原文地址：http://www.bbc.com/future/story/20190719-the-greatest-long-term-threats-facing-humanity
文明究竟可以存在多久？為了繁榮數(shù)十億年，需要解決一些棘手的問(wèn)題，從太陽(yáng)的死亡到物質(zhì)的衰變。
作者：安德斯·桑德伯格
2019年7月19日
我們能真的知道遙遠(yuǎn)未來(lái)的任何事情嗎？如果我們連下個(gè)月下雨都不能肯定，預(yù)測(cè)數(shù)十億年看起來(lái)就不太現(xiàn)實(shí)。
然而，不是所有的事情都如同天氣那樣混沌：即使預(yù)測(cè)十分遙遠(yuǎn)的未來(lái)有時(shí)也是可能的，特別是在天體物理和宇宙學(xué)上面。我們可以肯定2090年9月23日在英國(guó)會(huì)發(fā)生一次日全食，因?yàn)樵铝?、太?yáng)和地球運(yùn)動(dòng)在恒定可測(cè)的軌道上，擾動(dòng)十分微小，引力定律經(jīng)過(guò)了良好的檢驗(yàn)。類似的，我們可以利用已知的天體物理學(xué)預(yù)測(cè)宇宙膨脹時(shí)有可能發(fā)生的事情。
這種方法可以被稱為“物理末世論”，這個(gè)詞匯被天文學(xué)家馬丁·里瑟用來(lái)形容采用天體物理學(xué)建模預(yù)測(cè)宇宙未來(lái)的走勢(shì)。里瑟借用了神學(xué)的概念，“末世論”是研究世界末日之類終極問(wèn)題的學(xué)問(wèn)。這個(gè)問(wèn)題上的經(jīng)典文獻(xiàn)是弗里曼·戴森1979年關(guān)于開(kāi)放宇宙中的生命問(wèn)題，他描繪了在遙遠(yuǎn)未來(lái)可能或也許事關(guān)人類存亡的災(zāi)難，從太陽(yáng)的死亡到銀河中星星的脫離。
問(wèn)題1：比其他的哺乳動(dòng)物活得更好
哺乳動(dòng)物種的通常生存周期大約是100萬(wàn)年左右。除了核戰(zhàn)爭(zhēng)和基因工程導(dǎo)致的大規(guī)模流行病，人類明顯還有其他需要立刻解決的問(wèn)題：現(xiàn)在自然的滅絕速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于我們給自己造成的風(fēng)險(xiǎn)。
即使我們解決了目前的生存風(fēng)險(xiǎn)和持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，我們依然需要面對(duì)周圍存在的其他挑戰(zhàn)。
首先，在數(shù)萬(wàn)年內(nèi)，我們必須應(yīng)對(duì)當(dāng)前這個(gè)間冰期的結(jié)束：我們生活在一個(gè)漫長(zhǎng)的冰期中的短暫間歇里。我們的祖先熬過(guò)了冰河時(shí)代，所以這可能不是什么大問(wèn)題，只是當(dāng)時(shí)他們是游牧的狩獵采集者，而不是一個(gè)全球文明。
我們還可能會(huì)面臨不同地質(zhì)時(shí)代的氣候劇烈變化。在過(guò)去，地球不僅僅曾經(jīng)更冷，可更熱過(guò)。在始新世，氣溫比現(xiàn)在暖和10攝氏度，北極長(zhǎng)著棕櫚樹(shù)，游著短吻鱷，赤道地區(qū)則熱到無(wú)法讓缺乏保護(hù)的人類生存。在過(guò)去還有過(guò)“雪球地球”的時(shí)代，當(dāng)時(shí)整個(gè)地球都幾乎被冰雪所覆蓋。
接著還有超級(jí)火山噴發(fā)、隕石墜落、伽馬射線爆發(fā)，或緊急生態(tài)紊亂的危險(xiǎn)，我們知道這些導(dǎo)致了每1億年的自然超級(jí)滅絕。
最終，智人也許無(wú)法作為一個(gè)物種存在，因?yàn)槲覀兛赡軙?huì)進(jìn)化成別的什么東西。我們?cè)诓粩嘧儺?，成為自然選擇的對(duì)象（即使在當(dāng)今良好的衛(wèi)生條件下，道路交通事故也會(huì)慢慢選擇出那些可能在年輕時(shí)就殺死自己的人），現(xiàn)代生物技術(shù)也能讓我們專門調(diào)整自己的基因。更不要提那些讓我們與人造物體相集成的技術(shù)了。數(shù)百萬(wàn)年后，我們不大可能保持現(xiàn)在的模樣，除非我們故意決定保存基因，在地質(zhì)時(shí)間表上固定不動(dòng)。
