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[问答] 未来50年，人类有可能移民火星吗？有哪些关键科技必须点亮 ...

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swanfly 发表于 2022-7-19 02:57:32 | 只看该作者 打印 上一主题 下一主题
 
综艺《不要回答》第一期，讨论了人类为什么要探索外太空。在这么多的星际探索中，人类似乎也只发现了火星相对宜居。随着未来科技的不断发展，人类真的有可能实现移民火星吗？如果我们想要移民火星，需要那些技术的辅助？比如是否有技术能助力我们实现火星与地球之间的沟通边接等等等等...


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标签：移民未来科技移民火星技术的外太空
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沙发
luoqwyo9 发表于 2022-7-19 02:58:05 | 只看该作者
 
刘慈欣老师说：不要回答，不代表不要探索～
未来50年，虽然地球的环境有逐渐恶化的趋势，但整体应该还是比火星要好的。如果真要去火星，科技能解决移居后面临的各种生存问题，但是人类的本性是很难改变的。
科技让人类有了移居的希望，希望能不能实现，实现了能不能美好，就是未知的了。
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板凳
英姿飒爽赵子 发表于 2022-7-19 02:58:41 | 只看该作者
 
基本没有可能，移民外星永远都不可能了
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地板
白羽说 发表于 2022-7-19 02:58:59 | 只看该作者
 
人类移民火星的问题，可以分解为两个问题来讨论，第一问题，人类有没有必要移民火星？第二个问题，人类有没有能力移民火星？或者，和题主所提出的问题一样，再加上时间限制，人类有没有能力未来50年移民火星？
第一个问题是关于火星移民的必要性，也就是火星移民的动机，如果没有动机，这个事情根本不会发生。
那么，人类有没有必要移民火星呢？
当然有必要！
在《人类的未来》一书中，美国学者加来道雄展望了星际旅行和外星移民，不过，他也首先说明了人类向外星扩张的必要性。
在《人类的未来》中，最让我震撼的一个例子就是，在大约7.5万年前，人类因为一次火山喷发而几乎灭绝。在7.5万年前的那一天，位于现在印度尼西亚的多巴火山大爆发，将670立方千米的火山灰喷入大气层，遮天蔽日，这次喷发带来的寒冬，杀死了大量动植物，人类的祖先也几乎灭绝，侥幸的是有大约2000名古人类存活下来，最后才发展出现代人类。2000这个数字微不足道，任何一个随机因素都可以让这2000削减为0，如果真的走向那个随机，那么人类也就没有今天了。
同样的威胁还来自于太空，按照已故天文学家卡尔.萨根的说法，『我们生活在一个宇宙的打靶场中』，在空旷的太空中，在一个很长的时间线上，地球会遇到很多天体碰撞，大一点的天体无法在进入大气层时就被烧毁掉，也就是说，地球被一颗小行星撞击引来灭顶之灾，只是一个时间问题。事实上，地球历史上已经被多次被天体撞击，恐龙灭绝很可能就犹豫小行星撞击导致的全球大灾难。
如今，人类社会还面临战争、瘟疫、粮食和能源供应问题的威胁，但是，这些问题都可以通过人类提高生产力、协调社会关系等方法解决，用大白话来说，就是只要人类好好做事，就不至于自己灭绝自己，但是，巨大的地质和天文灾难，非人类所能控制，这些才是可能导致人类文明毁灭的最大的威胁。
为了延续人类文明的香火，唯一靠谱的方式，就是不要把鸡蛋放在一个篮子里，人类发展和延续的必然出路，就是要开拓外太空移民，将人类文明散播到其他星球。可以预料，有朝一日人类文明会冲出太阳系，但是，在此之前，移民太阳系最接近地球环境的火星，就是第一步，这一步如果迈不出去，外星移民无从谈起。
可能，有一种想法是：人类登上了月球，地球上还是乱糟糟，人类登上火星了，又能怎样？能解决地球上眼下的问题吗？花那么多钱去搞火星移民，对于大部分不会移民的人类，值得吗？
这是一个好问题，对于火星移民最大的怀疑，就是花费巨大的资源投入这项事业，对于那些不会离开地球的人类，有什么意义？其实，人类这几十年的太空探索，事实证明意义不仅仅是把几个宇航员或者设备送入太空，太空探索拉动了科技发展，这些科技发展反过来能够应用于普通人的生产和生活，且不说太空探索带来的全球GPS、卫星通讯、气象观测直接改变了人类生存方式，支持太空探索的计算、能源、材料、图形图像处理等等技术发展，也都在转为民用之后给人类带来巨大收益。
实际上，不光太空技术可以用于民用，很多民用的科技的发展，也可以应用于太空探索，两者相辅相成。
总之，无论从长远目标和短期利益角度，太空探索都是大势所趋。
我们接着来讨论第二个问题：人类有没有能力未来50年移民火星？
对于这个能力问题，没有人能够做一个准确预言，我个人认为是可能的，因为移民火星并无基础科学上的重大障碍，也就不会在理论可行性上被否定，剩下需要的是技术上的精进和资源投入，按照现在人类科技指数级的发展趋势，50年的时间应该足够人类克服所有困难，实现这一伟大壮举。
那么，人类需要在科技树上点亮哪些关键节点呢？
这个问题我也思考了很久，作为计算机行业的从业者，我知道计算机方面需要突破，但是想要表达出来又抓不住重点，直到最近看到英特尔CEO在2022年英特尔On产业创新峰会上的致辞，我茅塞顿开。
他提出用『四大超级力量』（Four Superpowers）来驱动创新带动未来，这『四大驱动力量』是英特尔的愿景，也是人类未来创新的基石，分别是：

