[中配]為甚麼人類永遠無法達到二級文明

十萬兩千零二十三年 一顆和冥王星一樣大的巨型隕石正在接近太陽系 它正直直飛向地球 但當這顆隕石穿越土星軌道時 一群小型探測器向它靠近 掃描顯示該物體上沒有礦物 因此探測器空手而歸 與此同時 太空安全中心和阿拉斯加的軍事人員正在架設激光 太陽系目睹了一次突然的要班 矮小的隕石消失得無影無蹤 現在除非木星上的輕礦工 在社交媒體上發佈另一場毀滅的視頻 否則這就是人類最終成爲 Kardashev規模的二級文明石世界的模樣 我們將擁有幾乎無限的能源儲備 能夠爲星際飛行做準備 或是瞬間消滅任何危險 但人類真的會安全嗎 那麼什麼能摧毀一個二級文明呢 要達到卡爾達肖夫等級的第二級 人類必須學會不僅從地球上的能源獲取能量 還要直接從太陽中提取能量 我們說的不是普通的太陽能電池板 而是圍繞恆星構建的整體巨型結構 戴森球 這個設計最早是由普林斯頓大學教授 弗里曼·戴森在1960年提出的 用現代的話來說 戴森球實際上是一個圍繞恆星 及其最近行星的巨大殼層 這樣一個球體將收集所有恆星的能量 並將其轉化爲電量 同時以紅外輻射的形式釋放出一部分熱量 這個巨型結構的半徑達到了一個天文單位 也就是地球到太陽的距離 材料的厚度約爲三米 這樣一個龐大結構可能出現什麼問題 老實說幾乎所有事情 如果我們試圖建造一個戴森球 第一個顯而易見的問題就是資源 事實是我們大約需要10的24次方 到1.5的24次方噸的材料 作爲比較 這是太陽系中最大行星木星的質量 所以爲了建造一個戴森球 人類必須處理所有能夠到達的小行星 然後我們還需要拆解幾顆炎炙行星 以獲取材料 但這並不只是與一些龐大的資源量有關 問題是結構本身必須是一個完美的球體 否則太陽的引力會把它壓縮成一個鋁箔球 球體的材料也必須極其堅固 畢竟即使是被認爲比石墨烯更可靠的最先進碳化物 也不適合這個目的 但即使我們成功建造了這個巨型結構 它依然會非常不穩定 事實是戴森球內部的星星必須完美居中 如果比如說外部的隕石撞擊結構 稍微改變了它的位置 球體就會開始漂移向太陽並崩潰 這是否意味着完全不可能建造這樣的巨型結構 不完全是 事實上人類誤解了弗里曼·戴森 它的球體不是一個固體結構 而是一組圍繞恆星形成的小型衛星群 它們捕獲太陽的輻射 並通過無線傳輸將能量發送到地球或其他接收器 這樣的戴森群聽起來更現實一些 當然我們需要能夠實現無線能量傳輸的技術 不過這種結構所需的材料將遠遠少於一個實心球體 此外衛星群的穩定性將大大增強 但如果你認爲戴森這個潛墜僅僅與球體或星群相配 那你就錯了 還有一種戴森氣泡 它是一種衛星系統帶有不旋轉 但似乎在星星周圍懸浮的太陽帆 另一個選擇是戴森殼 這是一種可以在內部居住的球體 還有波克羅夫斯基殼和尼文環 它們也可以成爲戴森球的替代方案 但無論人類選擇哪一種方案 我們都會面臨問題 即使是建造一個環狀結構或一個衛星系統 人類也需要比地球上現有的資源多得多的 所以我們別無選擇 只能去別處尋找材料 雖然摧毀幾顆小行星不會對我們的系統造成傷害 但對行星而言情況就不一樣了 比如如果我們決定拆解金星或火星以獲取材料 我們就有可能改變我們自己星球的軌道 此外如果我們建造一個完備的戴森球 來自太陽的光就無法到達地球軌道之外的行星 那樣的話我們絕對可以放棄殖民火星或探索冥王星的想法 此外第一次太陽要斑可能會部分失效 圍繞太陽的任何矩形結構 但這甚至不是這裏最關鍵的事情 我們這顆星星每秒產生大約四乘以十的 二十六次方焦耳的能量 即使一個戴森球或戴森群只能截取大約百分之十的能量 那仍然是巨大的能量 也就是說在一秒鐘內 這個矩形結構所收集的能量 是人類當前每天消耗能量的四十萬億倍 而且需要以某種方式進行傳輸和存儲 最有效的方法是將陽光轉換爲反物質 然而這給人類帶來了新的挑戰 因爲我們還不知道如何儲存反物質 假設有幾種方法 第一種是建立磁場陷阱 以防止反物質與物質接觸 第二種方法是將其保存在超低溫環境中 但是這兩種儲存設施 在處理大量不穩定的反物質時 都不會是百分之一百可靠的 而且如果我們犯了錯誤 風險將是比核爆炸更嚴重的爆炸 畢竟當反物質與物質接觸時 它們會相互湮滅並釋放出大量能量 