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play 永遠(yuǎn)都要探索未知世界

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　　由北京君和創(chuàng)新公益基金會(huì)創(chuàng)辦的公益性講壇——CC講壇于6月7日下午在北京舉行。圖為北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師劉紅。(圖片來(lái)源：新浪財(cái)經(jīng) 劉海偉 攝)

　　新浪財(cái)經(jīng)訊 由北京君和創(chuàng)新公益基金會(huì)創(chuàng)辦的公益性講壇——CC講壇于6月7日下午在北京舉行。圖為北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師劉紅。

　　以下是文字實(shí)錄：

　　劉紅：大家好！非常高興有這樣一個(gè)機(jī)會(huì)在這里跟大家分享我們?cè)聦m一號(hào)的故事，我們知道5月20號(hào)我們?cè)聦m一號(hào)順利完成了我國(guó)首次長(zhǎng)期多人高閉合度密閉試驗(yàn)，三位試驗(yàn)人員順利出艙，各大媒體進(jìn)行了報(bào)道，我看到在網(wǎng)上有這樣一個(gè)問(wèn)題，就是人類(lèi)為什么要探索太空。甚至說(shuō)我們地球上的事還沒(méi)有做好，干嗎要到太空去。那么對(duì)于這個(gè)問(wèn)題實(shí)際上長(zhǎng)期以來(lái)一直都存在，相信還會(huì)存在下去。這個(gè)問(wèn)題有很多答案，我想其中就是我們載人航天的技術(shù)的發(fā)展會(huì)帶來(lái)地上的發(fā)展，我想這是一個(gè)解釋?zhuān)�還有更貼切的答案應(yīng)該是這樣的，這個(gè)答案從一個(gè)問(wèn)題開(kāi)始。我想問(wèn)的是，我們?nèi)祟?lèi)和動(dòng)物的根本區(qū)別是什么？不知道大家有沒(méi)有想過(guò)，可能有的人會(huì)笑，因?yàn)槲覀冊(cè)诟咧姓�治課的時(shí)候就已經(jīng)背過(guò)這道題，人與動(dòng)物的根本區(qū)別在于人能夠制造工具并且使用工具進(jìn)行勞動(dòng)。

　　但是我覺(jué)得這只是人與動(dòng)物在能力上的區(qū)別，不是本質(zhì)上的區(qū)別，我認(rèn)為人與動(dòng)物的本質(zhì)區(qū)別在于人永遠(yuǎn)都有夢(mèng)想，人永遠(yuǎn)都要探索未知世界，他對(duì)未知世界有強(qiáng)烈的好奇心，小到微觀世界，大到整個(gè)宇宙。即使航天技術(shù)對(duì)地面不會(huì)造成任何的異處，人類(lèi)一樣會(huì)義無(wú)反顧去探索太空，因?yàn)檫@是人的本性使然。所以我們?nèi)祟?lèi)一定要進(jìn)入太空。

　　那么我們要進(jìn)入太空，離開(kāi)我們地球上賴(lài)以生存的環(huán)境，我們?nèi)绾紊�存下�?lái)，我們需要吃的，需要喝的，還需要一樣?xùn)|西，可能大家平時(shí)沒(méi)有太在意，因?yàn)槲覀儧](méi)有感覺(jué)到它，實(shí)際上它更珍貴，就是氧氣，所以我們必須要解決人所需要的氧氣，水和食物的供給問(wèn)題，那么它的供給可以通過(guò)兩種方式來(lái)解決，一種是攜帶式，那么我們首先來(lái)看一下攜帶式，如果我們把我們需要的這些東西都通過(guò)攜帶來(lái)解決的話，我們可以看到假設(shè)一個(gè)人的…

　　我們需要多少東西來(lái)解決它，我們需要氧氣0.83公斤，相應(yīng)我們會(huì)放出0.95公斤二氧化碳，同時(shí)我們需要15公斤的水，這15公斤的水滿(mǎn)足人的飲用，食品加工用以及衛(wèi)生用，可能有的人會(huì)覺(jué)得15公斤挺多的，我不知道有沒(méi)有人知道，我們生活在北京每一天消耗多少水？實(shí)際上按照北京市的用水的平均量來(lái)算是一百到一百二十升，每人每天，那么大家就有一個(gè)概念，15升是這里面多大的比例，非常地少。那么即使這么少加在一起，再加上食物我們需要0.65公斤的食物每人每天，那么加在一起是16公斤多，16公斤聽(tīng)上去挺少的，但是如果你算一下一年呢？每人每年需要6噸的物資，這只是氧氣、水和食物的需求，還有其它的各種設(shè)備，各種其它的物資需要滿(mǎn)足，那么我們就知道6噸這是一個(gè)人，而我們要進(jìn)入太空不可能一個(gè)人，可能是兩三個(gè)人，三五個(gè)人，甚至幾十個(gè)人，上百個(gè)人都有可能。那么我們要把這些物資運(yùn)到太空，比如運(yùn)到軌道空間站，每個(gè)人每年的物資需要多少錢(qián)？六千萬(wàn)美元。

