『人類の未来』（2018年）は、人類が他の、時に過酷な惑星に新たな住まいを見つける際の課題を探求します。物理学者ミチオ・カクが示すように、このシナリオはもはや空想科学ではなく、科学者や未来志向の起業家にとって極めて差し迫った関心事です。カクは現在検討されている選択肢と、解決目前の数々の問題を紹介します。
この要約でわかること：人類の未来に待ち受ける可能性とは？
もしあなたがSFファンなら、人類の未来を描いた無数の映画やドラマ、本に親しんでいるでしょう。しかし、巨大な宇宙船にコミュニティ全体が乗り込んだり、過酷な環境の惑星を巨大なドーム型都市で居住可能にしたりする描写には、現実味はあるのでしょうか？
SFでよく見られる要素のいくつかは、かつてないほど現実に近づいています。世界の富裕層の起業家たちが人類の未来に投資しており、たとえば月や火星と地球を結ぶ補給線を確立するために、宇宙往還機に資金を投じているのです。
ナノテクノロジーや人工知能などの分野でも進歩が続いており、他の銀河に住める惑星を探したり、そうでない惑星に住居を建てたりする実用的な手段が見えてきました。
この要約では、以下の内容を紹介します：
- 火星の古代の溶岩チューブがどのように役立つか
- 「カーボンナノチューブ」と呼ばれるものが、地球外居住の鍵となる理由
- 光の帆（ソーラーセイル）が、人類の新たな故郷を見つけるカギを握るわけ
科学者たちは一世紀以上も前からロケットに情熱を注いできた
最近は、SpaceXのような民間企業が宇宙旅行の顧客を宇宙へ送るミッションで話題をさらっています。しかし、ロケット打ち上げの歴史は長く、1950年代の米ソ宇宙開発競争よりさらに昔にさかのぼります。
宇宙旅行における最初の大きな科学的ブレークスルーは、ロシアの科学者コンスタンチン・ツィオルコフスキーによってもたらされました。1903年に発表された「ツィオルコフスキーの公式」は、ロケットの燃料と到達速度の間に確かな数学的関係を与え、ロケットが地球の大気圏を脱出できること、そして月や火星に到着するために必要な燃料を計算できることを示したのです。
ツィオルコフスキーの業績は、アメリカの科学者ロバート・ゴダードら後続の先駆者たちの礎となりました。ゴダードは、燃料を粉末から液体へと切り替え、使用後に切り離せる複数の燃料タンクからなる効率的な「多段式ロケット」を初めて導入しました。
1940年代には更なる進歩がありました。ヴェルナー・フォン・ブラウンは物理学の大学院生だった頃、ナチス政権下のドイツで軍事化が進むなか、最先端兵器開発プロジェクトのロケット科学者として職を得ました。純粋にロケットオタクだったフォン・ブラウンは、政治に興味を持たずに巨額の政府資金を受け取り、「報復兵器2号」ことV2ロケット計画の責任者になりました。
潤沢な資金と優秀な科学者たちを得て、フォン・ブラウンのV2ロケットは音速の3倍の速度を誇り、防御では阻止できないものとなりました。ロケット技術に新記録を打ち立てた一方で、1944年にはロンドンやアントワープへのミサイル攻撃に使われ、壊滅的な被害をもたらしました。
後にフォン・ブラウンは、ロケット建設に使われた奴隷労働キャンプを目撃したことでゲシュタポに逮捕され、ナチスの戦争機構に加担したことを悔やむようになります。それでも彼は、その後の宇宙開発競争に欠かせない存在となったのです。
1960年代に人類は初めて月面着陸を果たしたが、今再び関心が高まっている
アメリカは、2つの出来事によって宇宙開発競争でソ連に大きく水をあけられました。1957年にソ連が初の人工衛星スプートニクを打ち上げ、さらに1961年にはユーリ・ガガーリンが人類初の地球周回飛行を成し遂げ、ソ連を歓喜させ、アメリカを苛立たせたのです。
こうした劣勢のなか、アメリカは人類初の有人月面着陸を目指す決意を固めました。
その夢は1969年7月、NASAのアポロ11号がニール・アームストロングとバズ・オルドリンを無事に月へ送り届け、帰還させたことでついに実現します。この伝説的偉業を可能にしたのは、当時最大のロケット「サターンV」でした。その開発者は他ならぬヴェルナー・フォン・ブラウンであり、彼は第二次世界大戦末期にドイツからアメリカへ連れて来られていました。
