虽然它只会吞噬海浪。
潮流发电站
潮流发电站是由全世界动力最强的发动机驱动的,也就是海流。它与风力发电机的原理比较相近,但它的驱动轮却藏在水底。从理论上来说,它的桅杆可以安置到任意一个深度,但在实际使用中一般不会低于 25 米。
潮流发电站赢得了很多人的赞赏。水的密度是空气的 800 倍,只需使用很小的转轮,在很低的转速下就可以得到惊人的能量。当潮流速度达到每秒 2 米到 3 米时,所获得的能量就相当可观了。而且与风力发电站相比,它还避免了一个非常重要的不利因素,那就是重力。风力涡轮是一个庞然大物,但没有什么比涡轮桅杆的不稳定更为致命的了。尽管水流涡轮也对静力学家提出了很高的要求,但是在水中驱动本身就已降低了重力的影响。人们只需要对付潮流就可以了,它会扯动设备,造成腐蚀,带来造成堵塞的海藻,或者将沉积物卷扬起来。
2003 年,在距离德文郡北部海岸 3 公里的海面上出现了这样一个潮流发电站,人们将根据其模型建造一系列涡轮泊位。这一“海流计划”(Seaflow)是由德国和英国的工程师共同设计的,但是迄今为止还未提供过 1 瓦特的电能,原因仅仅是它还没有和电力网相连接。除此之外,一切都很令人满意。
海流计划不仅累积了经验,而且能够提供 300 千瓦的功率,这已大大超出设计者的期望。转轮由碳纤维和钢材制成,非常牢固;桅杆长 50 米,锚定在水下 20 米深处。你很难从海流工程上看到什么,除了一根大柱子、一个大箱子和上面的一个维修平台。转轮叶片可以进行 180°调节,因为涨潮和落潮的方向是完全相反的。总而言之,这是一个完美的设计。
海流工程设备拥有完美的安装地点,这是沿着欧洲的大西洋海岸不断寻找后才发现的位置。第一个完全运转正常的涡轮工程如今出现在北爱尔兰和苏格兰之间的海面上。这种新一代设备名为 SeaGen,到 2007 年,每根桅杆的功率会达到 120 万瓦。与单转轮的海流塔相比,这里共有两个转轮同时工作。SeaGen 桅杆特别适宜安装在停产的海上钻油平台。这真是一个历史的讽刺:过去用于开采石油的钻油平台,如今却参与了完全环保的再生能源经济。
然而德国依旧一无所获,正如我们在欧洲电视网金曲大赛上的表现一样。我们缺乏资源。海流太弱了,潮汐落差太小。我们的电视名嘴斯特凡·拉布对此也无能为力——就算他是工程师又怎样?
在英国的另一项重要计划中,海面产生不了什么作用。他们通过所谓的“魟鱼技术”(Stingray),将一种古怪的机器固定在海底,这种机器由千斤顶和踏步机组成,形成一个十字交叉的形状。在四根粗壮的支撑脚顶部,有一个凸起的短桅杆,其顶端有一个活动叶片安置在铰链中。水流不断上下冲刷叶片。
这台测试设备就在设得兰群岛附近,它不仅可确保充分的能量平衡,而且动物们也能适应这些四条腿的大家伙,它们上上下下的运动速度很慢,显然不会吓到这些海洋的原住民,当然更不会伤害到它们。无论环保主义者如何热爱那些漂亮的大风车,有一点是他们始终无法回避的,那就是来自飞鸟行业公会的质疑:每年有数以千计的小鸟遭遇风车劫,最终成了人们盘中的宫保肉丁。
海洋热力发电站
这个理念很早就有人提出来了,可长期以来一直被认为无法实现。但是近年来,随着科技的进步,热力发电站重新成为人们谈论的话题。如今它们被称为 OTEC(Ocean Thermal Energy Conversion,海洋热能转换系统),可以利用不同水层的温差获取能源。
在热力发电站中,人们需要一种液体的运作介质,并要求它的沸点尽可能低。比如说,氨气和温暖的表层水混合后,很快就会蒸发和膨胀。蒸气可以产生压力,并且驱动发电机,然后产生电流。当对温度较低的深海水进行充气时,氨气就会重新液化,然后发热,接着再次液化,如此循环往复。总之,至少在深度超过 1000 米,而且水层温差超过 20°C 时,热力发电才能发挥足够的效用。
可惜,这仍不适合德国。
渗透发电站
渗透发电站别具一格的是,盐的含量在这里产生了决定性的作用。在入海口,淡水和咸水发生了交汇。此时液体会相互混合,以平衡它们的浓度差。如果不让它们混合,会出现什么情况呢?你只需制作两个容器,并用膜从中隔开就可以了。这种膜的特性是,淡水可以通过,但浓度较大的咸水则无法通过。也就是说,水只能向一个方向流动。假设是从右往左,左边容器内的水平面开始上升,此时就产生一定的压力,而这种压力即可驱动涡轮机,一个渗透发电站也就建成了。
它的优点在于原理非常简单。数十亿年以来,进化女神一直进行着渗透实验——在人体、动物和植物的细胞内部。问题不在于原理本身,而在于渗透膜。要想产生百万瓦级的能源,它的面积就必须达到 20 万平方米。怎样才能做到呢?缠绕起来,放在管道模块里,这样才能做到美观,否则一个 20 百万瓦的发电站看起来就像一堆废墟。现在出现了一种新的设计,将渗透发电站建在地下。如果这能发挥最大效益的话,那么欧洲每年即可获得 2500 亿千瓦/时的电能,这是德国每年用电量的 4 倍。
顺便提一下德国……
