在科幻與科學之間，寫一座充滿故事的月球城市──《月球城市》作者 Andy Weir 訪談

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

太空旅遊的歷史，始自1984年

太空旅遊最近熱門起來，依照現有技術發展，有幾種不同類型太空旅遊常被人們提起，包括次軌道¹、太空軌道和月球太空旅遊。

各國太空計畫通常由政府編列預算，因此能夠獲選為太空人都是太空總署雇員或軍方身分，沒有民間或是個人能夠參加。這種情況在 1984 年被打破了，第一位民間太空人查理．沃克（Charles D. Walker）²，他服務於美國麥克唐納道格拉斯公司（McDonnell Douglas）公司，帶著所研發的「太空中蛋白質晶體生長」酬載，搭乘太空梭進行太空科學實驗，當時麥道公司花費了約今天 9 萬美金的費用給美國太空總署。

在 1985 年美國太空總署提出「太空飛行參與者計畫」邀請民眾參加，海選出高中老師 Christa McAuliffe 參加太空飛行；她計畫在太空中進行基礎科學實驗並教授兩堂課，不幸在挑戰者號太空梭爆炸災難中喪生，停止了民間參加太空計畫。

美國太空梭任務停止之後，1998 年國際太空站的第一個組件曙光號進入太空軌道，隨後團結號太空艙升空與曙光號連接，2000 年星辰號太空艙加入國際太空站；2000 年 11 月太空人第一次登上國際太空站。

在 2001 年美國政府同意民間發展「太空旅遊」，美國的太空探險公司（Space Adventures）與俄羅斯航天公司（Roscosmos）和科羅廖夫能源火箭公司（RSC Energia）合作，推出國際太空站的太空旅遊。前後有七名太空遊客乘坐俄羅斯聯盟號所搭載的太空船，進行了八次前往國際太空站太空飛行，每次旅行的公開價格在美金 2,000 到 2,500 萬元之間。但是後來美國太空總署宣布，從 2020 年開始規劃只能使用 SpaceX 公司的龍（Dragon）太空船和波音公司的星際客機（Starliner）太空船提供民間太空人飛行前往國際太空站，往返的費用估計為美金 5,500 萬美元。

什麼是次軌道太空旅遊？

太空旅遊花費 5 千萬美金，將民眾載到國際太空站費用還是太高，次軌道太空旅遊的優點，由民眾在太空觀察地球，體驗無重力環境，從地面發射太空飛行器直接進入軌道，不拋棄燃料箱、發動機或其他主要部件，屬於可重複使用發射系統的一種，費用可以大幅降低，缺點是旅遊行程時間太短。

經過數年的準備，維珍銀河（Virgin Galactic）以及藍色起源（Blue Origin）公司分別在今年 7 月，完成了商用次軌道太空旅遊示範。

太空旅遊有多貴？真的不如不要問……

維珍銀河公開太空邊緣機票價格為 25 萬美元以及一件太空衣贈品，聲稱已經有 600 位民眾預約。Blue Origin 第一次飛行提出可以和亞馬遜創辦人傑夫．貝佐斯（Jeff Bezos）共乘火箭，因為名額有限採取競標機票，最後價格炒高到 2 千 8 百萬美元，但是出發前最高得標者以行程衝突理由退出，由競標次高者接替，價格並未公布。

除此之外，SpaceX 公司亦積極規劃太空旅遊，旗下的龍太空船，每趟可以搭乘 7 名太空人，每一次飛行到國際太空站的價格為 5 千 5 百萬美金。美國太空總署購買這些航班的座位，但不一定每次發射時都坐滿所有座位，因此允許 SpaceX 公司將這些座位出售給遊客，以減輕太空計畫費用。

維珍銀河的發射方式

維珍銀河的次軌道太空旅遊，採取空中發射（Air-Launch）的方式，不需要大量燃料即可到達太空；維珍銀河太空旅遊由一架名為白騎士二號的飛機從跑道起飛，飛行到 25 公里高度，在空中太空艙與白騎士二號飛機分離，隨後啟動太空船火箭引擎，以 3 馬赫的速度飛向太空。

2008 年維珍銀河公司完成首次次軌道太空飛行測試，但是在 2014 年 VSS Enterprise 太空船的第四次火箭動力試飛，發生太空船解體災難，調查結果因為人員訓練不足，過早地解鎖可移動尾部空氣製動系統。2016 年推出新設計的 VSS Unity 太空船， 經過六次動力試飛，2019 年首次搭載三名飛行員飛行高度達到 89 公里，根據美國對太空邊界的定義首次到達外層太空。