看起來戴森球的每一步都可能出現問題 真的是字面上的每一步 從設計階段到生產和隨後的能量儲存 但是讓我們想象當人類成爲二級文明時 我們將會更加深刻地理解物理 併成功構建一個無限的能源源 我們的煩惱就會到此爲止嗎 我希望如此 這種二級文明將把這麼多能量花在何處呢 例如所有行星衛星和其他太陽系天體的發展 人類將能夠在冥王星帶開採礦物 在木星收集氫氣 或者在火位一上種植牛油果 更重要的是藉助先進的水培技術 我們可以將火星及其衛星變成一個巨大的自動化農場 像石墨烯和氣凝膠這樣的新材料將變得如此普及 以至於它們將取代塑料 在它們的幫助下 人類將能夠創造出具有更好輻射保護能力 能抵禦極端溫度和太陽風的先進宇航服 此外這些材料可能會被用於醫學 人類將永遠忘記骨折和骨骼問題 因爲我們能夠用它來強化骨骼 除此之外 基因修改將變得非常普遍 你可以把你的皮膚顏色換成綠色 或者在任何美容院找出一對觸手 但最有趣的是 這種二級文明可能根本不會擁有我們習慣的電腦 智能手機和類似的電子設備 它們可以被微小的芯片所取代 這些芯片應用於腦機接口等新技術中 它們將讓我們通過思維來操作這些設備 連接互聯網輸入文本 或者在社交媒體上分享我們記憶的片段 同時它將讓我們可以瞬間獲取任何信息 並幫助我們加快思維過程 對於那些拒絕在大腦中植入芯片的陰謀論者 新技術將以眼鏡的形式出現 就像改進版的骨骼眼鏡 但最重要的變化將在安全領域 當人類成爲二級文明時 像巨型小行星這樣的太空威脅 相反 任何來自阿爾特雲或星際空間飛向我們的隕石 都將成爲潛在的新資源來源 但如果這個物體對地球構成直接威脅 人類已經具備了一種有效武器 可以在幾秒鐘內摧毀它 我相信科學家們不會抵擋住 建造這樣一個死亡星球形態裝置的誘惑 它將是一個直徑約爲160公里的球形衛星 圍繞地球orbit 裏面會有一個承放反物質的坦克 當地球探測到一個危險的小行星逼近時 死亡星會向其發射反物質束來摧毀這個太空物體 施加一個稍大於維持物體結構的引力的力就足夠了 爲了實現這一目標 發射的反物質質量 必須約爲隕石質量的200百萬分之一 例如小行星阿波菲斯曾多次極其接近地球 質量約爲270億千克 因此摧毀它所需的反物質不到5公斤半 想象一下 藉助這樣一個死亡之星 我們將能夠摧毀任何威脅 甚至是彼此 畢竟二級文明仍然會有一定的國家劃分 儘管與現代的國家劃分會有顯著的不同 在任何政治體制中 總會有一個局外人 他們總是無法安寧 直到摧毀並重塑周圍的世界 想象一下 如果這樣的人獲得了一種 能夠將太空物體粉碎成塵埃的武器 會發生什麼 然而實際上對人類最大的威脅 將不僅來自內部 而是來自外部 看起來二級文明肯定會保護自己 至少是免受外部威脅 畢竟有了那些新武器 我們可以瞬間摧毀任何進入太陽系的物體 但當其他外星文明的代表造訪我們時 人類將doomed 如果他們來到了太陽系 那就意味着 他們已經達到了 卡爾達肖夫亮表的下一個級別 即第三級 這時 星際旅行的機會就會開啓 這樣的文明 不再僅僅從自身的恆星提取能量 而是從整個銀河系的各種源頭獲取 如果它真的表現得很具攻擊性 我們的死亡之心 看起來就像一個拿着水槍的孩子 面對一支重武裝的軍隊 因此 二級文明的首要任務之一 就是不暴露其存在 這幾乎是不可能做到的 這一切都是因爲Dyson Sphere 問題在於 圍繞太陽的任何矩形結構 無論是球體 群體 氣泡 還是環 都將以紅外輻射的形式 發出所收集的一部分能量 正是這種輻射 會使我們在外星文明面前 非常顯眼 我們的科學家 已經在調查紅外輻射的來源 試圖在宇宙中 尋找二級文明的蹤跡 2015年 賓夕法尼亞大學的傑森·賴特 在GHAT項目的框架下 研究了十萬多個銀河系的紅外線範圍 他沒有發現任何先進文明的蹤跡 這是否意味着 在這些星系中 沒有任何智能生命 最有可能的是 相反 它們確實存在 但由於某種原因 它們正在躲避外星研究者 但在2021年 另一位科學家 曼徹斯特大學的邁克爾·加雷特 和中國科學院的陳弘英運氣更好 並發現其中四個的紅外輻射 比預期的要高 這四個星系中 有兩個擁有自然來源 來解釋這個謎團 但另外兩個則沒有 加勒特認爲 這種輻射強度 可能是由於這些星系中 