即便擁有海量資源、壽命大幅延長,預測未來人類人口增長速度也極具挑戰性。到那個時代,人類人口或許僅達萬億,但掌握著驚人的資源,繁重工作由機器人承擔——無需先進人工智慧,也能實現。這意味著,10的12次方人掌控著10的30次方瓦能量,人均可支配能量高達十億億瓦。
換個角度:屆時,單個人的可用能量,是整個人類文明當前總能量的數千倍。即便人口快速增長,像20世紀那樣每百年人口翻兩番(這一增長速度史無前例),人口也僅能達到千萬億,人均可支配能量仍是現代國家電網總功率的十倍。這樣的文明,無需為溫飽擔憂,能將過剩人口輸送至龐大的殖民艦隊,奔赴新的恆星系統。
但這也引出一個問題:所有發展中的文明,最終都會遭遇增長瓶頸,卡爾達肖夫等級文明亦不例外。人類文明人均能量消耗的上限在哪裡?答案尚不明晰。文明或許會設定標準:每戶萬億瓦能量,或每個家庭擁有一座奧尼爾圓筒太空城;也可能追求極致簡約,每人僅需1瓦能量,驅動一台強大的超級計算機,在極小空間內承載意識。
我偏愛薩根修正兆瓦等級的原因之一是:1兆瓦能量,足以作為先進文明人均能量分配的合理基準——既能滿足高效生活、糧食生產(無論是太陽能還是生長燈供能)等基本需求,又不會過度浪費。就像如今人們打理自家草坪、花園一般,未來的人們或許會思考:願意花費多少能量,點亮自己的專屬空間?而且無需親力親為,不想動手時,機器人會代勞。
我認為,高科技文明的人類,並非懶惰、頹廢之輩,而是擁有明確的人生目標。我們總擔心這類文明的人類會沉溺享樂、思想虛無、行為陰暗,但我認為,大多數人不會如此,即便有,也不會長久。關於虛無主義外星文明。
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這並非說他們的人生目標是打理花園,但同理,其他高能耗活動(如超級計算機運算、星際旅行)亦是如此。高速太空飛行器是能源與燃料消耗大戶,其奢侈程度堪比森林大火——即便未來文明能負擔得起用森林大火取暖,人們大概率仍會選擇篝火或野營爐。
效率永遠是相對的,人們總會圍繞自身價值觀最大化利用資源。若數萬億人決定維持星際空間站生活、駕駛超高速私人遊艇,這或許就是二級文明的日常。
屆時,主導文明的或許不再是人類,而是超級人工智慧,或後人類賽博格——但我打賭,它們仍會自稱人類。智慧,並非生產、管理、戰略層面的必需能力。現代人類完全可以安全、高效地操控數千個人工智慧,甚至超級人工智慧。
不過,這種局面也存在不穩定性。我們不能假設卡爾達肖夫等級文明、後人類文明的社會結構、人口永遠穩定,它們也不會一成不變,最終演化成單一固定形態。即便文明發展成巨型矩陣大腦、集體蜂巢意識,這種狀態也未必永恆——尤其是當意識由多個子意識構成,且需應對通信延遲時,這些子意識可能分裂,甚至彼此敵對,導致派系分裂、內部衝突。
因此,卡爾達肖夫等級文明的人均能量需求差異巨大,但未來千年內,多數文明的人均能量消耗大概率在1兆瓦至1吉瓦之間。
二級文明面臨的另一核心問題是:太空棲息地的建材從何而來?建造太陽能收集面板相對簡單,厚度僅需毫米級甚至更薄,但建造大型結構則難度大增。我們曾在《開採行星》一期中探討過:開採行星能獲取海量建材,但過程極為緩慢;恆星雖富含金屬,但完全開採一顆恆星需耗時數百萬年。
