火星時代：人類拓殖太空的挑戰與前景 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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原文作者： Leonard David

圖書標籤:

• 太空探索
• 火星
• 殖民
• 未來科技
• 行星科學
• 航天工程
• 人類命運
• 科幻
• 太空拓殖
• 科學普及

　　
　　●與國傢地理頻道《火星時代》共同製作，以紮實的科學根據描述未來人類拓殖火星的大冒險
　　●由《阿波羅13號》導演朗・霍華撰寫推薦序
　　●NASA科學傢、研究員與太空人針對著陸火星、人體適應、外星生命等各種主題進行深入講解
　　
　　翻開書頁，展開一趟火星遠徵之旅。

　　本書以獨特的敘事方式，搭配許多專傢訪談與科學原理解說，將時間點設在未來，描述人類拓殖火星的故事。同時探討許多問題，像是人體在長期太空旅行中會有怎麼樣的變化、如何在緻命的新世界中生存、怎麼尋找火星上的水源與外星生命，以及拓殖火星後的長期規劃。本書將帶領讀者到數百萬公裏之遙的太空、數十年之後的未來，探勘人類在太陽係中的下一個居所。
　　
　　「50年後的人會大吃一驚，因為我們已清楚預見，人類和科學要進步到什麼層次，纔能前進火星，建造新的文明。」--朗・霍華，摘自序言
　　
　　火星正在呼喚我們，人類的下一場大冒險，是探索太陽係！

　　我們投身這趟旅程後，會浮現許多問題，要怎麼抵達火星？為何而去？到瞭火星後，會發生什麼事？

　　本書以更宏觀、更長遠的視角，解答人類拓殖火星的實際狀況。透過許多攝自地球、太空和火星上的照片與地圖，加上頂尖專傢團隊進行主題式探討，帶領我們到數韆萬公裏之遙的遠方，及數十年之後的未來，探看人類在太陽係中的下一個居所。

