本篇心得為大一時選修《認識星空》的作業，諸多科學計算不準確之處，尚請勿鞭。
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作者：李宣澤
在《我們是火星人？》一書中，作者李傑信先生完整陳述了火星當前不適合生命居住的因素。其中以以下三項影響最為深遠：
第一、重力過小，無法留住生命所需的氮氣，以至於不能提供生命所需的氮源。
第二、大氣稀薄，對於宇宙射線毫無抵抗能力，造成地表形成「天然的無菌室」；並使得溫室效應不顯著。
第三、地表下沒有地熱活動，無法供應熱能；再加上微弱的溫室效應，地表氣溫過低。
事實上，以上三項因素並非獨自分立，三者彼此之間「相輔相成」地阻礙了火星生命的萌發。
舉例而言，大氣稀薄，溫室氣體、氮氣不足，實與火星重力過小大有干係；而稀薄的大氣又導致地表酷寒，並造成氣壓過低而阻礙液態水的存在。既然液態水是生命最重要的化學作用場所，而液態水的命運又受到氣壓主宰，那增厚大氣層似乎是火星生命的首要冀望了！
但火星這個「小個兒」硬是欠缺魅力和自信，掌握不了身旁一再流逝的氣體分子。如果今天地球上的人類真想發揮愛心和無私的精神，幫助火星生物建立自己的未來，該怎麼做呢？
近期有一款頗負盛名的電腦遊戲，名為《ＳＰＯＲＥ》。玩家在其中扮演某一種生物，從微小的細胞演化到陸上動物，最終進化成「高智生物」並且突破大氣層，邁入太空時代。在無垠的星際中，玩家能夠以太空船上的裝備改善星球的自然環境，不論是增減大氣、加溫、冷卻、甚至移植生物都能在轉瞬間完成，而終能在心儀的星球上培養生命，或者建立屬於自己帝國的殖民地，榮耀先祖。
如果今天地球人的科技真有如遊戲內先進，成功研發了能夠自由往來各「星」的太空船，那改造火星的任務，該是整裝待發的時候了！姑且讓我們先把愛因斯坦的相對論拋諸腦後吧，打開電腦視窗……噢不，是太空船面板，看看想要改造火星，有什麼樣適合的工具能夠派上用場！
根據本文開頭的敘述，火星地表想要適合生命，至少有三大症候先要根除。在遊戲內，沒有提及該如何增加行星的重力……但根據牛頓先生的萬有引力定律，質量越大的物體，具有的萬有引力越強，並且與質量成正比！所以想要增強火星的重力場，我們是不是可以參考精衛填海的不屈精神，為火星進行一系列的「增肥」手術來達到目的呢？
事不宜遲，趕快來計算看看，萬能的太空船應該攜帶多少材料到火星去完成任務呢？
經過極為粗略的計算，火星體積為地球體積之15%，質量為地球的10%。我們就以需要原料的質量做為計算標準吧！如果希望火星的重力與地球不相上下，那我們勢必要將火星「增肥」成一顆質量與地球相仿的行星。換言之，必須補足地球90%的質量才行！
但太陽系幅員廣大，收集這麼一些土壤雖然曠日費時，只要持之以恆應該還是能夠做到吧？
船長的雄心壯志，仍被Windows內建的小算盤給潑了一桶冷水。
因為根據現有資料，密度與地球海洋地殼相若的火衛貳，其體積僅僅約為2300立方公里。若用來填補火星所需要的體積，需要的是八億個火衛貳！
船長不死心，問道：「那如果拿咱們的月球做原料，該夠了吧！」
真是瘋狂的情操！只可惜，月球密度雖亦和地球海洋地殼相若，其體積為也僅僅不過220*10^8立方公里。對於地球 90% 的體積而言，需要 81 個月球才能把這個「大洞」給填平。
失望的船長幾乎要崩潰了！但依舊抱持最後一線希望：「我多花點時間，將小行星帶上的所有星體都拉到火星上，這樣總行了吧！」
太空總署搖搖頭：「其實，所有小行星帶星體加起來，體積還沒有一個月球大。再者，火星重力本身就小，即使將月球、火星兩顆衛星、甚至小行星帶所有星體全部粉碎用以填補火星，又怎能肯定這些塵土會乖巧地在火星上落定腳跟？更遑論外來土壤汙染問題，以及火星質量增加後，所伴隨的軌道半徑改變、能量改變等問題，一個不好，讓「長大」後的火星撞上了地球，那可真是得不償失了！」