月面着陸という偉業の後、1970年代にはロケットや宇宙旅行への関心は下火になりました。アメリカでは貧困が広がり、ベトナム戦争の悲劇が進行する中、NASAのプロジェクトに巨費を投じる余裕はなかったのです。
それから状況は大きく変わり、今日、月は再び熱い話題となっています。その多くは、億万長者の起業家たちが自らの宇宙探査の夢に資金をつぎ込んでいるからです。
アマゾン創業者ジェフ・ベゾスが設立したブルーオリジンは、すでに「ニューシェパード」と呼ばれるロケットシステムを開発しました。これは月往復に必要な速度には達しないものの、宇宙旅行を実用的な新ビジネスにする可能性を秘めています。
ベゾスは観光を超えて月の植民地化を長期的な目標としており、2017年には、地球から月へ物資や建設資材を送る輸送システムを確立する意向を表明しました。これは月を地球人の居住可能な選択肢にするための大きな第一歩です。
しかし、次のセクションで見るように、月が第二の故郷になるまでにはいくつものハードルが待ち受けています。
月で生活するには多くの課題を解決しなければならない
人類を月に送ることは明らかに可能ですが、快適な生活環境を整えるのは別問題です。
人間が長期にわたって生存するには、空気、食料、水という3つの重要な要素が十分に必要です。これらは月で確保できるのでしょうか？
月には地球のような酸素豊富な大気がないため、現地で酸素を生成する方法を見つけるか、地球から運び込む必要があります。現在、水や土壌から酸素を取り出すいくつかの化学反応が知られています。また月には大量の氷が存在し、北極だけでも約600トンと推定されています。この氷はクレーターの中や巨大な山脈の陰など、太陽光が届かない場所にあり、飲料水や酸素の優れた供給源となります。
食料はクレーターで見つかるわけではありませんが、酸素が確保できれば栽培は可能です。太陽も月面での食料生産に貴重な資産となり、それだけではありません。太陽光パネルはエネルギー生成に大いに役立ち、太陽が完全には沈まない南北両極の特定の山頂に設置すれば非常に効率的です。
しかし、太陽は放射線ももたらし、月面居住者には大きな危険となります。ご存じの通り、放射線被曝はガンの原因となり、月面での長時間の滞在は、太陽フレアや保護大気の欠如のために危険なレベルに達します。現実的な解決策の1つは、古代火山の溶岩チューブを利用した地下シェルターの建設です。地下深くに避難すれば、人々は太陽放射から安全に守られます。
スペースXが火星都市に近づくも、なお課題は山積み
アマゾンのジェフ・ベゾスと並び、スペースXを率いるイーロン・マスクの名も世界中に知られています。ベゾスが月に照準を定める一方、マスクはもう少し遠くの火星を見据え、人類を「多惑星種」にし、地球以外の居住地を提供することを目指しています。
ベゾス同様、マスクも火星植民地化という長期目標に向けて、すでに宇宙旅行への貢献を果たしています。
スペースXは再利用可能なブースターロケットを用いた巧みなロケットシステムを開発しました。これまで使い捨てが当然だったブースターロケットを再利用することで、コストを大幅に削減できたのです。
スペースXは衛星を宇宙へ運ぶのに、ペイロード1ポンドあたり1,000ドルを提示しています。以前の標準価格は10万ドルでしたが、すでに何度かの打ち上げに成功しています。
またスペースXは、2018年末までに無人火星ミッションを、2024年には有人ミッションを計画していると発表しました。これは早くても2030年以降の有人火星到着を計画するNASAを、新興企業が何年も先行する可能性を示しています。
イーロン・マスクの壮大なビジョンは、主に太陽光発電で動く都市を火星に建設し、建設要員として継続的に人々を送り込んでいくことです。
しかし、月と同様に火星での生活にも固有の困難があります。危険なレベルの放射線に加え、火星の大気も様々な問題を引き起こします。大気の大部分は二酸化炭素で、気圧は地球のわずか1％です。気圧が低いということは液体が沸騰する温度も非常に低くなることを意味し、人体に適切な圧力を保つ宇宙服が不可欠です。もし服にほんのわずかな穴が開いても、血液が沸騰しかねません。
重力も非常に小さいため、地球の条件に適応した骨や筋肉は萎縮を防ぐ方法が必要です。現在、低重力下の宇宙飛行士は健康維持のため、毎日少なくとも2時間はトレッドミルで歩いています。
宇宙に都市を建設するにはナノテクノロジーと知能ロボットが必要