星際航行與文明的邊界 本書深入探討瞭人類邁嚮深空所必須麵對的理論與實踐難題，以及這一宏偉事業對人類文明形態的根本性影響。我們不再局限於太陽係內的探索，而是將目光投嚮瞭遙遠的係外行星，試圖理解在新的物理、社會和生物學環境下，人類文明將如何演化和生存。 第一部分：跨越光年的工程學奇跡 第一章：超光速的幽靈與麯速的可能 在本章中，我們將對當前理論物理學中關於超光速旅行的限製進行一次徹底的審視。愛因斯坦的狹義相對論構築瞭我們對宇宙速度的理解基石，但人類對星際尺度的渴望，催生瞭一係列前沿且極具爭議的理論構想，例如：阿庫彆瑞引擎（Alcubierre Drive）的數學模型及其對負能量密度（或稱奇異物質）的依賴性。我們詳細分析瞭當前實驗物理學在産生或探測此類物質方麵所遇到的瓶頸，並探討瞭通過操控時空幾何結構實現有效“捷徑”的可能性，包括蟲洞的理論構建與穩定性問題。這不是對科幻奇談的簡單羅列，而是對現有物理學前沿的嚴謹梳理，旨在區分“遙遠但理論上可行”與“當前物理學框架下的不可能”。 第二章：恒星際推進係統的演化路徑 考慮到現有化學火箭技術的局限性，本書轉嚮對下一代推進係統的深度評估。我們將對比聚焦於幾種最具潛力的技術路綫： 核聚變脈衝推進（Orion Project的現代重構）： 探討使用受控核聚變反應作為主要推力源的工程細節，包括如何設計一個能夠承受連續、高能級爆炸衝擊的航天器結構。重點分析瞭對聚變燃料的獲取、反應的精確控製以及輻射屏蔽的必要性。 反物質推進的能量密度優勢： 反物質湮滅提供瞭理論上最高的能量輸齣效率。本章細緻考察瞭反物質的穩定儲存（如彭寜阱技術）的工程難度，以及在星際尺度上持續、安全地製造和處理噸級反物質燃料所需要的資源投入和工業基礎。 高效能光帆與激光推進陣列： 對於無需攜帶沉重燃料的無工質推進，我們分析瞭巨大尺寸、超輕量化材料的製造極限，以及圍繞目標行星軌道部署兆瓦級激光陣列所需的全球協作與能源供給體係。 第三章：深空輻射與生命支持的極限 星際空間是一個極端惡劣的環境。本章聚焦於長期太空生存的物理挑戰。我們不再討論簡單的微重力影響，而是深入研究高能宇宙射綫（GCRs）和太陽質子事件（SPEs）對宇航員生理係統的長期、纍積性破壞。分析瞭主動屏蔽（如等離子體或磁場偏轉）和被動屏蔽（新一代復閤材料）的效率與重量比的權衡。此外，對密閉生態生命支持係統（CELSS）進行瞭升級評估，重點考察瞭如何在數十年乃至上百年的航行中，實現真正意義上的物質閉環，避免關鍵營養素或微量元素的不可逆損失。 第二部分：文明的重塑與社會學邊界 第四章：代際飛船上的社會契約 一旦任務周期跨越瞭人類的自然壽命，即進入“代際飛船”（Generation Ships）範疇，社會結構將麵臨根本性的顛覆。本章從社會學和倫理學的角度剖析瞭這種“移動的微型社會”的治理難題。核心議題包括：如何維持第一代人設定的初始目標與後續世代的現實訴求之間的連貫性？權力結構的演變（從指定船長到基於專業技能的臨時委員會），以及如何在缺乏外部參照係的情況下，防止文化停滯或內部意識形態的極端化。我們研究瞭“航行者身份”的建構，以及如何通過教育和儀式來維持對“地球”這一遙遠概念的敬畏與記憶。 第五章：星際殖民的“創世紀”難題 當人類抵達目標星係時，殖民的初期階段將是人類曆史上最脆弱的時刻。本章假設殖民地位於一個擁有可呼吸大氣但生態係統完全陌生的行星。我們將探討“原始乾預”的倫理邊界：是否應該立即進行地球化改造（Terraforming）以適應人類，還是應當首先進行數個世紀的生物適應性改造，以人類適應新的環境？殖民地決策的“中心化”與“去中心化”的平衡點在哪裏？如何在新興的、資源受限的環境中，設計一套既公平又高效的資源分配與法律體係，以避免早期社會崩潰。 第六章：信息滯後與星際通訊的認知鴻溝 在數光年之外，實時通訊成為不可能。本書探討瞭這種信息延遲對政治、經濟和文化交流的深遠影響。對於一個恒星係內部的殖民地網絡而言，信息的傳遞需要數年甚至數十年。這必然導緻政治決策權力的下放，形成高度自治的“信息孤島”。我們分析瞭這種延遲如何塑造“星際時間感”，以及如何通過高度冗餘、自我包含的知識庫來維持技術和文化水平，防止“知識的熵增”和技術退化。 第三部分：生命的形態與宇宙的哲學 第七章：生物適應性與人體的再工程 人類的生物學設計是為地球環境優化的。前往低重力、高輻射或不同光照周期的行星，將迫使我們重新思考“人類”的定義。本章詳細評估瞭基因編輯（CRISPR的星際應用）在增強輻射抵抗力、優化骨骼密度以及調節生物鍾方麵的潛力。同時，探討瞭賽博格化（Cyborgization）——將機械或非生物組件整閤入人體以應對極端環境——作為一種更快速、更具適應性的進化路徑，以及這種混閤生命形式在倫理和身份認同上麵臨的挑戰。 第八章：第一次接觸的概率模型與社會衝擊 本書摒棄瞭傳統的戲劇化衝突敘事，轉而關注我們“發現”外星智能的概率模型與隨之而來的“認知衝擊”。我們分析瞭費米悖論在星際探索背景下的新解釋，並構建瞭基於資源獲取模式和信息熵的接觸情景分類。更重要的是，探討瞭當人類麵對一個在技術或哲學上遠超自身的文明時，我們自身的科學基礎、宗教信仰和人類中心主義如何被徹底解構的過程。這種衝擊不僅是科學層麵的，更是對人類自我認知的根本性挑戰。 第九章：宇宙視野下的文明終局 最終，本書將目光投嚮更宏大的時間尺度。人類的星際擴張，是為避免“大過濾器”的單一風險，還是僅僅將風險分散到更廣闊的尺度上？我們分析瞭恒星生命周期、星係尺度的災難（如伽馬射綫暴）對文明存續的威脅。星際拓殖能否真正實現文明的“永生”，或者說，我們是否隻是在創造一個更宏大、更分散的、最終仍將消亡的復雜係統？本書的結論是，星際時代的真正價值，不在於找到新的傢園，而在於通過對極限環境的持續挑戰，迫使人類文明突破其固有的認知和生物學限製，理解“存在”本身的深刻意義。

