我在青少年时期最难忘的一个经历就是熬夜看阿波罗11号飞船登月的电视直播（这是我生平第一次熬夜，一整个晚上都没有睡觉）。1969年的那个夜晚我直到现在依然记忆犹新。我那时真的以为自己在有生之年也有机会登上月球。虽然宇航员这个职业非常有吸引力，但我认为很多人像我一样，既没有能力也没有勇气赌上自己的生命完成如此危险的使命。我当时坚定地相信，在我50多岁的时候（也就是我写这本书的年纪），登月旅行将会像20世纪60年代乘坐飞机横跨大西洋一样平常。虽然不是所有人都有机会尝试，但是登月旅行应该会变成面向大众的安全的度假之旅。

现在来看，我那时的想法真是太天真了。1969年，我读了不少科幻小说，并认为月球上的基地和城市在人类第一次登月后肯定会逐渐建立起来。为什么不呢？这看上去完全符合逻辑。当时想想人类过去8年在航空航天方面取得的巨大成就，我就觉得登月旅行用不了太长时间也会实现。1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林成为第一个进入太空的人；1969年，人类成功登月。（虽然我不记得当时加加林的具体任务，但我记得自己和奶奶一起去院子里试图观察在轨道上运行的史波尼克1号。）

进展真的太快了，所以当时我总是设想照这样发展下去，40年或者50年后这个世界会变成什么样。但事实和我的想象大相径庭。整个阿波罗计划最终只进行了6次载人登月便永远地停止了，在那之后的几十年里，人类再没有登月。虽然月球上有许多无人探测器，但并没有月球城市，也没有我期待已久的登月旅行。

对于人类登月这件事来说，现实和科幻作品的进度相去甚远，其中的一个原因是受到登月飞船的限制。当然，科幻作品中有各种各样的宇宙飞船，以至于很多不太了解科幻作品的人会想当然地以为，只要是科幻作品，里面就肯定有宇宙飞船。事实上，许多科幻作品中都没有宇宙飞船，它们描绘的只是人类与科技的互动。我在《最后的疆界》里面讨论过有关空间旅行的大量细节，所以在本书中不再赘述，只对登月旅行做一些简单的讨论。

在科幻作家们意识到月球事实上是一个星体而不仅仅是夜空中的光亮之后，登月探索便成了他们的创作素材。早期的科幻小说描写的登月探索情节非常离奇。毕竟，那时候的科幻作家根本无法想象地球和月球的距离到底有多远，所以他们都想当然地以为，登月和横跨大洋的旅行所需的时间差不多。基于类似的原因，那时候他们也默认，在月球表面和登月的过程里，空气不成问题。对于登月旅行的最早文学描述可以追溯到19个世纪以前的琉善——一个生活在叙利亚用希腊语写作的罗马讽刺作家。

在他的作品中，琉善并没有像现代科幻小说那样回答“如果……会怎样”的问题。相反，琉善沿袭了《奥德赛》不着痕迹的讽刺风格，融合了历史事实和寓言。公元2世纪琉善创作的游历月球的奇幻作品《信史》（True History）与哈佛大学讽刺文社创作的《戒指倦了》（Bored of the Rings）颇为相似，后者讽刺了托尔金的《魔戒》。除了针砭时弊的辛辣讽刺，琉善的作品中还有许多科幻作品的要素。故事开篇是琉善在海边探险，后来琉善和他的随从被狂风吹到空中，7天之后他们落在月球上。

之后，月亮王和太阳王为争夺金星的殖民权大打出手，琉善和他的随从也被卷入了这场战争。虽然以狂风作为交通工具登月不切实际，但这部作品对未来的科幻作品有不少指导意义。《信史》出版之后的1 500年间，并没有出现很多的登月主题的科幻作品。直到17世纪，一些科幻作品依然使用类似狂风的不切实际的交通工具实现登月。但在此之后，科幻作家对移居到其他星球有了更多奇怪的想法。