2021 年 7 月，維珍銀河公司由創始人和其他三名員工為乘客，乘坐太空飛機抵達 86公里高的次軌道太空，完成人類首次太空旅遊示範；規劃再完成另外兩次試飛後，於 2022 年提供定期服務付費客運太空旅行航班。

藍色起源³的發射方式

藍色起源公司在 2012 年之前開始開發軌道載人太空船系統，利用可重複使用的運載火箭進入太空，聲稱成本更低且更可靠。用於進入次軌道和軌道太空的火箭動力垂直起降（VTVL）的 New Shepard 飛行器，多次試飛中，該無人駕駛飛行器都達到了超過 100 公里的卡門線測試高度，並達到了超過 3 馬赫（3,675 公里/小時）的最高速度，太空艙及其火箭 助推器成功著陸。

藍色起源太空船引擎和與聯合發射聯盟（United Launch Alliance, ULA）公司合作開發，名為 Blue Origin 4（BE-4）太空船引擎使用液態氧和甲烷（LOX / Methane）燃料，因此藍色起源公司聲稱自家開發的行程是「最環保的太空旅行」。

駛向國際太空站的民間太空船有哪些？

美國太空總署於 2011 年提出國際太空站的商業機組人員計畫（Commercial Crew Program），由民間競標獎金為 42 億美元。最後選出 SpaceX 公司的龍太空船（Dragon）以及波音公司的星際客機（Starliner）太空船參加計畫。

SpaceX 公司已經完成 2 次運送太空人抵達國際太空站，至於波音公司規劃在8月發射的星際客機，延期發射主要的原因是在發射台進行發射前檢測時，才發現推進系統閥門有問題必須修復，導致星際客機升空將會大幅延遲幾個月。

SpaceX 公司——龍太空船

SpaceX 公司的龍二號太空船⁴設計能夠運送 7 名太空人以及貨運補給，到今年 7 月為止的的總飛行次數達 27 次，其中有 2 次測試飛行，有 25 次底達國際太空站，運送了 6 位太空人以及補給貨物。目前 SpaceX 正在規劃太空旅遊，將很快進入旅遊市場，目前 SpaceX 也積極規劃中。

龍二號太空船配備了 16 個德拉科（Draco）推進器，用於在任務期間為太空船定位，包括遠地點 / 近地點機動、軌道調整和姿態控制。每個德拉科推進器都能夠在太空真空中產生 40.8 公斤的推力。

波音公司——星際客機⁵

波音公司的星際客機（CST-100 Starliner）目前正在準備第一次沒有載人前往國際太空站測試。星際客機最多可容納 7 人，設計目的是能夠在軌道上停留長達 7 個月，並可重複使用多達 10 次任務。2019 年第一次軌道測試，發現軟體錯誤導致姿態控制推進器消耗的燃料比計劃的多，從而無法與國際太空站對接。原本預計 2020 年發射但是，第二次軌道飛行試驗發現軟體問題，改善之後原先預計 8 月會執行沒有載人到太空站測試，但是最近俄羅斯「Nauka科學號」太空艙發生問題，導致星際客機升空延期。

太空旅遊恐促進全球暖化⁶

太空旅遊燃燒推進劑提供了將火箭發射到太空所需的能量，同時也會產生溫室氣體和空氣污染物。

藍色起源火箭使用液態氫和液態氧推進劑。維珍銀河 VSS Unity 使用 的混合推進劑由固體碳基燃料、羥基封端聚丁二烯（HTPB）和液體氧化劑一氧化二氮組成。SpaceX Falcon 系列可重複使用火箭將使用液態煤油和液態氧將龍太空艙送入軌道。

燃燒 BE-3 推進劑會產生水蒸氣，而 VSS Unity 和 Falcon 燃料的燃燒會產生 CO₂、煙灰和水蒸氣。VSS Unity 使用的氮基氧化劑還會產生氮氧化物，這些化合物會導致靠近地球的空氣污染。

大約三分之二的推進劑尾氣被釋放到平流層（12 公里 – 50 公里）和中間層（50 公里 – 85 公里），在那裡它可以持續至少兩到三年。發射和再入過程中的極高溫度也會將空氣中的穩定氮轉化為活性氮氧化物。

