国际天文联合会最近宣布，一颗新发现的小行星2020 GH2将在美国时间周三凌晨悄悄“接近”地球。最近，太空资源的开发，特别是小行星资源，也成为一个热门话题。那么，小行星采矿的当前发展是什么？小行星采矿在人类社会中扮演了什么角色？

制作:''各种形式的论坛''公开编号(标识:自我对话)

以下是苏萌在香港大学研究实验室和未来论坛上的演讲全文:

各位下午好。2007年8月，我从北京大学物理系毕业，去哈佛大学天文系攻读博士学位。我来到了我梦想的世界上最好的高等学府之一。我非常兴奋。

每天从早到晚都有各种学术活动和报道，而且安排得很满。如果你愿意，你可以从早到晚感受到天文学带来的兴奋。

一天，一位半个多世纪的老教授来到我们的办公室，找他的一个学生。当他看到我时，他问我是否是一名新的研究生。我答应了。

他说:“我给了你一个非常有趣的研究课题。你有兴趣吗？”我说，“好吧。我正在寻找有趣的话题，并且已经和几位教授谈过了。”他问我对什么感兴趣。我说我想研究宇宙的起源和演化以及行星是如何形成的。

他给了我一个非常有趣的话题——小行星采矿。当我听到这些，我觉得很不可靠，有点像科幻电影。当我震惊的时候，他向我解释了他为什么要开采小行星。

你为什么开采小行星

在人类历史上，人们发射了各种各样的望远镜来探索宇宙的奥秘。哈勃是最强大的望远镜之一。下面是詹姆斯·韦伯和哈勃望远镜。

左:詹姆斯·韦伯望远镜右:哈勃望远镜

照片的底部有一个人。你可以想象这是一个多么巨大的工程。从第二次世界大战到1990年将哈勃望远镜送到太原空花了几十年时间才提出这个想法。它花费了数十亿美元。

2007年，哈勃望远镜已经运行了近20年。宇宙正在加速膨胀，但这是一个不可想象的场景。宇宙学家通过哈勃望远镜知道宇宙正在加速膨胀。此后很长一段时间，一代又一代的天文学家梦想着下一代的设备会在哪里。

到目前为止，哈勃望远镜升到0+已经将近30年了，下一代望远镜——詹姆斯·韦伯太空望远镜诞生了。

詹姆斯·韦伯望远镜的成本接近100亿美元，大约相当于一艘新航母的成本。人类已经到了这样一个阶段，政府为满足科学家好奇心的投资已经到了极限。

为什么要进行小行星采矿？每一门学科都达到了一定的发展阶段。要继续实现快速发展，就要依靠学科本身给社会创造的价值。通过市场化运作，发现该学科给人类的发展和进化带来了实实在在的好处。

例如，计算机技术、人工智能、生物医学和其他领域的发展并不依赖于政府资金的反复推进，而是实际上看到了它们对社会的反馈。

天文学是一门非常古老的学科。人类的好奇心主宰了天文学的发展。一代又一代的天文学家试图回答一些基本的科学问题，但是今天，由好奇心驱动的科学研究本身即将到达一个极限。

我们需要通过天文研究给社会带来实际的反馈，从而在这个领域获得更多的市场资源和社会资源。这是继续理解宇宙起源定律、实现突破并在下一阶段回答终极问题的重要渠道。

当时，教授告诉我很久了，我几乎能回忆起这么多。听完这些，我觉得很酷，打开了我的大脑。我对关于宇宙的各种知识非常感兴趣，但这推翻了我的想法。我真的没有考虑过几十年后天文学会如何发展。

然而，当时我仍然觉得小行星采矿是一件非常遥远的事情，就像科幻电影一样，太不可靠了。所以我的预测实现了。就在几年前，小行星采矿真的成了科幻电影的主题，比如美国电视剧《无垠》。

《无垠》海报

该剧的主要情节是，在2200年，人类实现了大规模的小行星采矿，整个太阳系成了人类的后花园。人类包括地球种族、火星种族和小行星种族。小行星竞赛实际上是旷工。在整个太阳系中有如此多的人为人类提供资源，这三波人类也有许多有趣的故事。

——马丁·埃尔维斯，当时我与之交谈的教授，也意识到了他的预言。2017年7月，一颗小行星飞近地球。近距离是指大约6倍(240万公里)的地球和到月球的距离，在天文尺度上已经非常接近了。

