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挑战人类的宇宙探索

【摘要】太空探索不仅推进了人类对宇宙的认识,扩大和深化了人类的认知对象,而且改变了人与宇宙关系的人类太空探索,创新了人的思维方式和科研方法,进一步印证了世界的智慧。太空

【摘要】太空探索不仅推进了人类对宇宙的认识,扩大和深化了人类的认知对象,而且改变了人与宇宙关系的人类太空探索,创新了人的思维方式和科研方法,进一步印证了世界的智慧。

太空探索对科技、社会和生态有积极影响。 但必须注意的是,太空探索在给人类带来丰富认识和丰富资源的同时,面临的困难和挑战也如影随形。 对此,人类必须给予更多的关注和巨大的努力。

树立国家利益与人类利益和谐的观念,推动构建人类命运共同体。

自古以来,人们对天文乃至宇宙的探索进程从未停止。 来自仰望星空自由入洞的古希腊哲学家泰勒斯,

到文艺复兴时期,以哥白尼、开普勒、牛顿等为代表的科学家对宇宙探索的认识——从工业革命时代光学成像、光谱学等技术的应用促进了天体物理学的诞生,

直到20世纪初射电天文学的创立为现代宇宙学研究注入新活力宇宙事物时时刻刻都在变化,人类认识和探索宇宙经历了漫长的过程,遇到了非凡的困难和挑战。

但是,这段历史也对科学技术和哲学的发展,进而对人类社会的进步产生了巨大的影响。

如果说好奇心是人类认识宇宙的永恒动力,那么现实的需要就是探索宇宙的第一动力。 “太空探索和开发的过程是人类实现其自由价值的具体过程之一,对于扩大人类积极的物质生活摆脱消极的苦难生存具有巨大的价值。

它既是满足人类探索未知、欣赏自然美等精神需要的最深层无限资源,又是人类最终逃离最后毁灭的唯一希望。 “人类要开拓宇宙的新空间,无非是生存需要与生存空间的不一致性。 与此同时,

科学技术的迅猛发展为人类认识和探索地球、地球生命及地球经济活动乃至地球周边空间提供了相当充足的信息资源,这为人类探索宇宙提供了新的可能性。 太空探索在给人类带来丰富认识和丰富资源的同时,

其面临的困难和挑战也如影随形。

人类太空探索的历史自古以来不断突破和推进。 古代太空探索工具匮乏,用肉眼粗略观察天空,太空探索也成为神话,人们用来寄托对美好生活的向往和对崇高理想的信仰。 中世纪以来,科学认识不断成熟,

人们对宇宙的探索逐渐深入,“地心说”、“日心说”、“星云假说”等相继被提出和创新。 同时,太空探索的伦理性也越来越明显。 现代以来,社会生产力迅速发展,电子计算机、遥感技术、材料技术等新技术层出不穷,

将人们对宇宙起源与演化、结构与属性的认识扩展到数、理、化、天、地、生等基础科学方面。

事实上,太空探索不仅推动了人类对宇宙的认识,扩大和深化了人类的认知对象,而且改变了人与宇宙的关系,创新了人的思维方式和科研方法,进一步证实了世界的智慧。 总之,

太空探索对科技、社会和生态有积极影响。

首先,太空探索推动了人类对宇宙的认知进程,扩大了人类认识宇宙的时空范围,丰富了认知对象和认知方式。 一千年前人类只能深入了解地球表面的东西,

现在人类可以在地球之外了解外层空间中的事物。宇宙探索改变了人与宇宙的关系,宇宙从原本可以观察到的对象变成了更具象化的探索对象,这为地球哲学向宇宙哲学的转变提供了可能性; 宇宙探索正在进行,

推进科技创新,提高基础科技水平,促进医学、农业、生物学等领域深入发展太空探索拓展了科研方法,彻底改变了人类科研方式特别是系统科研方法的开创

把天、地、人、生物的困难和挑战、航天器作为一个系统整体来研究,是方法论上的重大突破和创新。

第二,太空探索可以带动社会相关产业不断创新发展,促进全球经济发展、政治合作,发展以科技为依托不断探索太空的过程中探索真理、不畏艰险的人的伦理精神。 哥白尼突破万难提出了“日心说”。