於是，船長終老也沒能完成幫助火星增重的目標。
從 GOOGLE 上能夠輕易得知，地球質量約為6*10^24公斤。意即太空船需在火星上填補之土壤重量為：
5.4*10^24公斤之土壤（5.4*10^21公噸）
這麼多的土壤，究竟是多少呢？地球上海洋地殼密度為3克每立方公分，等於3噸每立方公尺。依照海洋地殼的密度計之，太空船需要收集
5.4*10^21/3=1.8*10^21立方公尺的土壤
那將是
1.8*10^12立方公里之土壤 = 1,8000,0000,0000立方公里！
但太陽系幅員廣大，收集這麼一些土壤雖然曠日費時，只要持之以恆應該還是能夠做到吧？
船長的雄心壯志，仍被Windows內建的小算盤給潑了一桶冷水。
因為根據現有資料，密度與地球海洋地殼相若的火衛貳，其體積僅僅約為2300立方公里。若用來填補火星所需要的體積，需要的是八億個火衛貳！
船長不死心，問道：「那如果拿咱們的月球做原料，該夠了吧！」
真是瘋狂的情操！只可惜，月球密度雖亦和地球海洋地殼相若，其體積為也僅僅不過220*10^8立方公里。對於地球 90% 的體積而言，需要 81 個月球才能把這個「大洞」給填平。
失望的船長幾乎要崩潰了！但依舊抱持最後一線希望：「我多花點時間，將小行星帶上的所有星體都拉到火星上，這樣總行了吧！」
太空總署搖搖頭：「其實，所有小行星帶星體加起來，體積還沒有一個月球大。再者，火星重力本身就小，即使將月球、火星兩顆衛星、甚至小行星帶所有星體全部粉碎用以填補火星，又怎能肯定這些塵土會乖巧地在火星上落定腳跟？更遑論外來土壤汙染問題，以及火星質量增加後，所伴隨的軌道半徑改變、能量改變等問題，一個不好，讓「長大」後的火星撞上了地球，那可真是得不償失了！」
於是，船長終老也沒能完成幫助火星增重的目標。
§
怎麼一篇愉快的心得報告會變得如此沉重！學生真是罪過呀罪過！
為了讓文章繼續寫下去，我們就先假設偉大的萬物之靈總算將火星的重力提升至地球水準。接下來該是為火星穿衣服──增厚大氣的時候了！
在《SPORE》中，想要增厚星球之大氣層，需要用到的裝備稱為「雲層製造機」。機如其名，但學生能猜想到的運作方式卻粗淺的很：從地球上攜帶壓縮低溫下的液態空氣，到火星去釋放，並且因為重力場的因素，而使得火星大氣得以增厚。聽起來真是簡單明瞭易懂！就
像如何把長頸鹿放進冰箱的問題一樣不費吹灰之力，那就趕快讓我們來計算太空船需要帶多少東西出發吧！
火星的平均大氣壓約為地球的 0.5%，意即太空船需在火星上補充相當於地球 99.5% 的大氣。地球空氣之分子量約為 30，一大氣壓力是 100000 牛頓/平方公尺，等同於10^14牛頓/平方公里。而地球表面積為約 8 × 10^8 平方公里，故大氣層總重約為 8*10^22 牛頓，除以重力加速度 9.8m/s^2，約為 8*10^21 公克！
所以我們希望火星大氣層能跟地球一樣「保暖」，太空船需攜帶的液態空氣為：
8*10^18公斤
經由「辜狗大神」的協助，吾人得以知曉液態空氣的密度為 0.91 克每立方公分，相當於 910 公斤每立方公尺。所以我們需要的液態空氣，在太空艙裡需要的體積為：
8*10^18/910
= 8800*10^12=9*10^15立方公尺
=「900,0000立方公里的液態空氣」！
看起來填土造山所需要原料少多了嘛！
但太空總署又只能很不好意思地報告：「本次任務因太空船造價過高，發射、運輸成本無法估計，故宣布中止。」……
因為，太空艙至少需要約四千個火衛二的空間，才能裝得下火星所需要的「羽絨衣」
還不包括所需的燃料和電子儀器呢！幸好任務「喊卡」，否則製造承包商可要傷透腦筋了。
看起來填土造山所需要原料少多了嘛！
但太空總署又只能很不好意思地報告：「本次任務因太空船造價過高，發射、運輸成本無法估計，故宣布中止。」……
