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如果我们身处的宇宙”死亡“了 那么智慧生命会存在吗

时间:2020-08-04 18:21:40

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如果我们身处的宇宙”死亡“了 那么智慧生命会存在吗

智慧生命能够幸免于难吗?

根据大冻结终结时令人发蒙的条件,科学家们争论,有没有什么智慧生命可 以幸免于难。乍看起来,讨论在第五阶段智慧生命有没有可能存活似乎毫无意 义,因为那时温度跌到了接近绝对零度。然而,实际上物理学家们对智慧生命能 否存活下去进行了热烈的讨论。

这场讨论集中在两个关键问题上。第一个问题:当温度接近绝对零度的时 候,智慧生命能否开动他们的机器?根据热力学定律,由于能量从高温度向低温 度流动,可以利用能量的这种流动完成有用的机械任务。例如,利用一台连接两 个有不同温度的热引擎,可以做机械工作。温差越大,引擎的效能就越高。这是 带动了工业革命的那类机器的基础,例如蒸汽机和机车。初看起来,在第五阶段 要利用热引擎做任何工作都是不可能的,因为所有温度都将是一样的。

第二个问题:智慧生命能够发送和接收信息吗?根据信息理论,可以发送和 接收的最小单位与温度成正比。当温度降到接近绝对零度,处理信息的能力也 会受到极大的破坏。随着宇宙冷却,可以传递的信息将会变得越来越小。

物理学家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)等人重新分析了在垂死宇宙中度 日的智慧生命面临的物理条件。他们问道,能不能找到别出心裁的方法,使温度 即使降到接近绝对零度时智慧生命也能存活?

当宇宙屮温度开始普遍下降时,起初生物将试图利用基因工程降低自身体 温。这样,他们将能够大大提高日见其少的能源的效率。但最终体温将达到水 的结冰点。这时,智慧生命可能将不得不放弃他们脆弱的血肉之躯,换上机器身 体。机器身体远比血肉之躯更能抵挡严寒。但机器也必须遵循信息理论和热力 学定律,即使对机器人来说生存条件也将异常艰辛。

即使智慧生命放弃其机器躯体,转变为纯意识,信息处理的问题仍然存在。 随着温度继续下降,唯一活命的办法就是“思维”放慢。戴森(Dyscm)的结论是, 通过把处理信息所需要的时间拉长,并通过垫伏保持能量,智慧生命还将能够无 限期地进行“思维”。虽然思维和信息处理的物理时间也可能会延展为几十亿 年,但智慧生命感受到的“主观时间”仍将保持不变。他们将永远觉察不到这当 中的区别。他们仍将能够进行深度思索,只是时间尺度大大地放慢了。戴森以 虽然奇怪但乐观的调子得出结论,以这种方式,智慧生命将能够无限期地处理信 息并进行“思维”。对哪怕单独一个念头进行思索都可能要耗费几万亿年的时 间,但从他们的“主观时间”来看,思索过程仍是正常进行的。

但是如果智慧生命思维放慢,说不定他们会目睹宇宙中发生宇宙量子跃迁。 一般来说,这种宇宙跃迁,例如新宇宙诞生,或向另一个量子宇宙跃迁,要以几万 亿年的时间跨度来发生,因此是纯理论上的。但是在第五阶段,“主观时间”中 的几万亿年将被压缩,对于这些生物来说可能只相当于几秒钟;他们的思维如此 之慢,以至于在他们看来奇异的量子事件一直都在发生。他们可能会时常目睹 泡泡宇宙从虚无中产生出来,或量子跃迁进入另类宇宙。

但是根据最近的发现,宇宙正在加速,物理学家们重新研究了戴森的著作, 这又点燃了新一轮的辩论,得出了相反的结论,即,智慧生命必然在加速宇宙中 灭绝。物理学家劳伦斯·克劳斯(Lawrence Krauss)和格林·斯塔克曼(Glenn Stackman)得出结论说几十亿年以前,宇宙太热,生命不能存在。从现在起无 数岁月之后,它又会变得极冷极空,不管多么聪明的生命都将灭绝。”

在戴森原来的著作中,他设想宇宙中2.7度(K)的微波辐射将继续无止境 地下降,这样智慧生命也许可以利用这些微小的温差做有用功。只要温度持续 下降,总是可以提取到有用功的。然而,克劳斯和斯塔克曼指出,如果宇宙有宇 宙常数,那么温度就不会像戴森设想的那样无止境地下降,而是会最终达到一个 下限,也就是吉本斯-霍金温度(Gibbons-Hawking temperature )(约10 度)。在 遥远的未来,一旦达到这个温度,宇宙各处的温度都将完全一样,因此智慧生命 将无法利用温差提取有用的能量。一旦整个宇宙达到统一的温度,一切信息处 理过程都将停止。

(20世纪80年代,人们发现某些量子系统〔例如液体中的布朗运动〕可以作 为计算机的基础,而不论外面的温度有多冷。所以,即使温度跌落,这些计算机 仍能利用越来越少的能量工作。这对于戴森来说是个好消息,但这里面有个问 题。它必须满足两个条件:第一,它必须与其环境保持平衡,它必须永远不丢弃 信息。但如果宇宙在膨胀,那么平衡就是不可能的,因为辐射会被稀释,其波长 会被延展。加速中的宇宙变化太快,系统无法达到平衡。第二,永远不丢弃信息 的这项条件意味着智慧生命永远不能忘记任何东西。最终,一个不能丢弃记忆 的智慧生命会发现自己一遍又一遍地生活在过去的记忆之中。“所谓‘永恒’只 会变成一座监狱,而不会使创造和探索的领域无止境地变得越来越宽广。它也 可能是捏槃,但那还是生命吗?”克劳斯和斯塔克曼问。)

归结起来,我们看到,如果宇宙常数接近于零,那么在宇宙冷却的时候,智慧 生命可以通过蛰伏以及放慢“思维”而无限期地“思维”下去。但是在像我们这 样一个加速宇宙中,这是不可能的。根据物理定律,一切智慧生命注定了要 消亡。

从这种宇宙视野的制高点来看,我们可以看出,我们所知道的生命所拥有的 生存条件不过是一个大得多的场景中的一个瞬息即逝的小插曲。只有一扇微小 的“窗口”,那里的温度“正合适”支持生命,既不太热,也不太冷。

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