　　因此對(duì)于進(jìn)入軌道空間站來(lái)說(shuō)我們一部分物資還可以通過(guò)運(yùn)輸來(lái)解決，但是也不是全部，因?yàn)槲覀儚牡孛妫�靠地面運(yùn)輸供給的話是很難及時(shí)保證的。那么要到月球呢需要六億美元每人。要到火星呢？需要六十億美元，這是一個(gè)人，三個(gè)人呢？五個(gè)人呢？二十個(gè)人呢？將是一個(gè)天文數(shù)字。任何一個(gè)國(guó)家即使他再富有強(qiáng)大，也很難保證這樣費(fèi)用的支出，更何況即使你很有錢(qián)，你可以出那么多錢(qián)來(lái)運(yùn)輸?shù)脑捲诩夹g(shù)上也是很難實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槲覀冎�道我們不管送到月球，還是到火星都有一個(gè)發(fā)射窗口的問(wèn)題，不是你什么時(shí)候想送都可以送過(guò)去的。

　　因此我們的解決方式就必須要再生，既然在這里面錢(qián)不是萬(wàn)能的，所以只能進(jìn)行再生，用物理化學(xué)的方式，單純用這種方式是不行的，只有用生物再生的方式才能夠再生氧氣水和食物，這就是我們今天的主題，生物再生生命保障系統(tǒng)。這個(gè)生物再生保障系統(tǒng)是我們生態(tài)的原理，將工程技術(shù)和生物原理有機(jī)結(jié)合，在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中人類(lèi)所需要的剛才我們所說(shuō)到三種物質(zhì)，氧氣、水和食物都可以循環(huán)再生，并且非常重要的是它給人提供的環(huán)境是類(lèi)似于地球生態(tài)環(huán)境的。

　　這樣一個(gè)系統(tǒng)，它的核心是什么？核心是要在這個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的再生循環(huán)，可以永遠(yuǎn)的循環(huán)下去，那么它的關(guān)鍵技術(shù)就會(huì)涉及到各種生物的栽培技術(shù)，廢物的高效處理技術(shù)，那么以及我們這個(gè)系統(tǒng)如何來(lái)設(shè)計(jì)和構(gòu)建，它涉及到很多的理論問(wèn)題，比如各種生物在這樣特殊環(huán)境下它的定量描述的問(wèn)題，以及各種生物之間定量關(guān)系。這方面的研究，我們北航是從2004年開(kāi)始的，到今年整整10年整，2004年以來(lái)我們開(kāi)展了從系統(tǒng)的關(guān)鍵栽培技術(shù)到系統(tǒng)的理論和方法的一系列研究，取得了大量的成果，但是這些理論方法和技術(shù)能不能用到太空，我們不知道，因?yàn)槲覀円恢弊龅亩际菃稳说难芯俊?/p>

　　那么我們要在把它用到太空之前我們必須要在地面進(jìn)行演示驗(yàn)證，因此我們需要構(gòu)建一批綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，我們把它叫做空間基地生命保證，實(shí)驗(yàn)裝置，很長(zhǎng)，很難記，一般人都記不住，只有我們課題組的人才能把這個(gè)話說(shuō)順口，因?yàn)楹芏嗝襟w也在說(shuō)能說(shuō)順溜不多，為了簡(jiǎn)單為了我們交流方便，所以我們把它稱(chēng)為月宮一號(hào)。之所以叫做月宮一號(hào)，因?yàn)樗�首先�?huì)用到月球上，會(huì)用到月球基地。那么我們大家看到的這個(gè)圖上就是我們?cè)聦m一號(hào)的設(shè)計(jì)圖，我們要用這個(gè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行演示驗(yàn)證我們剛才說(shuō)的理論方法和技術(shù)，同時(shí)我們的系統(tǒng)調(diào)控，只有有這樣的系統(tǒng)才能做這樣的研究。

