2021年,一项覆盖全球1万名16至25岁年轻人的调查显示,75%的受访者对未来心怀恐惧,超过半数甚至认为人类终将走向灭绝。
这样的悲观情绪并非空穴来风。如今的大学生成长在一个特殊的时代——人类面临的风险不仅持续增加,还变得愈发复杂。但并非所有关乎人类生存的风险都在不断升级,事实上,最致命的风险——足以摧毁世界的彗星或小行星撞击地球——如今发生的概率已远低于过去。
这种风险的大幅降低,背后有着诸多原因,其中至关重要的一点,是一群大学生与一位年轻教授主动站了出来,采取了行动。20世纪60年代,当小行星撞击地球的可能性首次引发美国公众恐慌时,正是这群学生起草了一份拯救地球的行动蓝图。
1949年,天文学家沃尔特·巴德(Walter Baade)发现了一颗小行星,后来这颗小行星被命名为伊卡洛斯(Icarus)。人们很快发现,伊卡洛斯的运行轨道不仅会让它靠近太阳——这也是它得名“伊卡洛斯”的原因——还会让它危险地逼近地球。
1965年,曾参与计算伊卡洛斯轨道的天文学家罗伯特·理查森(Robert Richardson)指出,只要这颗小行星的轨道发生一丝微小偏移,到1968年它下次靠近地球时,就可能撞上地球。物理学家斯图尔特·托马斯·巴特勒(Stuart Thomas Butler)随后发出警告:伊卡洛斯“或许能在一瞬间,就把世界上任何一座主要城市夷为平地”。
20世纪60年代本就是个令人惶惶不安的十年,这样的警告很容易引发公众的焦虑。发达国家的生态系统明显走向崩溃,部分原因是不受管控的污染排放与杀虫剂滥用。
那是一个处处充斥着生存风险的时代,和我们当下所处的环境颇为相似。或许正是这种普遍的焦虑,让很多人认真对待了巴特勒的警告。《纽约时报》的记者沃尔特·沙利文(Walter Sullivan)报道称,“本报及其他多家报社都接到了大量民众打来的焦虑电话”。
尽管颇具影响力的天文学家们纷纷站出来安抚公众,称1968年小行星撞击地球的可能性为零,但他们也无法否认,理论上,随时可能有另一颗小行星撞上地球。
1967年1月,距离伊卡洛斯预计掠过地球仅剩一年多时间。当时,洛克希德·马丁公司的工程师、同时也是麻省理工学院教授的保罗·桑多夫(Paul Sandorff),正准备开设一门名为“高级空间系统工程”的研究生课程。
他在校园各处的布告栏上张贴了招生启事,并承诺,这门课的核心任务,是让学生们制定出一套防止伊卡洛斯撞击地球的方案。
不少麻省理工学院的学生对此持怀疑态度。有人回忆,当时校园里还流传着玩笑话——“要不造个超大蹦床把小行星弹走?”——但最终,还是有21名学生报名了这门课。他们后来回忆,第一次上课的时候,大家心里都“带着几分不屑与怀疑”,而当他们见到保罗·桑多夫本人时,这种态度也没怎么改变:眼前的教授身材矮小,总是佝偻着背,裤子还往上提得盖住了肚子。
不过,这种不屑并没有持续太久。桑多夫给学生们描绘了一个令人心惊的场景:毕竟,天文学家已经确定,伊卡洛斯一定会撞击地球——时间就在1968年6月19日正午,这颗小行星将坠入大西洋中部,爆炸产生的威力相当于5000亿吨TNT炸药,随之引发的海啸会夺走数百万人的生命。
桑多夫要求学生们必须想出办法阻止这场灾难。而且有明确要求:只能使用当时已有的技术,调动的资源也必须是在70周内,国家和全球范围内切实能调用的力量。
学生们心里很清楚,即便伊卡洛斯这次真的不会撞上地球,小行星或彗星撞击地球的威胁却是真实存在的——这种威胁让公众越来越恐慌,可各国政府却完全没有采取应对措施。他们后来在回忆中写道,没过多久,大家就抱着“绝不放弃的决心”投入到方案设计中,因为他们知道,自己肩负的使命有着“最有价值的目标——拯救人类的生命”。
学生们自发分成了多个小组,每个小组负责解决伊卡洛斯逼近地球所带来的一个具体难题。他们很快发现,“一个小组做出的决定,往往会成为另一个小组开展工作的基础规则”,所以,那些复杂的难题,只有通过“小组内部、小组之间的密切协调与合作”才能解决。
