科幻電影里經(jīng)常出現(xiàn)一種東西:橫跨整個星系的文明。
幾千個星球連成一個帝國,有統(tǒng)一的政府,有星際貿(mào)易,有跨越光年的戰(zhàn)爭和外交。飛船在恒星之間穿梭,就像我們在城市之間開車一樣平常。
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這種設定在科幻作品里太常見了。但問題是,這可能嗎?
一個研究宇宙演化的物理學家最近寫了篇文章,結論很直白:銀河系級別的文明,可能根本不存在。
不是因為技術不夠先進,而是因為物理定律不允許。
兩個數(shù)字的困境
問題歸結為兩個時間尺度。
第一個是星際航行需要多久。
光速是每秒約30萬公里,聽起來很快。但恒星之間的距離太遠了,即使以光速飛行,到最近的恒星也要4年多。到幾百光年外的星系,需要幾百年。
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如果你的飛船達不到光速,這是我們在可預見的未來必須面對的現(xiàn)實,那需要的時間更長。第二個是一個生物能活多久。
地球上壽命最長的動物是格陵蘭鯊,能活500年左右。這已經(jīng)是脊椎動物的極限了。
500年很長,但跟星際航行比起來,根本不夠。
這就是問題所在:你無法在有生之年完成一次星際旅行,更別說維持一個跨越星系的社會了。
一筆生意要談幾千年
想象一下這個場景。
你想做一筆星際貿(mào)易,距離500光年。你發(fā)出報價,然后開始等回復。
1000年后,有人收到你的報價。不是你收到,是你的后代,隔了幾十代的后代。
他們回復說要調整一下價格。這個回復再花1000年傳回來。
又過了1000年,你這邊的后代收到回復,覺得可以接受,發(fā)出確認。
再過1000年,那邊收到確認。
然后派出貨船,即使以接近光速飛行,往返也要1000年。
等貨送到,等錢收回,已經(jīng)是幾千年以后的事了。
這不是貿(mào)易,這是接力。
一個合同從談判到履行,要經(jīng)歷幾十代人,幾千年時間。在這個過程中,語言可能都變了,貨幣體系可能都換了,當初想要那批貨的人早就化成灰了。
這怎么可能維持一個經(jīng)濟體系?
政治更不可能
經(jīng)濟不行,政治就更不可能了。
一個帝國要運作,需要中央政府發(fā)布命令,地方執(zhí)行,然后反饋結果。
但在星際尺度上,這個循環(huán)要花幾百年甚至幾千年。
皇帝下了一道圣旨,500年后某個行星收到。那個行星的總督執(zhí)行了,再花500年把結果報告回來。
等皇帝收到報告,已經(jīng)過了1000年。原來的皇帝早就死了,王朝可能都換了好幾輪了。
那個行星上發(fā)生的事,對現(xiàn)在的帝國來說,已經(jīng)是古代史。
你沒法治理一個你要等幾百年才能收到消息的地方。等你知道那里發(fā)生了什么,已經(jīng)太晚了,什么都改變不了了。
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地球上最大的古代帝國是蒙古帝國,橫跨歐亞大陸。但即使這樣,從蒙古本土到歐洲邊境,信息傳遞也只需要幾個月。這已經(jīng)是古代通信技術的極限,但至少統(tǒng)治者還活著的時候能看到命令的執(zhí)行結果。
星際帝國?你這輩子連一個命令的反饋都看不到。
文化也會碎裂
經(jīng)濟不行,政治不行,文化呢?
一個文明之所以是一個文明,是因為有共同的文化、語言、價值觀。
但這一切需要交流。
地球上的文化傳播,靠的是人的流動、信息的交換、思想的碰撞。即使在古代,商人、使節(jié)、僧侶在各地游走,把文化帶到不同的地方。
但在星際尺度上,這不可能。
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一個人從一個行星出發(fā)去另一個行星,即使以接近光速飛行,也要花幾十年到幾百年。等他到達時,出發(fā)地的文化已經(jīng)變了。他帶去的是幾百年前的舊文化,對當?shù)厝藖碚f就像考古發(fā)現(xiàn)。
而且還有個更麻煩的問題:相對論時間膨脹。
時間不同步
愛因斯坦的相對論告訴我們,當你以接近光速運動時,你經(jīng)歷的時間比靜止的人慢。
這不是科幻,是物理事實。
假設你以90%光速飛向10光年外的星球。對你來說可能只過了5年,但等你到達,那個星球已經(jīng)過了12年。
你離開時的朋友,有些已經(jīng)老了。你離開時簽的合同,可能已經(jīng)失效。你離開時的政治局勢,已經(jīng)完全改變。
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這種時間不同步會撕裂任何社會結構。
一個社會要運作,成員需要共享同一個"現(xiàn)在"。大家在同一個時間軸上做決策,對同一個現(xiàn)實做出反應。
但在星際航行中,每個人的"現(xiàn)在"都不一樣。你的現(xiàn)在是他的過去,他的現(xiàn)在是你的未來。
這不是能用技術解決的問題,這是時空本身的結構決定的。
也許有辦法?
那有沒有可能繞過這些限制?
理論物理學家想了很多辦法。曲速引擎、蟲洞、超空間跳躍,各種突破光速限制的方案。
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但這些都還只是理論,而且即使理論上可行,實現(xiàn)起來需要的能量可能是天文數(shù)字。
有些理論需要負質量物質,但我們從來沒觀測到過負質量物質的存在。
有些理論需要操控時空結構本身,這需要的能量可能相當于幾顆恒星的總質量。
而且即使你真的能造出曲速引擎或打開蟲洞,相對論時間膨脹可能仍然存在。你仍然會面臨時間不同步的問題。
另一個可能是,也許高級文明的成員能活得非常久。
如果一個生物能活一萬年、十萬年,那星際航行的時間對它來說就不算什么了。
但這也有問題。生物學上,長壽和高代謝率、快速思維是矛盾的。你要么活得久但反應慢,要么活得短但思維快。很難兩者兼得。
還有一個可能是,文明變成數(shù)字形態(tài),上傳意識到電腦里。數(shù)字存在可以休眠幾千年,醒來時星際旅行剛好結束。
但這還是科幻,不是現(xiàn)實。
孤獨的宇宙
所以最可能的情況是什么?
宇宙中可能確實有很多智慧文明。
但每個文明都被困在自己的恒星系統(tǒng)里,永遠無法真正接觸到其他文明。
也許偶爾有探測器飛過來,帶著幾萬年前發(fā)出的信息。
也許偶爾收到一個無線電信號,來自幾百光年外,告訴我們那里曾經(jīng)有人存在。
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但真正的接觸,真正的交流,真正的星際社會,可能永遠不會發(fā)生。
不是因為技術不夠好,而是因為宇宙的基本結構就是這樣設計的。
距離太遠,光速太慢,生命太短。
這是物理學和生物學共同設下的限制,一個可能永遠無法打破的限制。
也許鄰近的幾顆恒星能形成松散的聯(lián)盟,信息交換需要幾十年,但至少還在一代人的壽命范圍內。
但幾百光年、幾千光年外的文明?永遠是陌生人。
宇宙足夠大,可以容納無數(shù)文明。
但也足夠大,讓每個文明都永遠孤獨。
我們可能永遠被困在太陽系里,孤獨地注視著那些遙不可及的星星,想象著那里可能存在的文明,卻永遠無法真正遇見他們。
這就是現(xiàn)實。
科幻電影里的銀河帝國很精彩,但它們違反了物理定律。
真實的宇宙,可能比我們想象的要孤獨得多。
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