這些氣體和顆粒對大氣有許多負面影響。在平流層，水蒸氣分解形成的氮氧化物和化學物質將臭氧轉化為氧氣，耗盡保護地球生命免受有害紫外線輻射的臭氧層。水蒸氣還會產生平流層雲，為這種反應以比其他方式更快的速度發生提供​​表面。

太空旅遊蓬勃發展，導致大量排放的二氧化碳和煙灰到大氣中吸收熱量，導致全球變暖。大氣冷卻也可能發生，因為由排放的水蒸氣形成的雲將入射的陽光反射回太空。消耗殆盡的臭氧層也會吸收更少的入射陽光，從而減少平流層的熱量。

英國研究報告⁶，火箭在同一時期排放的氮氧化物是英國最大的熱電廠的四到十倍 。太空飛行中四名左右遊客的二氧化碳排放量將是長途飛行中每位乘客二氧化碳排放量的 50 到 100 倍。

太空旅遊的下一步，要挑戰太空移民⁷？

2017 年 SpaceX 公司的創辦人伊隆．馬斯克（Elon Musk）在澳洲舉辦的國際太空會議（International Astronautical Congress, IAC），演講「讓生命成為多行星（Making Life Mulitiplanetary）」的太空移民概念，並在 90 分鐘內將其有效載荷運送到地球上的任何地方，擘劃人類的未來太空挑戰。

目前在美國德州的 Boca Chica 火箭發射場組裝星際太空船（Starship）已經到了最後發射前準備階段，太空船高度達 120 公尺，使用液態氧和甲烷作為燃料。這艘太空船可重複使用，能一次將多達 100 人或 100 噸的貨物送入太空。這一次測試將先測試人類第一次在地球上的「異地飛行」，從美國德州發射進入太空，進入太空軌道繞著地球，再返回大氣層降落到美國夏威夷艾島，成為實質上的異地「太空旅遊」，讓我們拭目以待。

外太空探索與科學創新計畫

外太空的環境充斥著太陽輻射或宇宙高能粒子，當太陽表面劇烈活動時，散發出來的輻射或電漿粒子，會造破壞衛星的功能，甚至有時候會威脅國際太空站的太空人的健康。

我國「第三期太空科技發展長程計畫」於2019年1月15日由行政院核定，「外太空探索與科學創新計畫」是規劃項目之一；目前國家太空中心的外太空探索，正規畫地球以及月球的科學探索議題。

參考資料

1. 維基百科，〈Space Tourism〉
2. National Space Society ，〈Charles D. Walker Biography〉
3. 維基百科，〈United Launch Alliance〉
4. SpaceX官網，〈Dragon〉
5. 維基百科，〈Boeing Starliner〉
6. 2020，Eloise Marais ，〈Space tourism: Rockets emit 100 times more CO2 per passenger than flights〉
7. 維基百科，〈SpaceX星艦〉

編按：距離人類第一次踏上月球已經 49 年了，探索月球也一直都是熱門的科幻題材。不過，《火星任務》的作者這次的野心可不只有「探險」了，他直接在上面建造了一座超高科技大城「亞提彌思（Artemis）」！在這座城市裡，不只可以過月球移民生活，你甚至可以到阿波羅 11 號遺址去觀光！（天啊好想揪觀光團！）

以下這篇訪談聚焦在安迪．威爾（Andy Weir, 以下簡稱安迪）的創作構思歷程，讓我們一起探探這座迷人的月球都市到底怎麼從他的腦中建造出來的吧！

暴雷警告：本文含有劇透，還沒看過小說的夥伴請斟酌閱讀喔。

當初你是怎麼想到「亞提彌思（Artemis）」這個構想的？

安迪：

我想要在月球上設計一座城市，不只是設計建築物、想著如何把它蓋出來，還包括整個城市如何運作、它的經濟基礎是什麼、住在那裡面的人平常怎麼生活等等。想像的過程很有趣，但是要把它寫出來的過程可就沒這麼好玩了。

小說最後的呈現方式，和你一開始想的一樣嗎？

安迪：

這個故事其實有三個版本，現在大家看到的是第三版。前兩個版本我覺得寫得沒這麼好，但以後我說不定會偷拿其中的元素來改編一下，所以我還是先保密好了。

這次的主角潔思原本是配角，起初我只是想在故事裡添加一個逗趣的走私販，所以創造了她。後來隨著情節發展，她在不知不覺間變得越來越搶戲，我也越來越喜歡她，於是我想，嘿，乾脆以她為主角來想個故事好了，結果就變成現在這樣。