　　那么我們從這個(gè)圖上我們可以看到這個(gè)系統(tǒng)有三個(gè)艙組成，一個(gè)綜合艙，兩個(gè)食物艙，綜合艙包括四間臥室，四間臥室是獨(dú)立的，因?yàn)橛腥藭?huì)問(wèn)有男有女在里面做實(shí)驗(yàn)是不是不太方便？每一個(gè)都是獨(dú)立的，像你住的賓館標(biāo)間一樣的，所以可以保證私密。此外還有飲食交流間，在這里面有一個(gè)開(kāi)放式廚房，有餐桌，還有控制系統(tǒng)。這樣的設(shè)計(jì)就是為了在我們做飯的時(shí)候，在飲食交流的時(shí)候可以兼顧我們的控制系統(tǒng)。此外還有洗漱間，更重要在我們綜合艙還有一個(gè)廢物處理間，這個(gè)廢物處理間非常小，大概只有小于十平米，但是它的功能非常大，因?yàn)槲覀冊(cè)谶@里面要處理三種廢水，一種空氣冷凝水，空氣冷凝水主要由于食物的蒸發(fā)作用，人類(lèi)呼吸產(chǎn)生的廢氣冷凝過(guò)程，我們把這一部分給人引用和生活用，其他的部分和我們另外兩種廢水，一個(gè)是人產(chǎn)生的衛(wèi)生廢水，還有人的尿液，進(jìn)化后的這兩種廢水跟空氣冷凝水循環(huán)用于食物栽培，這樣我們水可以充分循環(huán)起來(lái)，因此我們水是百分之百循環(huán)。

　　那么接下來(lái)我們看在廢物處理間還有一樣?xùn)|西，我們叫廢物生物轉(zhuǎn)化器，在這當(dāng)中我們會(huì)處理秸稈，植物其他人不吃的東西，不可食生物量，把它們一起來(lái)進(jìn)行處理，我們可以循環(huán)用于植物栽培，在這發(fā)酵過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生二氧化碳，雖然大家現(xiàn)在都說(shuō)全球變化，二氧化碳濃度升高，似乎二氧化碳是一個(gè)很討厭的東西，請(qǐng)大家記住，如果沒(méi)有二氧化碳就沒(méi)有人類(lèi)，只有有二氧化碳才能進(jìn)行綜合作用，所以二氧化碳也是一種重要的資源。那么我們會(huì)把污染空氣送到植物艙，又產(chǎn)生氧氣再送回綜合艙供給人以及廢物處理等使用。

　　實(shí)際上在這里面還有一個(gè)非常重要的東西，這也是我們這次實(shí)驗(yàn)的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)之一，就是有一個(gè)動(dòng)物培養(yǎng)箱，它非常小，因?yàn)樗�里邊培養(yǎng)的是蟲(chóng)，昆蟲(chóng)，它的名字叫面包蟲(chóng)，之所以叫面包蟲(chóng)是因?yàn)樗�可以吃，所以大家不用害怕。很多人吃過(guò)知了，它的味是一樣的，非常地好吃，不信你可以嘗一嘗。關(guān)于它的做法，待會(huì)兒我們上來(lái)的同學(xué)會(huì)給大家介紹，我是嘗過(guò)的，非常好吃。

　　那么我們把植物的秸稈進(jìn)行生物處理之后，然后來(lái)飼喂蟲(chóng)，這樣我們可以獲得一部分動(dòng)物蛋白，可以給人使用，而它可以經(jīng)過(guò)處理之后循環(huán)用于栽培，這樣我們大家可以看到我們系統(tǒng)的氧氣、水都可以循環(huán)利用起來(lái)，并且一部分物質(zhì)也可以循環(huán)利用起來(lái)，而植物艙通過(guò)光合作用，同時(shí)利用處理過(guò)的水進(jìn)行光合作用，給我們生產(chǎn)食物性的事物。這樣我們食物很大程度上都可以循環(huán)利用起來(lái)。

　　那么我們一期建成了一個(gè)綜合艙一個(gè)植物艙，可以滿(mǎn)足兩到三人生命保障需求。這是在2013年10月建成的，之后我們進(jìn)行了一個(gè)月的調(diào)試，然后進(jìn)行了啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)，我希望大家能夠注意到我們這個(gè)系統(tǒng)和其他物理化學(xué)的區(qū)別是我們要造一個(gè)生物機(jī)器，而生物機(jī)器是要現(xiàn)場(chǎng)造成，我們有一個(gè)70天的啟動(dòng)期，種植一批作物，各種作物，到70天的時(shí)候我們各種作物都種好，第一批種的作物可以燒了，這時(shí)候我們可以實(shí)驗(yàn)。因此在1月23號(hào)我們開(kāi)始了預(yù)實(shí)驗(yàn)，7天的預(yù)實(shí)驗(yàn)，之后進(jìn)行了一些調(diào)整，在2月3號(hào)，也就是大家正在進(jìn)行歡度新年的時(shí)候，我們開(kāi)始105天密閉實(shí)驗(yàn)。

