不管我们在选择太空移民时准备得多么仔细，可以肯定的是，太空移民离开地球之后的生活，至少在初期，是充满危险的，他们的寿命也可能比地球上更短。在远离地球时，人类将重新面对现代生活中许多已经不存在的自然选择因素的影响。在太空移民过程中，自然选择不太可能像科幻电影中表现的那样，以戏剧化的方式影响成年人的生活，但有可能在人类胚胎和婴儿期组织发育最关键的时候产生影响，这是生命最脆弱的时期。

这样的自然选择如何实现？举例来说，想想在过去几百万年中，人类几乎一直在气压约100千帕的海平面高度生活、进化，呼吸的是大约80%氮气和20%氧气组成的混合气体。但是在太空航行所需的加压居住区，要维持更高的气压所需的成本更高，难度更大。为了降低工程难度，地外建筑中的气压将比地球上的更低。

正是这个原因，在“阿波罗”号飞船上，宇航员所生活的环境气压只有大约35千帕。但是，如果降低气压，就必须提高气体中的氧气含量，“阿波罗”号飞船上的宇航员在月球之旅中呼吸的是100%的氧气。

不幸的是，降低气压和增加氧气含量都会影响脊椎动物的胚胎发育，至少会暂时性地导致流产和婴儿死亡率上升。不可避免的是，自然选择将保留能够适应地球外环境的基因，而淘汰那些不适应的基因。

一个需要特别关注的问题是，在太空殖民地这样空间狭小、人口密集的居住区，很容易暴发传染病，这当然也会给太空移民带来新的自然选择压力。不管免疫和检疫措施多么完善，传染病最终一定会席卷太空殖民地，那些在疫情爆发时有较强抵抗力的人有更大机会存活，而抗病能力较差的人则更容易被淘汰。

最后，我们必须谨记，与太空移民一起离开地球的还有数以千计、用来提供食物和原材料的驯化动物和植物，以及人体内数以百万计、对健康起着关键作用的“搭便车的”微生物，自然选择的压力同样也会作用在它们身上。

根据一些计算结果，我认为经过大约150年——按30年一代，也就是经过5代之后，自然选择给太空移民的身体带来的变化将变得明显起来。

太空移民到底会进化出什么样的生物机能，以适应新的环境，很大程度上取决于我们建立的太空居住区的大气和化学环境。我们可以在很大程度上控制这些因素，不过，另外两个重要因素——引力和辐射，则是我们很难控制的，它们必将影响并塑造太空中的人类。

火星移民将感受到完全不同的引力环境，因为火星上的重力只有地球的三分之一。在地球上，我们为了应对较大的重力，就需要强健的躯体，而在火星上，较小的重力更有利于轻柔灵活的身体结构。在世代飞船以及其他太空中自由漂浮的环境中，由离心力产生的模拟重力可以与地球相当，所以地球上的人体结构特征就有可能保留下来。

辐射会导致变异，而任何太空殖民地所能提供的辐射保护，都不太可能比得上地球大气层和磁场。辐射引起的更多变异是否会导致身体畸变？比如多了几个指头，或者像腭裂一样，某些部位出现畸形。当然，我们并不能确定太空辐射会导致人体出现哪种变化。我们唯一能够确定的是，自然选择将使得太空移民对辐射有更高的抵抗力。那些拥有较强DNA修复能力的人，将有更多机会把自己的基因传递给下一代。

较强的DNA修复能力是否会通过某种相关的外部特征表现出来，比如特别颜色的头发？对于这个问题，我们目前并不清楚。不过，如果有利基因并不表现出相关的外部特征，它们也可能会在群体中传播。美国南达科塔州的哈特派信徒，一直保持着一种习俗：结婚、生育后代，都是在一个人数相对较少的群体内部进行。人类学家发现，他们对配偶的选择很大程度上受到体味的影响——很有意思的是，在这个群体中，免疫系统越强的人体味越有吸引力。