小行星2011 UW-158

通过地面和望远镜在空之间对小行星进行多波段观察后，发现小行星的主要成分是铁、镍、钴、铂和水。如果小行星上的铂被开采到地表，地球表面储存的铂将比人类历史上发现的还要多。

小行星主要储存资源

例如，铂是一种贵金属。铂是如何从表面出来的？这是小行星撞击地球表面时，地球46亿年演化留下的碎片。当地球首次形成时，铂已经沉入地球的中心。

这颗小行星铂的市场价值约为1.7万亿美元。所以，当小行星掠过地面时，你可以想象看着1万亿美元漂浮而过。

这颗小行星不是很大，只有1000米× 500米大小。太阳系中有数百万颗这样的小行星。因此，我们可以想象太阳系里有多少资源，而人类只看着地球，不断地开发他们家园的资源，不断地污染他们的环境。因此，在人类发展的未来，我们必须走到太空的中间。

小行星采矿的发展现状

2010年，日本的隼鸟1号首次将小行星物质带回地表，尽管它只有1克重。现在，隼鸟2号已经抵达小行星龙宫进行材料开采。

猎鹰2号

“龙宫”小行星

美国国家航空航天局发射了一颗行星探测器来探测“本努”小行星。经过轨道计算，“奔牛”小行星很可能在未来100年内与地球相撞。

日本和美国的小行星探索项目将带回几公斤用于科学研究的材料，不能进行大规模商业开发。

天文学应该做什么？地球附近有一种小行星--近地小行星，它离地球最近，采矿成本最低。因此，天文学家可以通过地面和空之间的设备望远镜探索近地小行星的数量、位置、轨道和资源。这就是我们现在要做的。

2015年，美国通过了“Tai 空法”，鼓励美国公民对Tai 空资源进行私人商业开发。2016年，卢森堡出台了一项法律，保护私人经营者开采等于0+的资源的权利，即该材料将归开采者所有。因此，现在全世界有20多家小型矿业公司在卢森堡注册，商业市场发展非常迅速。

目前，美国领先的资源开采公司，泰空，是“行星资源开发公司”。下图不是真实的场景，但它是朝着这个方向发展的。虽然今天还没有实现大规模的工业开发和工业利用，但在未来的10年或20年内，它将在我们的生活中发生。

假想图

高盛(Goldman Sachs)最近一份关于小行星开采的报告指出，人们对小行星开采的心理障碍远远高于技术障碍和财务需求。人们认为小行星采矿是不可想象的，但没有必要的技术障碍。

五百年前，西班牙航海家来到东方寻找香料、黄金和更多的资源。为什么会有一个伟大的航海时代？由于欧洲资源有限，每个人都开始开阔眼界，寻找地球另一边的资源。

未知水域在线

这些行动改变了人类的历史、社会结构和世界地图。我们今天正在经历同样的事情，我们正在建设一个大的太空时代。太空资源存量远远超过地球资源。如何使用太空资源和如何改变人类社会的运行框架是非常大的命题，它们不是我们可以简单回答的命题。

例如，门捷列夫发现了元素周期表，并获得了一个铝奖杯。当时，铝比黄金或其他金属贵得多，因为铝是最稀有的。然而，电解铝的发明使铝成为最廉价的技术之一，并改变了世界工业。因此，整个产业结构是根据我们可利用的资源比例来确定的。

再举一个例子，西班牙从美国带回黄金和白银，导致整个欧洲的严重通货膨胀。那时，社会不再受资源的限制，并突破了当时欧洲的限制。我们带回的泰空资源也将突破地球的限制，使人类社会不再受资源的限制，走向更远的未来。

重新定义文明和生活

有了太空资源，我们可以定义人类文明进化的不同阶段。1964年，前苏联的天体物理学家也提出了这个概念。

当一个文明发展到一定阶段时，它可以充分利用地球上的资源，被定义为“文明1.0”；能充分利用所在星球系统的资源，定义为“文明2.0”；可以充分利用整个银河系的资源，比如银河系，定义为“文明3.0”。

文明发展的道路

今天的人类文明在哪里？大约0.7，我们没有充分利用地球的资源，也没有真正打开太空资源的宝库。但是，如果我们充分利用泰空的资源，特别是近地小行星的资源，人类文明将跨越1.0，这是一个非常重要的关口。

学术界有一种观点认为，当一个高智能文明发展到一定阶段时，很难达到一个新的阶段--成为一个多星球的种族。永远生活在一个星球上会面临许多危机，不管是由自我毁灭还是环境破坏引起的，比如恐龙灭绝。

