美国东部时间2月6日下午3时45分,美国SpaceX公司的运载火箭——重型猎鹰(Falcon Heavy)携带一辆红色特斯拉跑车,在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角成功发射升空。
这次发射的重型猎鹰火箭高达20层楼,含有三枚猎鹰9火箭芯组成的助推器和27个引擎,发射时能产生约2270吨推力,是目前运载能力最强的火箭,可以将54吨有效载荷送入轨道。这个重量约等于一架满载的波音737飞机。
重型猎鹰的发射成功表明,人类可以把宇宙飞船发射到月球等地,进而完成人类登月甚至是登陆火星的目标,也意味着人类离火星移民又迈近了一步。正因为如此,有人把主持这一研发的马斯克比喻为新时代的哥伦布和麦哲伦。
然而,哥伦布发现新大陆无论有多么遥远,还是在地球上。但是,重型猎鹰如果是要把人类送到火星并移民,显然不知要比哥伦布发现新大陆要复杂和困难多少个数量级,如果成功,也比哥伦布不知要伟大多少倍。因为,这是要把地球人变成火星人,是从生物和人类的演化的遥远历史和多维空间,来重新决定人类未来的生存和走向。
火星上没有水,没有像地球上可供人呼吸的空气,更没有食物,还充斥着辐射,人类进入火星,只能适应火星的环境才能生存,否则,就会被淘汰。因此,适应了地球的人类如果进入火星,首先是适应难题。
从地球产生和人类在地球上的产生和演化来看,已经有45.5亿年历史。最早的单细胞生物也是在38亿年前产生的,在2.25亿年前哺乳动物及恐龙起源,6500万年前大型恐龙灭绝后哺乳动物称霸,500万年前人类及黑猩猩祖先分离,20万年前身体结构像现代人的人类出现在非洲。
有了这种上亿年和数千万年的演化,人类的生理是完全适应地球的。首先,人类像地球上的所有生物一样,既适应地球自转的周期,也适应地球围绕太阳公转的周期生存,因而产生了特殊的生物时钟。
2017年诺贝尔生理学或医学奖授予生物时钟的发现,它揭示的是,地球上的人和其他生物是依赖于24小时的生物节律而生活和工作的,人类更是遵循日出而作,日落而息的节律。
尽管生物时钟是由基因所决定,但是基因的形成和发挥作用则是环境决定的,而且是在环境的作用之下,让动植物长时间逐渐演化形成的,这就是地球形成之后的自转和围绕太阳的公转。人和动植物24小时生物时钟,以及潮涨潮落等,都是适应地球24小时自转一周的结果。春种秋收、夏热冬寒则是地球围绕太阳一周365日5小时48分45.6秒的结果。
目前,太空中还没有一个星球的自转和公转完全与地球相似或相同。尽管火星自转一周的24.6小时与地球自转一周的23小时56分4.09秒相近,但火星绕太阳的公转是1.88年(687日),与地球上一年相差太远,因此,即便人能在火星上生存下来,也难以适应火星绕太阳公转的周期,要么就是从演化上彻底改变自己的生命时钟。
另一方面,即便以人类同黑猩猩的分道扬镳的500万年算起,地球上的人类早就从基因、血液、各种细胞、组织、器官、神经和灵魂深处适应了地球的环境,并且现在还在地球这个环境中继续演化。例如,适应地球的人类是依靠吸入氧气,呼出二氧化碳呼吸的,这个动态过程在肺部的肺泡和毛细管内完成。
毛细血管中的红细胞具有携氧功能,具体而言又是由红细胞中的血红蛋白负责运载氧气。血红蛋白由四条链组成,两条α链和两条β链,每一条链有一个包含一个铁原子的环状血红素。氧气结合在铁原子上,通过气血交换,被血液运输到全身各组织器官使用。血红蛋白在氧含量高的地方,容易与氧结合;在氧含量低的地方,又容易与氧分离。这个特性使得红细胞具有运输氧的功能。
但是,火星的大气由95%的二氧化碳组成,还含有3%的氮。如果不能改变火星的大气成分,人类必须从适应地球的吸进氧气呼出二氧化碳,改为在火星上吸进二氧化碳也呼出二氧化碳,而环境中的高浓度二氧化碳轻则让人头痛、头晕、注意力不集中、记忆力减退,重则让人脑缺氧,引起反射性呼吸骤停而突发死亡。
因此,要适应火星的环境,就要让人演化为适应火星环境的火星人,要么呼吸二氧化碳,要么不呼吸。这个过程其实就是一种穿越,人能够穿越回到适应火星形成后的最早的生物状态吗?
最能适应火星的途径是,地球人可以像人体已经成形的体细胞一样,重新编程,以适应火星的环境而演化为火星人。尽管细胞的重新编程获得2012年诺贝尔生理学或医学奖(约翰·格登和山中伸弥),但是,从细胞重新编程到个体的孕育、诞生、成长和适应环境,再到整个种群适应环境,地球人演化为火星人,这中间差着多少千山万水和时空距离,实在难以估量。保守地说,是否会像地球人的演化,也需要百万年、千万年,甚至上亿年呢。
(作者是北京学者)