在5代人这样中等长度的时间尺度上，环境影响将使人体产生微妙的变化。在安第斯山和一些高原地区的原住民中，我们能够看到这类适应性变化，他们拥有更宽深的胸腔，进化出了更高效的氧气运输能力。但是，每种进化产生的改变都是多种因素的折衷妥协，这些生活在高海拔地区的人如果留在高海拔地区生育，婴儿的死亡率也将更高。于是，就有了相应的文化习俗来适应这样的生理变化，那就是让产妇到空气含氧量较高的低海拔地区去生育。我们可以预测，离开地球的太空移民群体中，也可能出现类似的适应生理变化的文化转变，我们需要对那些最可能出现的转变做好准备。比如在火星上，产妇可以转移到轨道空间站里生育，在那里，空间站的自转可以产生与地球上相似的模拟重力，而且大气环境也与地球非常相似，但我相信，火星移民最终一定会进化出相应的生理机能，到那时他们生孩子就不用这么麻烦了。

太空文化

在150年的时间跨度上，文化的变化将比生物学变化更明显。对人类移民史的研究表明，虽然移民倾向于保留自己原有的某些传统和习俗，以维持文化的认同感，但是他们同时也会创造出在新环境中生存所需要的新传统和习俗。例如，大约公元800年，斯勘的纳维亚人首次迁移到冰岛，他们仍然崇拜挪威众神，讲维京语，但随着在这片未知土地上不断探索，他们很快就发展出了完全不同的烹饪和饮食方式，以肉食和腌制食物为主(而斯勘的纳维亚盛产黑麦和燕麦)，以应对严酷的冬季。

在火星上，这样的文化适应现象将在许多方面显现出来。在有着独特材料和结构的火星建筑中，气压较低，氧气含量较高，声音的传播可能与地球上有所不同——尽管差别或许并不明显，这可能会影响火星移民的发音和语速，从而产生火星腔，甚至火星方言。另外，火星上更小的重力可能会影响人们的肢体语言——这是人类交流方式中非常重要的一种，进而影响各种表演艺术。当许多个这种看似微小的变化积累起来后，火星文化就会从地球文化中分化出来。

在每时每刻都在高速飞离地球的世代飞船中，可能会发生更深刻的文化改变，随着飞船不断远去，飞船中人们的生活与地球的关系也越来越小。在世代飞船中，时间和空间这些基本概念可能很快就会发生转变。例如，飞船上使用地球计时的方式会保持多久？在没有昼夜和年份的情况下，飞船文明或许会发明一种10进制的计时方式。也有可能，他们会放弃以过去某个事件为起点(例如，当他们永远离开地球之时)的计时方式，而是将抵达某个遥远“太阳系”的时间作为参考点，采用倒计时的方式。

长期的遗传变化

重要的遗传变化出现时，新基因会在群体中广泛传播。比如史前时代的一个例子，在牛被人类驯化不久之后，能使成年人耐受乳糖的基因就分别在非洲和欧洲独立出现了，在这种基因的帮助下，人们能够从牛身上获取更多能量，于是，这种基因在人群中迅速普及，并“固定”下来。

虽然我们无法预测太空移民将出现怎样的基因突变，但群体遗传学的知识使我们能够预估，基因突变在太空探险者这个群体中固定下来需要多长时间。假设由2 000人组成的火星移民具有特定的年龄和性别结构，我以此为基础进行的计算表明，突变固定下来只需要几代人的时间，一定不会超过300年；我们可以预测，在这个时间尺度上，太空移民群体将进化出与地球人类明显不同的身体特征。这些变化将类似于如今在人类中广泛存在的地理差异，比如不同的身材、肤色、头发形态以及其他特征。

在火星上，一部分人可能会选择长期居住在屏蔽条件较好的地下城，而另一部分人则可能更倾向于居住在地面上，从而可以更方便地移动，当然这需要面对更大的辐射危险。居住环境的不同可能会加大各个群体间遗传基因的分化。与火星移民的情况不同，在封闭的、人口有限的世代飞船上，有利基因突变固定下来的速度可能会更快，从而使群体朝着基因一致性更高的方向进化。

与生物学变化相比，长期的文化变革将具有更深远的意义。看看从17世纪初到20世纪初的300年时间里，英语发生了多么大的改变：现在要想理解17世纪的英语文章，甚至需要特殊的培训。同样地，世代飞船上的语言经过3个世纪的演化，可能会变得面目全非。

更大规模的文化变革也是可能的。到底是什么东西使一种文化区别于另一种，这是人类学中引起大量争论的一个问题，不过，我觉得人类学家罗伊•拉帕波特(Roy Rappaport)已经阐述得很清楚：不同的文化有着不同的核心思想，这些通常不会被质疑，也不允许被质疑，传统和仪式使它们早