不,我们仍然一无所有。可恶的波罗的海不够咸,而北海出海口又不存在明显的淡水和咸水分界线。德国:零分。
上述所有的发电站都有一个共同特点,那就是它们无法储存电能。它们所生产的电能必须直接投入使用,而且除了个别特例之外,大多是不太稳定的,因此也不能完全取代传统的发电站。
但是,如果将它们与其他一些环保型的能源结合,比如太阳能等等,还是可以发挥愈来愈重要的作用的。我们必须继续努力。正如前面所说的那样,直到 20 世纪 70 年代石油危机以后,再生能源才引起人们的注意。而随着石油价格的下跌,人们对它的兴趣也迅速减弱。如今,由于二氧化碳的问题愈来愈严重,人们对水力发电站的热情也逐渐高涨起来。
在德国也是如此。即使我们没办法好好利用这些方法,但我们仍可在技术方面不断地开发、输出、提供服务。因为,德国的工程技术就是一流的再生资源。
科技进化的影响
美国艺术知识分子中的权威雷·库茨魏尔在他那部充满争议的《现代智人》中写道:
“进化过程正以几何级数的速度向前发展,而技术的进步也始终与它保持一致……技术终将发展出新技术……因为技术其实是另一种形式的进化,因此它的增长速度也是几何级数的。”
如果我们自认为可以与进化女神平起平坐,也许犯了一个大错,因为即使没有我们,她也会不停地为这个世界操劳。但在人类的发展过程中,我们已从进化女神那里分到一杯羹。我们尽量做到谦虚、宽容,但仍然追求“科技进化”,我们要以技术的手段来延续自然的建构和功能,这就是我们的理念。
什么?仅是因为我们的大脑让我们拥有这样的能力吗?这颗由进化女神创造的大脑?
好吧,好吧。
不管怎样,科技进化一定会对我们未来的生活产生重要影响,不管我们在哪里停留,也不管我们将来要做什么,它前进的脚步将愈来愈快。科技进化是一个不可逆转、强制性的过程。凡是想得到的,就一定能做得到。一旦付诸实施,科技进化的过程就会不断加速。
过去 100 年的科技进化,抵得上过去 1000 年的成就,而接下来 10 年的发展,又肯定能与过去 100 年的进步并驾齐驱。计算机的计算能力遵循着摩尔定律,在过去 20 年中一直呈几何级数增长。我们有理由期待,在不久的将来,晶体管的分隔层厚度只相当于几个原子。摩尔定律将在一个新的加工技术中找到它的立足点。在想象和实践的世界里,螺旋上升的速度日益增加。
几十年后,西半球可能没有人能够离开计算机义肢而生存,大量的神经植入体将取代我们的器官,帮助我们聆听、观察、思考。计算机病毒将会超过心肌梗塞和癌症,成为人们健康的最大风险。随着基因技术的进步,人们会一个一个克服这些疾病,但稍具天才的恐怖分子也会躲在某个暗室里,不断生产出新的病毒。有钱人的小孩都是经过精心设计的,而且为了预防万一,他们还会再复制一个。人类将对大脑进行分子扫描,纳米技术和超微技术的迅速发展也让长生不老不再遥不可及。前提是,我们必须离开自己的身体,将自己与人工智能进行联结。机器产生了意识,愈来愈人性化,而人则愈来愈像一部机器。
这是人类的前景。
然而现实生活中的调查显示,多数美国人和欧洲人对科学根本没什么兴趣,几乎一半的人不相信科学家和政治家所说的话。曼哈顿的小孩把母鸡画成 6 只脚,因为他们的妈妈总是会买 6 只装的鸡腿回家。科技进化不是一场喧嚷游行,把所有人都席卷其中,它明明是在我们眼前发生的,但同时又让人难以察觉。
科技进化可以是一副助听器,是对天生感官的一种技术性扩展;它也可以是一支激光笔,就像人们在课堂上使用的那样,是我们的食指在光线上的延伸;当我们看电视时,我们所使用的眼睛本来最多只能看到几百米远,然而此时却超越了国界。不管我们是否愿意,我们已经成为百分之百科技进化家庭中的孩子,没有了它,我们甚至无法生存。它过去是,而且现在也是我们适应自然或社会的途径。
好的设计就像大自然——仿生学
在进化与技术的结合中,目前最能引起人们兴趣的恐怕要算是仿生学①了,它清楚地展现了未来发展的方向。一般来讲,仿生学原理是仿照自然界的各种形状和运作原理来为人类服务。尤其是海洋仿生学最受关注,因为海洋中的生命体历经数百万年大自然的磨炼,已经创造出很多令人叹为观止的功能和解决问题的方法。比如飞鱼就长着分叉状的尾鳍,因而能像离弦之箭般在空中滑翔。而乌贼也引起了高科技产业的兴趣,因为它们的色素囊可开关自如,而且能够闪电般地适应周围环境。这些小囊可以对温度变化产生反应,自行收缩或膨胀。此外,乌贼还丰富了计算机显示器的生产技术,并且能够应用在隧道的警告板上,因为它能对有毒物质产生反应。具有自我清洁功能的洗脸盆,也要感谢人们对超光滑的海豚皮肤的研究。
海豚为仿生学家带来愈来愈多的惊喜。比如在水下进行数据的无线传输就曾让声学家们几近崩溃,因为在水面下,信号会发生多次反射从而相互重叠。但海豚之间并不存在这个问题。它们会“唱歌”,也就是说,它们能不断地更改自己的发送频率。柏林科技大学的科学家们以仿生学权威鲁道夫·班纳施为核心,开发出一种歌唱式的发射模块,从此人们可以在没有干扰的情况下相互交流。感谢海豚!
