正文 第247章 殖民飞船生活
义者，所以船上还饲养了鸡、鱼和一些山羊——没有养牛，因为牛太重且太脏，但山羊可以提供一些乳制品（羊奶），鸡可以下蛋，而鱼则与水培系统紧密相连。
船上还有其他动物：在太空飞行的历史上，曾经有一些懒惰的科学家让实验室的老鼠逃跑了，从那以后，飞船和空间站上就一直有老鼠存在。这也给了人们养猫的理由，接着又开始养狗——因为如果爱猫人士能带上他们的宠物，就不能把人类最好的朋友（狗）落下。当然还有宠物，因为它们更有用。现在所有人都住在底层甲板，那里的重力是正常的。那里一点也不拥挤：底层甲板的地板面积接近8000平方米，而船上只有200人。即使每个人分配到一个相当舒适的10平方米的私人舱室，也只使用了该甲板面积的四分之一，其余部分则是公共区域，比如健身房、自助餐厅、浴室等等。我们会发现，随着太空飞行技术的不断发展，飞船的居住空间往往会越来越大。我们之前已经讨论过这一点，我们曾经更具体地探讨了每个人需要多少能量才能为植物制造人工阳光，而这背后的关键是：人口数量基本上受到散热能力的限制——在太空中，散热只能通过辐射实现，而辐射能力又取决于飞船的外表面面积。这一点对于我们的“许珀里翁号”来说目前还不是问题，但对于我们即将讨论的星际飞船“团结号”来说，这将是一个巨大的挑战。我大致估算了一下，要让每个人都能舒适地生活并顺利散发出所有相关热量，每个人所需的外部表面积约为100平方米，这对应的人均功率预算约为40至50千瓦——这其中还包括反应堆在发电过程中产生的热量损失，而这些电能主要用于制造适合植物生长的人工光谱阳光。“许珀里翁号”的船体表面积接近20万平方米，能够散发约100兆瓦的热量，这比维持船员舒适生活所需的热量高出一个数量级，这也是为什么居住模块外部的所有区域都很冷的原因。实际上，这艘飞船本可以搭载更多的人，也许是现在的10倍，但让我们先简要谈谈技术问题，并区分一下客运飞船和殖民飞船。
殖民飞船需要在抵达目的地后建立殖民地，而客运飞船只需要运送人员。我们经常会考虑让机器人先抵达并建造好一切，或者让殖民者不需要携带太多设备，因为他们可以在当地制造所需物品。但这种先让机器人开路、再运送人员，或者不需要携带太多装备的飞船，并不属于殖民飞船——这就像一架客机搭载一些移民从纽约前往奥马哈，即使整架飞机都用来运送计划搬迁并成为农民的人，它也不能被称为“殖民飞机”，因为他们并没有带上拖拉机等必要设备。“许珀里翁号”是一艘真正的殖民飞船，它主要装载的是货物。它将直接降落在许珀里翁卫星的一个陨石坑中，在接下来的几个月甚至几年里，所有人都将继续住在居住模块中，同时展开卸货、扩张和殖民地建设工作。因此，飞船上有大量的货物和充足的空间。他们真正的限制在于如何保持所有人的温暖，因为即使是船体和屏蔽材料，最终也将被回收利用作为建筑材料，并用当地的岩石来替代大部分辐射屏蔽层。如果“许珀里翁号”是一艘客运飞船，每个人可能只需要几千瓦的功率，因为他们只需要种植一些粮食来改善饮食，以及循环利用空气和水。不过，飞船也不会特别拥挤，因为在太空中建造大型飞船相对更容易，而且成本也相对较低。但殖民飞船永远不会拥挤，因为它们需要大量的货舱空间——在太空中，这实际上意味着货物质量，而且许多建筑材料可以起到双重作用，作为船体的一部分。我不仅仅是说这些材料可以被回收利用（任何能够进行太空航行的文明都必须非常擅长回收利用），更重要的是，船体的主要作用是辐射屏蔽，而不是阻挡太空、留住空气——一个像罐头一样薄的船体就足以实现后两者的功能。你可以将展开的太阳能电池板固定在船体上，而不是折叠起来，以增加屏蔽效果；储水罐、燃料罐等也可以放置在船体部位，起到屏蔽作用。
好了，让我们继续讨论星际飞船的情况，我在一集节目中提到，殖民飞船分为五类。今天我们将增加第六类，也就是“团结号”所属的类型。不过，让我们先回顾一下原来的五类：
1玛士撒拉飞船：飞行时间极长，但船员几乎永生，因此抵达目的地的人和出发时是同一批人。我们假设有人已经破解了无限期或近乎无限期延长生命的方法。
2休眠飞船：所有或大部分船员在航行期间处于冷冻休眠状态。
3世代飞船：人们在船上度过正常的一生，由他们的子女、孙辈、曾孙辈等来完成殖民新世界的任务。