那么回到这个问题:为什么天文学家应该研究宇宙？

首先，我认为理解宇宙是人类文明前进的唯一道路。人类是有好奇心的聪明物种。甲不学习，乙不学习，最后总会有丙学习。好奇心是不可抗拒的，它推动着历史的车轮前进，推动着人类文明的进步。这就是为什么总有一群人想仰望星空，研究宇宙，回答问题，然后告诉公众这群人是天文学家。

第二，人类现在对天文学和宇宙的理解已经到了一个转折点。我们对地球周围环境和太阳系的研究已经达到这样一个阶段，即科学和技术的不断发展和整合使我们能够在未来10年或20年中开始向泰空的资源敞开大门。以前的文明没有做到这一点，今天我们正处于这样一个转变点。

第三，这是生命进化的唯一方式，也是自然法则。不仅仅是人类，只要有更高的智慧生命，他们就会充分利用他们能接触到的物质能量来发展自己。这是自然规律。

你可以想象宇宙在138亿年前诞生，地球在46亿年前形成，生命在地球上慢慢开始进化需要多长时间。人类产生需要多长时间，人类产生文明需要多长时间，文明到达今天的节点需要多长时间。

空间发展轨迹

走出地球，仰望太空是一个快速指数增长和积累的过程。今天是文明0.7，文明1.0何时到来，文明2.0何时到来，文明3.0何时到来？这可能是一个远远超出每个人想象的发展过程。

从天文学家的角度来看，我们认为天文学和技术以0+的比例结合将在未来20或50年内改变人类的生活方式。

但是今天的天文学试图回答一个非常基本的问题:是否有外星文明？换句话说，人类如何才能成为一个多星球的种族，减少文明被毁灭的危险？换句话说，我们现在可以看看这样一个恒星空的高度智能文明在宇宙中是否孤独。这是科学家和公众长期以来一直试图思考和寻找证据的话题。

在宇宙中形成另一个地球是非常困难的，地球上还有人。如果20年前有人问我这个问题:除了地球，还有其他星系吗？我会回答:这可能很难。

今天，随着天文学和技术的进步，太空范围内越来越大、越来越贵的望远镜告诉我们一些事实。例如，银河系中大约有1000亿颗恒星。据估计，行星的数量大于恒星的数量，这在20年前是完全不可想象的。

下图显示了一些人类已经发现的行星。

探测到的行星

现在，人类已经发现了4000到5000颗行星。即使这些行星看起来像地球，它们也很难进化成生命。但也可能是我们的想象力太狭隘，可能还有其他我们根本无法理解的智慧生命。但是到目前为止我们还没有找到它。也许是因为弱肉强食的缘故，我们没有见过外星生命的存在，或者外星生命见过我们，但我们还不知道。

离地球最近的恒星是半人马座比邻星，距离地球4光年。在半人马座比邻星附近发现了一颗与地球相似的行星，这可能是当今科技能到达的最远的行星。

2016年，霍金和其他科学家启动了“突破摄影师”计划，将一个1g芯片运送到附近的比邻星，看看这个星球是否适合人类居住。

明星捕捉计划的突破

4光年，即使速度加快到光速的20%,也要花20年，再花4年才能把信号传回地球。因此，从发射之日起，25年后就可以知道比邻星附近的行星是否适合人类居住。

依靠太阳能，即“轻帆技术”，帮助飞机加速并解决燃料问题。这是达到今天技术水平的最好方法。

2017年，人类发现了一个天体。下图显示了它的想象。

小行星“乌姆阿穆阿”

天体以奇怪的轨道进入太阳系，然后迅速离开。经过分析，发现这是迄今为止观测到的第一个从太阳系外飞入太阳系的天体。

这个天体与太阳系中数百万颗小行星完全不同。例如，它看起来像长度比至少为10:1的雪茄。我们无法更详细地衡量它。人类从未在太阳系中观察到飞盘这种东西。

不仅如此，在观察了一段时间后，科学家发现它没有遵循传统的行星运动路径，或者不符合传统的牛顿定律。离太阳系中心越近，它移动得越快，这完全超出了人们的想象。

哈佛大学天文系的负责人发表了一篇关于预印的arXiv的文章，指出乌姆阿穆阿可能是一艘光之帆。如果它是一个轻帆，它的形状和轨迹，我们认为奇怪的事情是可以解释的。

有三种可能:第一，他错了；第二，它可能真的是一艘轻帆，是其他文明建造来进行太阳系特殊旅行的。第三，这种文明已经不存在了，但是这种光帆是文明的遗迹，是他们制造的原始星际旅行设备的一部分，并运行到太阳系。