仿生学如此新颖,仿生学又如此古老。
潜水员身上的橡皮潜水鞋,就是在观察研究鲸和鱼类之后模仿它们的尾鳍制造出来的。而在仿生学的时间轴上,人们还可以继续向前追溯。早在公元前 500 年,希罗多德就已介绍过潜水装备。他提到一位先生,从某种意义上说,这位先生是一位伟大的仿生学家和科技进化的先驱。他不仅了解象鼻的作用——他花了很长的时间去观察大象潜水,发现它们能够用这种天然的进气管道呼吸——而且还对这种原理加以抽象化,对此进行了改造。
他的名字叫西里斯,是薛西斯一世旗舰上的奴隶。
有一天,西里斯听说他的国王正准备进攻希腊人的船队,他吃了一惊。他本身就是希腊人,于是他开始担心同胞的安危,他觉得自己应该用某种方式向他们发出警讯。他策划了好几种方案,又全都放弃,直到最后,他决定偷一把刀,然后从甲板上跳入水中。事情并非如他所想象般神不知鬼不觉。但当看守者冲向船舷时,西里斯已经消失了。也许他已经淹死了,薛西斯国王的部下们这么想,于是继续准备入侵。他们完全没有料到,此时刚刚逃出去的西里斯正趴在船身下。当他确认人们不再关心他的去向时,就立即潜入水中,游向距他最近的岸边。
薛西斯打算第二天启程。西里斯感到勇气正逐渐消失。他要怎样才能提前通知希腊首领呢?他跑得很快,游泳时耐力也很强,但是距离太远了,再快也来不及。他只有一条路可以走:搞破坏。不管怎样,他手里有把刀,这是他完成一切英雄壮举的全部武器。最大胆的办法就是割断薛西斯船队所有抛锚用的缆绳,这样就会让船队在海浪的作用下撞成一团,国王将浪费很多的时间。但是他必须先悄悄地把船集结在一起。要想在水下游这么远、做这么多事情,显然是不可能的,仅仅是各船间的距离就足以让他肺里的空气消耗殆尽。
他的目光落到芦苇丛上。
突然,他灵机一动。西里斯咧嘴笑了,他骄傲得就像整个希腊军队的统帅。他找到一根特别结实的芦苇管,将它截断,然后向里面吹了几口气,确保里面没有堵塞。而后他就等着天黑钻进水里,嘴里叼着这根管子,潜在水面下,游到锚定的船队中间,一根锚索接着一根锚索地实施他的计划。最后,希罗多德写道:他游了 15 公里才上岸。
人们完全有理由相信,是西里斯发明了潜水用的进气管。在他之前没有记录表示其他人也曾有过同样的想法。
150 年后,亚里士多德描述了用陶罐当作头盔的潜水员,而亚历山大大帝对水下的生活也非常感兴趣。据说这位统帅曾使用一个由木头和玻璃制成的大桶潜到水下 20 米处,就是想看看那里有什么可以占领的。当然,他的所见所闻应该非常有限,因为空气储备非常少,空气在深水处会被压缩。尽管如此,传说中仍有这样的说法:
“这位伟大的国王坐在他的玻璃船中,在深海里待了 70 天,他看到了海底的各种奇景和庞然大物。有一次,他发现了一条巨大的鱼,他花了 3 天时间,才从鱼的身旁驶过。”
这条鱼或许只是一只鸭子,深海的魅力无法否定这个事实。1515 年,达·芬奇设计了一艘潜水艇,但是这些都无法打破海面下的昏暗。直到 1620 年,荷兰人科尼利斯·德雷贝尔才发明了第一台机动潜水装置,而呼吸问题则被埃德蒙·哈雷(世界上最著名的彗星就是以其名命名的)解决了,他的方法是用一根软管将潜水装置和一些充满空气的大桶连接起来。当时的玩意儿当然称不上是真正的潜水艇,直到 18 世纪中叶,潜水装置仍然只应用在帆船和带桨的小船上。
海龟到深飞——从爬的潜艇,到会飞的潜艇
1776 年,美国发明家大卫·布什内尔的“海龟号”潜水艇终于改变了这一切。在手摇柄的操纵下,两根螺杆相互运动,这样人们就无法在水面上看到那个单人航行的笨家伙了。很快地,美国海军部队全部使用海龟号,并在纽约港开始服役,以便应付英国战船的威胁。他们试图在船身打孔、安装炸弹,但是最后没有成功。同样,1801 年由美国人罗伯特·富尔顿设计的三人潜艇鹦鹉螺号在战场上也没有建功,它看起来更像一只跛脚鸭。
那时候,根本没有人意识到,将来也许会出现潜水艇的战争。
到了 1960 年 1 月 23 日,潜水艇开始被应用于和平事业。雅克·皮卡尔和唐·沃尔什将的里雅斯特号潜艇开到马里亚纳海沟底部。在此之前人们从未到过这么深的地方。尽管威廉·毕比和奥蒂斯·巴顿曾在 20 世纪 30 年代用他们的潜艇——一个 2.5 吨重的大钢球——来到 900 米的深海,但是直到有了皮卡尔的的里雅斯特号,整个世界才真正陷入对潜水的深度痴迷中。从此之后,一些结构相似的仿造装置也被用于深海考察。后来,雅克-伊夫·库斯托发明了小型可移动式潜艇,而这种潜艇也成为他的“卡吕普索②号”的基础。
