科幻作品為什麼都是寫移民到火星上？
火星有什麼適合移民的特點？
這是因為時代的局限性。我們現在知道火星沒有任何適合移民的特點，還有一些不適合地球型碳基生命的特點，但大部分關於移民外星球的科幻小說是在知道這些之前創作的，不能奢求作者掌握超越時代的知識。
19世紀，一些天文學家和天文愛好者用現在看來很是簡陋的望遠鏡觀察火星，發現火星上有一些疑似地形的條紋、明暗變化、顏色變化，引起一些人幻想火星上有季節、植被、城市乃至運河。這催生出一批關於火星智能生命的作品，尤其是威爾斯的名作《世界之戰》，在廣泛的讀者群體里形成了火星能夠支持高等生命存活的印象。從這些讀者中成長起來的新一代作家寫了更多的這種故事，將火星可以居住變成了刻板印象。在科幻作品裡，火星殖民地的總人口經常突破百萬。
現實不是人們的美好願望里那個樣子。火星的環境對地球生物是致命的，將它改造得像地球需要至少一千年時間和天文數字的投入（後詳），在近未來無需考慮。在本世紀，火星上種植的農作物需要被溫室完全覆蓋以隔絕火星的低溫和低氣壓、使用處理過的土壤或水培（火星土壤不能直接支持植物生長）。SpaceX的計劃是40~100年內達到讓一百萬人自給自足的水平——這很難兌現。
火星地表的重力大約是地球的37.5%，長期生活在這樣的低重力環境會造成不可抵禦的傷害，還可能破壞人的生殖能力。火星地表強烈的輻射對人是致死性的。生活在火星地下或建設具有輻射屏蔽作用的厚重基地可以減緩輻射的損害，但隨著在火星上生活的時間延長，癌症發病率將出現幾何級數上升。
人類是否可以在火星上完成繁衍目前是一個開放性問題。火星的強輻射對人類胚胎沒有任何好處。雖然精子可以運動，但由於低重力，發育中的胚胎在子宮裡的位置將偏高，可能對孕婦的橫膈膜產生壓迫、引發呼吸困難。低重力環境也可導致妊娠階段異常，出現大量早產。
在可預見的未來，所謂火星基地里的人們不得不一直生活在採用人工光源的地下設施或厚重掩體里，整月不見天日，最大限度控制外出時間。長期生活在封閉環境將導致其它健康問題：精神沮喪，視力減退，高血壓，缺乏外界刺激引起的反應遲鈍和注意力渙散。
此外，火星基地和空間站一樣缺乏微生物多樣性，對維持人體微生物菌落平衡也有害。
火星軌道上的太陽輻射強度約為591~594瓦每平方米，約為地球軌道上的43.3%。由於火星軌道偏心率比地球大（達0.09），接收的太陽輻射強度隨時間變化幅度較大，加之衛星與著陸器受運行軌道、火星大氣、火星自轉等影響，能利用的太陽輻射要比這少。根據NASA實測，火星同步衛星隨火星繞太陽一周的時間內，在其軌道上接收的平均輻射強度約為311瓦每平方米（包括斜對太陽導致的強度減弱和被火星遮擋）。對於降落在火星赤道上的著陸器，由於晝夜變化和火星時常有沙塵暴等天氣影響，每個火星年接收的平均輻射強度只有同步軌道上的約六分之一，你當做52瓦每平方米就可以了：這微弱的光照就是人類在火星上的主要能源了（火星大氣稀薄，風能效率更低）。
根據NASA估計，在火星赤道上居住時，每個人需要約64平方米的效率為28%的太陽能板提供的電能，才能過跟地球上相似的生活（人均年耗能8000千瓦時）。這還只是為小規模科考行動做的打算。談在火星大規模居住（特別是在火星地下居住），一百萬人需要的64平方千米太陽能電池板只是毛毛雨，農業那壓倒性的使用面積與能耗會成為嚴重問題。
在維持生命所需的能量方面，一個人純素食的話每天要服食約3千克穀物和蔬菜，生產肉類來食用的能量效率是直接吃植物的十分之一。因此，100萬人的居住區平均每天要生產出至少3000噸穀物和蔬菜，每26個月約238萬噸[1]。這麼多食物是無法期待從地球上運輸的，只能在火星上種植。
在地球上，一個人純素食需要的最低耕地面積為600平方米，想吃到肉類或蛋類就需要更多的耕地面積，目前全球人均耕地面積為3200平方米，中國人均耕地面積為867平方米。而火星的光照情況遠遜於地球——你可以想像接下來會是什麼情況了。
地球植物光合作用的理論效率極限是百分之十三，實際上只有百分之一程度[2]。植物身上又只有一小部分可以給人作為食物，例如一棵玉米或小麥身上人可以吃的部分只有約百分之一，這樣植物性食物的效率是萬分之一。