為什麼你會特別關注潔思？

安迪：

不論是在哪一個版本，只要寫到跟她有關的時候，故事就會開始變得有趣。她就是那種聰明的小混蛋、可愛的小流氓。我很喜歡這種角色，所以寫起來總是很開心。

你怎麼想出建造這座月球城市的技術的？

安迪：

這就是最酷的地方了。建造亞提彌思的技術，都是目前已經在使用的技術。

寫這本書比較像是在做研究，試圖找出在月球建一座城市的最佳方法，而不是發明新東西，所以我才會說很酷。交通費很貴，所以想在月球建造一座城市，應該先考慮如何將材料運送成本降到最低。一座城市很大，當然也很重，所以你得就地取材，而不是從地球把整個城市運過去。所以我才會在月球上蓋煉鋁廠，這樣一來也就有氧氣了。

事實上，月球可以提供很多材料，你只需要有方法和工具。當你抬頭看月亮時，可以看到光滑和凹凸不平的部分。這些凹凸的部分占月球表面的 85%，這一區到處都是鈣長石，可以提煉出鋁、氧、矽和鈣。有了鋁就可以建造堅實的建築，煉鋁的過程還會產生很多氧，足以供給整個城市所需。如果你需要玻璃，月球上有很多的矽，製造過程中又會產生一堆氧。是不很很酷？那些東西就在月球上等著我們去使用，嗯，前提是我們能夠抵達月球的話。

所以這個故事的「虛構」設定，是假設航太產業已經發展得夠商業化，讓近地軌道太空旅行的價錢壓低到一般中產階級都能負擔得起。亞提彌思最大的經濟收益來自旅遊業。當我讀小說時，我會很在意這個虛構世界的「經濟」，就像我會忍不住會去想，這個城市為什麼會存在？那些人為什麼會到那裡去，而不是住在別的地方？諸如此類。對於一座位在月亮上的城市，我第一個想到的就是旅遊。如果是中產階級能負擔得起的價錢，就算得要二次貸款什麼的，我想還是會有很多人會想上去月球看一看的。

所以你實際計算過，在你設定的設些條件下，將人員和物資送上月球需要花多少錢嗎？

安迪：

為了想通月球經濟這東西，我甚至寫了一篇論文。不過我沒有在書中寫到這些理論的東西。我從《星際大戰首部曲》學到一件很重要的事——不要從任何有關經濟學的東西開始一本科幻小說。不過事前做一次完整的研究功課，對我來說還是很重要的。

假設月球和火星有相同的基礎建設，你會選擇住在月球還是火星？

安迪：

把所有條件都考慮進去的話，我還是寧願住在地球上。

我筆下的人物都很勇敢，但我本人其實沒有他們那麼勇敢。如果真得做個選擇，如果這兩個星球上有條件差不多的城市，嗯，我會選擇月球。因為月球離地球比較近，如果真的出了很嚴重很嚴重的差錯，我還可以跑回地球。要是在火星上的話，我就只能靠自己了。

若你想實際比較一下火星和月球的距離，可以假設你站在足球場其中一邊的球門線上，火星在另一邊的球門，月亮大概就在你面前 10 公分的距離而已。

創作一個跟《火星任務》完全不同的新角色，對你來說是一次什麼樣的經驗？

安迪：

嗯，我還是用聰明又屌兒啷當的第一人稱在說故事，這一點沒什麼改變。最大的改變是，我努力去揣摩一個女性的角色，但我不是女人，所以這個角色肯定有很多地方會看／聽起來像個男的。我盡可能地向我的女性好友、向我信任的人徵詢意見，傾聽她們的想法，盡可能塑造出一個更真實的潔思。

此外，潔思這個角色比馬克．瓦特尼有更多缺陷，也有更多故事。你沒有辦法不去喜歡馬克，他是個運氣很差的傢伙，一個人被丟在火星上，但那不是他的錯；而潔思的麻煩大多是她自己造成的，她在這本書中真的是做出很多糟糕的決定。我會說，馬克就像是理想版的我，他擁有我渴望的一切特質，還少了我的缺點和我的神經質。而潔思更接近真正的我，有很多缺點，會犯錯，有小聰明但不一定總是能用在對的地方。正因為潔思更像真正的我，所以每當我聽到有人說「噢，我不喜歡潔思這個角色」的時候，嗯，多少還是有點小傷心啦。