即便如此,二級文明日常仍可從恆星中開採相當於一顆大型富金屬小行星的物質。若僅依賴小行星帶、小型球形衛星,能獲取的物質僅為地球質量的千分之一。但即便如此,合理設計棲息地、選用氫、氦等儲量豐富的材料用於輻射防護、撞擊防護,小行星帶也能提供相當於地球當前居住面積1000至100萬倍的空間。
這類太空棲息地是專為高密度居住設計的,人口密度遠超地球。農業可在低能耗空間站高效開展,大部分空間用於人類居住,僅用極小面積保護生物多樣性。例如,劃出相當於100個地球的區域用於自然保護、生物多樣性維護,就能數百次復刻地球所有生態系統,剩餘大部分空間可用於低密度住宅區、高密度城市區。
藉助海量太空太陽能收集面板,二級文明能發展高能耗農業、高密度居住區,打造繁榮的文明社會。高效節能的棲息地、溫控生長環境,可精準適配各類作物或混種作物,實現無限制灌溉、化肥生產,甚至能回收徑流中的磷等養分循環利用。相較於傳統土壤農業,這類文明能以遠超前者的效率最大化利用資源。
僅開發小行星帶資源,人類就能創造相當於地球當前人口百萬倍的舒適居住空間;再利用木衛三、土衛六、月球等大型衛星,居住容量可再提升百倍——這些衛星的質量,均為整個小行星帶的百倍。
通過拆解這些衛星、小型矮行星,人類可打造相當於1億個地球的居住空間。地球是人類母星,我們難以想像拆解它;開採太陽、氣態巨行星更是耗時億萬年。但太陽系作為人類母星系,或許會從其他恆星系統進口巨量原材料。
即便技術水平有限,二級文明也能輕鬆承載萬億億人口,且無需從根本上改變人類生理結構,僅需大幅提升能源供給即可。屆時,人均可支配能量可達400兆瓦,相當於0.2級文明個體。
我們曾在《賽博格文明》中探討過:通過技術改造,人均能量需求可降至400瓦,甚至40瓦、4瓦,同時保持人類的外貌與感知——至少在自主選擇範圍內。培養皿中的大腦,僅需10至15瓦能量,同時還需配套系統將能量轉化為營養液、運行虛擬環境;上傳意識的數字生命,能耗更低;而將人類視為螻蟻、體量龐大的集體意識,能耗則遠超常人。
或許,人類還能突破熵增定律、熱力學定律,實現能量循環利用;或從平行宇宙獲取能量、物質;甚至將意識編碼在亞原子層面、存儲於高維空間。擁有萬億、億億級科學家的文明,將能取得人類難以想像的發現與突破。
升級至三級銀河文明,僅需將二級文明的各項數據乘以約100億即可。為何是100億?銀河系約有5000億顆恆星,但大多數恆星亮度遠低於太陽,實際能量輸出更低。三級文明甚至可能移動恆星至太陽系,擴大居住空間、提升能量供給,或為各類反應堆建立燃料補給站。
談到卡爾達肖夫等級,我喜歡用具體數字舉例,直觀展現其宏大尺度,我曾提到:銀河帝國不僅需要整顆行星處理行政文書,甚至會用整個大陸級區域辦公,負責看似瑣碎的專項工作——比如隨機審計身份證件、許可證。
在這種設定下,咖啡機維護負責人會被授予「咖啡機上將」頭銜,其下屬部門規模堪比陸軍師。他無需親自修理所有咖啡機,僅需監督專門負責核對證件拼寫錯誤(避免人工智慧出錯)的下屬;咖啡機子部門甚至有專屬季刊,證件審計團隊有專屬議會、出版社,私人安保部隊規模達數千萬。
這些例子,足以體現銀河級文明的龐大體量與精細分工。我們再舉幾個例子:保守估算,二級文明人口為如今人類的100億倍,三級文明人口再擴大100億倍。那麼,二級文明單顆恆星系統內,天文學家數量可達10萬億至100萬億,足以讓數十名天文學家監測銀河系內每一顆恆星;若殖民銀河系所有恆星,將有數十名天文學家負責監測可觀測宇宙內每一顆恆星。