一個人躺在床上睡大覺，新陳代謝的平均功率約為67~87瓦。過正常生活的人，新陳代謝的平均功率約為120瓦。一百萬人正常生活的新陳代謝功率約為1.2E8瓦，按照萬分之一的農業生產效率，對一百萬人來說農業的最低能量輸入是1.2E12瓦。對於平均光照效率是52瓦每平方米的火星赤道來說，即使農業技術保證植物在每個白天儘可能地接收太陽照射、收割速度極快且全無浪費，一百萬人需要的最低限度的溫室總面積也會達到23077平方千米——這個溫室總面積，已經超越了在地球上中國大陸現有的溫室設施總面積！
光是建設和維持這樣巨大的溫室群，就已經不是40年里能做的事情了——連建設它的錢都不知道從哪裡來。但這還不算完。在這麼巨大的耕地面前，一百萬人撅著屁股耕作是沒用的（何況那還增加他們的能耗），需要大機器整地、播種、管理、收割，需要化肥，需要運輸系統。要知道，人類文明在地球上2%程度的能耗是用來生產氨水作為化肥的合成材料了。
也有好消息：這麼多植物進行光合作用產生的氧氣給一百萬人使用是綽綽有餘的（它們足夠支持1667萬人呼吸），多出來的氧氣可以往火星大氣里排放。
關於改造火星的困難與低價值，以下截圖引自《巫師、外星人和星艦》：
以上是對火星地球化改造的困難與低價值的簡單介紹。
可以看到，相當樂觀的學者認為改造火星要花超過300年、或許長達30000年的時間，1E25~1E26焦耳的能量，這能量約為現在每年全球能耗的10萬~100萬倍。即使改造火星只要1000年時間且發電成本變成現在的千分之一，從現在開始需要每年投資2020年不變價1000億美元、連續投資一千年，在年通貨膨脹約3%的情況下會成為天文數字。人類並不一定能存在到這個工程結束。
就像上面的截圖裡談到的那樣，無論是科幻小說還是科研報告，人們經常考慮將火星冰蓋的二氧化碳釋放到大氣里。但NASA資助的一項研究已經發現火星表面的二氧化碳總量並不足以讓火星有你想要的大氣：
拿核武器去炸也是一樣的：你把火星極地冰蓋炸了也只能將其大氣密度從地球的0.6%提升到地球的1.2%程度，整個火星地表的二氧化碳全部弄出來也只能達到地球大氣密度的7.5%。
無論你認為人類今後的發展是順利還是不順，人類可能永遠不需要大量居住在火星上。地月拉格朗日L1基地、月球掛繩、火衛一雙側長繩之類比「火星科考站」更值得建設。人類現在的社會形態和身體能力還沒達到要考慮「太空資源」的時候。照目前的不可持續發展和瘟疫流行、社會分裂的狀況，用不了幾百年我們就可能自我毀滅。所謂「去太空開拓新的生存空間」，不是說「地球裝不下的人口扔到天上去」，而是在地球上發生災難性的戰爭、超級傳染病、嚴重天體撞擊或巨大火山爆發等全球性自然災害、失控納米機械風暴等狀況的時候，讓人類還有延續下去的可能。執行這個任務的居住區根本就不需要什麼幾百萬人，幾百個人就夠多了。
能夠進行宇宙航行的技術可以輕易建造巨大的太空建築。不鏽鋼就可以撐起10萬倍地球表面積的片狀剛性體，行星支持生物圈的能力根本就是垃圾。
在有限技術下的太空環境中，水是最有價值的東西之一。你可以把它分解成氧氣和氫，用於呼吸、推進劑、燃料電池。你可以喝水，也可以用水支持藻類生產食物。水也可以用來保護你免受輻射。將水從地球送入軌道確實很貴，所以規劃太空居住區的人們首先要考慮從哪裡取水。月球環形山的陰影里有大量的水冰，而火衛二在數百年內可能成為重要的水供應中心，並順帶發射硅酸鹽、金屬和碳，需要的速度改變數遠小於從月球上發射。
小行星帶非常稀薄。實際上，以人的視力，站在一個小行星帶天體上很難看見其它的小行星帶天體。整個小行星帶的總質量只有月球的4%。儘管如此，我們已經知道超過200顆直徑大於100千米的小行星，還有70萬~170萬顆直徑大於1千米的小行星。其中，小行星16 Psyche幾乎是純粹的鐵鎳合金，大概可以搞個礦場。
在人類有效抵達巨行星與冰巨星的時代，我們可以在這些天體附近建立資源工廠和空間居住區。如果有少數人就是喜歡住在火星上，土星環的冰可以被投向火星來為其增加水量。小天體的軌道距離太陽越遠，射向火星需要的速度變化量就越小——當然，這對射向地球也適用。為了防止有人蓄意破壞，主要航天勢力得在這些星環附近設立基地並互相牽制。在大型工業與軍事基地建立起來後，服務業站點會跟著發展起來。
參考
- ^而且，根據現代地球上的情況，30~50%的食物會被人們浪費，因此每26個月要搞出476萬噸食物才能安心