因為，太空艙至少需要約四千個火衛二的空間，才能裝得下火星所需要的「羽絨衣」
還不包括所需的燃料和電子儀器呢！幸好任務「喊卡」，否則製造承包商可要傷透腦筋了。
§
假設經過了數十年，人類終於歡天喜地地慶祝著將火星的大氣也提升到了地球的水平。如今剩下的，只有盡快提升火星的氣溫，讓新生命能自由繁衍！於是，太空總署再度開始規畫一艘帶有新科技的太空船，交付與此一重要的任務。
在《SPORE》中，「熱光束」是太空船用來增加星球溫度的最佳利器。太空船以高熱的光束普照星球地表，提升地表溫度，並進一步藉由熱平衡的原理，使熱能擴散至大氣中而使岩石不至於過熱而熔化，而終能造福火星「黎民眾生」。所以，本階段任務最重要的，就是提供太空船源源不絕的能量。
那太空總署要如何才算是為太空船建立理想的儲備呢？
火星上的氣溫約為120K~300K(為了湊整數而極度粗略的估計)。在第一階段火星改造任務中，我們已經成功為火星「增重」，因此火星上應具有6*10^21噸的土壤。利用地球常見的岩石做為估算對向：一公克岩石上升一度，需0.2卡，即一公斤需要200卡，一公噸需要20,0000卡，相當於83,6000焦耳的熱能。為了讓火星適合生物居住，太空總署希望將火星的均溫提升50K，因此所需的熱量約為
6*10^21*836000*50 = 2.5*10^29焦耳
既然是高科技時代，當然不可能利用煤或者石油做為燃料！因此愛因斯坦的質能互換公式派上用場：
E=mc^2，2.5*10^29=m*9*10^16
所以太空船所需攜帶的核反應原料
2.8*10^12公克 = 2.8*10^9公斤 =「280,0000噸」
太空總署此時忽然想起，在人類歡欣鼓舞慶祝耶穌誕生後第20個一百年的不久後，老祖先曾經發射兩台火星探測車在當時一片荒礫的紅色大地上進行研究。其中一台探測車，名為機會號，是人類在太空史上的一大驕傲！那……它的重量是多少啊？
得到的答案是：185公斤重。
所以，光是所需的核反應原料，便相當於 1500萬台機會號 的重量！
機會號當時在火星上的登陸方式，乃利用氣墊緩衝。如果今日想讓相當一千五百萬台機會號重量的太空船登陸火星，光是需要的煞車燃料量便已相當可觀而巨大！更甭提在第二階段時，火星的大氣已經提升至與地球相仿，太空船需要多厚實的保護，才能夠衝過大氣層而不受傷害，並且讓懷中的反應原料不因高溫高壓而產生化學反應？
如果核融合技術成熟，原料本身以及核廢量的危險性均可大量減輕。若仰賴的依舊是核分裂，基於攜帶方便，原料鈾的純度應相當高……那豈不相當於從太空中「空投」一枚超大核子彈到火星上！？
還有啊，核能、光能、熱能之間的轉換關係，也能為太空船帶來巨額的能量浪費。整體而言，「熱光束」任務真是無比危險、高額、成功效率偏低的冒險投資啊！
想到這裡，太空總署的長官還是決定將手中美酒一飲而盡……火星溫度的問題，還是交給太陽系的大家長：太陽慢慢加溫吧！
§
看到這邊，學生猜……老師可能對這篇心得哭笑不得吧！
其實，這篇通篇插科打諢，因為不精準的計算而毫無科學價值的文章，是學生在閱讀、遊戲之餘，希望再度警醒自己：「我們只有一個地球」這句從小老生常談的名言。在撰文的同時，學生不斷了解到：人類想仿效造物，仰賴自己再造一個適合生命的藍色星球，是多麼不切實際而又遙不可及的夢想！即使懷抱夢想，無比雄心，面對著浩瀚的宇宙，甚至是身旁「近在咫尺」的太陽系家族，吾人卻近乎永恆地無法改變任何大自然既定的事實！
除了在電腦遊戲的世界中，像捏陶一般塑造夢幻中的美麗伊甸園，愛惜腳下的地球，珍惜人類所有的一切，我想，才是人類永續生存的最佳答案。
也許，這樣的心得，能夠為自己在電玩世界中的時光贖罪！
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