小，可容纳一万人或更多。这个居留所的轨道，可定在使月球、地
球和居留所分别处在一个等边三角形的三个顶点上。
当然，也可以使空间居留所拥有两个轨道的位置，或将几十个
居留所相互聚集在一起。到目前为止，美国和苏联似乎都还没有
这种计划，但是奥尼尔却乐观地认为，如果人类全心投入这个计
划，那么居住在空间的人数多于地球上人数的时日，并不会太远。
奥尼尔最初所提出的居留所，是针对月球的轨道而设计的。
阿西莫夫最新科学指南
阿西莫夫最新科学指南
但是，人类能不能越过月球再往前推进到别的星球上去呢？
从理论上来说，没有任何理由可以解释，为什么人类不可能越
过月球而到达下一个最近而可以登陆的星球——火星（虽然金星
离地球更近，但那里太热而不适合人类停留）。要到火星那里去，
需要好几个月的时间，而不像到月球那里只要几天的时间。正因
为需要几个月的时间，所以人们必须携带足够的生活必需品才行。
利用潜水艇或探海艇深入到海洋的深处的方法和装备，人类
都已有了一定的经验。人们现在也可以像在深海中航行一样，携
带适当足够的食物和一大袋封闭好的空气，到空间去旅行。但是，
当要离开地球进入空间时，克服重力的问题是非常复杂的。因为
在宇宙飞船内，原先被装备、人员、燃料和机械等所占的空间比较
小，携带的重量也比较轻；如果飞行时间延长就必须占据更大的空
间和携带更大的重量。
空间食物必须极为紧密，食物中绝对不可有多余的空隙容纳
不能消化的成分。这些浓缩的人工食物，必须具备足以维持人类
生命的果糖、无刺激性的植物油、适当的氨基酸混合物、维生素、矿
物质和不同的香料，所有这些东西都被压缩在一个由可食用的碳
氢化合物所制成的盒子中。一个盒子可供应一餐所需的
180克固
态食物及
1 000卡的热量。另外，每卡必须添加
1克的水（一个人
一天需要
2。5～3升的水）；某些水与食物混合，做成小粒丸状，以
增加盒子的容积。此外，宇宙飞船还必须携带每人每天所需的大
约
1升的液态氧（约
1 150克）。
这样，每人每天所需物品的总重量是：干的食物
540克，水
2 700克和氧
1 150克，合计
4 390克。那么，要完成去一趟月球的
旅行，来回旅途的飞行时间各需要
7天，加上停留在月球表面探测
两天的时间，每个人就必须携带
68公斤的食物、水和氧。可以相
信，以现在的科学技术水平来说，处理这样的事情，应该是不成问
第十六章 物 种
第十六章 物 种
题的。
如果估计要去一次火星探险，那么来回的飞行时间和必须携
带的东西就非常多了。来回一趟火星的行程约需花费两年半的时
间，还要在火星上等待到有合适的行星轨道的位相角才能起程回
来。依照上面所述的要求，若去火星探险旅行，则每人需要约
5吨
重的食物、水和氧。以现在的科学技术水平来看，要在宇宙飞船上
运送这样多的东西，是非常困难或是不可能的。
要解决远距离空间探险的问题，惟一可能的办法就是宇宙飞
船必须能自给自足。以同样的观点来看，地球也是一个围绕着空
间而自给自足的庞大的“宇宙飞船”。所有用于启程的水、食物和
空气，必须无限制地由废物中循环使用。
从理论上讲，这种闭合系统是可以建造出来的。重复使用废
物，听起来难于令人接受，但是这种做法毕竟是维持地球上所有的
生命使之能生息不止的一种过程。化学滤纸可以收集宇航员呼出
的二氧化碳和水蒸气；而尿素、盐分和水，可以经由尿液或排泄物
的蒸馏而取得。干燥排泄物，在使用紫外线消毒杀菌之后，配合二
氧化碳和水，能够饲养水槽中培养的藻类。借助藻类所进行的光
合作用，又可以把二氧化碳和排泄物中含氮化合物，转变成有机物
和氧，以供宇航员使用。惟一需要由系统以外提供的，是各种不同
过程中所需的能量，包括藻类光合作用所需的阳光。
据估计，只要有
110公斤的藻类，就可以供应一位宇航员在一
段时间内所需的食物和氧。加上所必须加工处理的设备，供应一
个人日常所需的总重量约为
160公斤，最多也不会超过
450公斤。
另外还有一些科学研究者寄希望于嗜氢细菌系统，这些细菌并不
需要阳光，而只是利用水解而来的氢便可生存。据报道，这种系统
的效率比光合作用的藻类还要高。
除了食物之外，还有一个长期失重的问题。宇航员曾在连续
阿西莫夫最新科学指南
阿西莫夫最新科学指南
失重的状态下生活半年之久，而无任何永久性的伤害；尽管如此，
长时期的失重状态，仍或多或少是影响宇航员的因素。幸好，目前
已有办法克服它。例如，宇宙飞船的缓慢旋转，能够造成离心力，
从而使宇航员有重力的感觉。
最严重而又不容易解决的问题是超高速和瞬间减速所引起的
危险，这是宇宙飞船起飞或降落时难于避免的。
地球表面的正常重力称为
1g。失重便是
0g。能够使人类
的体重变成
2倍的加速度（或减速度）时的重力，便是
2g；能增加
体重
3倍的加速度，就叫做
3g，如此类推。
人体的姿态在加速度下，会发生重大的变化。如果先在头部
位置加速（或是向脚下部减速），那么血液就会由头部快速地下流。