- ^這還是少數很厲害的植物，大部分低於0.5%
不是「都」。
早期科幻小說有大量作品是描寫移民月球或者月球上外星人的情況。最早（20世紀二三十年代及之前）的一些月球殖民小說按今天的「常識」來看非常不真實：有大氣，有生物圈，甚至有智能生命（忘了看過的小說名字）。到了空間探測發展到一定程度，對殖民月球的描寫開始偏向真實，比如海因萊茵的名作《月亮是個嚴厲的女人》。
而早期描寫火星的小說也是如此。由於望遠鏡觀測發現火星上疑似運河的構造，大眾長期對於「火星上存在宜居生物圈、存在生命甚至智慧生命」這件事一直是深信不疑，火星殖民題材的小說也因此長盛不衰。喬治?威爾斯的名作《世界大戰》改編的廣播劇在美國首播時，曾一度引發真實的恐慌——民眾真的以為火星人侵略地球了。殖民火星的代表作《火星編年史》中，人類對火星環境也只是略加改造。
直到水手4號到達火星，拍回了火星表面荒蕪的景象，這種「不切實際」的認知才算結束。
但就算如此，改造火星成為宜居星球的小說依然存在，比如金·斯坦利·羅賓的火星三部曲。畢竟是距離地球最近的類地行星之一，想像一下總歸可以。
金星，作為另外一顆距離地球較近的類地行星，待遇卻是天差地別。究其原因，金星上濃厚的大氣阻止了自地球上的直接觀測，那麼有運河的火星，自然搶走了什麼都沒發現的金星身上的關注度。
到了蘇聯的金星系列和美國的水手系列探測活動之後，人們也終於發現了金星同樣不適合地球生命居住。
當然，描寫金星殖民和金星生命、金星人的小說也不是沒有，比起火星來少太多了。
傑克威廉森寫於50年代的的《CT飛船》可以算是太陽系內移民目標想像的集大成之作：美國佔據著月球，蘇聯佔據火星，歐洲佔據木星的數顆衛星，某東方國家佔據金星——用今天的眼光看，可能只有木星的衛星還繼續保有可能性。
海因萊茵：嚴厲的月亮京東￥ 32.80去購買?
世界大戰 威爾斯科幻小說集京東￥ 59.00去購買?
電子書火星編年史作者 雷·布拉德伯里￥ 31.99去查看?
火星三部曲 紅火星+藍火星+綠火星京東￥ 116.00去購買?
兩方面原因，文學傳統，技術限制
由於早期天文觀測技術的落後和大眾科普的問題，導致早年的科幻小說喜歡選擇火星作為外星人的來源地，地球移民也是以火星為主。相比之下，金星受到的關注就小的多。我有點懷疑「過去更傾向於移民金星」這種說法，因為蘇聯飛船到金星之前，火星就已經是科幻的主流了，寫金星移民的作品印象中有幾個但是不太出名。
現代宇航計劃選擇火星則是因為純粹的技術問題。
金星環境太惡劣，目前沒有能力解決。火星的稀薄大氣起碼沒有害處。
月球太小，重力太低，資源種類太少，火星上至少還有二氧化碳大氣，可以製造氧氣和甲烷，如果冰比較多的話連氫和水都能解決了，飛船可以空載降落，就地製造燃料，這是月球不可能做到的。在很長一段時間裡月球都只能作為地球文明的附屬物存在，不能像火星那樣獨立發展。月球重力只有地球六分之一，常住有點麻煩，火星有三分之一G 。
從資源來說，最好的是木衛二（歐羅巴）和土衛六（泰坦），有水和氮。問題是這兩個衛星太遠了，而且處於木星土星這兩個巨大行星的引力範圍內，運輸成本太高。距離太遠陽光不足也是個問題，可能那兩個行星只能發展地下文明了。科幻作品中，木衛二和土衛六是作為資源地而非殖民地，向火星和月球提供水和氮。
雖然目前人類還不具備移民火星的能力，但是在現有科學框架下展望未來，月球和火星是最簡單的。改造火星增加大氣層的技術遠遠超過人類現在的能力，但至少不違背現在的科學常識。相比之下木星土星衛星的技術跨度有點大，你按照現在的解決方案往下想，總會遇到一些違背基礎科學的東西。
以人類目的的科技水平，當然做不到星際移民。但至少，火星比其他的星球，難度似乎更小一點，起碼它的環境不那麼變態。
你掰著手指頭數吧：以人類的能力，飛出了地球，還能去哪？
往火星移民，大多是致敬。
科幻有一個重要起源，就是1938年百老匯搞的一個廣播劇，講火星人入侵地球的，以189幾年的一個小說大戰火星人改編的。
當年搞得太真，大家又太單純，引起真的大騷亂，以為真的火星人入侵的。這之後火星人的梗就一直流傳在科幻領域。是科幻歷史上幾個經典形象之一。
現代科幻移民一般都是去三體那個星系，也就是比鄰星，這是目前為止找到的可能離人類最近的宜居地，三體也是用了這個設定。包括文明系列，都是如此。
推薦閱讀：
