北京時間 1 月 18 日消息，據(jù)國外媒體報道，人類設計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)明了一臺機器，打算只用繩索和齒輪來撬動整個地球?？死锼雇蟹?· 格林伯格管理著耶穌會作者撰寫的所有數(shù)學著作。他的工作，說起來，跟現(xiàn)代科學期刊雜志的編輯有點相似。
格林伯格這個人，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 1：10 的齒輪裝置可以讓一個人舉起十倍于常人可舉起的重量，那么如果一個人用一個踏車連著 24 個齒輪，他就可以慢慢地…… 慢慢地…… 舉起整個地球。
就像那些重理論輕實踐的現(xiàn)代學者一樣，格林伯格忽略了一些麻煩的細節(jié)：“我不會編織那些繩索，也不會設計輪子的材料，更不會費腦筋去想裝置應該懸掛在什么地方：這些問題我會留給別人去思考。”
格林伯格設想的裝置
自從我們有數(shù)學以來，像格林伯格一樣富有遠見的學者就不曾停止暢想工程學的遙遠極限，哪怕當時缺乏技術。幾個世紀以來，他們曾設想過用機器撬起整個世界、改變地球表面，甚至重組宇宙。這些 “超大規(guī)模工程”——有時也被稱為 “宏觀工程”——涉及浩大的項目，目標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;給我一個支點，我能撬起整個地球!”他說的其實是杠桿原理。阿基米德知道，借助一個固定的支點，一根足夠長的杠桿可以施加巨大的力。就像格林伯格的機器賦予齒輪的魅力一般，阿基米德對這些機械原理的洞察，讓人們?nèi)滩蛔〉亻_始想象遠遠超出實際范圍的問題。
從那時起，每當一個物理定律被發(fā)現(xiàn)具有普遍性時，下一步自然而然地便是擴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，早在人類實現(xiàn)太空旅行之前，牛頓就指出，理論上講，一門強大的加農(nóng)炮可以把衛(wèi)星送進地球軌道。這個想法，在 1865 年，被儒勒 · 凡爾納寫進了科幻小說《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，美國和其他地區(qū)的一些組織開展了嚴肅認真的嘗試，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錯誤的預測。但是，不要忘記，我們目前的太空運輸工具——火箭——曾經(jīng)也被認為是不可能的、是一種空想。1920 年，《紐約時報》發(fā)表了一篇著名文章，嘲笑這個想法的支持者，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”似乎更加實用。
為了進一步擴大我們的天文壯志，其他人還在設想，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建一個由太陽能收集器組成的 “戴森球”。從長遠來看，我們可能需要采取一些改進，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。這些預測目前來看，更像是天方夜譚，但數(shù)學和物理并不排除它們的可能性。
重新設計地球
回到我們的地球。超大規(guī)模工程夢也激發(fā)了關于烏托邦計劃的各種藍圖，包括大規(guī)模改變海洋和大氣層的工程。
在上世紀二十年代及以后，赫爾曼 · 索格爾的亞特蘭特羅帕項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。這個項目會使得地中海水位下降 200 米，開辟出新的可居住土地。另外一個橫跨達達尼爾海峽的水壩用以阻隔黑海的海水，可以補充第一個水壩;接著，在西西里島和突尼斯再建一個水壩，進一步降低地中海的水位，延長蘇伊士運河連接船閘;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，即便這個項目能得到政治上的支持，出于對生態(tài)保護的考慮，整個項目也不太可能實現(xiàn)。
赫爾曼 · 索格爾的亞特蘭特羅帕項目
一個現(xiàn)代版本的亞特蘭特羅帕項目與其說嚴肅的提議(盡管仍經(jīng)過了細致地分析)，不如說是一個善意的警告。這個項目打算在蘇格蘭、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 “犁頭計劃”，旨在以大規(guī)模和平建設為目的，開發(fā)核爆破技術(蘇聯(lián)也有類似的計劃：“國民經(jīng)濟核爆炸”計劃)。這些想法包括使用核爆炸拓寬巴拿馬運河、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設施的興趣從未真正成氣候。
但是，眼下人們正在嚴肅考慮和研究的一個大規(guī)模改造地球的替代工程，叫做地球工程。這個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非常冒險的想法。
狂想的樂趣
這種思維游戲背后的動機是什么呢?在理論層面上，扮演上帝的角色是一個樂趣。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，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測 “如何做到”或 “什么時候?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得它們都理所當然
這些超級工程項目，在他們的設計者眼中，可能也是極具烏托邦意味的愿景。索格爾認為，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。俄羅斯哲學家尼古拉 · 費德洛夫在他的和平統(tǒng)一人類的宇宙計劃中，將氣候控制列為第一步。這一切的重點是，共同努力實現(xiàn)一個宏偉的目標。與其說是舉起整個世界，不如說是改善全人類。
這些夢想也容易受到嘲笑，并被認為是不切實際的烏托邦主義或工程技術的狂妄自大。然而，我們的地球被每秒傳輸大量數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)的機器包圍著，而你可能正在使用這些機器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(互聯(lián)網(wǎng))。然后，我們頭頂還有一個比足球場還大的機器，移動速度比步槍射出的子彈速度還快(空間站)。還有，歐洲有一臺機器周長 27 公里，可以將能量轉(zhuǎn)化為奇異物質(zhì)(大型強子對撞機)。想象一下，阿基米德或牛頓會怎么看待這些。
事實上，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?？丝さ恼訚?，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，漸漸變成了風景。有的時候，這些工程有宏偉的藍圖，有的時候則沒有。
何時以及為何起作用?
大型項目通常免不了會出現(xiàn)成本超支、規(guī)劃不佳以及項目管理不善等問題。但既然我們這么不善于執(zhí)行大型項目，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施的小項目。工作可以隨時暫停，等累積了經(jīng)驗之后再繼續(xù)，而且系統(tǒng)也不必依賴每一個部分的正常運行。人們也可以對這些項目進行維護。
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人設想的、宏偉但往往不現(xiàn)實的愿景有很大不同。然而，有些超大規(guī)模項目可以比它們初看起來時，更加模塊化、也更加實用。這其中的關鍵不在于規(guī)模大小，而是以什么樣的方式進行協(xié)調(diào)。比如上文提到的戴森球建造。這個想法聽上去十分遙遠，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戴森球。
對于改善我們整個地球的狀態(tài)，自上而下的計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的大方向——可持續(xù)發(fā)展、太空、繁榮、安全等等。
不切實際的烏托邦嘴上說說便足矣，真正實踐起來大可不必。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，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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