然后,罗伯特·巴拉德开创了新的时代。
迄今为止,巴拉德的“阿尔文号”应该是见闻最广的潜艇:大西洋中海脊上黑烟囱里的深海绿洲、泰坦尼克号、俾斯麦号……这个清单可以列得很长。这位最受欢迎的海洋学家,早在 1964 年就建造了这艘潜艇,但直到今天,阿尔文号仍然可以潜入深海。它的结构在当时是革命性的,因为巴拉德使用了钛这种材料,不仅更加牢固,重量也比钢材轻了一半。由于阿尔文号装设了机器人手臂、计算机、摄影镜头和各种测量仪器,因此对科学勘探而言非常理想。这条长达 7 米的潜艇(刚刚好)可以容得下 3 个人,再把水箱装满海水,这样就可以让潜艇像一块大石头一样沉入 4000 米的深海。
直到 40 年后,依然很少有潜水艇的潜水深度会超过 3000 米。与阿尔文号齐名的是俄罗斯的双子潜艇:MIR I 号和 MIRⅡ号。好莱坞导演卡梅隆就是乘坐它们前往海底拜访泰坦尼克号和俾斯麦号的。这两艘潜艇的观察窗比阿尔文号要大,而船舱的直径为两米,却比阿尔文号小得多。这倒无所谓,当外面的发光水母跳着深海芭蕾舞时,谁还会在乎座位的大小呢。这两艘潜艇可以潜入 6000 米的深海,它们是世界上最大的科学考察船克尔德什院士号的配备潜艇,而座位往往早在几年前就预订一空了。日本的深海号和法国的鹦鹉螺号也能潜到 6000 米的深海处。这些船只有一个共同点,那就是它们都依靠蓄水舱的进出水让潜艇下降和上升。潜艇前进依靠的是电动马达,但是速度就不值一提了。
格雷汉姆·霍克斯对此并不满足。
几年前,这位美国的深海潜艇设计师开创了潜艇设计的一种全新原理,试图以此彻底征服大海深处。他的深飞(Deep Flight)结构,与飞机原理、运作方式有着惊人的相似之处。在真正的飞机上,动力由机翼提供,深飞号也是依靠纵剖面提供动力,而且还会向后喷出烟雾。它可以进行垂直转弯,也可以像喷气式飞机那样曲线飞行。
由于霍克斯的潜艇上没有蓄水舱,因此他的潜艇非常小,这样就能更容易地适应逐渐升高的水压——对于深飞一号和二号而言,实际上并没有深度的限制。这种时速可达每小时 20 公里的深海快艇非常灵活,而且由于潜艇拥有耐磨的陶瓷外罩,霍克斯终于实现了他最大的梦想:美国人其实也想抵达马里亚纳海沟的底部。而在海底着陆的那一刻,他显然比皮卡尔表现得优雅许多。
笨重的漂浮水箱时代终于走到尽头了。也许有人驾驶的潜水航行也会逐渐退出人们的视野。亲身体验陌生的世界或许是唯一的、真正的冒险,但是如果从健康考虑,这种做法却不值得推荐。取而代之的是新一代仿生潜水装置,是它们征服了无利可图的深海。
微型机器人。
几年前,无线的遥控探测器——也就是所谓的 AUV(水下自动机器人)——的控制范围还只有两三米远,现在人们却已有大幅进步,连遥控器也不再是必需的设备。将来,程控式机器人将在海底游走,自行作出决定,相互交换信息,并将数据通过无线电传送给卫星。德国的机器人系统 DeepC 可在 6000 米的深海自主工作 60 个小时。另外两种典型的新一代机器人系统,“桑瑟斯”(Xanthos)和“驯鹿”(Caribou)的外形都比较像鱼雷,不久也会被改装成鱼的形状,包括它们强劲的尾鳍,因为这样不仅可以明显减少能源消耗,还能将驻留海底的时间延长 4 倍。
未来的趋势是艇身将愈来愈小。目前,美国的 Nekton 研究公司正在测试一个长仅 7 厘米的微型潜艇舰队,这些机器人可以相互协调,还能相互通信。无论是石油公司、环保人士、科学家还是通信业,都对它相当感兴趣。
然后呢?让我们用实际的眼光来看吧:当海里游动着一群群微小的、长得跟鱼一样的机器时,我们将会得知一些全新的知识,而渔夫们也会钓到一些罕见的、无法食用的渔获。
① 仿生学(Bionik):技术的构造和生物的功能原理相结合。仿生学家主要分布在工程学、生物学、医学和建筑学等领域。他们试图将生物进化的许多功能和原理和谐地融到技术创新中。
② 卡吕普索(Calypso):希腊神话中的海洋女神,将奥德修斯囚禁在她的岛屿上过了 7 年。
深海考察队的旅行
我们要是早点知道就好了!