正是“日心说”的创立,使自然科学正式成为独立学科。 虽然人类已经知道地球和太阳都不是宇宙的中心,但是我们必须认识到今天人类对宇宙的一切理解都来自前人不断的知识和探索,来自人类不断的尝试和错误。

理论探索与实践观察相结合,可以进一步感知宇宙未知文明,在宇宙探索中形成宝贵的人文精神,为人类认知领域注入新的精神力量。

最后,太空探索可以在一定程度上减轻地球资源的压力,从根本上提高人类发展的可持续性。 随着科学技术的高速发展,人类急需解决资源短缺和环境恶化两大难题。 面对被破坏和浪费的地球环境和资源,

宇宙空间的开发正在成为一条新的道路。 探索太空可以缓解资源短缺和环境恶化的现状。 虽然地球能容纳的人口有限,但人口增加的趋势是正面的。 这种现状促使人类在太空探索中寻找新的空间,

既要从空间上减轻人口过快增长的压力,又要从地质角度考虑,防止天灾人祸,有效解决地球现存问题和未来可能面临的危险。

不可否认,目前的太空探索存在一些问题、困难和挑战。 太空探索问题是指人类在太空探索中面临的现实缺陷和亟待解决的任务课题,需要人类尽快提出并落实相应的解决方案。 例如,在科学技术中,

在宇宙未知性和认识工具相对落后的问题社会方面,关于宇宙探索各利益体经济基础、制度和意识形态差异的问题在生态方面存在着宇宙污染、空间资源有限等问题。 宇宙探索的困难是,

是指人类在探索宇宙未知领域和解决复杂问题过程中面临的具体障碍。 它一般起因于缺乏具体的宇宙理论知识、有限的科技手段、错综复杂的现有利益冲突关系。 这种困难是不断克服的,也是不断出现的。

只能通过人类代际传递逐步克服。 例如,在科学技术方面,在动力能量理论科学和实践技术方面难以取得划时代的进展的社会方面,在探索成本过高、探索主体单一、容易产生宇宙资源归属问题的生态系统方面,

处理太空垃圾和空间碎片等还没有合适合理的方法。 太空探索挑战是指在未来太空探索过程中可预见、不可避免、目前有待解决的瓶颈。 例如,在科学技术中,

自然科学和技术代际更新的挑战社会层面,宇宙资源的划分问题,国家利益和人类整体利益的矛盾问题,可能出现的“殖民化”问题生态层面,共同治理机制问题。

太空探索首先面临着科学和技术方面的问题。 在科学上,必须对宇宙有特定的认识。 人作为认知主体,对宇宙的认识是通过直接或间接的经验逐渐形成的,

但是,在这个过程中,始终存在着以目前的认知水平无法识别的知识盲区和认知偏差产生的部分。 在技术方面,必须具备特定的探索手段和设备。 研制这种设备对自然科学知识和物质基础有很高的要求,

不是每个人或国家都能做到。

不可否认,受国家经济基础、制度和意识形态差异的影响,目前太空探索出现了一些问题。 同时,个别国家将霸权主义势力范围扩大到外层空间,凭借成熟的科技手段和扎实的经济实力获得了利用稀缺资源的先机。

其他国家同时也很难达到发达国家的航天开发利用水平,可能会引起航天资源无法公平利用的问题。 另一方面,如果按照完全均等分配的原则开发利用宇宙资源,表面上是在维护发展中国家的利益,

但实际上是对宇宙资源“时效性”的浪费,不符合全人类的共同利益。

太空探索造成的太空污染问题也不容忽视。 太空探索在地球自然灾害预警和地球全面监测过程中发挥了重要作用,但同时也给地球、近地空间、太空带来了电磁污染、光污染等环境污染问题。 值得注意的是,