这门课,无形中变成了一堂系统管理的速成课。在理解来袭小行星所带来的挑战本质上,学生们很快取得了实质性进展。他们意识到,只要能在小行星以较慢速度经过其轨道上离太阳最远的点时追上它,那么将它从小行星与地球的相撞轨道上引开,就会相对容易。
这就像推秋千的原理:在秋千荡到最高点时轻轻推一下,到了最低点,这个推力带来的影响就会变得很大。
学生们一致认为,探测是防止小行星撞击地球的第一步,也是最关键的一步。如果能在一颗有威胁的小行星撞上地球前很多年就发现它,那就可以在它远离太阳时发射火箭前往。只要给小行星施加一个适度的推力,就能让它的轨道发生微小偏移——但就是这一点点偏移,足够让它避开地球。
不过学生们也明白,用这种方法来改变伊卡洛斯的轨道,已经来不及了。等到航天器能被发射到伊卡洛斯附近时,这颗小行星早就以每小时超过10万公里的速度逼近地球了。
当时能想到的另一个办法,是用氢弹摧毁它。学生们估算,一枚当量为10亿吨TNT的氢弹或许能奏效,但这相当于美国武器库中最大氢弹威力的50倍——想在短时间内造出这样一枚氢弹,几乎是不可能的。
更糟糕的是,即便真的造出了这样的氢弹,也可能只是把伊卡洛斯炸成碎片,而这些碎片加起来,依然会给全球带来毁灭性打击。所以,唯一的选择只能是在地球附近改变伊卡洛斯的轨道,也就是让它偏移,但这同样需要巨大的力量。
到学期结束时,学生们终于制定出了一套完整方案:用六枚土星五号(Saturn V)登月火箭,每枚火箭携带一枚当量为1亿吨TNT的氢弹。在雷达的引导下,第一枚氢弹会在距离小行星约100英尺的地方引爆——这个距离能最大限度降低小行星被炸成碎片的风险。
氢弹爆炸产生的辐射会让小行星表面汽化,汽化产生的力量会推动小行星,让它偏离原本的轨道。如果小行星依然朝着地球飞来,后续的氢弹就会继续施加推力,要是小行星已经被炸成碎片,这些氢弹就会摧毁那些朝着地球飞去的碎片。
当然,这个方案并非万无一失:每一枚火箭都有可能出现故障,而且小行星也可能会分解成细小的碎片,根本无法彻底摧毁。但学生们计算得出,“伊卡洛斯计划”(Project Icarus)能让地球避开这场末日灾难的概率约为71%,而且完成这个计划所需的资金,还不到美国国内生产总值的1%。
同年5月,学生们在麻省理工学院的克雷斯吉礼堂展示了他们的完整方案。正如他们后来所说,当时大家都“充满热情”,而且方案公布后,全美“从东海岸到西海岸,至少有30家报纸”都刊登了报道,介绍他们的这个项目。
可到了1968年,当伊卡洛斯安全掠过地球后,公众对小行星撞击风险的关注度就大幅下降了。各国政府不仅没有为小行星探测项目提供资金支持,更别说投入资源研发未来能拦截、偏移来袭小行星的系统了。
不过,情况后来还是发生了改变。1979年,科学家们提出,一颗大型小行星很可能是导致恐龙灭绝的“元凶”——正是它引发了全球物种大灭绝;1989年,一颗此前从未被观测到的小行星,危险地逼近了地球;1994年,一颗彗星的碎片与木星相撞,在木星表面留下了明显痕迹,这一幕让公众极为震惊。
此后,美国国会将“小行星撞击预防”——也就是后来所说的“行星防御”——纳入了美国国家航空航天局(NASA)的核心职责。
在桑多夫的学生们从麻省理工学院毕业三十年后,他们当初提出的小行星探测项目建议,终于被采纳。如今,科学家们已经绘制出了约100万颗小行星的运行轨道,并且确认这些小行星都不会对地球构成威胁。
此外,通过让机器人航天器与小行星相撞,科学家们还证实了麻省理工学院计划中提出的“首选偏移方法”是可行的——也就是在小行星远离地球时,改变它的运行轨道。因此,和1967年桑多夫的学生们走进他的课堂时相比,现在小行星撞击地球的风险已经大大降低了。
桑多夫当初设计的这种授课方式,在今天看来,依然具有极强的现实意义。如今的课堂上,当学生们了解到核扩散、气候变化,或是人工智能持续发展所带来的威胁时,常常会感到无能为力,甚至陷入绝望。而桑多夫的教学方法,能让学生们意识到,自己也能为解决这些现实问题出一份力。
谁又能说得准呢?或许,这群学生真的能在未来拯救世界。