有这样一种深海乌贼,多年以来,我们只能看到它那支离破碎的遗体——断裂的触须和令人毫无食欲的躯体残骸,身旁围满了苍蝇,发出阵阵恶臭。现在,终于有日本人拍摄到这种神秘怪物的近亲。它在水面下 900 米处吞食诱饵时被捕获。在奋斗 4 个小时逃跑未果后,这个贪吃的家伙颇不情愿地弄断一只手臂逃走了。即便如此,对于研究者而言,这也是相当重要的一份战利品。
为什么我们要等待这么久才让这位八面玲珑的拳击高手出现在我们的镜头前呢?仅仅因为它太罕见了吗?基本上是正确的。不过主要原因非常复杂,同时也体现了水下勘探众所周知的两难境地。
要不是《圣经》里从来没提过海洋深处,我们也许早就发现更多令人惊奇的东西了。不过,我们并不是深海鱼类。我们开着咕噜噜冒着气泡而且发出嘟嘟响声的潜艇驶往那个未知的世界,试图有所发现。潜艇的卤素前照灯也许可以照亮 20 米到 30 米的距离,但我们对那里的情况却一无所知。我们早已确信存在这样的大乌贼,但始终缘悭一面,我们唯一知道的就是它不会发出抱怨。一位美国的研究者为此大吐苦水:“下面的生物多得吓死人!问题是,一旦我们来了,它们就回避了。”
一无所获的不仅仅是深海里的探险者,即使是在浅海里,人们也常常无功而返。尽管海洋生物对游动的物体有着不小的好奇心,但如果这个笨手笨脚的物体试图接近它们,情况当然就不一样了。现在的潜水装置会产生噪音,移动起来一点也不优雅,而且一旦出现紧急情况,人们就不得不浮出水面:当你遇到有趣的东西时,往往会屏住呼吸,但总不能为了一饱眼福就从此停止呼吸吧?机器人可以潜得更深、待得更长,但是它们显然并没有得到乌贼的信任。当你允许不明潜游物体靠近自己时,你会得到什么?也许当你为此而失去一根触须时,你一定会把这个消息告诉伙伴们,只要你还有机会这样做。
因此,我们对海洋生物的了解甚至还不如我们对月球背面的了解。这种状况令一个人感到难以接受,他就是雅克·鲁热里。
重建失落的亚特兰蒂斯——水下科学工作站
当大家称这位法国建筑师为疯子时,他大概会认为这是一种奉承。他本人就认为作家凡尔纳是一个疯子,但他依然为凡尔纳感到痴迷。对于鲁热里而言,疯狂是对保守和缺乏想象力的反击。大约 30 年的时间,这位自认为是现代尼莫船长①的建筑师一直住在塞纳——马恩省河上的一艘游艇里,坚持设计他的先锋派潜艇和海底住宅。
1973 年,NASA(美国国家航空航天局)委托他设计一个完整的“海底村落”,不久后,美国人实现了他的“水村落”(Aquabulle)计划。这是一个位于水下 35 米处的透明住宅,鲁热里的这个设计理念来自于肥皂泡。
另一个项目是 1976 年的“小石屋”(Galathée)计划,有 6 位科学家在这里居住、工作了半年之久。这个建筑的结构一目了然:鲁热里用了 56 吨钢材和玻璃建造了这个地方,它了无生气,就好像英国科幻小说家赫·乔·韦尔斯的火星车跟一只青蛙配对后的产物。对于鲁热里而言,采用这种设计的原因很简单:在陆地上,我们总能想起几百年来的建筑传统,对于建筑大师而言,就好像在便利商店里探囊取物般。而在这个世界里,压力不断增加,水流冲来冲去,空气严重不足,任何历史都无从谈起。鲁热里说:我们应该向谁学习呢?难道不应该向那些英勇地适应环境的生物们学习吗?
