移民火星哪有马斯克说的那么容易，至少有三大难关要闯 | 冰川新知
▲美国科学家在“火星屋”中模拟火星大气压、昼夜温度变化等。
如果在地球上人与人的关系都会因为人类自私的基因而导致战争、暴力、欺骗等来解决问题，如争夺地盘、食物和配偶等，到了火星上，人类同样不会改变本性。
冰川思想库特约撰稿 | 张田勘
美国副总统彭斯10月5日在美国国家太空委员会首次会议上说：“我们将让美国宇航员重返月球，这样做不仅是为了（在月球上）留下脚印和插旗，也是为美国宇航员前往火星和更远的地方打下基础。”
在此之前，9月29日在澳大利亚举行的第68届国际宇航大会上，美国太空探索技术公司（Space X）创始人兼首席执行官埃隆·马斯克表示，他们要在5年后发射飞船至火星，7年后送人上火星。
▲当地时间10月5日，彭斯出席美国国家太空委员会首次会议
同样，美国航天局（NASA）的官员在这个会议上也透露，依托现有国际空间站，该机构的深空探索计划将分三步走，到2033年前后送人到达火星轨道。
三道大关交织在一起
NASA要在16年后送人到达火星轨道，是渐进的，在此之前先完成第二步计划，在2024年前后在月球轨道上建成“深空门户”太空港，作为通往月球表面和深空目的地的门户。
宇航员可以依托“深空门户”对月球进行为期20天至46天的考察，“深空门户”还可以升降到不同月球轨道上运行。
Space X则比较激进，要在7年后送人到火星。而且，其激进的计划更体现在要移民火星，但NASA只表示送人到火星是为了科学探索。无论怎样，人类移民其他星球已经是铁定了心。
▲ Space X创始人兼首席执行官埃隆·马斯克
无论移民火星还是移民其他星球，都意味着人类必须渡过三重大关，甚至更多大关。
其一，如何在移民途中和到达其他星球保持在地球上一样完美的生理和心理的和谐状态；其二，是保持还是改变人千万年来形成的适应地球的生命演化进程；其三，能否在其他星球上建立人与自然（环境）、人与人之间的和谐关系。
这后一个问题其实也涉及健康，因为，世界卫生组织早把“健康”定义为：健康不仅是不生病，不体弱多病，而是人体处于生理、心理以及社会上的完美和谐状态。所以，人类如果要移民其他星球所面临的三重或更多的关口是交织在一起的。
▲ 人类想象中火星是有液态水的
从健康而言，过去人类太空探索的一系列结果早就表明，人到了太空和其他星球，必然面临健康受损，因为，太空环境具有低重力、强辐射、高真空、超低温和高速度（高速运动的尘埃、微流星体和流星体）的特征，会使人遭受辐射，同时产生脊椎拉紧、肌肉萎缩、睡眠紊乱等现象。
太空可能有益健康？
但是，新的研究表明，人类移民到其他星球，还有更多的健康问题尚无法应对。
2016年3月，NASA宇航员斯科特·凯利（Scott Kelly）在国际太空站度过了340天，研究人员对其在地球上的双胞胎兄弟马克·凯利（Mark Kelly）进行了同步研究，希望通过对遗传和身体条件基本一致的双胞胎的研究，来了解在太空生活和在地球生活对人的生理和健康有什不同的影响。
其中一个比较令人吃惊的发现是，斯科特在国际太空站时，其细胞染色体的端粒变长了，比他在地球上的弟弟马克的端粒更长，但是斯科特回到地球上，其端粒就迅速恢复正常长度，与正常值一致。
▲ 2015年9月24日，斯科特·凯利在国际太空站给自己注射流感疫苗，以进行人体免疫系统的研究。（图片来源：NASA）
一般情况是，年龄愈大，端粒愈短。在国际太空站时，斯科特细胞的端粒变长，是否意味着人在太空反而能延寿呢？
如果是这样，移民太空和其他星球或许就有更充足的理由。过去认为，太空环境会损害人的健康，但现在斯科特在太空时其细胞端粒比弟弟的长，至少可以说明，移民其他星球可能会让人更长寿。
▲细胞端粒
而且，这也与生命演化有关，因为寿命的延长不只是健康问题，而是人类移居到一个与地球截然不同的自然环境后，可能延长了生命，也意味着，生命在地球和其他星球的起源、适应和演化会完全不一样。
然而，这只是一种推测，因为，实际上在有限的时间内研究人员还观察不到在太空住了近一年时间的斯科特就比马克的寿命长。
而且，研究人员也有更好的推测性解释，即斯科特在太空的细胞端粒变长与国际太空站上的宇航员更加经常运动，以及减少热量的摄入有关，运动和适当限食在地球上已经被证明是良好的生活方式，可以改善健康，延长寿命。
太空环境有损健康
然而，另一项太空研究的新结果又进一步证实了太空的确会影响人的健康。
俄罗斯研究人员最近对曾经在国际空间站上长期执行任务的俄罗斯宇航员血液样本中的蛋白质进行采样和成分分析研究，对18名宇航员升空之前30天采一次血，返回地球之后立即采一次血，在地球上休整7天之后再采一次血，对血液中的一系列蛋白质-非感染性疾病生物标记物进行比较研究。