作者簡介

李奧納德‧大衛（Leonard David）

　　報導太空探索議題的資曆已超過50年。曾獲2010年美國國傢太空俱樂部新聞奬（National Space Club Press Award），也曾任美國國傢太空協會（National Space Society）刊物《迎嚮星空》（Ad Astra）及《太空世界》（Space World）的主編。他與巴茲・艾德林（Buzz Aldrin）閤著有《前進火星：尋找人類文明的下一個棲息地》（Mission to Mars: My Vision for Space Exploration，中文版於2014年齣版）。大衛也在Space.com撰寫「太空內幕」（Space Insider）專欄，其作品常見於不同齣版媒體。他目前與妻子芭芭拉住在美國科羅拉多州的戈爾登。

譯者簡介

姚若潔

　　颱灣大學昆蟲學碩士，英國布來頓大學視覺傳達博士候選人。喜愛科學的理性想像也喜愛藝術的感性創造，目前以翻譯與寫作同時進行兩方麵的探索。從事科普翻譯十餘年，視翻譯為促進不同世界溝通的有效方法。近期譯作包括國傢地理《火星零距離》（閤譯）、《圖解太空》、及《科學人》雜誌篇章。翻譯《火星時代》期間，不僅滿足瞭對登陸火星的好奇，也對人類在太陽係的未來更感興趣。
 

《阿波羅13》導演朗・霍華序言推薦16
 
第一章 飛越太空 18
第二章火星人心 62
第三章火星基地 110
第四章生命跡象 150
第五章全球觀點 196
第六章火星傢鄉 240
 
時間錶 280
謝誌 281
關於作者 281
圖片齣處 282
索引 284

序言

　　我從小就很喜歡開拓者的故事，例如老電影《西部開拓史》（How the West Was Won），或是歐洲探險傢為瞭尋找未知的大陸，踏上漫長而危險的航海之旅，這一類的故事深深刺激著我的想像力。

　　阿波羅11號登陸月球時，我15歲時。我和全世界幾億名觀眾一樣，大氣都不敢喘一下，目睹尼爾和巴茲成為第一批踏上月球錶麵的人類。對於人類能夠達成這個幾乎不可能的任務，我深受感動。在那次轉播中，控製中心也轉播瞭尼剋森總統打給太空人的電話。他說：「由於你們的成就，天界也成瞭人界的一部分。」

　　就此開啓瞭全新的疆界。

　　那之後過瞭26年，我正在製作電影《阿波羅13》（Apollo 13）。這些現代探險傢為瞭探索人類潛力的極限而冒上生命危險，因此，我很榮幸能講述他們的個人故事。訪問阿波羅13號的初代太空人與相關人員實在是難能可貴的經驗，每次訪談都指嚮同一個結論：我們已經做瞭這麼多，更應該繼續下去。巴茲・艾德林（Buzz Aldrin）非常堅定地對我說：我們下一個努力實現的夢想，是把人類送上火星。

　　每個世代總有一些新的疆界，不論是空間或思想上的疆界，我們都必須去發現、探索與瞭解。這就是好奇心，它驅動著我們前進，是我們之所以為人的一大關鍵。我們會感到好奇，因而提齣問題，為瞭迴答這些問題，我們不斷在學習與演進。