「火星に都市を建設するなんて費用がかさむのでは？」と思うかもしれません。確かに、従来のように人力で資材や機材を運んで建設するなら、莫大な費用がかかり、NASAはもちろん国家予算さえ破綻しかねません。
しかし、だからといって都市建設が不可能なわけではありません。建設方法を変え、「グラフェン」と呼ばれる素材を含むナノテクノロジーを利用する必要があるのです。
グラフェンは炭素原子を結合させて極薄のシート状にした材料で、驚くほど丈夫であり、鋼鉄の200倍もの強度を持ちます。建築用には、このシートを丸めて「カーボンナノチューブ」にし、それを建材として建物や橋、住居を作ることができます。
グラフェンは電気も通すため、さらに有用性が高まります。ただし、その実用化には不純物を含まない大量生産が不可欠です。現在は切手大ほどの小さなシートしか作れませんが、化学者たちは来世紀には量産が可能になると期待しています。
では、誰が火星の都市を建設するかといえば、人工知能（AI）が不可欠になるでしょう。
都市建設の仕事は、危険（Dangerous）、退屈（Dull）、汚い（Dirty）という「3つのD」の条件をすべて満たしているため、自動機械（オートマトン）やAIを搭載したロボットにはうってつけです。特に、下水道や衛生システムの整備といった、人間がとりわけ嫌がる不潔な作業に最適です。そもそも、火星の熱い日差しの下で一日中退屈な単純作業を続けても、自動機械なら不機嫌になることも、疲れることすらないのです。
自動機械は月でも火星でも、極限の温度や放射線大気に耐えながら、古い溶岩チューブのような危険な領域を探査できるため理想的です。
このレベルの高度なAIはまだ完成していませんが、それほど遠くない未来に実現し、私たちが地球の檻から脱出するための完璧な道具となる見込みは十分にあります。
新技術で銀河の外を見渡せるかもしれないが、課題もある
人類が月や火星への旅を考え続けるのと同じくらい長い間、私たちは遠い惑星や銀河の彼方に待つ神秘について思いを巡らせてきました。「宇宙の深奥のどこかに、地球に似た惑星は存在するのか？」という重要な問いが残ります。
この問いに答える重要なツールとなるかもしれないのが「ナノシップ」です。
ナノシップは親指サイズの宇宙船で、数十億個のセンサーを搭載したコンピューターチップを運びます。「光の帆」（ソーラーセイル）は、光の圧力を利用してナノシップを驚異的な速度で推進させ、レーザーや太陽光で設定されたコースを進みます。
ナノシップはデータの記録や写真撮影、情報を地球へ送り返すための様々なセンサーを搭載できます。最大の利点は、高価なロケット燃料が不要で、非常に軽量なため、月まで5秒で到達できることです。
こうした宇宙船の最初の妥当な目的地は、4光年先にある最も近い恒星系、アルファ・ケンタウリでしょう。ナノシップなら約20年で到着できます。
しかし、期待しすぎる前に、まだ深刻な障害がいくつかあります。
第一に、適切な電源の確保です。ナノシップをアルファ・ケンタウリに送るには、少なくとも100ギガワットの電力が必要です。現在の原子力発電所は最大でも約1ギガワットの出力しかなく、このプロジェクトには民間投資家か政府資金で新たな発電所を建設しなければなりません。
もう一つの障害は精密さです。レーザービームが光の帆に当たる角度がわずかでもずれれば、ナノシップはコースを大きく外れてしまいます。さらに、レーザービームは地球の大気圏を通過するだけで出力の半分を失います。
しかし、月面や宇宙空間にレーザー基地とナノシップ発射場を設置することは可能です。これらの場所では太陽光パネルでレーザービームの電力を維持でき、他の地球外プロジェクトと同様に、自動機械に建設を任せられるかもしれません。
数世紀に及ぶ宇宙旅行を生き延びるには、多世代恒星船と寿命延長が選択肢に
では、ナノシップが他の銀河へ到達し、重力や大気が地球と似た別の惑星を見つけたとしましょう。「素晴らしい、過密で温暖化した地球を離れて新天地へ向かおう」と思うかもしれません。しかし、荷造りを始める前に、その距離の途方もなさを認識しなければなりません。居住可能な惑星はおそらく、到達までに数世紀かかるほど遠くにあるのです。
この問題を回避する一つの方法が「多世代恒星船」の建造で、これは膨大な距離を移動しながら数世代にわたる人々の生と死を支える能力を併せ持ちます。