因此,这位法国人后来把精力投入到仿生学中。他所模仿的不仅是外表,还包括功能。结果往往令人惊讶地简单,比如说,既然海洋生物们对机械驱动物体很不欢迎,那为什么不拿掉马达呢?因此他造出了一个小型的水下实验室,它可以利用水流在海中漂浮,就好像水母和樽海鞘纲生物一样。在“观察海洋”(Ocean to Observe)计划中,这种装置的自然运动方式使鲁热里可以更加接近观察的物体,因此他的想法愈来愈大胆。他设想一种有人驾驶的潜水站,能够 24 小时不间断地工作,非但不会吓着动物,反而会吸引它们。他一直在探讨水母和冰山的动力原理,研究海马和 NASA 的航空飞船设计,他的制图板上出现了一种前所未有的东西:鲁热里设想着一种海洋飞船的模型,“海卫星”(SeaOrbiter)——这种美妙的未来形象,足可让史蒂芬·斯皮尔伯格嫉妒至死。
现在,“海卫星”还只是一个 3.5 米高的模型,但是只需几年时间,这个水中工作站就会投入使用,并且引发海洋研究的一场革命。专家们喜欢把“海卫星”比喻为庞大的海马,但是又很难对它进行归类。它像一艘能够穿越克林贡②的旗舰,又像是一座浮动的大教堂。它高达 51 米,由直径达 10 米的圆形缆绳进行固定,而漂移的特点又很像一座冰山。在一个超大的浮标之外,还有两个模块。通过舷窗和全景窗,人们可以随时观察水面上下的世界,因为这个白色的铝制结构只有 1/3 浮在水面上,剩余 31 米隐藏在水面下。整个结构共有 8 层工作空间,看上去跟一座大厦没什么两样,只是大部分都泡在水下。
那里的一切都非常有趣。共有 18 名工作人员,其中 10 位都生活在枯燥乏味的环境中。除了厨房、起居室和卧室之外,这些深海勘探队员们还要整天待在装备齐全的实验室内,进行声学和生物学方面的长期研究。最引人注目的还是海洋飞船的多层高压模块,它可以让水下空间的内压与周围水域的压力彼此适应。研究者在下水之前,无须再浪费时间进行减压操作,他们只需钻进一个塑料圈里,穿过一道闸门,滑到外面就可以了。潜到水下 35 米变得易如反掌。
科技的便利当然也需要人们付出代价,那就是隔绝。这里的隔绝指的并不是囚禁。人们可以向上移动,但是得付出一定的代价,高压区与“海卫星”露在水面上的区域是密封隔离的。在海平面以上,气压为正常值,那里的工作人员主要从事后勤物流工作。这里不时吹来凉爽的海风,有导航与通信仪器,人们可以站在舰桥上瞭望辽阔的大海,或在宽阔的露天平台上观赏鲸鱼、海豚、海浪和天边云彩。整个庞然大物是由空气驱动的。就理论上讲,“海卫星”可以无限期地待在海上,在实际运行时,人们可以在船上度过 3 个月隐士般的生活,尤其是在高压区。
燃料不再是问题。“海卫星”不需要动力,它只有两台电动机,有时用来调整方向。除此之外,鲁热里的设计理念是完全由水流驱动这个工作站,这一点很像观察海洋计划。“海卫星”可以静悄悄地穿过各大洋,只有运转不息的洋流才会影响它的节奏。
尽管这个浮岛看上去很大,但它对动物世界却不存在任何威胁。作为自然体系的一分子,它甚至还会吸引一些海洋生物——鲁热里希望在“海卫星”的周围逐渐形成一个生命的绿洲,一个完整的生态系统,就像我们在礁石和废弃船只上看到的生态圈那样。这个想法也许不算新鲜。早在公元前 200 年,希腊诗人俄比安(Oppian)就曾写过渔民的故事,他们在海边类似礁石的结构上养鱼,这样就不用顶着恶劣的天气每天出海了。
正如当年的人工鱼礁一样,“海卫星”上也形成了一个由微生物组成的外罩,有一些小虫和鱼苗会把这里当成一个不错的避难所,并依靠这里的微生物存活。接下来是一些小鱼,它们以吃小虫为生,而自己又成为大鱼的腹中之物。蝙鱼和金枪鱼也被吸引过来,身后跟着鲨鱼。这里如此热闹,所以海豚也就不请自来了。除此之外,以浮游生物为食的鱼类,包括须鲸,也会沿着“海卫星”的航行轨迹游来游去。总之,过不了多久,这个工作站就会呈现一片欣欣向荣的景象。
除了这里,海中生物难道还有更好的约会地点吗?远洋是一片蓝色的单调景色,没有任何固体结构存在。有时候风暴会把折断的棕榈叶吹到远洋上,而这些叶子成了某些生物共栖的场所。每个安居乐业的机会都能得到积极响应,只要对象不会发出吵闹的杂音,也不会耀武扬威地来回摆动让动物们觉得反感。“海卫星”静静地滑行着,它可以成为一个真正的国家组织,而且可以为研究者提供一个无与伦比的机会,在水中生物的自然生活空间内,对它们进行观察——夜以继日,永不停歇。
深海勘探队员们还可以潜入水中,与海洋生物零距离接触,他们还可以使用两艘船承载迷你潜艇和线控机器人照相机,将其推至水下 600 米深,让同伴们看到实时拍摄的照片。一个大功率的天线系统可与卫星联系,记录目前的位置、天气和海浪运动,同时传输研究数据。