如果“我們”身處10億年之后，我們會(huì)擁有可任意維持的文明來(lái)應(yīng)對(duì)星球級(jí)別的災(zāi)難，在地質(zhì)時(shí)間內(nèi)未雨綢繆，可能與我們的區(qū)別就和我們同三葉蟲一樣巨大。諷刺的地方在于，為了能比我們親愛(ài)的哺乳動(dòng)物們活得更長(zhǎng)久，我們必須變成一些和現(xiàn)在的自己完全不同的東西。
問(wèn)題2：活過(guò)生物圈周期的結(jié)束
在大約10億年之后（也許有幾百萬(wàn)年的誤差），太陽(yáng)逐漸增加的亮度將會(huì)破壞地球的生物圈。
這個(gè)問(wèn)題在于太陽(yáng)的熱量會(huì)加速巖石的風(fēng)化，作為碳循環(huán)的一部分，導(dǎo)致消耗大氣中二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)，最終讓植物餓死。此外，行星最終變成一個(gè)流動(dòng)的溫室，從大洋中蒸發(fā)的水蒸氣（一種強(qiáng)大的溫室氣體）越來(lái)越多，讓地球變得更熱。
一種應(yīng)對(duì)辦法是用巨大規(guī)模的工程技術(shù)盡可能長(zhǎng)地保護(hù)生物圈。我們也許可以在平流層增加反射性的凝膠，在地球和太陽(yáng)之間建造遮陽(yáng)板，甚至把地球向外挪一點(diǎn)之類的地質(zhì)工程手段。
還有一個(gè)辦法是把生命搬到宇宙空間里面去，如果我們搞不定的話?？勺晕揖S持的空間定居點(diǎn)看起來(lái)行得通，那里的面積比地球表面大幾十億倍。即使這些結(jié)構(gòu)很難建造，我們也應(yīng)當(dāng)記住我們有10億年的時(shí)間來(lái)變得技術(shù)更強(qiáng)大、財(cái)富更富有，時(shí)間也很充裕。
在這一點(diǎn)上，如果想活下去，人類必須成為太陽(yáng)系尺度的一份子。
問(wèn)題3：活過(guò)太陽(yáng)的主要時(shí)序周期
在大概50億年之后，太陽(yáng)的亮度將會(huì)更加快速的增長(zhǎng)，因?yàn)閮?nèi)核積累的氦將會(huì)加熱太陽(yáng)，把它變成一顆紅巨星。表面的溫度將會(huì)下降，但是由于巨大的表面積，總亮度將會(huì)更大。這可能意味著地球的終結(jié)，因?yàn)殡S著太陽(yáng)的膨脹，地球可能會(huì)被吞沒(méi)。即便沒(méi)有，也會(huì)被加熱成一塊失去大氣的石頭?！昂芸臁保ù蟾?0億年），作為星云的太陽(yáng)將會(huì)排出大部分氣體，成為一個(gè)白矮星。
為了活過(guò)這一階段，太陽(yáng)系內(nèi)的任何智慧生命需要移居其他類似的太陽(yáng)系。你可以依然留在這里，但是一個(gè)白矮星發(fā)不出什么光和能量。
到達(dá)其他的太陽(yáng)系要么需要很快的飛船，要么需要大量的時(shí)間。
對(duì)已經(jīng)生活在可自我維持的空間定居點(diǎn)的人們而言，讓他們向新的目的地運(yùn)動(dòng)也許是相當(dāng)自然的事情。他們需要能維持很長(zhǎng)時(shí)間的能量來(lái)源（更不要說(shuō)還能提供相當(dāng)?shù)乃俣龋?，還要足夠的材料來(lái)維護(hù)定居點(diǎn)以完成跨越數(shù)百萬(wàn)光年的旅行。
然而，最有可能到達(dá)其他星球的方法也許是微笑的納米機(jī)器人飛船。與其使用巨大能量推動(dòng)巨型飛船達(dá)到一定的速度，或許使用反射帆和強(qiáng)大的激光發(fā)射微型飛船更好。他們雖小但是可備份：如果1艘到達(dá)不了目標(biāo)，那就發(fā)射1000艘。他們可以攜帶創(chuàng)造生命，包括人類，的基因原色。一旦抵達(dá)目標(biāo)，他們可是的小行星上著陸，展開(kāi)太陽(yáng)能采集板，開(kāi)采礦物，建造更多的機(jī)器人、太陽(yáng)能采集板和工廠。最終他們可以建造定居點(diǎn)，養(yǎng)育生活在里面的人類。
也許生物人最終無(wú)法親自離開(kāi)太陽(yáng)系。在這一點(diǎn)上，我們需要討論這究竟是人類自己還是一個(gè)新的物種在擴(kuò)散。但是如果我們的后代活過(guò)了太陽(yáng)的紅巨星時(shí)代，他們就會(huì)生活在銀河的群星之中。
問(wèn)題4：活過(guò)恒星的終結(jié)
