
长期以来,科幻作品中描绘的横跨星系、拥有成千上万颗行星的文明图景,让许多人对人类走向星辰大海的未来深信不疑。尽管人类已向太阳系内外发射了探测器,但在载人航天方面仍面临巨大挑战。我们脆弱的肉身需要大量呵护才能在地球之外生存。然而,我们已成功登陆月球,并计划走得更远。
太空浩瀚无垠,即使是探索太阳系内的其他行星,乃至更遥远的恒星系统,都还有漫长的路要走。尽管如此,一些人对人类的太空未来充满信心,甚至不惜重金投入。中国和美国都在推进各自的月球基地计划,而美国亿万富翁们也正积极为NASA的月球探索提供硬件支持。杰夫·贝佐斯的蓝色起源公司和埃隆·马斯克的SpaceX公司(凭借其星舰火箭)都在竞标月球着陆器项目,尽管两者都还有很长的路要走。
马斯克对此似乎信心十足。凭借SpaceX,他确实彻底改变了火箭技术,并成为了世界首富。然而,历史表明,他对公司突破性进展的时间预测往往会滞后数年,甚至有些突破根本未能实现。除了对时间表的质疑,马斯克愿景中更根本的问题在于:他曾多次表示希望人类至少能成为卡尔达舍夫II型文明,这一概念也因此在“科技兄弟”圈中流行开来。
对于资深科幻迷来说,这早已是一个熟悉的概念。在20世纪60年代美苏太空竞赛如火如荼之际,许多科学家认真思考了人类成为永久性太空文明的近未来和远未来。
其中一位是俄罗斯天体物理学家尼古拉·卡尔达舍夫。1964年,他提出了卡尔达舍夫标度(Kardashev scale),这是一种以能量生产作为衡量文明技术进步的指标。其核心思想是,随着社会技术水平的提升,对能源的需求也会随之增长。该标度分为三个主要类别:
- I型文明:能够捕获并利用其所在行星上所有可产生的能量,通常简化为利用其恒星照射到行星上的所有光能。
- II型文明:能够捕获其所在恒星的所有辐射能量,例如通过建造戴森球(Dyson sphere)等巨型结构。
- III型文明:能够捕获并利用整个星系的能量,这可能需要部署庞大的太阳能电池阵列来收集辐射到太空中的环境能量。
尽管在某些方面过于简化,但这种分类在一定程度上是合理的。毕竟,星际旅行和通信需要惊人的能量,即使我们仅仅“居家”生活,随着技术能力的增长,能源需求也会不断增加。而最显而易见且易于获取的能量来源,便是附近恒星的光能。
大多数估算认为,人类目前约处于0.7型文明,但仍有巨大的发展空间。这听起来颇为合理,因为我们尚未充分利用太阳能,核能(包括看似“永远在20年后”的聚变能梦想)也远未达到极限。
然而,尽管我们可能实现增长,但如何实现这一目标仍存疑问。将我们当前的进步推断到未来几十年尚且困难,更遑论数百年或数千年之后,尤其是在使用马斯克偏爱的文明衡量标度时。
这是因为,攀登卡尔达舍夫标度并非一个现实的目标。该标度更多地是作为一种粗略的指导,用于思考技术文明如何发展以及其最终的极限可能在哪里。诚然,如果能用太阳能电池板包裹整个恒星,便能为极其耗能的社会(其能量消耗将是我们现在的数百万倍)提供动力。但这些能量都是电能,在原地使用受限,需要以某种方式储存或传输到需要的地方。如果想通过星际飞船舰队探索银河系,也需要为它们提供本地动力。
然而,为此并不需要包裹整个恒星。聚变推进器(假设它们是可行的,尽管我们在此处正进行一系列技术上的巨大飞跃)可以更轻松地实现这一目标。而且,聚变能或许能够满足几乎所有(目前)可想象的能量需求,而无需利用太阳的全部能量。
包裹整个星系则更不合理。例如,通过将物质倾倒入黑洞可以产生巨大的能量——我们知道一些星系拥有超大质量黑洞,它们在吞噬物质时会爆发出足以超越星系中所有恒星总和的能量。因此,根本没有必要“气泡包裹”整个银河系。
所有这些对遥远未来的推断之所以重要,正如马斯克的预测所揭示的,它们已经影响了我们当下探索太空的方式。我们正争相用数百万颗卫星蜂拥地球轨道,建造空间站和月球基地,并着眼于将人类送往火星,所有这些工程技术都在发展。然而,在建造这些技术的同时,我们有必要质疑:我们这样做的方式是否正确?
广义而言,世上没有“免费的午餐”,即使太阳能已是无限接近。与20世纪美苏太空竞赛的昙花一现类似,以大规模轨道基础设施的激增来攀登卡尔达舍夫标度,在可能引发凯斯勒综合征(Kessler syndrome)等破坏性效应的情况下,不太可能持续。凯斯勒综合征是一种灾难性的连锁碰撞,可能导致近地轨道无法使用。而可持续性——持久性——才是衡量文明目标和时间尺度的真正标准。
即使是更有限的案例,例如为了追逐人类在太空中的美好未来而提升标度,问题也依然存在。例如,马斯克曾声称SpaceX的星舰每次能将100人送入轨道,并表示这最终可能让一百万人前往火星。我们或许真的能将这么多人塞进火箭并送往外星,但他似乎不太愿意探讨其他重要问题:我们能否让他们保持健康,以及同样重要的是,能否让他们感到快乐?
这不仅仅是为太空乘客提供食物、空气以及将废物循环利用为水和食物那么简单——这些是NASA和其他航天机构已经具备一定经验的领域。这些问题仅仅触及了任何星际旅行者将面临的问题的皮毛。我的朋友和同事扎克·和凯利·韦纳史密斯(Zach and Kelly Weinersmith)就此主题撰写了一本名为《火星上的城市》(A City on Mars)的书,他们对我们目前的方式持非常怀疑的态度。我同意他们的看法。
马斯克和他的追随者似乎完全忽视了这些问题的深度(他确实倾向于严重简化复杂问题),反而只是急于“出发”。
但如果一件事值得做,就值得做好,这要求我们质疑所有核心假设,并证明我们有充分的答案。当谈到马斯克攀登卡尔达舍夫阶梯的愿望——以及卡尔达舍夫标度是否根本有效的问题——答案尚未令人信服。该标度并未涵盖增进我们对自身、社会、艺术以及更多构成人类本质的理解。将其作为太空探索的浮夸口号,只会促进看似为扩张而扩张的指数级增长——我补充一点,这种增长在自然界中通常既不持久也不可取:想想“蝗灾”和“转移性癌症”。这些类比虽然严厉,但并非完全不恰当。
需要明确的是,我完全支持探索太空和拓展人类疆域,但我们必须确保以正确的方式进行,并设定正确的目标。归根结底,卡尔达舍夫标度是衡量文明的一种方式,但不是一种令人信服的方式,更不是唯一的方式。警惕那些将其视为万能标准的“科技兄弟”。这种对宇宙和人类的看法,是极其有限且具有局限性的。