　　人類提齣造訪火星的問題，已經有好一段時間瞭。科幻作傢從100多年前就在描寫相關的故事。再過不久，科技就會追上我們的想像。

　　伊隆・馬斯剋（Elon Musk）等富有遠見的人都認為，那一刻就是現在。也因此，現在正是訴說這個故事的最佳時機。當《火星時代》係列計畫找上我和布萊恩・葛瑟（Brian Grazer）時，我們一想到這個主題多具生命力和創意潛力，就興奮不已。這正是我們過去曾麵對過，也一直在尋找的「說故事的挑戰」。要透過人類心靈與心智的鏡頭，纔能闡述這些故事，描述人類精神之宏偉遼闊。

　　在發展這個係列的構想時，我也開始以全新的觀點來看待火星。這個係列不應隻著眼於火星任務，許多電影和紀錄片或多或少都呈現過這個麵嚮；而是要從更雄大、長遠與更如史詩般的視角，來探討人類拓殖火星的實際狀況。同時，我逐漸認識到：關於人類在火星上生活的可行性，其實已經纍積瞭大量的研究。我就此深陷其中無法自拔。我要述說的，是一個全新的開拓故事。

　　在組織工作團隊與發想的過程中，我們決定採用一個嶄新的敘事角度：這個人類拓殖火星的故事，將由未來的時間點迴顧，那時人類已經去瞭火星，而這就是我們如何來到這裏的故事。為此我們結閤紀錄片與設計好的腳本，紀錄片部分則是從虛構的未來迴顧已發生的曆史。把這兩種類型以新的形式結閤，除瞭能讓觀眾對於前往火星和火星拓殖有更真實的感受，同時也是個令人熱血沸騰的挑戰。

　　每個偉大的任務都需要一個精良的團隊，這個計畫也不例外。我很感謝所有幫助這個計畫實現的夥伴：布萊恩・葛瑟（Brian Grazer）和Imagine Entertainment的所有人；RadicalMedia每次都以最一流的方法執行製作；國傢地理長久的努力，幫助我們更瞭解我們居住的世界，以及在那之外的領域。我非常感謝國傢地理對於真實性與科學正確性的嚴格要求。在腳本寫作的整個過程中，我們在工程學與科學方麵的嚴謹程度除瞭令我們自豪，更是這個係列如此獨特的部分原因。

　　這並不是一部科幻作品，而是確實存在的科學。在影集的紀錄片部分，我們請到許多當前正在探討這主題的頂尖人物，他們都是值得信賴的嚮導。我希望這個係列與這本書，將來會成為一份特殊的曆史紀錄，即使數十年後的人迴顧起來，都會想說：「你看，就算沒有全部說對，但他們當時就知道這麼多瞭。」那正是我的目的：讓50年後的人大吃一驚，因為我們已清楚預見，人類和科學要進步到什麼層次，纔能前進火星，建造新的文明。

　　我希望這本書可以激發想像力，讓人見識到這獨特的曆史時刻背後需要多少力量，實現的可能性又有多大，藉此啓發下一個世代的開拓者。

　　我很榮幸能貢獻一己之力，幫忙把這份願景帶給全世界。

飛越太空
 
2030年代，火星的紅色大地上畫過瞭一道不尋常的影子。
 
在這曆史性的時刻，第一支地球遠徵隊抵達瞭紅色星球，許多力量推動他們的到來，包括火箭的推進力、堅定的意誌，以及難能可貴的運氣。接近地錶時，太空船的著陸架張開。人類利用動力降落、平安地在火星著陸，可說是真金不怕火煉。
 
過去，無人太空船也曾來到這裏。過去數十年來，人類送齣的太空船以各種方式與火星接觸：飛掠、繞行、墜落、雷達探測、攝影、監聽、降落傘降落、還有彈跳滾動著陸、挖掘鑽洞、嗅聞、加熱、品嘗、雷射照射。
 
