宇宙，永遠充滿了驚喜
近期，嫦娥四號登陸了月球背面引發熱議。人類執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：大家家裡有礦嗎？有礦的同學、朋友舉一下手，不要不好意思，如果家裡有礦的話，我們結束後私聊。（笑聲）
家裡沒礦怎麼辦？你還可以上天！
沒礦的同學怎麼辦？我今天給大家提供一個思路：上天開礦。天上的礦在哪裡？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。月球的背面有什麼不一樣呢？大家從這個圖裡面可以看到，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。
美國和蘇聯就曾經成功飛到它的背面，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境、地質環境、地下的構造等等。
為了傳遞這些極具價值的信息，中國發射了人類歷史上第一顆繞月中繼衛星，把被月球擋住的信號，通過中繼衛星傳遞迴地球，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於第一個階段：無人探月。我們把月球表面的樣體採回來，通過科學分析，我們知道這些土壤是什麼成分構成的，這就有助於我們了解月球的起源歷史與礦物資源。
在此之後，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，發射到火星的表面，在2030年左右實現人類在火星長期駐紮。這件事情非常不容易，很可能改變人類的歷史。
說到這裡，你可能要問為什麼人類要發射這麼多衛星到天上去，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別就是把這些問題反覆追問。
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，由於好奇心和探索欲產生的知識積累，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於太空的細節知識。比如，像地球這樣適於人類居住的行星，宇宙中還存在嗎？什麼樣的環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，我們現在早已不是一個人在家裡面造一台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年哈勃望遠鏡發射升空，到現在工作了29年，它的造價非常昂貴。後年要發射的詹姆斯韋伯太空望遠鏡也是NASA領銜的。在發射之前，這個新望遠鏡就已經花掉了一百億美元。
發射這樣一個望遠鏡，既找不到外星人在哪裡，也不能回答宇宙怎麼起源的，只能回答一些很細分的小問題。我們已經花費數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，為什麼幸運呢？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像的。
我們為什麼關心外星人?
歸根到底，是我們害怕孤獨
就好比，大家為什麼關心外星人，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，為什麼沒有別的類似的、高智慧的生命跟我們一樣思考宇宙，也在尋找它的夥伴？對孤獨的恐懼，是我們去尋找外星人的核心動力。
著名物理學家恩利克·費米在1950年提出了費米悖論：既然我們人類作為智慧生命仰望星空，應該也有其他的智慧生物也在做類似的事情。我們為什麼還沒有看到他們？為什麼還沒有跟他們接觸？這是著名的費米悖論。
這個費米悖論跟我的研究有一點關係。我在這兒跟大家講一個小故事：我幾年前用費米望遠鏡發現一個新的結構，在此之前，大家曾經認為銀河系是盤狀的星系，而我發現：在銀河系垂直於銀盤（天文學術語，在旋渦星系中，由恆星、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現的結構存在。
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，燒到最後的人類就滅絕了。所以他們看到這個圖片以後，就說這是外星人做的，所以你會發現，每當天體物理學有一個新的發現，總是有人聯繫到外星人。公眾與科學家對科學產生興趣的結合點，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麼樣的？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，而且把行星繞轉的恆星的資源，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，不僅把恆星，而且恆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於初級文明的階段。今天我們的文明大概抵達了哪裡？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。人類能不能往前走，很大程度上就取決於我們有沒有辦法，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，這也是太空資源開採的一個重要意義。
外星考古、突破攝星，
在我們談論這些計劃時，我們在談論什麼？
在去年，人類發現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。我們希望以後通過更多望遠鏡的觀測實例來尋找更多的例子，接觸到文明範圍外的另一個文明的考古遺址現場。
最近20年來，天文學家們發現一件很有趣的事情，類似於地球的潛在宜居星球，經常性地出現在我們周圍的恆星裡面。在新的觀測設備影響下，我們會經常地發生類似於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，既然我們已經發現地球旁邊的恆星系統裡面有宜居星球，那麼我們有辦法到達那裡嗎？
這個潛在的星球離地球4光年多，現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！
講了這麼多，我們回到今天正題——上天挖礦，開採太空資源是地球文明未來發展的新機遇。讓我們跨過1.0的可能性，走向多星球的時代。
潛在的資源在哪裡呢？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，天文學上稱它們為近地小天體。這些小天體的開採難度，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。
開採這些資源有什麼用呢？
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沉在了地球的地心裡。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後留下的殘骸。
第二個，是太空探測的訴求，這些小天體裡面有很多元素，還有水。那麼以後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採出來。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麼大一筆財富！
2017年7月，一個重金屬丰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。
我們現在人類是不是已經可以開採太空資源了呢？實際上已經開採了。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完成小行星採樣返回。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採集，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採礦的圖景。這部電影的導演的詹姆斯·卡梅隆也在這部電影上映了之後投資了世界第一家商業小行星採礦的公司，叫行星資源公司。行星資源公司發布過這麼一張想像圖「什麼叫太空採礦」。
美國高盛公司有一句話:小行星採購是未來的潛力領域。目前，太空採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，很不現實。但是因為巨大的資源價值與商業潛力。我們也應該儘早布局，儘快把這個技術實現。
國際上現在小行星採購公司有20多家，我們成立中國第一家小行星採購公司叫起源太空，各位有興趣的話，歡迎隨時跟我聯繫。
從地理大發現到宇宙新探索
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。每一個時代的發展，其背後都是人類對資源的訴求。大航海時代在之後的幾百年時間裡，很大程度上決定了世界文明裡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，太空資源的開發和利用，將在幾十年，幾百年，甚至更長的時間裡，決定地球發展的進程。
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，小行星採礦已經實現了，人類文明的架構被徹底改變。地球也不再是人類的母星。人類文明已經佔據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生的故事。
大家可以想像，只要幾十年、上百年的時間，我們人類的生存架構和社會架構將產生巨大的改變，而這些改變起因之一，正是來自於對太空資源的訴求。
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，人類一直在反覆經歷這樣的驚喜，但你永遠不必為此感到不可思議，因為這就是宇宙。
我的演講就到這裡，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現人。
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