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科技人物:与马斯克有关的好事和坏事

埃隆·马斯克在科技界的地位目前非常高,而且今后可能还会更高。如果人类文明还能延续很久的话,说不定三千年后他的成就都有考古学意义了。

最近,他和他的公司出了好几件事儿,有好有坏。今天的《科技参考》,我就为你解读新闻里的道道儿。

 

星链计划和地磁风暴

首先是在 2022 年 2 月 3 日,SpaceX 一次损失了 40 颗卫星。

这次损失并不是发射失败,而是发射成功了,但在到达预定轨道之后的第二天,卫星遇到了“地磁风暴”。这是怎么回事呢?

星链卫星的发射过程是这样:

星链计划总共要把 12000 多颗卫星发射到近地轨道,让它们互相连接,进而给全球提供卫星方式的互联网服务。为了完成计划,需要发射大量卫星上天。到今天,已经完成了 1900 多颗卫星的发射。

在星链计划开始前,全世界总共也只有 2100 颗卫星在天上,所以这个计划对发射能力要求非常高。

又因为卫星飞行在近地轨道,这里空气密度较高,卫星和空气分子摩擦后会往下坠,所以卫星的设计寿命都不长,只有 5 年。于是,为了维持项目稳定运行,实际上从第一批卫星发射后的第五年开始,每年还会有一批卫星掉下来。为了补充这部分损失,还要重新发射来补足它,这对发射能力的要求就更高了。

SpaceX 的解决方法是让一枚火箭发射 40 – 60 颗卫星,每颗重 260 公斤。这些卫星都是片状结构的,插在火箭的肚子里。

当火箭到达 210 公里的高度后,卫星被释放出来,但这只是第一步。每颗卫星还有自己的霍尔发动机,会在接下来几天时间到达各自的预定位置。它们主要分布在 380 公里高度和 550 公里高度。

而这次的事故就发生在火箭刚到达第一站的 210 公里高度处。卫星还没来得及爬升到更高的位置,地磁风暴就来了。于是把这次发射的 49 颗卫星里的 40 颗刮了下来。

什么是地磁风暴呢?它是太阳风撞上地球磁场后产生的。对地球磁场有影响,对大气层也有影响,导致空气温度增加的同时,也增大了空气密度。

地球上的风,就是大气层的气体分子大规模定向运动的结果。而太阳风暴,是太阳物质大规模定向运动的结果。

但这就不是普通的分子了,因为温度很高,所以都是带电粒子。太阳风影响的区域非常广,甚至可以到达几百个地日间距。

在太阳风猛烈地刮来时,带电粒子经过地球磁场时会发生偏转,在和地球磁场的相互作用中,一部分能量变成热,一部分能量也在扰动地球大气,最终对地球大气起到加热和提高密度的效果。

这次是 2 月 3 日早 8 点火箭发射成功后,2 月 4 日晚上就遇到了一波地磁风暴。在这一天的时间里,只有 9 颗卫星因为已经上升到了更高的轨道而幸免于难。而其余 40 颗卫星突然就陷入了更浓的大气环境中,浓度比一般的大气环境平均增加了 50%。

实际上,这 40 颗卫星只要能顺利从 210 公里高度上升到 380 公里高度,空气分子的密度就能减少到原来的 1%。但它们没能来得及,于是只能执行坠落程序。

其实,地磁风暴导致卫星和空间站失效的事故,在历史上发生过多次。

比如在 1973 年,美国天空实验室(Skylab)就因为频繁的太阳风导致的磁暴,提前 4 年陨落到了大气层,而它原本的设计寿命也就只有 10 年。还有,2000 年的大规模磁暴也导致国际空间站的轨道高度骤降了 15 公里。

基本信息说完,这个新闻该怎么理解呢?

是马斯克发的卫星太多了,才让一个之前很不引人注意的因素被关注到了吗?不是的,实际上天文学家一直在密切监控太阳活动。

美国海洋和大气管理局(NOAA)把地磁风暴的强度分为 5 级,G1 – G5,从弱到强。这次 SpaceX 遇到的是最弱的 G1。

我们知道,太阳的剧烈活动存在一个 11 年的周期。在对几个周期的统计中,平均数据是这样的:在每 11 年一次的活动高峰期内,G1 级别的地磁风暴会出现 1700 多次,也就是每周都会出现 2 – 3 次。

而本轮太阳活跃期是从 2019 年 12 月开始算起的,到 2030 年之前,太阳都是高度活跃的。换句话说,地磁风暴是不停的。

有这么细致的观测条件,外加地磁风暴频繁出现,于是航天发射领域早就在关注这方面的影响了。只是因为 G1 级别的影响很弱,所以从不被作为中止卫星项目的理由。

那问题来了,SpaceX 这次为什么会中招呢?