可能有一种超出我们想象的文明，或者它真的不存在。地面望远镜非常灵敏。如果有外星文明，望远镜肯定能看到它。但是望远镜没有探测到它。高智能文明有可能和我们不同时存在于宇宙的角落，但它可能真的存在。

除了文明，“生活1.0”、“生活2.0”和“生活3.0”也可以定义。细菌是“生命1.0”的代表。它的硬件是固定的，繁殖是它唯一的进化机会，而且进化模式非常缓慢。

人类是“生活2.0”的代表。我们的硬件保持不变，但在整个生命过程中，人类不断学习，变得更聪明，并通过知识改变自己。硬件保持不变，但软件不断升级。

什么是“生活3.0”？生命本身不一定依赖硬件和物理存在。生命可以完全以软件的形式存在。如果软件可以随时随地升级，生命就可以不断快速成长。

生命的进化

你可能看过这部著名的科幻电影，生命进化的速度远远超过人们的想象。这可能真的是一种非常聪明的生活。一键之下，整个宇宙都变了。这并非完全不可想象。

电影《复仇者联盟》中的角色灭霸

还有一部科幻电影《接触》，主要情节是一个女天文学家用世界上最大的天文射电望远镜——甚大阵列——一直盯着天空。

电影“接触”海报

然后她收到了来自外星生命的指令。根据指令，人类建造了一个巨大的机器让人类通过，让女性科学家到达仙女座星系，就在发送信号的文明旁边。

这个文明已经传播了一次，告诉每个人这里有一个文明，并希望人类会做这样的事情。事实上，人类把它看做一个黑盒子，不知道它在做什么。这与病毒传播的方式非常相似。例如，有些人收到一封电子邮件，邮件附件在他们的电脑里，出于好奇打开它。一旦他们打开电脑，他们就会中毒。

此时，你的文明本身的存在是没有意义的，因为你所能做的就是听从病毒的指示，将周围的所有物质和能量转化为它所需要的。然后，基于你们的文明，它会以病毒的形式反复传播，最终消耗整个宇宙的所有物质和能量。如果高智能文明的发展不能得到很好的控制，这就是可能的后果。

宇宙形成至今已经138亿年了。宇宙从一个非常卑微的起点进化到今天。一切都是按照物理定律逐步发展的。

然而，我们实际上是最幸运的部分。我们可以享受宇宙的美丽，并可能见证这样一个转变点。我们真的在通过“生命2.0”打开一个边界，孵化更高级的生命，这可能改变宇宙未来的发展规律。通过AGI(人工一般智能)，关于生命存在的信息被传播到宇宙。

大脑和宇宙

我们的大脑中有1000亿个神经元，宇宙中有1000亿个星系。它们的分布模式都是网状的，每个点都是彩色的。这件事让我一直很惊讶。

左:宇宙星系分布右:人脑神经元

我们认为宇宙是最复杂的。事实上，从这个角度来看，我们的大脑在复杂性上与宇宙相似。人脑可能是宇宙能孵化出来的最复杂的结构。这是宇宙的全部希望。

宇宙花了如此长的时间来孕育智慧生命和更高的文明。我希望这个文明能做点什么来改变宇宙未来的命运。

宇宙中最不可思议的事情是宇宙可以被理解。我们的大脑只有2公斤重，但它能容纳整个宇宙。这是一件不可思议的事情。

然而，我认为关于宇宙最不可思议的事情是宇宙能产生智慧生命来欣赏它。下图显示了麻省理工学院的一门课程，即“人工一般智能”。这幅画是对一部非常著名的科幻电影的致敬，这部电影可能会在每个人的一生中真正出现。

麻省理工学院课程“艺术一般智能”

今天能够走出地球，突破极限，进入一个太空的时代，真是一件非常幸运的事情。谢谢大家。

该论坛原名“自我论坛”，是由中国科学院全面发起的科学文化论坛。它由中国科学院计算机网络信息中心和科学交流局联合主办，中国科学博览会承办。它致力于跨越国界传播非凡的思想，旨在本着“向事物学习”的精神探索科学技术、教育、生活和未来的发展。

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