　　下來(lái)大家看到的是月宮一號(hào)的居民，那么有三位志愿者組成，兩位女性一位男性，這也是一個(gè)非常絕佳的組合，世界上絕無(wú)僅有。其中坐在中間的這位看上去非常年輕，她是艦長(zhǎng)，而另外一位男生，他也是博士研究生。那么他們?cè)谙到y(tǒng)中有非常明確的分工，謝…她要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理，她要在艙內(nèi)負(fù)全責(zé)，所以對(duì)她來(lái)說(shuō)壓力非常大的，因?yàn)槲覀兛此�是一個(gè)小學(xué)生，但她承擔(dān)了非常大的壓力和責(zé)任。同時(shí)她要負(fù)責(zé)在這艙里面最臟最累的活，她要負(fù)責(zé)廢物處理，剛才我們說(shuō)的三種廢水，人的糞便，同時(shí)還有蟲(chóng)。每個(gè)人的任務(wù)都不輕，我們來(lái)看董，她主要負(fù)責(zé)小麥栽培，聽(tīng)上去很少，實(shí)際上很多，我們小麥?zhǔn)窍到y(tǒng)中的糧食作物，我們一共90米的面積，他負(fù)責(zé)40米的小麥栽培，所以工作量也是非常大的。大家有沒(méi)有飯吃全靠他。

　　那么接下來(lái)是黃博士，她是更重要的人物，因?yàn)樗�要�?fù)責(zé)我們系統(tǒng)中的加工，也就是俗稱(chēng)做飯，除了小麥，做飯對(duì)他來(lái)說(shuō)是非常重要的任務(wù)，因?yàn)槲覀冎�道我們�(cè)诘孛嫔仙�活似乎覺(jué)得不是那么復(fù)雜，但是還是有人很討厭做飯，因?yàn)樽鲲埡苈闊�，而在我們系統(tǒng)中我們是沒(méi)有地方去買(mǎi)饅頭的，所有的剛需從小麥開(kāi)始，我們種植出小麥之后要負(fù)責(zé)加工，做面，發(fā)面，做成饅頭面包包子等等，各種各樣的事物。所以之前有人說(shuō)過(guò)習(xí)大大包子，我們這有月宮一號(hào)包子。這是我們系統(tǒng)種植的各種作物，一種水果，還有草莓，還有15種蔬菜，5種糧食，大家想知道詳細(xì)的信息可以到網(wǎng)上了解更進(jìn)一步信息，我們有相關(guān)的網(wǎng)頁(yè)。在這系統(tǒng)種植有特殊要求，必須要批式，每隔幾天要種，這樣種植才能保證我們的食物儲(chǔ)存量最小，而且更重要是氣體是均衡的，大家可以去想一想，在座的都是研究生，如果不是按照批式種植會(huì)是一個(gè)什么樣的后果。

　　那么這是我們?cè)谠聦m一號(hào)吃的食物，所有的食物配方都是我們嚴(yán)格計(jì)算獲得的，因此他們的飲食非常地科學(xué)，他們?nèi)齻�(gè)人每一頓吃的肉是八十克，三個(gè)人每頓吃的肉八十克，八十克是多少？就是巴掌那么大，如果你這個(gè)手不是很大的話，那么也就是說(shuō)每個(gè)人每一天吃手掌那么大塊肉，大家可以衡量一下你是不是吃多了，吃多的結(jié)果不只是浪費(fèi)，還有害于你的健康。因?yàn)槲覀兛茖W(xué)的食譜105天之后，他們?nèi)齻�(gè)人的健康指標(biāo)提高了，而不是降低了。所以希望大家都能夠按照我們?cè)聦m一號(hào)這種方式來(lái)進(jìn)行飲食。

　　那么我們這些技術(shù)不只可以用到太空，也可以用到地面，它的特點(diǎn)是有機(jī)物就可以產(chǎn)電，地面上有很多污水處理廠，都需要進(jìn)行處理，而且要花很多錢(qián)處理它，那么我們可以把它全部變成發(fā)電廠，另外這個(gè)技術(shù)還可以用作地面的水監(jiān)測(cè)，我們自來(lái)水監(jiān)測(cè)，這個(gè)技術(shù)可以幫我們解決這個(gè)問(wèn)題。我們?cè)谘芯恐行纬傻暮芏嗟闹参镌耘嗉夹g(shù)，還可以用于地面的植物工場(chǎng)，因此也就不會(huì)有農(nóng)藥、化肥超標(biāo)這樣的問(wèn)題。

　　我們的研究從2004年開(kāi)始到今年十年整，十年來(lái)很多青年才俊都投入到這項(xiàng)工作中，他們投入了非常大的貢獻(xiàn)，我們這次實(shí)驗(yàn)有人出名了，有的人沒(méi)有出名，有的人永遠(yuǎn)會(huì)像我們圖上永遠(yuǎn)是一個(gè)背影，但是大家都一樣的高興，為什么？因?yàn)槲覀儾皇菫榱顺雒�，而是為了�?mèng)想，謝謝！

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