第六章 我们的未来在何方？星际旅行能否实现？.docx

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1、Ourfuture?Startrekornot?Howbio1ogica1ande1ectronic1ifewi11goondeve1opingincomp1exityatanever-increasingrate.我们的未来在何方？星际旅行能否实现？生物和电子生命的复杂度将如何以越来越快的速度提升。ThereasonSTARTREKissopopu1arisbecauseitisasafeandcomfortingvisionofthefuture.mabitofaStarTrekfanmyse1f,soIwaseasi1ypersuadedtotakepartinanepisodeinwh

2、ichIp1ayedpokerwithNewton,Einstein,andCommanderData.Ibeatthema11,butunfortunate1ytherewasareda1ert,soIneverco11ectedmywinnings.星际迷航备受欢迎的原因在于，片中设想的未来令人感到安全而欣慰。我本人就是星际迷，所以我爽快地答应了参演其中一集，在剧中我与牛顿、爱因斯坦和Data指挥官一起打扑克。我赢了他们三个很多钱，但飞船上突然响起了红色警报，所以我一分也没拿到。StarTrekshowsasocietythatisfarinadvanceofoursinscience,i

3、ntechno1ogy,andinpo1itica1organization.(The1astmightnotbedifficu1t.)Theremusthavebeengreatchanges,withtheiraccompanyingtensionsandupsets,inthetimebetweennowandthen,butintheperiodweareshown,science,techno1ogy,andtheorganizationofsocietyaresupposedtohaveachieveda1eve1ofnearperfection.星际迷航所展现的社会，在科学、技术

4、和政治组织方面远远领先于我们的社会(我们在最后一个方面赶上他们可能不难)。从现在到剧中时代的这段时间里，社会一定发生了巨大的变化，期间必然伴随着紧张和不安，但在我们所看到的这个时期里，剧中的科学、技术和社会组织应该已经达到了近乎完美的水平。Iwanttoquestionthispictureandaskifwewi11everreachafina1steadystateinscienceandtechno1ogy.Atnotimeinthetenthousandyearsorsosincethe1asticeagehasthehumanracebeeninastateofconstantkno

5、w1edgeandfixedtechno1ogy.Therehavebeenafewsetbacks,1iketheDarkAgesafterthefa11oftheRomanEmpire.Butthewor1dspopu1ation,whichisameasureofourtechno1ogica1abi1itytopreserve1ifeandfeedourse1ves,hasrisensteadi1y,withon1yafewhiccupssuchastheB1ackDeath(Fig.6.1)我对能否实现此种局面表示怀疑，因为我不能确定我们是否会在科学和技术方面达到最终的稳定状态。自上

6、个冰河时代以来的一万年左右的时间里，人类的知识和技术一直在发展，当然这个过程中有过一些小波折，比如罗马帝国灭亡后的黑暗时代。尽管黑死病等问题(图6.1)曾造成短时间的人口下降，但世界人口总体上一直在稳步增长，而这正是衡量人类保护自身生命和养活自己的技术能力的指标。Inthe1asttwohundredyears,popu1ationgrowthhasbecomeexponentia1,thatis,thepopu1ationgrowsbythesamepercentageeachyear.Current1y,therateisabout1.9percentayear.Thatmaynotsou

7、nd1ikeverymuch,butitmeansthatthewor1dpopu1ationdoub1eseveryfortyyears（Fig.6.2）.在过去的200年里，世界人口呈指数级增长，也就是说，人口每年以相同的百分比增长。目前，世界人口增长率约为每年1.9%。这听起来可能不多，但这意味着世界人口每40年翻一番（图6.2）oOthermeasuresoftechno1ogica1deve1opmentinrecenttimesaree1ectricityconsumptionandthenumberofscientificartic1es.Theytooshowexponenti

8、a1growth,withdoub1ingtimesof1essthanfortyyears.Thereisnosignthatscientificandtechno1ogica1deve1opmentwi11s1owdownandstopinthenearfuture-certain1ynotbythetimeofStarTrek,whichissupposedtobenotthatfarinthefuture.Butifthepopu1ationgrowthandtheincreaseintheconsumptionofe1ectricitycontinueattheircurrentra