“这将是一种全新的观察水下世界的方式。”鲁热里谦虚地说。他说得很保守。在 21 世纪,我们面临的最大挑战就是如何更了解海洋,毕竟它占据了这个星球 70% 以上的面积。“海卫星”让我们有幸能够看到海洋空间里感动人心的每一幕——鲁热里梦想发现新物种,而国际海洋生物普查计划的调查员对他的项目表现出浓厚的兴趣,这已经说明了一切。然而这个法国人踌躇满志,从海底山体结构的研究到海洋生物化学的调查,乃至药品适应性等等,他都想涉及。与此同时,“海卫星”还是海洋与大气层的一个接口,它可以估测全球二氧化碳增加所产生的后果,研究海水温度升高对全球气候的影响,测定有害物质浓度,并记录“生物放大作用③”的过程。
鲁热里不厌其烦地强调自己计划的教育意义。与过去不同的是,研究结果现在不再局限于专业圈子内部,而是在电视上现场直播,输送给学校,上传到网络,就像它们的榜样——国际海洋生物普查计划所做的那样。鲁热里尤其希望让年轻人接触到海底的未知世界,并让他们对敏感的生态平衡真正敏感起来——现代人一直不停地在破坏生态环境。
有人批评说,“海卫星”只不过是一个浪费钱财的怪胎罢了,而这位凡尔纳的追随者只是在自娱自乐。对此,鲁热里严厉地驳斥道:“我可不是为了逗自己开心。如果我的梦想成真,那么我只有一个目标,那就是用它真正的价值为全人类服务。”
上太空前,请先下水——未知宇宙的太空站
至少 NASA 认可了这一点。他们让未来的航天员在休斯敦的水下执行太空任务,让他们在这样一个大游泳池里体验失重的感觉。
NASA 深海科学项目 NEEMO(NASA 极限环境任务操作)的负责人比尔·托德说:“在水中,运动与人体工程学条件都和太空中的情况比较接近。”不过,由于水下情况一目了然,因此很难模拟出太空中那种致命的无限感。“你很难让一个游泳池变得凶险莫测。”前航天员斯科特·卡朋特表示。1965 年,他曾在加州海滩的一个深海工作站 SealabⅢ上待了整整一个月,以便对船上太空站进行测试。“我们需要更大的空间,‘海卫星’对我们的目标将产生无可估量的作用。”他说。
实际上,高压区也发挥了航天员训练中心的作用。这有两个原因:一方面,在地球中,广阔海洋的环境最接近所谓的“永恒性”。谁要是离开了披着太空外衣的“海卫星”,就再也找不到土壤和墙壁了,只有无尽的遥远,消失在黑暗的尽头。另一方面,高压区内的条件与太空舱或太空站里的条件也高度相似。深海勘探队员们生活在隔绝而狭小的空间内,生理条件也发生了剧烈变化。这就使得“海卫星”有机会看到研究者自身的灵魂深处:当这些来自不同文化圈的人们每天摩肩接踵地接触时,他们彼此相处得如何?会产生责任感、团队精神和友谊吗?人们是否会产生谋杀和蓄意伤人的念头?当然也包括:海洋高压会对人的健康带来多大的影响?
NASA 对这些问题有着浓厚的兴趣。他们拥有一个水下实验室,这是全世界服役时间最长的实验室之一。30 年来,NASA 一直在这里进行长达数周的训练课程。“宝瓶座”实验室位于佛罗里达礁岛群 6 公里外的水下 20 米处,这里的装备比较简陋,空间也只有 45 平方米,算不上充足。多年以来,似乎正是为了证实鲁热里的设想,“宝瓶座”已经逐渐与周围环境融为一体,上面长满了海绵和珊瑚礁,而且物种丰富。
每年,NEEMO 都会让研究员整天待在水下,告诉他们这里的实际生活可不像科幻小说里那样迷人。空间和社交上的狭窄,扯动着每个人的神经,这里不存在任何私密空间,网络摄影镜头实时跟踪人们的行动。在 NASA 控制中心,老大哥悠然自得地坐在老板座椅上,对水下居民们发号施令,就好像在太空中一样。此外,队员们始终生活在昏暗的光线中。到了夜晚,焦油状的黑暗逐渐袭来,此时发光水母就成了他们最好的伙伴。有时候,他们感觉时间好像静止了一样,或者流淌得极为缓慢,就如同无处不在的海参一样,谁要是想起了丰富的美食,那么他只能去画饼充饥。这绝对是为了更高的理想而进行的魔鬼训练。
佩姬·惠特森也很欣赏这种折磨。她是“宝瓶座”实验室中的培训负责人,佩姬本人曾在国际太空站(ISS)上待过 148 天,她对水下类似的太空漫步醉心不已:“我们完全可以让自己保持平衡,然后就像在太空里一样四处行走。但是最大的相似之处还是生活空间和隔绝的环境。”有人担心航天员无法完成严肃的海洋研究活动,她却不这样认为。NASA 训练中心的航天员还额外承担了一些水下研究任务,比如对珊瑚石和海洋生物群的行为进行研究。她并不担心自己无法进行海洋研究,而且正好相反:“我觉得‘海卫星’上的生活一定很有意思,因为我们最近刚制作了一幅珊瑚暗礁的地图。在水下测绘暗礁非常有趣。”