你是怎麼想到讓遊客用「天竺鼠球」去參觀阿波羅十一號遺址的？

安迪：

很有趣對不對！我有想過，要怎麼樣讓完全沒有受過艙外活動訓練的人也可以到月球表面觀光，然後就想到了天竺鼠球和快走背包的點子。當然，這部分是我虛構的，我不太確定要怎麼做出這種球。不過在我的構想中，這顆球很靈活、有彈性，可以看外面看得很清楚，而且可以承受五分之一的大氣壓力。你必須想辦法把它套在身上，然後完全密封，然後你就可以自由活動了，不覺得很棒嗎！

事實上，我不覺得一個未受過訓練的觀光客有辦法穿著太空衣走動，因為那套衣服真的很重。太空人要接受好幾個月的訓練，來學習如何穿著太空衣做出各種動作。但當你穿著它的時後，就算臉很癢也不能抓臉，真的很不方便。所以我想，最適合遊客的還是天竺鼠球了，在球裡面想做什麼動作都沒問題。

當你在寫《月球城市》這樣的故事時，你是如何將這座城市和劇情融合在一起？

安迪：

我會先把這個城市基本運作的一切設定好，然後其實我不是很喜歡為了迎合劇情而改動這些設定，除非我能真的想出一些很棒的東西。大多數情況下，我的思考方式比較像是「喔，這裡有個問題，那我們該如何解決它」。

亞提彌思位在月球上，離地球上的一切都很遠，這跟太平洋中央的孤島有點異曲同工之妙。在月球上沒有任何強而有力的領導組織或法律，任何援助都在幾千里之外。住在那裡的人想要繼續發展下去，就得靠群體的力量，這也是最終讓它變得有趣的原因。

• 本篇訪談內容引用翻譯自 space.com ，原文標題為〈Making a Moon Base With ‘Artemis’ Author Andy Weir〉

《月球城市》中譯版由三采文化出版。

「我想到了！會嚇到我的故事也會嚇到別人，我只需要把夜半時分纏著我不放的那個鬼影寫出來就好了。」

《科學怪人》入選範本小說系列時，出版社希望我提供一篇文章，說明這則故事的緣起。這正合我意，因為我恰好可以趁此機會概略回答別人經常對我提出的一個問題──「當年還是年輕女孩的我，怎麼會生出這麼一個驚悚的構想，並且詳細鋪述？」

的確，我很不喜歡在文章裡現身說法，但由於這篇記述只會出現在一部舊作的附錄，而且我要談的，僅限於和我的作家身分相關的話題，我不至於怪罪自己洩漏了個人隱私。

日內瓦別墅裡，《科學怪人》的誕生

一八一六年夏天，我們造訪瑞士，和拜倫勛爵成了鄰居。一開始，我們泛舟湖上或漫步湖邊，度過許多歡樂時光。當時正在寫《查爾德．哈洛德遊記》 (Childe Harold) 第三章的拜倫勛爵，是我們當中唯一把腦中想法寫下來的人。

「我們各自來寫一篇鬼故事，」拜倫說道；他的提議得到我們四個人一致贊同。這位高貴的作家開始寫了一個故事，最後收編在他的詩作《馬捷帕》 (Mazeppa) 的結尾。

我則忙著「構思故事」──構思一個足以跟一開始刺激我們去做這件事的那幾篇鬼怪奇談分庭抗禮的故事，一個會攪動人們天性中那股莫名的恐懼、讓人們不寒而慄的故事，一個會讓讀者不敢東張西望，而且嚇得血液結凍、心跳加速的故事。如果我的故事無法做到這幾點，那就不配叫做鬼故事。

我整天苦思冥想，卻徒勞無功。面對大家焦急的詢問，我只能以一句乏味的「毫無進展」答覆；我腸枯思竭，靈感全無，作家最大的痛苦，莫過於此。

我們必須謙虛地承認，新事物的發明並不是源於虛無，而是出於混亂；我們首先必須擁有材料，因為發明者可以將含糊而不成樣子的物質塑造成形，卻無法創造出物質本身。有關發現與創造的一切──即便那些想像中的發明──都會讓我們想起哥倫布豎雞蛋的故事。創造力主要在於一個人掌握事物本質的能力，以及他透過事物本質得到靈感後，將靈感塑造成形的本事。