大量的塵埃所導致的 但如果這些塵埃 是那裏存在高級文明的證據呢 加州大學的研究員布賴恩·拉基 相信先進的文明 可能仍然可以 安靜地提取一顆恆星 甚至整個銀河系的能量 而作爲一種 替代戴森群的方法 智能塵埃 幫助它們實現這一目標 根據拉基的說法 這是一群 自我複製的納米機器人 它們像我們熟悉的 巨型結構一樣 收集星星、星雲 和其他來源的能量 這種塵埃的工作效率 遠高於戴森球 因爲它不是集中式的 可以爲銀河 不同區域的殖民地 提供能量 當你發現 星際旅行 並需要在遙遠星系中 設置充電點時 這尤爲重要 但即使人類 能夠在二級文明階段 開發出智能塵埃 這也很難讓我們不被注意 如果敵對文明的艦隊 向地球襲來 我們只有一件事可以做 逃跑 不過儘管二級文明 尚未掌握星際旅行 但幸運的是 人類有幾種方法 可以從雷達上消失 不過我們必須帶着 整個太陽系一起走 戴森球並不是我們未來 唯一能夠建造的巨型結構 另一個對我們來說 很有價值的發明 將是星際發動機 在它的幫助下 我們將使太陽和所有行星 沿着給定的軌跡移動 但我們怎麼能 移動整顆星星呢 事實上 有好幾種選擇 第一個是 舒卡伯夫推進器 以及開發者 蘇聯工程師 利昂尼德 舒卡伯夫的名字 命名字 這種恆星引擎 儘可能簡單 它由一個 繞太陽運行的巨型鏡子 和一種光帆組成 這個巨型結構 應該是靜態的 意味着 它並不是圍繞恆星旋轉 而是懸掛在一個地方 因此 太陽輻射將變得不對稱 在與帆相對的一側 會更強 這就是推力產生的方式 迫使我們的太陽 朝帆方向移動 與此同時 太陽系中的行星 和其他物體 也將隨之移動 但我們能通過 Shaktov推進器 逃離我們那些 好鬥的鄰居嗎 如果帆本身反射了 正好一半的太陽能 它將產生約 128乘以10的 16次方牛頓的推力 這令人印象深刻 不過這對我們沒有幫助 事實上 憑藉這種推力 太陽系將在大約 100萬年內 達到每秒 20米的速度 而在這段時間內 我們只會覆蓋 三百分之一光年的距離 只有在十億年後 我們的速度 纔會提高到 每秒20公里 而在此期間 我們大約會穿越 銀河系的三分之一 看來以這樣的速度 人類是無處可逃的 但幸運的是 Shaktov推進器 並不是我們唯一的選擇 來自伊利諾伊大學的 天文學家 利用太陽等離子體 將太陽 推向特定方向 Kaplan推進器 實際上是一個 巨大的噴氣發動機 應該位於恆星旁邊 每秒消耗 約1000公斤的等離子體 整個結構 將不斷朝向太陽移動 從星球的另一側 發射出等離子束 從另一側 噴出氧同位素的射流 這樣一來 發動機將真正地 推動太陽向前 而這種方法 比Shaktov的帆 要高效得多 畢竟 Kaplan推進器 將在僅僅500萬年內 讓太陽達到 每秒200公里的速度 因此在100萬年內 我們將能夠覆蓋 超過30光年的距離 這意味着 我們將在13萬年後 經過離太陽系 最近的恆星比林星 那我們可以走得更快 耶魯大學的 亞歷山大·斯沃羅諾斯提議 將Shaktov和Kaplan的 推進器 結合成一個 單一的矩形結構 即斯沃羅諾斯新拖船 如你所見 我們正在目睹一場 以科學家命名的 引擎的真實對決 我認爲只有戴森的拖車 才能結束這一切 但現在 讓我們來看看 這是什麼樣的拖船 斯沃羅諾斯提議 安裝一個 太陽能驅動的引擎 來替代Shaktov的帆 因此它將在字面上 充當拖船 拖動星星前行 在理論上 斯沃羅諾斯的星際拖船 將能夠將太陽 加速到光速的20% 這略超過8000公里每秒 然而 要達到這個速度 發動機將需要 消耗大量燃料 以至於 太陽會變成周邁星 因此 人類仍然能夠逃離 三級文明的飛船 但代價是什麼呢 無論如何 我們還有一個 逃離這一可怕現實的選擇 字面上 你還記得我告訴過你 可以替代戴森球 或蟲群的智能塵埃嗎 這些含有納米電子的 微小塵埃粒子 可以相互連接 形成一個網絡 SGR研究所的科學家 塞斯·肖斯塔克 和皇家天文學家 馬丁 也私認爲 一個先進的文明 可以將其意識 上傳到這樣的網絡中 如果人類成功 我們將在銀河系的 每一個角落 同時存在 而我們的星系 將會真正地甦醒 你呢 你願意把自己 上傳到一個 微小的宇宙塵埃中嗎 在評論中分享