9、tes,by2600thewor1d,spopu1ationwi11bestandingshou1dertoshou1der,ande1ectricityusewi11maketheEarthg1owred-hot（seei11ustrationopposite）.近年来，衡量技术发展的指标还包括了用电量和科学论文的发表数量。这两个指标也呈现指数级增长，不到40年就会翻倍。没有迹象表明科学和技术的发展会在不久的将来放缓和停止当然不会是在星际迷航的背景设定时代，那应该是不远的将来。但是，如果人口和电力消费以目前的速度继续增长下去，到2600年，世界上就人挨人了（还得是站着），巨量用电将使地球热得

10、发烫（见对面的插图）。Ifyoustackeda11thenewbooksbeingpub1ishednexttoeachother,youwou1dhavetomoveatninetymi1esanhourjusttokeepupwiththeendofthe1ine.Ofcourse,by2600newartisticandscientificworkWi11comeine1ectronicforms,ratherthanasphysica1booksandpapers.Neverthe1ess,iftheexponentia1growthcontinued,therewou1dbeten

11、papersasecondinmykindoftheoretica1physics,andnotimetoreadthem.如果你把所有正在出版的新书一本挨一本排列在一起，你必须以每小时90英里的速度前进，才能跟上书籍出版的速度。当然，到2600年，新的艺术和科学作品将以电子形式存在，而不是实体书籍和论文的形式出现。然而，如果指数级增长继续下去，我这类理论物理学的论文一秒钟就会发表十篇，根本没时间去读。C1ear1y,thepresentexponentia1growthcannotcontinueindefinite1y.Sowhatwi11happen?Onepossibi1ityisth

12、atwewi11wipeourse1vesoutcomp1ete1ybysomedisaster,suchasanuc1earwar.ThereisasickjokethatthereasonWehavenotbeencontactedbyextraterrestria1sisthatwhenacivi1izationreachesourstageofdeve1opment,itbecomesunstab1eanddestroysitse1f.However,manoptimist.Idontbe1ievethehumanracehascomesofarjusttosnuffitse1fout

13、whenthingsaregettinginteresting.显然，目前的这种指数级增长不可能无限期地持续下去。但假如真的无限期持续下去，会出现什么情况呢？有一种可能性就是，我们可能会被某种灾难彻底毁灭，比如核战争。有一个并不好笑的笑话说，人类之所以还没有接触到外星人，是因为一个文明达到我们发展的阶段时，就会变得不稳定并自我毁灭。然而，我是乐观主义者。我不相信人类走到今天，只是为了在事情变得越来越有趣的时候消灭自己。TheStarTTeXrvisionofthefuturethatweachieveanadvancedbutessentia11ystatic1eve1-maycometrue

14、inrespectofourknow1edgeofthebasic1awsthatgoverntheuniverse.AsIsha11describeinthenextchapter,theremaybeanu1timatetheorythatwewi11discoverinthenot-too-distantfuture.Thisu1timatetheory,ifitexists,wi11determinewhethertheStarTTeArdreamofwarpdrivecanberea1ized.Accordingtopresentideas,wesha11havetoexp1oret

15、hega1axyinas1owandtediousmanner,usingspaceshipstrave1ings1owerthan1ight,butsincewedontyethaveacomp1eteunifiedtheory,wecantquiteru1eoutwarpdrive(Fig.6.3).星际迷航中对未来的设想是，人类发展达到了先进水平，但本质上停滞不前。在我们对支配宇宙的基本定律的认识方面，这一设想可能会成为现实。正如我将在下一章描述的那样，在不久的将来，我们可能会发现一种终极理论。如果这个终极理论存在，那么它将决定星际迷航中曲速引擎的梦想能否实现。根据目前的理论，我们将不得

16、不使用速度低于光速的宇宙飞船，以一种缓慢而乏味的方式探索银河系。但由于我们还没有完整的大一统理论，所以我们不能完全排除未来发明曲速引擎的可能性(图6.3)。Ontheotherhand,wea1readyknowthe1awsthatho1dina11butthemostextremesituations:the1awsthatgovernthecrewoftheEnterprise,ifnotthespaceshipitse1f.Yetitdoesntseemthatwewi11everreachasteadystateintheuseswemakeofthese1awsorinthecomp1exityofthesystemsthatwecanproducewiththem.Itiswiththiscomp1exitythattherestofthischapterwi11beconcerned.另一方面，我们已知的定律可以支配除最极端情况以外的所有其他