  • 无所不在的计算（Ubiquitous Computing）
  • 无处不在的连接（Pervasive connection）
  • 从云到边缘的基础设施（Cloud to Edge Infrastructure）
  • 人工智能（Artificial intelligence）

第1张图片
虽然英特尔提出的前瞻性『四大超级力量』并未直接针对移民火星的计划，但是，作为未来人类最重大的项目之一，移民火星计划必然会被『四大超级力量』深刻影响。
首先，无所不在的计算。
移民火星需要巨大的算力来支持，这是一个超级大的工程，不光是前往火星的旅程需要巨大的运算，在火星移民的建设更是需要算力支持。火星对于人类，是一片完全陌生的土地，火星移民和在我们已经熟知的地球上开垦一块荒地是完全不同的概念，为了保证移民过程万无一失，需要在任何行动之前利用计算机对于火星环境和各种建设操作进行模拟，光这种模拟就需要巨大的算力。
当人类登上火星之后，面对这个红色星球需求采集大量的数据，从而全面了解这个新环境，可以预料，火星移民地会高度数字化，大到一座建筑，小到天气探测仪，都需要具备计算能力，拥有适合这些场景的计算芯片，这就是无所不在的计算的必要条件。
除了环境模拟和数据采集这些计算机虚拟世界的突破，火星移民还需要物质材料上的科技进步，让人类穿越太空在红色星球安家，需要发展全新的材料。传统的材料研究方法研发时间很长，成功率不确定，已经成为制约产品创新和质量优化的瓶颈，中国科学院物理研究所已经开始更多借助高性能计算来推动新材料研发，材料基因计算的工作流程是这样，非常依赖于并行计算。

