速公路都規(guī)模龐大，但我們?nèi)杂X得它們都理所當(dāng)然
這些超級工程項(xiàng)目，在他們的設(shè)計(jì)者眼中，可能也是極具烏托邦意味的愿景。索格爾認(rèn)為，亞特蘭特羅帕可以提供能源、耕地，改善氣候，也有助于歐洲和非洲的融合。俄羅斯哲學(xué)家尼古拉 · 費(fèi)德洛夫在他的和平統(tǒng)一人類的宇宙計(jì)劃中，將氣候控制列為第一步。這一切的重點(diǎn)是，共同努力實(shí)現(xiàn)一個(gè)宏偉的目標(biāo)。與其說是舉起整個(gè)世界，不如說是改善全人類。
這些夢想也容易受到嘲笑，并被認(rèn)為是不切實(shí)際的烏托邦主義或工程技術(shù)的狂妄自大。然而，我們的地球被每秒傳輸大量數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)的機(jī)器包圍著，而你可能正在使用這些機(jī)器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(互聯(lián)網(wǎng))。然后，我們頭頂還有一個(gè)比足球場還大的機(jī)器，移動速度比步槍射出的子彈速度還快(空間站)。還有，歐洲有一臺機(jī)器周長 27 公里，可以將能量轉(zhuǎn)化為奇異物質(zhì)(大型強(qiáng)子對撞機(jī))。想象一下，阿基米德或牛頓會怎么看待這些。
事實(shí)上，我們已經(jīng)生活在這些超大規(guī)模的工程中，只是我們鮮有注意到。我們所處環(huán)境中的一些大規(guī)模工程幾乎很少被察覺。荷蘭、以及林肯郡、劍橋郡和諾福克郡的沼澤，都是填海開墾出來的土地。亞馬孫雨林也不似人們想象的那樣原始：人們在這里已經(jīng)耕種了上千年。東南亞的梯田和現(xiàn)代大都市都是工程創(chuàng)造出來的，漸漸變成了風(fēng)景。有的時(shí)候，這些工程有宏偉的藍(lán)圖，有的時(shí)候則沒有。
何時(shí)以及為何起作用?
大型項(xiàng)目通常免不了會出現(xiàn)成本超支、規(guī)劃不佳以及項(xiàng)目管理不善等問題。但既然我們這么不善于執(zhí)行大型項(xiàng)目，那以往的這些又是如何成功的呢?
我們不妨以已經(jīng)存在的超大規(guī)模工程項(xiàng)目為例——東南亞部分地區(qū)的梯田、荷蘭的填海造地、美國的州際高速公路系統(tǒng)，以及互聯(lián)網(wǎng)等，這些都包含許多可以零散實(shí)施的小項(xiàng)目。工作可以隨時(shí)暫停，等累積了經(jīng)驗(yàn)之后再繼續(xù)，而且系統(tǒng)也不必依賴每一個(gè)部分的正常運(yùn)行。人們也可以對這些項(xiàng)目進(jìn)行維護(hù)。
NASA 的派克太陽探測器是最接近太陽的人造物體。
這跟先前的許多由某一個(gè)人設(shè)想的、宏偉但往往不現(xiàn)實(shí)的愿景有很大不同。然而，有些超大規(guī)模項(xiàng)目可以比它們初看起來時(shí)，更加模塊化、也更加實(shí)用。這其中的關(guān)鍵不在于規(guī)模大小，而是以什么樣的方式進(jìn)行協(xié)調(diào)。比如上文提到的戴森球建造。這個(gè)想法聽上去十分遙遠(yuǎn)，但從某種意義上來說，我們已經(jīng)開始通過發(fā)射太陽軌道衛(wèi)星，在太陽的周圍部署太陽能收集器。如果一直這樣發(fā)射太陽軌道衛(wèi)星，持續(xù)數(shù)百萬年的話，人類的確可以建造出一個(gè)戴森球。
對于改善我們整個(gè)地球的狀態(tài)，自上而下的計(jì)劃雖然聽上去十分宏偉，但卻不如自下而上的零散解決方案來得可行。盡管如此，夢想還是要有的：我們?nèi)孕枰归_想象，知道哪些有朝一日或可實(shí)現(xiàn)(“我們現(xiàn)在沒有能力造一部太空電梯…… 但未來說不定可以呢!”)，以及思考人類未來前進(jìn)的大方向——可持續(xù)發(fā)展、太空、繁榮、安全等等。
不切實(shí)際的烏托邦嘴上說說便足矣，真正實(shí)踐起來大可不必。但是，我們依然可以看到，為了改善我們的世界，人們總能冒出各種各樣神奇的想法。我們或許沒有撬動地球的技術(shù)，但阿基米德知道我們擁有如此多的 “杠桿”，一定會十分欣喜。
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