在文学作品里把人类送上月球的人还有来自赫里福德的英国主教弗朗西斯·戈德温。他在17世纪20年代创作了《月中人》（The Man in the Moone），但这本书在他1638年去世后才出版。有趣的是，几乎与此同时，伽利略由于支持“日心说”而陷入麻烦。1616年，伽利略被要求放弃日心说，作为交换条件他可以完成他的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。伽利略于1633年被关进宗教裁判所，除了因为他不放弃日心说以外，主要原因是他把亚里士多德（也是教会）的观点纳入他的著作，借思想守旧的辛普利丘含沙射影地讽刺教皇。

在伽利略由于日心说饱受折磨的时候，戈德温正在创作一本反对亚里士多德的宇宙学的著作。在亚里士多德的学说中，月球是水晶球体，表面非常光滑。戈德温为了撇清自己和这本书的关系，谎称这本书是根据西班牙人多明戈·冈萨雷斯的叙述写成的（也许戈德温认为，外国人可以逃避罪责）。他书中的月球不是光滑的球体，而是和地球类似，有人居住，其暗处是海洋。戈德温并没有试图给出一个令人信服的登月方式，而是想象人们借助冈萨斯（一种每年从地球向月球迁徙的天鹅）去往月球。另外，戈德温（更精确地说是口述者冈萨雷斯）科学地阐述了一个人在远离地球后会变得越来越轻。

如果说用候鸟作为去往月球的交通工具有些不切实际，那么开普勒出版于1634年的《梦》（Somnium）中的情节简直就是天方夜谭。开普勒笔下的主人公走过没有具体形态的黑暗之桥到达月球，在月食的时候，月球上的恶魔也是通过这座桥到达地球。除了这座桥，开普勒还想象出许多在月球上生活的有趣经历。开普勒可能是第一个描写在月球上观察地球情节的人：月球视角的地球和地球视角的月球类似，都是又大又亮的星体。另外，开普勒意识到高海拔的大气非常稀薄。在他笔下，为了实现在太空中的自由呼吸，空间旅行者需要把湿海绵塞进鼻孔里。

令人惊讶的是，在那个时代，登月旅行的科学方式并不是来自开普勒等自然哲学家，而是来自于剧作家西拉诺·德·贝热拉克（他可能是从戈德温著作的法语译本中得到了灵感）。我们总以为西拉诺是19世纪法国作家埃德蒙·罗斯丹剧作中的主角，尽管这个19世纪的作品纯属虚构，但西拉诺·德·贝热拉克其实是个真实存在的17世纪的剧作家。

在西拉诺·德·贝热拉克的第一人称小说《另一个世界》中，第一次登月尝试存在科学上的缺陷。他提出，太阳可以让露水消失，从物体表面“吸走露水”。于是，他推测，把一个装有露水的瓶子用一根绳子系在宇航员身上，就可以让宇航员飘起来。因为太阳会吸走露水，同时吸走绑在主人公（也就是西拉诺本人）身上的瓶子，主人公也会飘浮起来。虽然这个方法完全不符合科学常识，但它比开普勒在书中描述的魔法更科学。

因为这个方法不如想象中那么奏效，所以一群士兵在西拉诺身上绑上火药，用火药的能量把西拉诺送上太空。诚然，西拉诺能想出这个比天鹅更科学的登月方式有些运气的成分，但他确实想到了一种技术上可行的登月方式。西拉诺似乎是提出用火箭作为动力把人送上太空的第一人。

在接下来的几个世纪中，许多故事都把月球作为一个与现实社会分离的背景，以展示新的可能的社会秩序（或者反讽当时的社会状态，琉善绝非唯一一个利用登月旅行讽刺现实社会的人）。但这类作品从奇幻变为科幻无疑要归功于两大科幻巨匠——儒勒·凡尔纳和赫伯特·乔治·威尔斯。在本书的开始，我提到这两位作家都没有在他们的作品中运用现实的科学原理。但他们的贡献在于，将相关主题带至主流小说领域。