要是佩姬能在“海卫星”上进行下一次训练,她一定会发现“海卫星”比“宝瓶座”更先进,但不一定更人性化。在这里,人也会感受到孤独和心理压力。潜水员很少能上浮到 9 米深的水域,更别提把脑袋探出水面了——太空中也是这样的。在几周内,他们的天空一直是液体。
鲁热里希望“海卫星”能在 2008 年完成其处女秀,借助墨西哥湾暖流向北出发。它将创造人类在水下生存时间的最长纪录。之后,“海卫星”将对印度洋和太平洋进行科学考察,鲁热里希望它能在 2012 年之前穿越所有大洋。“海卫星”的服役寿命约为 15 年,它就像海上的国际太空站,也就是国际海洋站。它曾在欧洲最大的海水池里进行了长达 6 个月的测试,证明自己能够承受 15 米高的巨浪。只要再筹足区区几百万欧元,这个伟大的计划就将实现——“区区”这点数目已让鲁热里头疼不已,因为他的绝大多数幻想都未能实现:
“20 世纪 70 年代,人们对海洋研究的兴趣实际上已日益消退,太空飞行显然更能引人注目。对全世界的广阔海域进行研究,不再是人们津津乐道的话题,他们更愿意谈论太空。”
也许这一点正在发生变化。未来仍是一个未知数,但是我们绝不能永远对海洋一无所知,而海底深处的一切也跟太空里一样,这个未知的世界足以令我们激动万分。当地外生物学家在香槟里沐浴时,当他们在火星上发现单细胞动物快乐地爬来爬去时,海洋深处也聚集了数不清的生物,其中大多数仍有待我们去发现。国际研究的结果同样令人振奋,但是囊中羞涩的现状仍然没有改变。此前也有一些财团向这个领域洒了一点“及时雨”,比如法国的建筑与能源集团 Vinci 就对专门从事水下技术的马赛企业 Comex 公司以及 NASA 进行资助,2500 万欧元被用于“海卫星”的建设和首航,至于现在还差多少资金,建筑师出于礼貌保持沉默。鲁热里含糊地宣称:“该计划已接近完工,本来几乎可以下海了。”
本来……
“我们在海面上忙碌了几百年,直到 20 年前,人类才开始有意识地发掘海底的生态、工业以及科学潜能。”我们这个时代的尼莫船长——鲁热里总结道,“我们的目标是:用尊敬、理解和知识来面对这个巨大的生存、希望与能源空间。”
就是这样!为了崇高的目标,我们确实应该从国库中抽出几百万来进行投资,难道不是吗?
① 小说《海底两万里》中的角色。
② 著名电影《星际旅行》中的外星帝国。
③ 生物放大作用:环境中的化学物质在机体内部无法分解,不断累积而使浓度增加。
两栖动物的回归
“10——9——8——”
你还记得迪特马·勋赫尔的银河计划吗?还记得他扮演的麦克兰指挥官和太空巡逻队吗?想想在 20 世纪 60 年代末期,有多少德国人坐在电视机前的沙发里为《太空巡逻队》这部电视剧而着迷?那时的德国人真心相信,猎户座号太空巡洋舰、德国战后经济奇迹时期的时髦发型以及夏娃·普夫卢格的制服就是第三个千禧年的象征。在当时人们对未来的幻想中,时髦的玛戈·特罗格尔将统治“妇女星球”,时尚教主将成为上流社会关注的焦点:“什么,让一个女人来领导我们?”简直难以想象。在所有能够想象得到的创意中,一位来自东德的妇女成为联邦德国的女总理,从未成为人们的话题。俗话说,科幻小说是美好的,先生们,但是它至少总该有那么一点点的可能性吧。
“7——6——5——”
计算机的声音构成了未来的冷静节奏。要不是从一个科隆人的口中说出,人们大概会把它当成合成人声。这个科隆人以莱茵河区的轻快口音,为太空巡洋舰进入轨道倒数计时。山呼万岁之后,巡洋舰将被一只幸运之手推向遥远的银河,这是一个光怪陆离的世界。特罗格尔女士和她的同伴们一起(都是些勇敢的航天员),带着可怕的武器和满腔的信心开始了太空历险。
不得不承认,我挺喜欢这部电视剧的。当然,我也很害怕那些蛤蟆,以及那些暴走的机器人,它们的手总是让我联想到五金店里的货物。我对爆炸的星球很感兴趣,后来我才知道,它们是用装满面粉和咖啡粉的锡箔球制成的,而每一个真正的粉丝也肯定知道,猎户座号的操纵器是一个反过来的熨斗。或许人们应该把它们托付给危机四伏、经费不足的 NASA。
“4——3——2——”
《太空巡逻队》后来成为战后人们自我陶醉的一个象征。但大家却错怪了这部电视剧的制片人,让那些伟大的创意饱受指责。我们应该注意到,麦克兰与他的同伴们提出了一个很有意义的问题:既然条件符合,为什么智慧生物就不能生活在海底呢?不管怎样,我们原本就来自大海。那为什么我们不能回到那里去,让我们的太空飞船从那里起航呢?水能够载重,所以它也应该可以载着我们前往其他星球。那时,我们将一边伴随着美妙音乐翩翩起舞,一边可以看到晚餐的美食在厨房窗外的水中漂来漂去。人类的未来在海洋——显然,早在 20 世纪 60 年代,人们就已经觉察到这一点了。