4种子飞船：高度自动化的飞船，通常没有船员，抵达目的地后携带冷冻的dna材料，开始改造行星环境并进行殖民，后续的客运飞船将抵达预先建造好的设施，或者甚至由机器在培养舱中培育人类，并由机器抚养和教育他们。
5数据飞船：完全跳过有机生命体部分——要么是人类本身被数字化，要么本身就是人工智能，或者有机成分仅以数字形式存储（毕竟我们可以打印dna）。
但现在我想增加第六类：漫游飞船——这个名称是我上周刚想到的，同时我还想澄清一个关于人体冷冻的误解。首先，低温冷冻技术非常棒，因为它能让我们现在冷冻人类，并希望在未来让他们复活。但我们目前还无法做到这一点，而且很多人忽略了一个事实：让冷冻的人类复活所需的技术，必然也是能够无限期延长人类寿命的技术。我们可能会找到不需要纳米医疗技术就能延长寿命的方法，但要让冷冻后的人类复活，纳米医疗技术是必不可少的。简单来说，解冻人类的能力本身就意味着你一定能够修复与衰老相关的所有损伤。因此，第二类休眠飞船的存在意义并不是为了确保船员不会因年老而死亡——要么让他们全程保持清醒存活，要么让他们处于休眠状态以避免麻烦，但在星际飞船上让人类保持存活从来都不是问题，因为让飞船达到星际速度所需的能量，与维持生命支持系统所需的能量相比，简直是天壤之别。星际飞船的能量限制仅在于如何散发出自身产生的热量，因为即使是为期1000年的航行，维持飞船运行所需的能量也远低于加速和减速所需的能量。即使飞船的速度仅为光速的1，航行时间为1000年；如果速度提升到光速的10，达到该速度所需的能量将增加100倍，而航行时间将缩短到原来的十分之一，因此生命支持系统所需的能量在总能量预算中的占比将降至千分之一——而光速1的飞船所需的生命支持能量，原本就已经远低于加速和减速所需的能量。
现在我们以“团结号”（我们的星际殖民飞船示例）为例，假设它的飞行速度为光速的10——这大约是核聚变技术所能达到的最高速度。核聚变燃料非常廉价，是宇宙中最丰富的物质，因此在这样的速度下，你可以携带尽可能多的货物。对于更高的速度，有两种主要的替代能源：反物质或黑洞，但它们作为燃料来源可能会非常昂贵。因此，即使拥有这些技术，殖民飞船可能还是会选择较低的速度，以携带更多的设备和人员——速度减半，在相同燃料消耗的情况下，货物装载量可以
船上还有其他动物：在太空飞行的历史上，曾经有一些懒惰的科学家让实验室的老鼠逃跑了，从那以后，飞船和空间站上就一直有老鼠存在。这也给了人们养猫的理由，接着又开始养狗——因为如果爱猫人士能带上他们的宠物，就不能把人类最好的朋友（狗）落下。当然还有宠物，因为它们更有用。现在所有人都住在底层甲板，那里的重力是正常的。那里一点也不拥挤：底层甲板的地板面积接近8000平方米，而船上只有200人。即使每个人分配到一个相当舒适的10平方米的私人舱室，也只使用了该甲板面积的四分之一，其余部分则是公共区域，比如健身房、自助餐厅、浴室等等。我们会发现，随着太空飞行技术的不断发展，飞船的居住空间往往会越来越大。我们之前已经讨论过这一点，我们曾经更具体地探讨了每个人需要多少能量才能为植物制造人工阳光，而这背后的关键是：人口数量基本上受到散热能力的限制——在太空中，散热只能通过辐射实现，而辐射能力又取决于飞船的外表面面积。这一点对于我们的“许珀里翁号”来说目前还不是问题，但对于我们即将讨论的星际飞船“团结号”来说，这将是一个巨大的挑战。我大致估算了一下，要让每个人都能舒适地生活并顺利散发出所有相关热量，每个人所需的外部表面积约为100平方米，这对应的人均功率预算约为40至50千瓦——这其中还包括反应堆在发电过程中产生的热量损失，而这些电能主要用于制造适合植物生长的人工光谱阳光。“许珀里翁号”的船体表面积接近20万平方米，能够散发约100兆瓦的热量，这比维持船员舒适生活所需的热量高出一个数量级，这也是为什么居住模块外部的所有区域都很冷的原因。实际上，这艘飞船本可以搭载更多的人，也许是现在的10倍，但让我们先简要谈谈技术问题，并区分一下客运飞船和殖民飞船。