空间碎片在爆炸或碰撞后留在行星轨道上,极易与各星体和空间物体碰撞,对行星特别是地球构成安全威胁。 根据美国航天局轨道碎片项目办公室的报告,2018年

接近太空的卫星碎片和火箭残骸总数已经达到14357个。 根据美国空间碎片研究专家唐纳德凯斯勒的研究结果,根据目前对空间碎片生长速度的估算,如果不采取任何措施,再过70年左右

宇宙碎片的数量达到了产生碎片连锁碰撞效应的极限,之后近地空间就不能使用了。

太空探索存在的问题,不仅是由于科学技术发展的时代局限,也是由于各种社会阻碍因素的制约形成的。 从科技发展的局限性看,从人类开启航天时代至今,科技发展迅速,但宇宙是无限的

未知的风险仍然伴随着所有的探索。 从社会阻碍因素看,经济结构和价值观的影响不容忽视。 例如,根据《关于各国探索和利用包括月球和其他天体在内外层空间活动的原则条约》,"探索和利用包括月球和其他天体在内的外层空间应该为所有国家谋福利和利益,

无论经济和科学的发展程度如何,都应该成为整个人类的开发范围。 但这一规定显然没有真正起到约束作用,个别国家仍是“太空殖民者”,在侵占有限太空资源的同时,也侵占了别国既得利益。 从生态系统方面来看

宇宙污染问题的恶化越来越体现了人类环境意识的极限。

解决这些问题,必须树立国家利益与人类利益和谐的观念,推动构建人类命运共同体。 一是以太空探索为目标主体,构建合理的太空探索理念。 这就要求人类社会转变发展意识,努力构建符合全人类利益的太空探索理念。

其二,努力发展宇航科学和技术活动。只有不断提升科学和技术水平,才能有效解决宇宙探索中的困难和挑战,更好为人类利益服务。其三,摒弃人类中心主义、地球中心主义等狭隘观念,

在保证后代人宇宙资源的基础上继续探索宇宙。

一是科学技术攻关难度大。第三次工业革命以后,科学技术的发展遇到了瓶颈。以往的经验知识确实给人类认识未知宇宙奠定了比较坚实的基础,但需要注意的是,我们认识的客体是浩瀚无穷的宇宙,

人类目前掌握的信息还不足以支撑我们深层次挖掘宇宙的秘密。人类宇宙探索遭遇困难,在理论科学方面表现为:缺乏对宇宙的突破性认识,缺乏具有方向性指导的前沿信息,困扰人类已久的科技难题仍未得到很好地解决。

并且深层次的探索需要多学科环环相扣、齐头并进、共同深入,这无疑是一个不小的挑战。

二是容易受经济目的、政治目的影响。其一,宇宙探索耗费的科技成本极大。冷战时期,美国耗费约250亿美元的“阿波罗计划”在当时没有为其产生直接的经济收益。其二,政治力量大举“进攻”,

一些国家甚至意图独占宇宙资源。一方面,空间科技资源如地球轨道、无线电波频率等在时空上都具有单一性且只能供一方使用;另一方面,星体资源如月球等自然星体存在着所有权争议。随着人类探索宇宙进程的不断推进,

宇宙资源到底是“先到先得”还是“人类共享”,已经成为一大棘手难题。

三是太空污染问题不易解决。新型人类中心主义不再强调以牺牲地球自然资源发展自身,开始强调自然和社会的交互作用。当前,在缺乏充分宇宙生态认知和宇宙探索监督规范的情况下,

各国如何权衡推进宇宙探索和保护宇宙环境的关系,尤为重要。一旦太空垃圾积攒到一定数量且运行到地球附近时,人类将可能停止一切宇航活动;对于不同利益体下的空间碎片发生碰撞后,

究竟归属于国际政治纠纷事件还是单纯划分为生态问题,也尚无定论。

如前所述,宇宙作为人类认识客体具有显著的复杂性特征,人类目前为止还没有能力全面深入地认识自己的生存家园地球,更何况比地球复杂万倍的宇宙。作为认识和实践工具的科技发展受到一系列因素的影响与制约。一方面,