结果显示，在太空失重环境下，人体免疫系统各种蛋白质的反应类似人体遭受感染后的反应，如各种免疫球蛋白更为敏感和积极的防御反应。
研究人员推测，原因可能在于人体并不清楚该如何面对这种不熟悉的环境，因此开启了全部可能的防御系统。
▲美国宇航员斯科特·凯利（左）和俄罗斯宇航员科尔尼延科在太空中一起庆祝他们的第300天。（图片来源：NASA）
与此同时，美国宇航员斯科特在太空执行任务期间，其白细胞中DNA的甲基化水平下降，但其在地球上的兄弟马克的白细胞DNA的甲基化水平升高。
DNA甲基化是在DNA甲基化转移酶(Dnmt)的作用下，将甲基选择性地添加到胞嘧啶上形成5-胞嘧啶的过程，对调控基因表达、维持染色质结构、基因印记、X染色体失活以及胚胎发育等生物学过程中发挥着重大的作用。
甲基化水平可以改变DNA的活性，但不改变DNA序列。不同的水平的DNA甲基化有不同的作用。但是，研究人员对在太空和地球上不同的甲基化水平无法解释，只是认为，这种现象可能显示基因对环境变化很敏感。
▲建筑师用VR设计的火星城市
另外，此前的研究已表明，在到外星空后最容易遭到失重和辐射的影响而损害健康，现在，进一步的机理正在阐明。
抛开美国双胞胎兄弟的结果不论，仅就俄罗斯的研究而言，在太空的失重状态下人的免疫防御系统“火力全开”，这是因为免疫系统不知道该做什么，于是试图开启所有可能的防护系统。结果，在火力全开之后，既不能有效保护身体，又可能因过度反应而损害机体。
因为当一场局部战斗被免疫系统视为全面战役而打尽了所有的弹药后，后续的抗御疾病的能力就大为降低，因而很难抵御即便像普通感冒这样的小病。
同时，由于辐射的结果，进入深空的宇航员死于心血管疾病的可能性要比从未离开地球和只进入近地轨道的人要高出4倍。后者死于心血管疾病的几率不到1/10，但前者死于心血管疾病的可能性会上升至43%。
另外，免疫系统过度反应的后果也有大量的研究结果了。人们熟知的是，2003年中国和世界爆发非典型性肺炎（SARS）的事例，很多患者死亡，原因并非是冠状病毒有多大毒性，而是人体免疫系统的过度反应。
▲SARS病毒是冠状病毒的一个变种，是引起非典型肺炎的病原体
非典型性肺炎感染者在第一个星期时，病毒会在上呼吸道大量复制，造成患者高烧与干咳。
到了第二个星期，人的免疫系统就会发生过度反应，因为人体此前未遇到过冠状病毒，人体免疫系统产生的抗体在既抗御病毒的同时，或者是抗体无法与病毒抗原有效结合之时，转而攻击机体其他正常细胞，如破坏肺叶末端的微小肺泡，使组成肺泡结构的细胞坏死，如同把一颗大树上的叶子都剥光，导致患者极度呼吸困难，大约有20％的患者因此产生致非常严重的病情，死亡率在6%左右。
因此，移民其他星球必须解决之前和现在发现的健康问题，还必将应对尚未发现的健康问题。
良好的心态有助于移民
人类移民火星面临的还有心理健康的问题。对此，人类也在以模拟实验来发现和解决问题。
2017年9月19日，美国6名科研人员结束了在夏威夷莫纳罗亚火山中的隔离实验，进行该项研究的目的是，希望发现和了解，什么样的性格在移民外星球（如火星）时会更有帮助，或者更有助于人类成功移民外星球。
▲夏威夷莫纳罗亚火山
即便是在移民火星途中，以地球与火星的最近距离5500万千米、以SpaceX新型火箭BFR最高时速2.9万千米计算，也需要80天左右。
这样一段漫长旅程以及到达火星后，对人体心理的影响是巨大的，因此需要弄清哪种性格对整个团队起到帮助、哪种性格对整个团队起到阻碍作用。
这次的实验需要参与者戴上传感器来检测存在于其声音和动作中的压力，并详细记录下他们的情绪和想法。
当需要放松的时候，参与者会戴上VR头套来一次虚拟度假。另外为了模拟出更加真实的效果，参与者之间的通讯都被延迟了20分钟。而且，参与者还必须要在离开模拟舱的时候穿上太空服并要结伴出行，他们的饮食都是一些冷冻干燥的食物以及少量的自己种出来新鲜蔬果。
▲美国宇航局“机遇号”火星车登陆火星
尽管研究的结果尚未披露，但有一点是肯定的，移民外星肯定要比生活在地球需要更为超强的心理能力，包括经受压力、耐受孤独、相互宽容、帮助、协作和理解的能力。这对于人类也是一个巨大挑战，因为这意味着一些心理承受力不强的人无法移民外星。
生命的适应和演化难关
人类移民其他星球的第二大难关是生命适应和演化。可以预料，人类很难适应其他星球环境，并且很可能意味着适应地球环境的人类到了其他星球便是生命演化的终结和中止。这从树木移植中也可以看出。
树木移植尚且没有地球和其他星球的区分，只以大树和小树移植的成功率为例，大树移植的存活率较低，原因有几方面：
一是大树年龄大，细胞再生能力较弱；
二是大树形体高大，枝叶的蒸腾面积大，给水分的输送带来一定的困难，大树移植后难以尽快建立地上地下的水分平衡；