第2张图片
简单说，新材料研发需要的也不只是HPC（高性能计算），更需要HTC（高通量计算），也就是不能只是『算得快』，还要『算得多』，中科院物理研究所依托于第二代英特尔至强可扩展处理器和英特尔Omni-Path架构，大大提高了并行计算能力，做到真正的『算得多』。可以想象，火星移民的材料进步，需要更多计算能力支撑新材料研发。
第二，无处不在的连接。
移民火星绝不是派出一帮人类敢死队，把他们发射出去就让他们自食其力，在一个荒凉星球上生根发芽，火星上的人类需要地球的支持，这种支持当然有科技上的支持，也包含情感的支持。
我们必须意识到一点，移居到火星的人类必会发展出不同于地球人类的文化习惯，举个简单例子，火星上重力只相当于地球的0.38倍，像连接人类的体育活动，比如足球、篮球、网球都无法按照地球上的规则在火星开展，场地和规则必然发生变化，在这种差异化之下，如果缺乏和地球母星的有效通讯连接，火星人类也就失去了和母性的脐带连接，如同泼出去的水，甚至会成为地球人类严重离经叛道的文明怪胎。
在我看来，能提供沉浸式体验的星际间通讯，让火星人类和地球人类有身临其境的沟通方式，是火星移民成功的先决条件。虽然火星和地球之间光速也需要大约183秒的时间，但是，我相信随着量子通讯技术和更强通讯芯片的发展，这个鸿沟可以被越过。
在火星上，人类在扩张移民地的过程中，肯定会分散在各处，如何在这个蛮荒之地保持联系，也是一个重大的挑战。人类已经在地球上简历了全方位的通讯网络，同样要在火星上建立新的互联互通。
火星与地球之间，火星移民点之间，通讯必须存在，这就是无处不在的连接。
第三，从云到边缘的基础设施。
现在，互联网行业大量使用的云边计算(Cloud-Edge Computation)架构，在火星移民地也会大量应用。可以设想，在未来火星移民计划中，基地会部署计算中心，拥有相对充分计算资源，但是，在基地之外的采矿点、农场、探测设备的计算能力不会和基地一样强大，但是一些计算更适合在这些边缘节点进行，想象一下，日常通讯正常时，采矿点可以反馈数据给基地，接受基地指示，当风暴来临，通讯不畅，采矿点的边缘计算必须能够发挥作用，自行决断，坚持到风暴结束之后，这就是一个云边计算架构的延伸。
在地球上正发展得如火如荼的云边技术，会在火星上再次耀眼。
最后，人工智能。
在火星外界环境恶劣，不适合人类进行户外体力劳动，肯定会需要大量AI支持的机器人完成采矿、挖掘等工作，同样因为早期移民火星的人类数量不会很多，所以大量脑力劳动都要依托于人工智能完成。基于目前人类对自身大脑的了解，我不觉得50年内人类会发展出和人脑一样工作方式的强人工智能，换句话说，在这50年内，移民火星的行动中，依然要靠机器学习支持的AI。
AI不光涉及到计算能力的硬件和软件性能，还涉及到计算架构，传统的AI训练方式，应对天文数据要花费几周，甚至几个月的时间才能训练出模型，英特尔支持的oneAPI配合Xeon CPU处理器，可以把训练时间缩短到几天甚至几小时完成，可以想象，在移民火星过程中我们需要进一步增强AI训练能力。

第3张图片
写到这里，我突然感觉对移民火星的信息更强了，因为英特尔提出的『四大超级力量』虽然是面向未来，但是实际上已经颇有建树，而且『四大超级力量』都在蓬勃发展，按照这种趋势，支持火星移民指日可待。
你还觉得火星移民还只能存在于科幻里吗？
就像历史上诸多科幻中存在的东西逐一变成现实，火星移民，通过人类的努力也注定会成为现实。
脚踏实地，仰望星空，像英特尔这样的科技企业通过不断努力，持续发展建设地球的科技，同时也强力支持对外太空的探索。
人类不应该故步自封，不应该满足于存在于一个蓝色星球，为了人类文明之火不灭，必须要发展外星移民，而人类科技的发展也必然促使人类具备外星移民的能力。如同英特尔的口号『用芯创美好』表达的态度一样，我们这一代要用心去发展科技，创造出的『芯』能够创造更美好的人类未来。
宇宙很大，我们必须出去看一看，走出去的第一步，就是火星。
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