自然科学和技术工艺水平的巨大飞跃,要求参与宇宙探索的全部学科共同前进(需要人类社会各方面的共同努力以及时代人才的不断涌现),具有非常大的难度;另一方面,

生产制造宇航器等先进宇宙交通工具所需的“高精尖”原料极其珍贵,并不易得。此外,需要指出的是,并不是所有的利益主体和集团都无条件支持宇宙探索事业,有的甚至会以各种理由阻碍相关的科技发展。

缺乏有效的全球监督管理机制,是人类宇宙探索遭遇困难的原因之一。现存的宇宙管理机构虽然对于人类宇宙探索事务进行了部分管理与规定,但由于各个组织所覆盖的深度与广度有限,

因而对于现存的宇宙探索问题并不具备全面深刻处理的条件与权利,这也使得现存国际组织无法发挥真正的效用。同时,人们对于宇宙生态规律的认识以及当前的生态技术能力尚且存在不足。一方面,宇宙空间尺度无限,

其生态规律的复杂性远远超越地球生态系统的复杂性,需要人们付出极大努力去认识和适应。另一方面,各个利益主体探索宇宙的根本目的是利益。宇航活动成本高昂、回报微薄,

如果为了回收太空垃圾而调整飞行器的相关轨道、额外设置相关功能,经济收益更难以保证。

对于宇宙探索过程中面临的具体困难,人类需要给予更多的关注和极大的努力,逐步进行解决。其一,在适当的条件下,各国通力合作开展宇宙探索科技攻关。各国可以互通宇宙探索信息与技术,开展更多航天科技合作。同时,

可以鼓励科技创新,培养更多科技人才。其二,应致力于构建良性竞争意识。各国应明确共同发展理念,建立健全相关制度、机构。要在竞争中求合作,在合作中谋共赢。其三,禁止破坏太空环境原有生态平衡的行为。

目前一些国家正在密切跟踪宇宙垃圾并研究其运行轨道,以保证飞行器免遭这些垃圾的威胁。

一是科学技术领域存在许多挑战。首先,宇宙探索本就充满挫折,人类要实现光速航行、可控曲率航行等,才能做到探索太阳系和临近星系。并且又有研究表明多重宇宙的存在。如此一来,人类宇宙探索的难度又陡然上升。

其次,科技发展的速度很难跟上宇宙更新的频率,且人类目前对于宇宙的认识相当大一部分是出于自身的主观认识,在一定认知范围内遵循“提出猜想利用科技设备观察检测观察结果与猜测符合”这一逻辑进行。

该过程本身就充满了不确定性。设备观测范围以外的情况如何,非观测日期情况如何等,未知性极大(这涉及到的是未来科技发展走向的问题)。最后,未来社会的科技是否符合人类社会伦理要求。

如果科技已经成为毫无伦理价值的工具,那么探索宇宙也就没有任何意义了。

二是社会领域存在许多挑战。这里特别突出强调的是未来世界各国政治制度理念的冲突和利益调和情况未知带来的多重挑战。一旦地球资源消耗殆尽,尚且没有能力开发宇宙资源的利益个体该如何自处,

宇宙资源划分归属问题成为不可回避的重要问题;相应地,国家利益和人类利益之争一旦失衡,就会引发全球战争,造成国家和人类的伤亡,或者出现某种程度的“宇宙殖民化”,

如何保证在开拓宇宙空间的同时杜绝地球殖民史重演?