要相信威尔斯想象的反重力物质——卡沃尔确实存在，我们就首先要消除怀疑。威尔斯臆想了这种物质，但他至少运用了一定的科学原理，使其变得合理。然而，凡尔纳的《从地球到月球》虽然披着合理的科学外衣，但细节却违背了基本的物理原理。在这本书中，由于战争物资短缺，巴尔的摩枪械俱乐部的成员在百无聊赖中决定制造一门超级大炮，并称之为“哥伦比亚迪”。这门超级大炮火力巨大，可以把人发射到月球上。这个虚构出来的长达274米（900英尺）的庞然大物建于佛罗里达州风景宜人的卡纳维拉尔角。

如果按照凡尔纳的设想进行月球探索，结果必然失败。我们确实有足够的理由不用大炮把人发射到月球上去，比如大炮必须非常巨大（19世纪的技术肯定不行），而且被发射的人肯定会一命呜呼。火箭会持续地消耗燃料，直到燃料用尽。而大炮只能在发射物还处于炮筒内部时对其施加作用力，当发射物脱离炮口后，在重力和空气阻力的作用下，只会越飞越慢。发射物必须超过第一宇宙速度——每秒11.2千米（每秒7英里），才能摆脱地心引力。

这个速度意味着发射物在炮筒中被高压气体推进的短暂时间内，必须承受巨大的加速度。炮筒越短，加速度越大。就算哥伦比亚迪大炮有1万米（6.2英里）长——40倍于凡尔纳的设想，宇航员仍需要承受相当于600倍的重力的加速度。毋庸置疑，大炮里的人肯定会丧命。

20世纪，登月旅行成为电影创作的题材。这是有原因的。登月本身在技术上很难实现，单纯地描绘登月过程中遇到的困难就足以拍摄一部电影，而这样的情节在纸面上不足以得到展现。相较于电影，小说需要更多内容。对于几分钟长的默片，登月本身这个情节就足够引人入胜了（到达月球之后邂逅月球人更是锦上添花）。但是，“人类从地球到达月球”则不足以支撑一部小说。

第一部描绘登月的电影改编自凡尔纳的一部小说，电影时长21分钟，当时的动画片一般只有2—5分钟。这部电影由乔治·梅里爱执导，于1902年上映，名字叫作“月球旅行记”。电影集中运用了凡尔纳小说里的幽默元素，比如太空舱击中月亮的眼睛，以及一群载歌载舞的美女将太空舱推入大炮（毕竟，导演兼编剧梅里爱是个风趣浪漫的法国人）。但无论如何，这部电影都是登月科幻史上的里程碑式作品。

如果暂且不谈传统的奇幻作品中人们在梦中或者乘坐巨大的肥皂泡到达月球的情景，那么电影上真正的突破来自德国，它也是现实世界中空间旅行技术的发源地。1929年，德国导演弗里茨·朗拍摄了电影《月中女》。这部电影的技术顾问是火箭技术先驱赫尔曼·奥伯特，他也是传奇人物冯·布劳恩的导师。虽然这部电影的情节并不那么出彩，但它提到了分级火箭，和40年后用来实现人类漫游太空的火箭非常相似。

在电影《月中女》中，不仅火箭的模型非常逼真，而且还首次介绍了真实世界火箭发射的标志性特征，包括后来的阿波罗计划。拍摄时弗里茨导演认为火箭升空的情景不够刺激，他希望观影者也能感到紧张和充满期待。于是，在火箭发射之前，他设计了倒计时的情节。随后“倒计时”迅速被其他科幻作品采用，并出现在真实的太空探索中。