殖民飞船需要在抵达目的地后建立殖民地，而客运飞船只需要运送人员。我们经常会考虑让机器人先抵达并建造好一切，或者让殖民者不需要携带太多设备，因为他们可以在当地制造所需物品。但这种先让机器人开路、再运送人员，或者不需要携带太多装备的飞船，并不属于殖民飞船——这就像一架客机搭载一些移民从纽约前往奥马哈，即使整架飞机都用来运送计划搬迁并成为农民的人，它也不能被称为“殖民飞机”，因为他们并没有带上拖拉机等必要设备。“许珀里翁号”是一艘真正的殖民飞船，它主要装载的是货物。它将直接降落在许珀里翁卫星的一个陨石坑中，在接下来的几个月甚至几年里，所有人都将继续住在居住模块中，同时展开卸货、扩张和殖民地建设工作。因此，飞船上有大量的货物和充足的空间。他们真正的限制在于如何保持所有人的温暖，因为即使是船体和屏蔽材料，最终也将被回收利用作为建筑材料，并用当地的岩石来替代大部分辐射屏蔽层。如果“许珀里翁号”是一艘客运飞船，每个人可能只需要几千瓦的功率，因为他们只需要种植一些粮食来改善饮食，以及循环利用空气和水。不过，飞船也不会特别拥挤，因为在太空中建造大型飞船相对更容易，而且成本也相对较低。但殖民飞船永远不会拥挤，因为它们需要大量的货舱空间——在太空中，这实际上意味着货物质量，而且许多建筑材料可以起到双重作用，作为船体的一部分。我不仅仅是说这些材料可以被回收利用（任何能够进行太空航行的文明都必须非常擅长回收利用），更重要的是，船体的主要作用是辐射屏蔽，而不是阻挡太空、留住空气——一个像罐头一样薄的船体就足以实现后两者的功能。你可以将展开的太阳能电池板固定在船体上，而不是折叠起来，以增加屏蔽效果；储水罐、燃料罐等也可以放置在船体部位，起到屏蔽作用。
好了，让我们继续讨论星际飞船的情况，我在一集节目中提到，殖民飞船分为五类。今天我们将增加第六类，也就是“团结号”所属的类型。不过，让我们先回顾一下原来的五类：
1玛士撒拉飞船：飞行时间极长，但船员几乎永生，因此抵达目的地的人和出发时是同一批人。我们假设有人已经破解了无限期或近乎无限期延长生命的方法。
2休眠飞船：所有或大部分船员在航行期间处于冷冻休眠状态。
3世代飞船：人们在船上度过正常的一生，由他们的子女、孙辈、曾孙辈等来完成殖民新世界的任务。
4种子飞船：高度自动化的飞船，通常没有船员，抵达目的地后携带冷冻的dna材料，开始改造行星环境并进行殖民，后续的客运飞船将抵达预先建造好的设施，或者甚至由机器在培养舱中培育人类，并由机器抚养和教育他们。
5数据飞船：完全跳过有机生命体部分——要么是人类本身被数字化，要么本身就是人工智能，或者有机成分仅以数字形式存储（毕竟我们可以打印dna）。
但现在我想增加第六类：漫游飞船——这个名称是我上周刚想到的，同时我还想澄清一个关于人体冷冻的误解。首先，低温冷冻技术非常棒，因为它能让我们现在冷冻人类，并希望在未来让他们复活。但我们目前还无法做到这一点，而且很多人忽略了一个事实：让冷冻的人类复活所需的技术，必然也是能够无限期延长人类寿命的技术。我们可能会找到不需要纳米医疗技术就能延长寿命的方法，但要让冷冻后的人类复活，纳米医疗技术是必不可少的。简单来说，解冻人类的能力本身就意味着你一定能够修复与衰老相关的所有损伤。因此，第二类休眠飞船的存在意义并不是为了确保船员不会因年老而死亡——要么让他们全程保持清醒存活，要么让他们处于休眠状态以避免麻烦，但在星际飞船上让人类保持存活从来都不是问题，因为让飞船达到星际速度所需的能量，与维持生命支持系统所需的能量相比，简直是天壤之别。星际飞船的能量限制仅在于如何散发出自身产生的热量，因为即使是为期1000年的航行，维持飞船运行所需的能量也远低于加速和减速所需的能量。即使飞船的速度仅为光速的1，航行时间为1000年；如果速度提升到光速的10，达到该速度所需的能量将增加100倍，而航行时间将缩短到原来的十分之一，因此生命支持系统所需的能量在总能量预算中的占比将降至千分之一——而光速1的飞船所需的生命支持能量，原本就已经远低于加速和减速所需的能量。
现在我们以“团结号”（我们的星际殖民飞船示例）为例，假设它的飞行速度为光速的10——这大约是核聚变技术所能达到的最高速度。核聚变燃料非常廉价，是宇宙中最丰富的物质，因此在这样的速度下，你可以携带尽可能多的货物。对于更高的速度，有两种主要的替代能源：反物质或黑洞，但它们作为燃料来源可能会非常昂贵。因此，即使拥有这些技术，殖民飞船可能还是会选择较低的速度，以携带更多的设备和人员——速度减半，在相同燃料消耗的情况下，货物装载量可以
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