三是生态领域存在许多挑战。人类绝不会停止宇宙探索,那么其所带来的生态问题就会一直存在。诸如如何更好地解决空间碎片问题,如何将宇宙生态污染预防转为预防加有效治理,

如何针对常态化生态问题建立相应的责任分治制度和监督约束机制,生态治理机制建立后能否充分发挥作用人类社会未来仍然面临很大的挑战。

综上所述,宇宙探索面临科技挑战的原因主要在于科技自身的代际更迭问题。其中一个重要维度就是能源的更替史。目前的宇宙科学和宇航技术要想突破瓶颈,需要能够提供持久动力的全新能源。

宇宙探索面临社会挑战的原因主要在于规范和经验之间的鸿沟日益加剧。宇宙规范制度的欠缺限制了各国的合作,宇宙资源之争又加剧了各利益主体争端,导致宇宙探索规范与权力结构越来越难以匹配。

宇宙探索面临生态挑战的原因主要在于科技水平和经济实力的不足。从太空垃圾的产生来讲,以目前的技术水平,星体和飞行器的碰撞爆炸是不可避免的。

作为人类最尖端的高科技活动,宇宙探索要确立一套科学合理的方法策略。一方面,要结合宇宙探索进展状况和现有科技、社会及生态活动方式进行方法开拓。其一,开拓应对宇宙探索的科技方法手段。

宇宙探索最必不可少的就是宇宙科学和技术工艺,可以以现有方法为基础进行拓展。要紧密结合现有各种实证科学范式不断对宇宙探索的科学、技术、工程方法进行创新,并尝试解决宇宙探索重大理论和技术问题,

不断积累经验;要重视相关学科建设,努力培养专业人才。其二,开拓应对宇宙探索的社会方法手段。在解决宇航资源分配不均和安全治理这两个难点的前提下,制定具备联合法律效力的宇航行为准则,是相对可行的办法。

可以采用国际公认的准则,约束有关国家的宇宙探索行为,最终为形成有效的国际宇宙条约奠定基础。其三,开拓应对宇宙探索的生态方法手段。目前,

应对太空垃圾最有效的方法是以预防为主:从根源上减少太空垃圾的产生;改进飞行器设计,防止其在运行过程中爆炸解体;优化飞行器远程遥控操纵,及时将失效的航天器送入“太空坟场”;积极监测正在运行的各类航天器,

防止其在运行过程中产生碎片垃圾。

另一方面,推动宇宙探索各个层面活动方式实现协调合作。其一,实现宇宙探索活动方式规划协调。其二,实现宇宙探索活动方式整体机制协同。

包括各基础学科相关领域的协调发展以及技术与工程科学的协调发展;宇宙探索与人文关怀的协调发展;等等。中国科学院和工程院院士、系统工程专家宋健强调航天宇宙探索中科技协同方法的重要性。他认为,

各学科为航天提供知识基础和技术支撑;反过来,航天技术进步又推进基础科学发展;航天工作者与各基础学科建立协同关系,对未来发展十分重要。“中国航天之父”钱学森在《星际航行概论》 一书中指出,

星际航行技术有高度综合性,“几乎包括了所有现代科学技术的最新成就”,“星际航行技术的基础也还是众所周知的基础学科,如数学、物理、化学等”。其三,确立宇宙探索与社会各部分乃至全人类通力合作的方式。

人类宇宙探索活动的不断发展,必须极力克服自然及科技上的鸿沟,也要突破思想及制度上的障碍,这就要求社会各方面乃至全人类的通力合作。总之,宇宙探索活动本质上是全人类共同的事业,需要各国共同努力、密切合作。

习总书记在党的二十大报告中强调,要加快建设航天强国。“人造太阳”持续“燃烧”,“羲和号”探日实现太阳探测零的突破,神舟十五号航天员乘组漫步太空,

中国空间站全面建成后首次出舱活动圆满成功不仅创造着新的历史,也激励着我们继续奋勇前行。星空浩渺无垠,探索永无止境。“敢于战胜一切艰难险阻,勇于攀登航天科技高峰,让中国人探索太空的脚步迈得更稳更远,

早日实现建设航天强国的伟大梦想”,我们有这个信心和决心。

(作者为北京航空航天大学人文与社会科学高等研究院教授;北京航空航天大学人文与社会科学高等研究院硕士研究生李斯涵对本文亦有贡献)

《中国“新太空计划”吸引国际关注!将着手组建近地小行星防御系统“保卫地球”》 ,新华网,2022年4月25日。

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