在高加速之下（每
5秒
6g）会使人眩晕。相反，如果改由脚部开
始加速（负加速），血液将迅速涌向头部，这种情况更为危险，因为
在高压之下，眼睛或脑部的血管更容易破裂。只要在
10秒钟内具
有
2。5g的加速度，就足以使某些血管受到损害。
人类比较容易忍受横向加速度，即如同坐的姿势一样，向身体
的长轴垂直施加压力。人类在离心作用下能够抵抗高达
10g的
横向加速度，长达
2分钟以上，而不会发生丧失意识现象。
时间愈短，人类的忍受力就愈高。斯塔普和其他志愿者，曾在
美国新墨西哥州好乐门空军基地的雪橇跑道上，测试在保持高速
中突然减速所产生的后果，并取得惊人的发现。1954年
12月
10
日斯塔普做了一项举世闻名的运动：他在大约
1秒钟之内，承受了
高达
25g的减速度。他的雪橇由每小时
600多公里的速度，在
1。4秒之内完全停住。据估计，这大约相当于时速
120公里的汽
车撞上砖墙的力量。当然，斯塔普是用绳索捆绑在雪橇上，借以减
少伤害。结果，他身上仅发现几处擦伤、水泡和强力冲撞下所造成
的黑眼圈。
第十六章 物 种
第十六章 物 种
一个宇航员在发射升空时，必须在短时间内承受
6。5g的加
速度，而下降时，则必须承受高达
11g的减速度。
许多设计，例如按人的体形设计的卧椅、铠甲，甚至于把人浸
泡在一个充满水的密舱内，或是有充分安全空间的宇航服，都是用
来抵抗高重力速度的。
另外还有许多类似的研究或实验，用于讨论辐射的危险，长期
隔离的厌倦，以及在一个无声无息、永远黑夜的环境中生活的奇怪
感觉；此外，宇航员还必须忍受许多意想不到的千奇百怪的现象。
总而言之，一切为了远离地球；而在准备空间探险的整个过程中，
似乎看不到有什么克服不了的困难。
事实上，只要人们不坚持认为宇航员就是地球人，长期空间旅
行中的心理反常，可能并不是严重的问题。但平心而论，生活在巨
大的地球上，与生活在狭隘的宇宙飞船内，是有很明显的不同的。
至于奥尼尔所想象的太空居留者，会是什么样子的呢？这些
移民将能适应宇宙飞船内部的环境、饮食与循环利用的空气，而且
会有许多反重力的变异。宇宙飞船将是一个新居民地的小缩影，
也许，这些人能够终生习惯地生活在那里。
21世纪或更晚以后的主要课题，将是向空间移民与开创人类
探险的道路。空间移民将能够到达各个小行星，在那儿开采矿石，
提供人类扩展所需的新资源，并有许多星球将会被挖空而成为自
然的移居地；它们之中，有很多远比我们所能想象的地…月系统大
得多。
以这些小行星为基地，人类将能够探索太阳系外围的广大领
域……而太阳系之外，还有许许多多其他的星球等着我们人类去
拜访！
（罗迪安 译）
阿西莫夫最新科学指南
阿西莫夫最新科学指南
第十七章 头 脑
神经系统
与其他生物相比，我们人类的体格实在是不怎么样。在力量
上我们比不上大多数个头和我们一样大的动物。我们的行走姿
势，和猫比起来，显得十分笨拙；我们跑不过狗或者鹿；在听觉、视
觉和嗅觉方面我们比许多其他动物要差。我们的骨骼结构不适合
于我们的直立姿势：人类可能是惟一会在正常姿势下、在正常活动
中产生“腰酸背痛”的动物。比起其他生物在进化中达到的尽善尽
美的境界（例如鱼类和鸟类在游泳和飞翔中的超高效率，昆虫的大
量繁殖能力和适应能力，病毒完美的简单性和效率），人实在像一
个笨拙而设计不佳的生物。作为纯粹的生物体，我们很难与地球
上占据任何特定生活环境的生物竞争。我们之所以能支配地球，
是因为我们有一个相当重要的特化器官——脑子。
神经细胞
细胞对其周围环境的变化（刺激）很敏感，并会做出适当的反
应。因此，原生物会游向在它附近水中滴入的糖液滴，并会游离酸
液滴。这种直接的、自动的反应对于单个细胞来说挺合适。但对
于多个细胞组成的结合体，这种反应会带来混乱。任何多细胞生
第十七章 头 脑
第十七章 头 脑
物必须具备一个协调各个细胞反应的系统。没有这样一个系统，
生物体就会像一个由互不交流、行动相互矛盾的人所组成的城市
一样。所以即使是最原始的多细胞动物——腔肠动物，也具有最
原始的神经系统。我们可以在它们身上见到最早的神经细胞（神
经元）——这是一些具有纤维的特化细胞，其纤维由主细胞体向外
延伸并伸展出极其精细的分支（图 17…1）。神经细胞的功能非常
微妙复杂，以至于即使在如此简单的水平上我们也不能完全解释
清楚它们到底是怎样工作的。环境中的变化以至今尚不清楚的某
种方式对神经细胞起作用。这些变化包括某种物质浓度的改变、
温度或亮度的变化、水的流动、或是直接接触到了什么物体。无论
什么刺激都会引起一个微小的神经脉冲，也就是一个快速传过神
经纤维的电流信号。当到达纤维末端时，神经脉冲会跃过一个微
小的间隔（突触）而传入下一个神经细胞；这样它就会一个细胞一
个细胞地传下去。（在高度发达的神经系统中，一个神经细胞可以
和其邻近的细胞间形成成千上万个突触。）对于一个腔肠动物（例
如水母）来说，神经脉冲会传遍整