现在分析的原因,主要是星链卫星在尺寸设计上很独特,它块头小但太阳翼特别大。这种大翅膀的体格受到空气阻力的影响,就比一个圆球状的要明显多了。

同时,星链计划的规模如此大,卫星的发射经验按说也该很丰富了。但现在出现了一批卫星同时坠落的情况,这也说明 SpaceX 很可能从成本到冗余方面都有意识的没有留足空间。

也就是说,他们有能力对这样的风险做针对性的评估,然后予以避免。但是由于卫星数量实在太多,如果每颗都当宝贝一样呵护,钱也花不起、任务进度也赶不上,于是有意识地忽略了这类风险。

但这次集体事故,可能会让 SpaceX 对地磁风暴事故稍加重视,毕竟这次损失也接近 5000 万美元。

 

技术进步和动物保护

第二个新闻和马斯克的脑机接口公司 Neuralink 有关。它被曝出,从 2017 年到 2020 年参与公司脑机接口实验的 23 只猴子,有 15 只要不是因为实验导致的感染死亡,要不就伤病太严重被提前执行了安乐死。

爆料的机构是美国责任医师协会,实际上是一个民间动物保护组织。

按照医学伦理规范的要求,这些实验记录都保存在加州大学戴维斯分校。这个协会查看了 700 多页报告后,认为几乎每一只猴子的健康都受到了相当严重的影响。

比如说,有的猴子在被开颅植入电极后,出现了怪异行为,咬断了自己的手指和脚趾。有的在被植入电极后,出现了无法抑制的呕吐,几天后在极度虚弱中死亡;有的出现了脑出血。

然后,这个组织就向美国农业部投诉了 Neuralink,理由是它违反了 9 项动物保护法。爆料出现后,网民愤怒了,怎么能这样对待动物!而且,马斯克好像还说今后可能会把芯片植入给人,用于治疗抑郁症和帕金森,简直无法让人相信。

我们该怎么理解这个新闻呢?

首先就是,目前所有侵入式的、需要在颅骨上钻眼植入电极的实验,都存在大概率的脑组织感染风险。这是此类实验的天然属性,就像练网球容易得网球肘、练篮球容易戳到手指头那样,没法改变。

外行人看到这些血淋淋的场面很容易激动,但有时候那只是正常的手术步骤。当然,由于人们对脑是如何工作的还没有系统理论,所以一旦开颅后出现了精神错乱等等怪现象,也很少有办法控制。

所以,当猴子们已经不满足实验条件时,也只能执行安乐死了。

但坦白来说,我个人认为,在摸清大脑工作原理和找到安全有效的脑机接口技术实施方案之前,折损一大批实验动物是不可避免的。就像今天那些已经证实有效的药和疗法,很多在当初也都牺牲了大量的实验动物。

一个人如果理性的话,他就会知道这是取舍的问题。要不就牺牲一大批实验动物换取人类总体健康度的提升,要不就精心地保护动物而不再要求更好的医疗技术。这两者你不能全都要。

但这样的选择并不是由某个人做的,而是不同的人有不同的诉求。有些人甚至都不了解这是一个有得有失的过程。

在这个选择过程中,也并不存在什么共同体,所以几乎不会达成统一的共识。哪怕那些实验已经通过了医学伦理审核,并且在实施过程中也没有违规,也可能依然有人反对。

不过,人类凌驾于其他物种之上就正义吗?这就是另一个维度的问题了。今后有机会,我希望能用简单清晰的逻辑给你细说。

在这里,可以把它作为一个发散式的问题留给你思考,你可以在评论中写写看法。

 

马斯克当选院士

好,我们继续。最后一个新闻是好消息:在 2 月 10 日,马斯克当选了新一批美国工程院外籍院士,理由是他在可重复利用火箭和新能源系统建造上的成就。

因为马斯克拥有三国的国籍,分别是南非、加拿大和美国,有外国身份,所以归在了外籍院士。

而工程院院士和科学院院士的功能是高度类似的,主要有两个:

一个是鼓励教育和研究,通俗地说,就是给别人评奖,这就算是一种鼓励了。另一个功能,是作为个人荣誉奖励本人,通俗地说,“我是院士”,这多好听啊。

所以,你发现没有,这两个功能里并没有任何一个是让他继续往深了搞研究。但很多人误以为院士就是用来搞研究的。

不过,既然是为别人评奖和奖给他本人的荣誉,自然要求精准地针对个人身份颁发院士身份。

可是我们都知道,马斯克既不是火箭工程师,也不是汽车和新能源方面的工程技术人员,那些成就实际上都是他手下的总工程师和各级别工程师研发实施的。那问题来了,为什么要奖给马斯克一个人呢?

其实,这是 1960 年代以后各种科学和工程类奖项共有的 Bug。在这之前,大部分成就真的可以归属给一个人;但后来,成就往往只能归为一个团队。有时候团队里有十个、八个人,有时候甚至有几千人,确实没法足够硬气地说这是某一个人的成就。

但相比来说,马斯克这种情况已经是大工程领域成就归属最清晰明了、没有争议的了。

没有他,那些工程师也存在,但不会做出这些成就。但反过来,假如没有当前公司里这批工程师,只要马斯克在,他总能找到胜任他计划的那些优秀工程师。

所以,很多人质疑成就归属的逻辑,这当然没有错,但现实早就不是 60 年前的样子了。

我之所以关注马斯克,并不完全因为他是科技潮流,而是因为他已经显现出了一种其他科技精英没有的特质——跳出了被股东绑架的逻辑,给千疮百孔的现代世界努力寻找下一个重启的机会。

好,这就是今天的内容。别忘了我们今天的思考题,你认为人类凌驾于其他物种正义吗?欢迎在留言区写下你的想法。

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