在早期所有科幻作品和现实的联系中，登月似乎是最紧密的一个。就像布劳恩为纳粹轰炸英格兰设计的V–2导弹推动了后来美国国家航空航天局的一系列太空活动乃至登月，德国电影《月中女》也催生了美国第一部描绘登月的电影——由乔治·帕尔执导的《登陆月球》（Destination Moon）。火箭专家奥伯特再一次扮演了电影技术顾问的角色。这部电影中的宇宙飞船更大了，就像一个现代版的V–2导弹，并且取消了早期电影中多级火箭的设定。它的编剧是后来成为美国最著名的科幻小说家之一的罗伯特·海因莱因。

现在想要观看《登陆月球》并非易事，这部电影没有被很好地保存下来。电影希望表达出登月计划的每个细节，导致整个故事略显枯燥，但也正因为如此，比较这部电影和真实的登月流程变得有趣。《登陆月球》中的飞船对4个宇航员来说非常宽敞，但最显著的不同则在于电影中的宇航员像轰炸机飞行员一样驾驶飞船，拥有完全的控制权，而非像现实中那样由地面控制。倒计时（是的，这部影片中也有这个情节）由其中一个宇航员掌握，而不是在地面上的某个人。电影中的人们对于生命保障系统非常有信心，因为宇航员在飞船里穿着的是连体工作服，而不是真实的宇航员穿的有头盔的太空服。

虽然由航空专家担任技术顾问，但《登陆月球》中依然存在几个明显的技术问题。最主要的问题是飞船的外观，比起真实的火箭，电影中的飞船更像那个时候科幻杂志封面上的模型。电影中的飞船没有火箭离开地球时所必需的分级；不分级的火箭摆脱地球引力需要大量的燃料，储存这些燃料需要巨大的燃料舱，这些燃料舱本身又非常重。在20世纪20年代，火箭分级被公认为真正的飞船所必需的要素之一，而奥伯特并没有发现这个缺陷，就像他在早期监制的电影中做的那样，也许是他向该电影的艺术部门的人妥协所致吧。另外，电影中的飞船以尾部着陆的方式降落在月球上，尾部着陆既增加了技术难度，又浪费燃料。也许是为了在特效上节省开支，返回地球的场景并没有在电影中出现，这让作为观众的我们不禁思考“这是结局……还是开始”的问题。

电影中的另外一个重要问题就是其中的一些宇航员缺乏基本的职业素养，这一点也让人匪夷所思。我们总是想当然地认为宇航员都是训练有素的飞行员或者科学家。但在《登陆月球》中，其中的一位宇航员就像伽利略在其书中的辛普利丘一样，总是问一些愚蠢的问题。这位船员为身体感到的加速度而吃惊，也不理解“失重”的概念，虽然这个角色的存在让观众有机会听到这些概念的科学解释。还是那句话，这些宇航员更像“二战”时期的轰炸机飞行员，而非现代宇航员。

人类已实现登月，但是从科幻作品的角度来说，实现登月只是更广阔的太空探险的开始。早期登月之旅的重点大多放在登月的过程，以及宇航员和奇异的月球人之间的互动上，后期的科幻作品则着眼于人类栖居月球的可行性，不仅关注登月过程，而且涵盖登月后建立月球基地，以及随后在月球基地上长期生活等。这些作品必须首先阐明人类为什么要移居月球。诚然，移居月球不可能像在地球上生活那样简单，但是月球的移居者却努力在这个奇怪又美好的新家园生活下去。交代这个背景往往会让科幻作品的立意更加深刻，月球因此成为许多科幻小说的故事背景。

移居月球被看作未来的趋势，至少那时候的科幻作家是这么想的。首先，尝试性的登月探索会渐渐变成经常性的对月球的探索和开发，就像我们一个世纪以来在地球上的拓荒活动一样。进而，科幻作家把月球设定为人类的殖民地，想象出了一系列可能性。就像艾萨克·阿西莫夫借用英国历史学家爱德华·吉本创作的《罗马帝国衰亡史》作为其《基地三部曲》系列的范本一样，许多科幻作家也认为人类登月就像欧洲人登陆美洲大陆一样。月球殖民地最开始受到来自地球的奴隶主们的剥削，然后月球殖民地的人们为了获得独立和地球的军队战斗，最后月球人拥有了对月球的独立管辖权和一个美好的未来！