三是大树的根系扩展范围很大（一般超过树冠水平投影范围），挖掘大树时土球所带的吸收根很少，而且很多树根栓化严重，根系的吸收水分和养分的功能明显下降；
四是大树在起挖、搬运和栽种过程中易造成树皮受损、土球破裂、树枝折断，危及大树存活。
▲瑞典概念艺术家爱立信（Ville Ericsson）通过画作展示的未来人类火星殖民景象
反之，小树具有与大树相反的优势，移植容易成活。
然而，人类移居到其他星球是换了一个与地球截然不同的环境，没有氧气、水、阳光和粮食等不说，就是移民也决不是类似小树容易成活那么简单，并非让孩子移居其他星球可存活率大成人移民其他星球存活率就小。而是人类作为一个适应地球的整体生命，相对于其他星球来说太老太大，再生能力差，无法适应其他星球。
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。
地球在45.5亿前地球形成，液化水在44亿年前注入海洋，38亿年前最早的单细胞生物产生，35亿年前最早的藻青菌产生，27亿年前最早的真核生物化学物质产生，26亿年前细菌从海洋登上陆地，18亿年前最早的多细胞生物产生，5.75亿年前最早的动物埃迪卡拉动物群产生。
5.35年前寒武纪大爆炸，5亿年前植物产生并进化，4.5亿年前昆虫及其他无脊椎动物从海洋攻占陆地，3.6亿年前，四足脊椎动物进驻陆地，3.2亿年前羊膜卵动物及爬虫类诞生，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。
▲地球——人类的家园
如果说地球上自有生命以来的40亿年是一个夏日，那么，过去20万年——从现代人类的崛起，到语言、艺术、宗教、贸易、农业、城市的兴起，以及所有以文字记载的历史，不过是日落之前一闪即逝的萤光流火而已。
即便以人类与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、血液由大脑细胞和灵魂的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。
一旦到了与地球截然不同的外星环境，在几百万年中建立起来的人类生命所有生命规则、生理机能也许都会不管用，也就意味着人类生命的终结，这也是为何人到太空免疫系统会产生过度反应的原因之一。
此外，生物节律也是人类难以适应外星空的重要原因。
2017年诺贝尔生理学或医学奖授予生物时钟的发现，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，至少会遵循日出而作，日落而息的节律。
▲生物的生命活动受内在生物节律调控
这也揭示了一个原理，正如人是环境的产物一样，尽管生物时钟是由基因决定，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。
然而，如果移民到外星空，目前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，并且火星上还不具备地球上的氧气、水以及食粮等，所以，移民外星球将是地球人的生命不能承受之重。
其他星球上的人与环境、人与人的关系
移民其他星球的第三个问题是，能否在其他星球上建立人与自然（环境）、人与人之间的和谐关系。
一直喋喋不休劝说人们移居其他星球的英国物理学家霍金称：
“我们正进入历史上一个愈加危险的时代。我们的人口正迅速增长，对这颗行星上有限的资源的需求量正处于指数级的增长当中，与此同时我们的技术也越发先进，改造环境以使之适应人类需求的能力也越来越强。然而我们的体内仍然有着出于生存本能的最原始的自私和攻击性的基因本质。在未来数百年间人类将很难避免遭遇重大的灾难，更不要说是未来数千或数百万年间了。”
▲霍金
霍金的这番话主要提出鼓动人们移民的两大原因，一是地球资源有限，二是人类有着最原始的自私和攻击性的基因，会在地球上引发战争并毁灭地球。
这实质上反映了人与自然的关系，以及人与人的关系。如果人类在地球上都要以掠夺性和毁灭性的手段来维持自己的生存，从而使得地球上的资源逐渐枯竭，那么，移居到火星和其他星球上人类改不掉这种与自然相处的矛盾，同样会造成火星资源的枯竭。
同样，如果在地球上人与人的关系都会因为人类自私的基因而导致战争、暴力、欺骗等来解决问题，如争夺地盘、食物和配偶等，到了火星上，人类同样不会改变本性。
同样也会像在地球上一样，建立国家，非我族类，虽远必诛，因此也必然和依然凭借战争、暴力、欺骗来解决人与人之间的矛盾。因此，移民火星或其他外星球，未必就能拯救人类。
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