人类文明的可能未来

文摘   2024-11-29 11:24   广东  
持有不同的理论模型和心态的人对人类文明的未来有不同的看法,具体而言有:悲观主义,乐观主义,不可知论,印度教,技术奇点论,技术停滞论等6种观点,笔者一一介绍。
这里引出一个概念:卡尔达肖夫指数,这是苏联天文学家提出的用以评价文明发展等级的标准。按照卡尔达肖夫指数,宇宙中的文明可以分为3个等级:

1、一级文明:指可以使用行星上全部能源,也称之为行星文明。常见的行星文明掌握了核聚变发电技术,可以用来大规模改造自己的星球。

2、二级文明:指能收集整个恒星系统的能源,也称之为恒星文明。常见的二级文明会使用戴森球以收集恒星的能量;

3、三级文明:指能利用整个星系的能源。

卡尔萨根在卡尔达肖夫指数的基础上提出了以下公式来计算文明的等级:

公式中的K表示文明等级,P表示文明的功率,而2023年全球发电总量为29.9248万亿千瓦时,平均总功率为2^13瓦,通过这个公式可以计算出目前人类文明的等级为0.7301级,这便是很多科普文中人类为0.73级文明的由来。

地球上卡尔达肖夫指数1级文明的功率,按照地球的输入能量计算需要达到1.74E17瓦,我们现有生产力相较于这个能量等级相差了大约1万倍。而按照卡尔萨特的公式计算,达到一级文明需要10^16瓦的能量。

太阳系中二级文明的功率,按照现在太阳的输出计算需要达到3.86E26瓦,以我们目前知道的方法,可以通过建造围绕太阳的戴森球达到这个功率。卡尔萨更的公式代入计算出二级文明的标准为10^26瓦的能量输出。

银河系中的三级文明需要达到的功率为4E37瓦,卡尔萨更则将这个能量标准定义为10^36瓦。

卡尔萨根的公式简化了卡尔达肖夫指数,使我们不必再具体讨论如星球的数量、规模这些鸡毛蒜皮的东西,而是将文明等级的评价标准简化为功率。这样在理论上文明等级可以无限膨胀下去,而且每差一个等级,其文明功率相差100亿倍。代入公式可以计算得出每秒输出一个宇宙大爆炸的文明为卡尔达肖夫指数下6.35级文明。

人类文明的未来目标已经确定,那么人类需要多久才能达到这些目标,以及能不能达到这些目标便成为人类文明的不同可能性,这些取决于人类生产力的增长率。

具体而言,人类文明的发展需要以生产力的进步速度为基础,下面的图来自英国经济史学家麦迪森的著作《世界经济千年史》中的插图。人类自1000年到1820年以来的平均GDP增长率为0.22%,人类文明真正大发展是工业革命之后,年均增长率达到了2.21%的速度。

所以乐观主义者认为未来人类将继续保持工业革命以来年均2.5%的生产力增长速度,而这实际上是非常恐怖的,因为指数性增长会带来指数大爆炸的结果。代入公式计算得出,人类以年均2.5%的速度进步在,在210年内便可达到卡尔达肖夫指数下1级文明的水平,在1185年内达到卡尔达肖夫指数下二级文明,在2117年便可以达到卡尔达肖夫指数下的3级文明发展水平。

事实上乐观主义者认为人类文明将永恒发展下去,一直保持增长,即便未来的增长率下降到中世纪的水平,即保持年均0.1%的增速,但是在指数爆炸面前仍然会产生恐怖的增长速度。我们设定生产力进步速度为0.1%,代入公式可以计算出29256年后达到卡尔达肖夫指数下的二级文明,在52293年后达到三级文明。

换言之,只要人类保持指数增长,那么人类的未来想不强大都不行,因为指数增长将会带来指数爆炸的结果。

而悲观主义者持有同乐观主义者相反的观点:悲观主义者认为人类文明根本不可能永远增长下去,其中又分成停滞论者和悲观者两种观点。

停滞论者认为人类未来的技术进步将会是线性的,而不是指数型的。2018年到2019年人类文明总功率增长了2.418E11瓦,以此作为每年的平均增速,则可以得到从当前的文明等级提升到三级文明需要4.14E24年,超过4亿亿亿年,而4亿亿亿年后宇宙可能已经走向毁灭。

在悲观者看来,人类不仅无法保持永恒增长,甚至由于各种原因,人类可能在增长到顶点之后开始文明大退步,直到灭亡。

技术奇点论者是以上对人类未来预测中最为乐观的一类人,他们在总结人类过去历史上的技术进步基础上,认为人类不仅会在未来保持指数型增长,而且人类增长率本身也是指数型增长的。比如在漫长的中世纪人类社会的平均增速只有0.1%,而工业革命以来人类社会平均增速增加到2.5%。技术奇点论者认为人类文明增长的总功率将会在2045年到2075年左右迎来技术奇点,之后开始发散性增长,也就是迎来增长率本身的指数大爆炸。到那时人类可能被立即消灭,也有可能在几百年时间内建成三级文明并向全宇宙扩散。

不过更为务实的观点在科学家之间流行,美国物理学家加来道雄认为人类的未来将持续保持增长,但是不可能一直保持指数型增长,而是指数增长和线性增长相结合的模式。加来道雄认为人类在未来300-500年可以达到一级文明,在未来几千年达到二级文明,而可能要几十万甚至几百万年来逐步达到三级文明。


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