宇宙中星球的誕生已經(jīng)到達(dá)了巔峰，接下來(lái)的數(shù)百億年終，我們將會(huì)達(dá)到“巔峰星辰”。隨著明亮短命的星星燃燒殆盡，伴隨我們的將是一群穩(wěn)定但是壽命很長(zhǎng)的紅矮星。他們可以閃耀數(shù)萬(wàn)億年。但是星星的誕生將會(huì)衰退，在大約10萬(wàn)億到10萬(wàn)億年后，紅矮星也將會(huì)噴發(fā)熄滅。為了生存下去，生命需要星光之外的其他能量來(lái)源。
事實(shí)上有一些可能的方法：從棕矮星和氣體星球獲得氫的混合物，將物質(zhì)倒進(jìn)黑洞的堆積區(qū)，收集釋放的能量，甚至利用所謂的超級(jí)輻射離散物（俗稱的黑洞炸彈）直接干預(yù)黑洞的旋轉(zhuǎn)。無(wú)論哪一種情況，都需要極其大尺度的工程技術(shù)。常規(guī)的核能呢？只有中子星和超新星合并時(shí)才能生成新的同位素，現(xiàn)有的這些都是很久之前生成的了。當(dāng)星球內(nèi)部的同位素都衰變之后，星球也會(huì)冷卻，地?zé)崮芤膊粡?fù)存在。
“生命”也許會(huì)適應(yīng)低溫和外來(lái)的環(huán)境。人工智能和硅基生物也許會(huì)在接近0度的環(huán)境中繁盛。當(dāng)星球熄滅的時(shí)候，碳基生物和智能將會(huì)退縮回比外部宇宙更為廣闊和復(fù)雜的虛擬世界中。
如果人類能夠活過(guò)群星的終結(jié)，它將會(huì)是宇宙中最大的能量來(lái)源。
問(wèn)題5：活過(guò)星系的終結(jié)
隨機(jī)的恒星運(yùn)動(dòng)最終會(huì)導(dǎo)致星系的解體：星球時(shí)常經(jīng)過(guò)彼此，并隨機(jī)改變速度。有時(shí)這讓一個(gè)星球獲得了脫離銀河的逃逸速度并消失在無(wú)盡的虛空之中，讓剩下的銀河看起來(lái)略微緊湊了一點(diǎn)。最終，大約100萬(wàn)萬(wàn)億年后，所有的銀河都會(huì)散開(kāi)或落入黑洞之中。恒星周圍的行星也會(huì)飛向最近遇到的恒星。
為了活過(guò)這個(gè)階段，智慧生物需要操控恒星，讓他們能以長(zhǎng)期穩(wěn)定的軌道行進(jìn)。
這一點(diǎn)在物理上是可能的！起碼在現(xiàn)在，人們可以安裝反射板來(lái)推動(dòng)恒星，恒星的輻射發(fā)揮了小小的火箭引擎的作用，讓他們以可控的方式彼此交錯(cuò)。這就像我們?nèi)祟惱靡Ω淖兒图铀俾眯姓咛?hào)探測(cè)器一樣，只不過(guò)尺度非常大。當(dāng)恒星改變軌道之后，他們可以被看做有史以來(lái)最大的臺(tái)球游戲。
這需要在每個(gè)恒星上建立巨大的裝置，提前進(jìn)行宏偉的規(guī)劃，但是所需要的物質(zhì)不過(guò)只是每個(gè)太陽(yáng)系一個(gè)大一點(diǎn)的小行星，物理學(xué)也相對(duì)簡(jiǎn)單直接。問(wèn)題更多的是在10億年的時(shí)間范圍上協(xié)調(diào)各個(gè)項(xiàng)目。在過(guò)去已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)之前問(wèn)題的人類，考慮這些已經(jīng)習(xí)以為常了。
問(wèn)題6：活過(guò)物質(zhì)的終結(jié)
我們這樣的物質(zhì)是由包含質(zhì)子、中子和電子的原子組成的。質(zhì)子和電子正常來(lái)說(shuō)是相當(dāng)穩(wěn)定的（中子由質(zhì)子變化而來(lái)，他們的半衰期大約是幾分鐘）。
然而，不少物理學(xué)理論預(yù)測(cè)質(zhì)子不是真正穩(wěn)定的，最終將會(huì)在極其巨大的時(shí)間尺度上衰變。盡管已經(jīng)做出了巨大研究努力，質(zhì)子衰變目前還沒(méi)有被觀測(cè)到。到那會(huì)這僅僅是告訴了我們，如果確實(shí)發(fā)生，需要幾萬(wàn)億年。
就我們所知，這種衰變意味著物質(zhì)的終結(jié)。恒星和行星將會(huì)慢慢變成輻射以及自由電子和正電子，無(wú)法形成適宜居住的星系。最后的冷黑矮星降回去逐漸變?yōu)楹ず蜌涞慕Y(jié)晶，平靜地在寂靜中蒸發(fā)。空蕩蕩的宇宙中最后剩下的將是輻射以及黑洞。
我們能過(guò)得了這一關(guān)嗎？就像艾薩克·阿西莫夫的大師級(jí)短篇作品《最后的問(wèn)題》中那臺(tái)巨大的電腦所說(shuō)的“數(shù)據(jù)不足，無(wú)法回答?！?/p>