もちろんこれには多くの困難が伴います。人口を持続不可能な数まで指数関数的に増やさず、どう安定させるか？ 厳しい産児制限や食料配給、慎重な監視が求められるでしょう。2,000人を収容する船で、50年後にその数が倍増したら大惨事です。
数百年から数千年かかる旅を生き延びるもう一つの方法は、老化を克服することです。
近年、シリコンバレーの起業家やその他の億万長者投資家は、アンチエイジング技術に多額の資金を投じています。グーグル共同創業者のセルゲイ・ブリンが設立した研究会社キャリコは、死の治療法を見つけることだけを目的に、製薬会社アッヴィとの提携を計画しています。
ノーベル賞受賞者で教授のエリザベス・ブラックバーンも、老化問題に取り組む多くの科学者の一人です。ブラックバーンは「テロメアーゼ」という天然の酵素に着目しており、これが細胞の死を防ぐことが示されています。
また「レスベラトロール」という化合物も注目されており、老化に関わる主要な生化学プロセスの一つである酸化プロセスを遅らせる特定の分子を活性化することが確認されています。
とはいえ、大半の科学者はこうした老化との闘いに懐疑的で、永遠の命が近いうちに発見される兆しは見られないと考えています。
もし知的宇宙人がいるなら、違いだけでなく共通点も存在するはず
宇宙人の姿を思い描くなら、それはハリウッド映画の無数のイメージによるところが大きいでしょう。しかしSFの題材になることが多いからといって、宇宙人の存在が否定されるわけではありません。
もし知的宇宙人が存在するなら、彼らは私たちとある重要な共通点を持つ可能性が高い。それは炭素を基盤とした生命体であることです。炭素は、遺伝子やDNAといった情報の保存能力と、自己複製能力という生命成立の2つの重要な条件を満たすからです。
とはいえ、宇宙人の身体の化学組成は私たちとは異なるでしょう。人間の化学組成は私たちの進化に特有のものであり、宇宙人のそれもまた彼らの進化に固有のものだからです。
もし宇宙人が50光年、あるいは500光年離れた惑星に存在するなら、彼らは完全な姿で忽然と現れたのではなく、他の知的生命体と同じように進化してきたはずです。
このことを踏まえると、知識に基づいて3つの仮定を立てられます。
第一に、知的宇宙人はコミュニケーションを取り、情報を伝達できると安全に仮定できます。伝達方法は彼らが進化の元になった動物に依存します。私たちは霊長類から派生したため声を使いますが、彼らは犬のように匂いで伝達する動物から進化したかもしれません。あるいは鳥のように音楽的な方法、コウモリやイルカのようにソナー信号を使うかもしれません。
第二に、もし彼らが惑星の支配的な種であるなら、立体視能力を進化させているはずです。これは捕食者を察知して逃げたり、獲物を狩ったりするのに役立ちます。
第三に、あらゆる知的生命体と同様に、道具を使い、環境を構築・改変する能力を進化させているでしょう。道具を手に取り、周囲を利用して住処を建てられない動物はたくさんいますが、知的生命の最も一般的な兆候は、それが地球上であれ他の惑星であれ、物を拾い上げ、道具を作り、家を建てる能力なのです。
未来には、人類が自動機械を生み出し、それが遠い惑星に家を建てるようになるのでしょうか？ それは待ってみなければわかりません。
最終まとめ
本書の中心的なメッセージ：
今日、多くの目が星々に向けられています。深刻な汚染によって地球の気温が上昇するなか、人類の未来を確保する手段を見つけなければという懸念が高まっています。そのためには深宇宙を探査して居住可能な惑星を見つけるか、火星や月のような過酷な場所を生活可能な選択肢に変える方法を見いだす必要があります。しかし、火星に住める都市を建設するにはスペースXのロケットだけでは不十分で、ナノテクノロジーと知能機械の開発を続けていく必要があるのです。
おすすめの関連書籍：『Life 3.0』マックス・テグマーク著
『Life 3.0』（2017年）は、人工知能という新興分野をめぐる最新の疑問、アイデア、研究を一巡りする一冊です。著者マックス・テグマークは未来を垣間見せながら、地球上で起こり得るシナリオを描きます。人間が機械と融合するかもしれないし、機械を意のままに操れるかもしれない。あるいは恐ろしいことに、知能機械が支配権を握るかもしれません。