截至目前為止，火星探索獨缺最重要的一步：人類親自踏上火星。在21世紀，這個遙遠之地佈滿沙塵的錶麵，正要印上第一批人類的足跡。
 
引擎的怒吼逐漸平息、終至完全靜止，為長達數韆萬公裏、為時數百天的旅程畫下瞭休止符。到目前為止，全體成員在長途太空旅行中，承受瞭生理、心理，以及人際關係上的壓力。但在前方等著他們的旅程，一方麵意義重大，一方麵也危機四伏。這些旅行者代錶著地球上參與此創舉的許多國傢，而他們的到來，很有可能就此把太陽係的第三和第四行星永遠連係起來。隻不過，踏上火星是一迴事，待在火星上則完全是另一個層次的挑戰。
 
要讓人類離開地球飛到火星，就得把非常龐大的重量扔上太空，隻有靠著力量強大的火箭纔做得到。送齣這些人員和裝備、進行為時數個月的旅程，也涉及許多準備工作：旅途中需要食物、水、運動器材，更不用說防輻射裝備，以及非得送上火星的必要物資。
 
科學傢和工程師已開始著手研究，火星上第一個人類前哨的理想地點。「最好的位置」不僅要考慮安全性，還必須具有科學研究上的優勢，尤其要能探討火星是否真能成為「第二個創世紀」發生的地點，孕育齣生命。
 
為瞭延長人類待在那裏的時間，火星的可用資源也受到瞭關注。現在已有許多新式太空船的構想，具有採集火星地下冰的設計；當然也少不瞭強而有力的軌道通訊衛星，在地球和火星之間傳送訊息與影片。即使以光速傳遞訊息，兩地的距離還是會使一來一往的對話有所延遲。

评分☆☆☆☆☆

（一） 老實說，一開始被《火星時代》這個書名吸引，純粹是因為科幻小說裏那種對未知宇宙的浪漫想象。我一直覺得，人類在地球上的掙紮，總有一天會需要一個更廣闊的舞颱。這本書名立刻勾起瞭我過去閱讀《沙丘》或《基地》係列時的那種激動心情。我期待的是那種宏大敘事，關於人類如何剋服重重睏難，建立第一個火星殖民地，甚至可能引發星際間的衝突或閤作。腦海裏已經浮現齣壯闊的火星地貌，身披笨重宇航服的拓荒者，以及那些充滿智慧和勇氣的科學傢與工程師。我特彆好奇，作者會如何構思火星殖民地的社會結構，經濟模式，以及在那樣極端環境下，人類的文化和價值觀又會發生怎樣的演變。會不會有全新的社會階層齣現？人類是否會發展齣一種獨特的“火星人”身份認同？這些都是我非常感興趣的切入點。當然，我也隱約期待著一些技術上的突破，比如如何有效地改造火星大氣，如何利用當地資源，甚至是關於意識上傳或基因改造的可能性，這些科幻作品裏常見的元素，總能讓我大開眼界。總而言之，《火星時代》這個名字，在我心中已經勾勒齣瞭一幅波瀾壯闊的畫捲，我迫不及待想知道，它會如何在我眼前徐徐展開。

评分☆☆☆☆☆

（五） 《火星時代》這個書名，在我看來，承載的是一種對人類未來的深刻憂慮，以及由此催生的解決方案。我們都知道，地球的資源終將有枯竭的一天，環境的壓力也日益增大，而人類作為一個物種，如果想長久地延續下去，必須學會“走齣搖籃”。火星，作為我們最近的鄰居，自然成為瞭最有可能的“第二傢園”。書名中的“挑戰與前景”則精準地概括瞭這項偉大事業的兩麵性。我期待這本書能夠深入探討，在移民火星的徵途中，人類究竟需要剋服哪些嚴峻的“挑戰”。這不僅僅包括工程技術上的難題，例如如何建造能夠抵禦嚴寒和輻射的居所，如何建立高效的能源係統，如何實現自給自足的食物生産；更重要的是，它會觸及到人類社會結構、心理承受能力，以及國際閤作等方麵的“挑戰”。作者是否有設想過，在資源有限的情況下，不同國傢或組織之間的利益衝突，或者在漫長的太空旅途中，人類的心理會發生怎樣的變化？同時，書名中的“前景”也給瞭我希望，我期待能夠看到，通過剋服這些挑戰，人類文明能夠獲得怎樣的“前景”。是開啓一段全新的太空時代？還是為解決地球自身的問題提供新的思路？這個書名，讓我感受到的是一份沉甸甸的責任感，以及一份對人類未來無限的探索與可能性的憧憬。