从1931年到今天，类似的主题反复在科幻作品中出现，其中最经典的作品是罗伯特·海因莱因于1966年创作的《怒月》（The Moon Is a Harsh Mistress）。作为世界知名的科幻作家之一，海因莱因笔下的月球和地球截然不同：月球上很艰苦，但充满希望和开发的潜力，地球上则充斥着冷漠的利己主义。

海因莱因的故事和18世纪70年代发生在美国殖民地的独立战争有一个显著的不同：月球殖民地会直接威胁到地球人的生存。月球殖民地有类似于电磁弹射的装置，可以把载满稀有矿物质的金属容器从月球弹入太空，进而把矿物质运回地球。这些容器一旦直接落入人类聚居的城市，将比核爆炸具有更强的杀伤力。虽然地球人有强大的军事力量，但月球人最终凭借自己的智慧和得天独厚的引力井赢得了战争。

除了把月球变成殖民地，海因莱因的这本书还提到了一种有自我意识的计算机。名叫“麦可”的月球网络系统在拥有了意识之后，成为领导殖民地革命的主要力量，但后来从地球发射到月球的炸弹炸毁了它的电力系统。在这部作品里高科技和过时的细节混杂在一起，叛军居然通过电话和麦可交流，这也是科幻作品试图刻画未来世界时经常会遇到的一个典型难题。海因莱因还在书中写下了麦可的电话号码，这个号码也许在美国确实能拨通。而当时读这本书的我是一个居住在英国的青年，在好奇心的驱使下，我拨打了这个号码，令我吃惊的是，只拨出开头的999（在英国，999相当于急救号码）就已经接通了紧急服务热线。

回到现实世界，阿波罗计划的最后一次任务是阿波罗17号于1972年12月11日登陆月球，40多年后我写下了这本书。不像广为人知的阿姆斯特朗和奥尔德林，现在很少有人记得尤金·塞尔南和哈里森·施莱特，这两个最后在月球上行走过的人。从那以后，人类向月球发射过许多无人探测器，但再也没有人登上过月球。既然没有更进一步的登月探索，移居月球也就无从谈起了，更不用说利用月球作为探索太阳系的第一步。所以，我们曾经构思的科幻情节到底哪里出了问题呢？

通常会被科幻小说忽视的一个原因是，长期在经济上支持这项计划是非常困难的。短期内取得巨大成就的阿波罗计划其实是个政治目标——美国要在苏联之前实现登月，从而扭转美国在航天技术上的落后局面。但是在阿波罗计划成功之后，继续在登月项目上投资的政治目的就不那么明确了。在实现移居月球之前，先要筹集大量的资金用于建造简易的临时住所。所以，让科幻梦想变成现实的前提条件是政治野心和商业逻辑。

由于现在的国际局势缺少载人登月的政治需求，所以商业逻辑就成了人类是否要再次登月的决定因素。商业逻辑表现在两个方面。第一，月球移居者必须有在基地上自给自足的能力。一开始可能做不到，但长期目标肯定如此。人数众多的月球移居者不可能仅靠着地球的支持过活。第二，基地必须有经济活动。也就是说，仅仅自给自足是不够的，月球上的移居者需要向地球出口物品，以换取月球上不能生产的物品。

正因如此，一方面，月球可以说是既富有又贫穷。月球最缺乏的资源就是可以维系地球生命的空气。对于现在的科技水平而言，把1磅物品送上围绕地球的运行轨道大概需要1万美元。把这个价格乘以10，大概可以估算出把1磅物品送上月球的价格。另一方面，月球有制造水泥、玻璃和氧气的充足原料。所以，如果月球上有合适的设备——一开始肯定是花大价钱从地球运过去的，那么建造殖民地所需的大部分原材料都可以在月球上生产，但不是全部。