你或許認為,高科技文明知識淵博、恆星多被殖民,無需大量恆星觀測員,但事實恰恰相反——殖民恆星反而會增加監測需求,且動機各異。
至於間諜,美國中央情報局員工數量屬機密,但預估約2萬人,即每百萬美國人對應60名間諜。二級文明人口達10的20次方,按此比例,間諜數量可達6000萬億。即便像《星球大戰》中的科洛桑、《基地》中的川陀這類人口達百萬億的全球都市,間諜數量也可達60億,此外還有無數特工、文職人員為帝國提供支持。
這類都市是宇宙級首都,其崗位密度堪比華盛頓、倫敦這類歷史悠久、官僚體系龐大的大國需砍伐100公頃森林(約250英畝)生產鉛筆木材。
我們可以想像:一顆行星上,機器人拖拉機無休止地種植、培育、移栽樹苗;行星另一端,巨型粉碎機吞噬樹木,每分鐘吐出數百萬支鉛筆。難點不在於想像這一場景,而在於意識到:這座鉛筆工廠,不過是無數專門生產鉛筆的行星中的一個。
儘管小規模、分布式生產是趨勢,但部分產業規模化生產效率更高。聊到龐大的官僚體系、間諜,很多人會想到《戰錘40000》及其描繪的人類母星神聖泰拉——無盡的官僚、審判官,廢土之上矗立著超高層摩天大樓,《瘋狂的麥克斯》風格的暴徒管理著7000層高樓的許可證辦理處,建築古老龐大,部分區域被廢棄、封鎖,成為變異文明的棲息地。
儘管這部作品反烏托邦色彩濃厚,但它對銀河帝國規模的刻畫,遠超絕大多數科幻作品,尤其是那種令人震撼的宏大尺度。在這個世界中,通往皇帝永恆王座的巨大通道兩側,矗立著巨型頭骨金字塔——這些頭骨並非隨機祭品,而是功勳卓著、受萬人敬仰的英雄遺骸,足以證明這是一個極度崇尚英雄、痴迷頭骨的文明。
直觀來看:一座高1英里的金字塔,可容納926萬億顆人類頭骨。我不清楚當初為何讓人工智慧計算這個數據,或許不該給大家灌輸頭骨金字塔這類想法,但計算結果確實如此。
二級文明人口達10的20次方,人均壽命百年,年死亡人數可達萬億億。即便僅千分之一的人願意捐贈頭骨建造紀念碑,每年也能新建一座1英里高的頭骨金字塔。
至於咖啡,二級文明日咖啡消耗量約為270億億加侖(超10億億升),是紐約河日流量的數億倍。還記得前文提到的咖啡機上將嗎?這僅是帝國中負責咖啡機維修的基層官員。
人類現代國家能處理的任何一項日常工作,在二級文明中,從業者規模都會擴大十億至萬億倍;三級文明在此基礎上再擴大十億至萬億倍,四級、五級文明以此類推。通過這些例子,你就能體會到這類文明日常生活、基礎設施的驚人尺度。
你或許覺得,身處如此龐大的文明中,自己會渺小如塵埃,但實際感受或許與現在相差無幾——人類難以理解天文數字,這也是我常用誇張例子解讀這類話題的原因:科學記數法過於冰冷,無法傳遞宏大尺度帶來的震撼;而那些誇張的例子,能讓抽象概念變得具體。
比如,二級文明每秒生產9550億片指甲屑、消耗3470萬億張餐巾紙(約30億噸)——相當於每秒有100億艘滿載貨櫃的貨輪停靠卸貨,僅為了運送餐巾紙。這就是二級文明的真實尺度,而這還僅是二級文明。
儘管文明規模如此龐大,我認為人類並不會感到壓抑。如今,身邊已有數十億人,我們早已習慣自己是渺小個體的認知,大腦會自然適應這種尺度。