评分☆☆☆☆☆

（三） 《火星時代：人類拓殖太空的挑戰與前景》這個書名，乍一聽，就給我一種非常紮實、寫實的科學報告感。我腦海裏浮現的不是那種星際大戰或者外星人入侵的場景，而是更偏嚮於現實的科技探索和工程難題。比如，如何安全地將大量人口和物資運送到火星？那裏極低的溫度、稀薄的大氣和強烈的輻射，對人類的生存意味著什麼？這本書名讓我期待能夠讀到關於生命維持係統、能源供給、建築材料選擇、甚至是如何在火星上種植食物的詳細介紹。我很好奇，作者是否會引用最新的科學研究成果，來描繪這些技術細節。是不是真的可以通過某種方式，例如利用火星上的水冰資源，或者通過生物工程來改造火星的環境？我尤其關注“挑戰”這個詞，它暗示著書中會有對睏難的坦誠分析，而不是一味地歌頌科技的偉大。我希望這本書能給我一種“觸手可及”的感覺，仿佛我真的能夠理解，並且親身參與到這場偉大的太空拓殖事業中。它讓我聯想到的是那些在實驗室裏不眠不休的科學傢，以及在模擬環境中反復演練的宇航員，他們的付齣與智慧，構成瞭這場宏大計劃的基石。

评分☆☆☆☆☆

（四） 不得不說，《火星時代》這個名字，非常準確地捕捉到瞭我內心深處對於人類探索未知的好奇心。從小到大，我總是對宇宙充滿瞭無限的遐想，而火星，作為離地球最近的行星，更是成為瞭我童年時代最常幻想的目的地。書名中的“拓殖”二字，則讓我聯想到的是一種全新的社會構建，一種脫離瞭地球固有框架的嘗試。我期待這本書能夠描繪齣，當人類真正踏足火星，並開始建立第一個永久性聚居地時，會麵臨哪些前所未有的社會、經濟和政治問題。例如，新生的火星社會，會如何製定法律？是否會形成新的國傢，還是一個統一的全球性聯閤體？資源如何分配？權力的邊界在哪裏？我特彆希望作者能夠從社會學的角度，去深入探討這些問題。這不僅僅是技術的問題，更是關於人類如何組織、如何協作、如何在異星生存並發展齣一種新文明的哲學思考。我甚至會設想，在這種全新的環境下，會不會齣現新的藝術形式，新的哲學思想，以及人類對於自身存在意義的全新理解。《火星時代》這個書名，在我看來，是對人類拓展生存空間，以及隨之而來的深刻社會變革的一種極具吸引力的概括。

评分☆☆☆☆☆

（二） 坦白講，《火星時代》這個書名，對我而言，是帶有某種預言色彩的。畢竟，我們人類在地球上的資源消耗和環境問題，近年來是愈發嚴峻。移民火星，雖然聽起來像是遙不可及的科幻，但從長遠來看，或許是人類文明延續下去的一個重要選項。這本書的書名，讓我聯想到的是一種可能性——不僅僅是科技的進步，更是人類作為一個物種，在麵對生存危機時的集體智慧與決心。我個人對於這類探討人類未來命運的主題非常著迷。我期待這本書能夠深入剖析，在實際的火星拓殖過程中，會遇到哪些我們現在可能還無法想象的難題。是技術層麵的極端挑戰，還是倫理道德上的兩難抉擇？比如，如果火星上發現瞭某種原始生命，我們該如何處理？殖民地的管理者是否擁有絕對的權力？再者，我想知道，作者是否會提及在火星上，人類社會可能會因為資源分配或者政治理念的不同而産生新的分裂與衝突。我傾嚮於認為，真正有深度的作品，不會僅僅停留在描繪輝煌的科技成就，更會深入挖掘人性在極端環境下的掙紮與蛻變。因此，《火星時代》這個書名，在我眼中，代錶著對人類未來生存的一種嚴肅思考。