一种月球显然缺乏的必需品就是水。我们都知道，月球表面的暗斑一度被认为是海水，就像它们看上去的那样。阿波罗11号着陆于“静海”。这些暗色区域其实是凝固了的广袤的古代岩浆。月球表面严酷的环境让任何处于月球表面的液态水都会快速气化，消失在真空中。也许月球表面的低温可以让水保持冰冻状态，但是冰冻的前提是这些固态水不会直接接受太阳光的照射。另外，虽然我们经常说到“月之暗面”，但事实上月球是没有真正意义上的暗面的。整个月球表面都会接受太阳的照射。

有些证据表明，月球表面看起来是深坑的地方可能潜藏着固态水，一系列实验结果也都显示出水存在的特征。但是，月球上到底有没有水依然不确定，即便有水存在，可以利用的水可能也不足以支撑人类聚居。这肯定是个大问题。即便最大限度地循环利用，水肯定也会被渐渐耗尽。在科幻作品的描绘中，月球上的移居者虔诚地利用每滴水，基本上像对待金子一样对待水。事实上，这些水远比金子宝贵。如果从地球上输出供所有月球移居者日用、耕作的水，必然造成巨大的经济负担。

最好的情况可能就是找到一个有许多固态水的彗星，并把这个彗星带到月球表面。这个方法听起来在技术上非常难以实现，其实它和在月球上建立聚居区的难度不相上下。我们已经实现过在彗星上作业，美国国家航空航天局也预估过捕获小行星并把它送入月球轨道的可行性。向月球聚居区送水可以利用类似的方法。

月球表面的另一种非常稀缺的物质是氮气。月球移居者需要氮气，因为我们需要把它和我们带上来的氧气混合，以产生我们平时呼吸所需的空气。另外，氮气对于农业也非常重要。作为空气的主要成分，氮气在地球上十分常见，但在月球上却非常稀少。同样稀少的还有植物生长必需的碳元素。因此，就像水一样，把这些资源运送到月球上是非常困难的。

月球的经济效益在于，月球上有些珍稀的资源可以被开发，比如氦–3，这种惰性气体的同位素在地球上非常稀少。它是核聚变反应堆的重要原料。另外，月球表面有大量直接受太阳光照射的地区，如果把这些能量汇聚起来并加以利用，将成为新型的太阳能。但其技术难度高，成本效益低。

有人说，能征服月球并在月球上定居的人都是有开创精神的人。所以，月球上的居民将通过出售他们的精神资本、销售理念和心理辅导为生。这或许有一定道理，但是很难预见这群特殊的月球人会有足够强的创新性和足够高的效率，来支持他们在月球上生活的庞大开支。而且，在遥远孤独的月球上生存需要一定的冒险精神，在月球上成功经营商业所需的开创精神并不等于在那里生活所需的冒险精神。我们可以想象一下微软和苹果公司的那些极客，他们吃比萨、喝咖啡就能快乐地熬通宵干活，但这些人绝不是探险家。

不论我们多么想让科幻作品中的场景变成现实——我个人也有这样的期待，但移居月球都不是一个经济的策略。人类必然会在月球上有更多的探索和发现，但上文中我们的那些美好设想更有可能在其他对人类更具有长远意义的星球上实现，比如火星，而不是月球。把月球看作潜在的聚居区，就如同把撒哈拉大沙漠或者死谷看作潜在的聚居区一样，设想在上面建立城市简直就是天方夜谭。相比之下，月球更加荒凉，也更加不适合人类生存，而且生存成本更高。移居月球也许是个很吸引人的想法，但实现起来很难。

当我们有能力登上比月球更远的星球时，我们将面临一个新问题：宇航员和地球的距离更远了。宇航员和地球的距离越远，无线电信号传输所需的时间就越长。无线电信号需要4分钟才能从火星到达地球，需要4年才能从最近的恒星到达地球，这意味着更进一步的太空探索需要更先进的通信技术。