拜倫和雪萊經常展開長談，而我總是虔誠地聆聽他們高談闊論，不發一語。他們談起達爾文醫生的實驗。他將一根細麵保存在玻璃罐中，直到透過某些不尋常的方法，麵條自己動了起來。然而，這畢竟不是生命的創造之道。也許人們可以讓屍體死而復生；電療法已經為這類事情提出了證明：也許人們可以製造出生物的各個部位、加以組合，然後賦予它溫暖的生命。

兩人一直談到深夜還欲罷不能，我們過了半夜才終於回房休息。上床後，我遲遲無法入睡，但也不能說我是在思考。

令人振奮的念頭像光一樣射進我的腦海。

我看見──我閉著眼睛，用敏銳的心靈之眼，看見一個鑽研瀆神之術的學生面色蒼白地跪在他組裝出來的東西旁。我看見一個奇醜無比的人形四仰八叉地躺著，靠著一部強力引擎的運轉，它出現了生命跡象，然後艱難而無力地動了一下。

這故事鐵定會令人毛骨悚然，因為每當人類試圖模仿造物主的偉大機制，總會出現極其可怕的後果。這位邪術學生會因為自己的成功而感到害怕，他會嚇得魂飛魄散，急忙拋下自己親手打造的醜八怪，逃之夭夭。

他會希望，他傳遞的那股微弱的生命火花在自生自滅中慢慢消失，而那看起來如此有氣無力的東西，又會變回一團死肉。然後他就可以安心入睡，相信墳墓的死寂將永遠撲滅這個醜陋死屍的短暫生命，雖然他曾經將這團死肉視為生命的搖籃。

他睡著了，但從睡夢中驚醒；他睜開雙眼，看見那個可怕的東西就站在他的床邊、掀開床簾，用那雙黃濁、濕濡而充滿疑問的眼睛盯著他。

我在驚恐中睜開雙眼。這個構想占據了我的心，戰慄的電流在我身體裡亂竄，而我希望用周遭的現實環境，趕跑我幻想出來的那個恐怖畫面。我現在依然能看見那一切：那個房間、那深色的木條鑲花地板、緊閉的百葉窗，以及勉強從百葉窗縫隙鑽進來的月光；我也知道窗外就是那平靜如鏡的湖泊，以及雪白高聳的阿爾卑斯山。然而，我無法輕易擺脫那恐怖的幻影，它依然糾纏著我。

我必須想點別的事情。我又想起我要寫的那篇鬼故事──我那沉悶而令人失望的鬼故事！噢！我要是能寫出一篇可怕的故事，讓讀者像我這天晚上一樣心膽俱裂，那該有多好！

「我想到了！會嚇到我的故事也會嚇到別人，我只需要把夜半時分纏著我不放的那個鬼影寫出來就好了。」

隔天，我向大家宣布我想出了一個故事。我當天就開始動筆，以「十一月的一個陰沉夜晚」作為開頭，只想如實記錄我在夢寐之間見到的那些恐怖情景。

一開始我只打算寫下短短幾頁──一則短篇故事；但雪萊鞭策我拓展構想，寫出較長的篇幅。我的丈夫確實沒有對書中任何事件或甚至任何心理描寫提出建議，但如果沒有他的激勵，這篇故事絕對不會以今天這個面貌呈現世人眼前。不過，我的這個聲明並不包含序文。就我記憶所及，序文完全出自我丈夫之手。

現在，我再次將我這個可怕的孩子公諸於世，願它一路平安順遂。

我對它的感情很深，因為它是我在幸福快樂的日子裡誕生的作品。

那時候，死亡和悲傷對我來說只是紙上談兵，沒有在我心裡引起真正的共鳴。書中有數頁篇幅描述我們的許多次散步、許多次馬車之旅和許多次對話；當時的我並不孤單，而如今，我再也見不到我的伴侶了。不過，這些聯想是我個人的事，和我的讀者無涉。

關於我所做的修改，我只想再說一句話。這些修改基本上只是潤飾而已；我沒有更動任何情節，也沒有添加新的構想或情境。我修改了枯燥得足以影響小說趣味性的文字，而這些更動幾乎都在第一卷的開頭。自始至終，我修改的部分都局限於枝節末葉，完全沒有動到故事的骨幹與核心。

瑪麗．吳爾史東克拉芙特．雪萊

一八三一年十月十五日，寫於倫敦