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縱覽網丨銀河帝國未來:人類星際文明的暢想與挑戰

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在最著名科幻小說《銀河帝國》中,描繪了這樣的一段“歷史”:太陽系藍色行星上生活了10萬年之久的人類,在智能機器人的幫助下,實現了前所未有的技術爆炸,終于開始掌握星際航行和行星改造技術。隨后,人類猶如蝗蟲一般,迅速對整個銀河系發起了波瀾壯闊的殖民開拓行動。人類也曾進入星系戰國時代,但經過漫長的戰爭,一個擁有2500萬顆居住行星,橫跨18萬光年的第一銀河帝國終于建立。盡管,人類現在還只是仰望星空的“小瘦猴子”。但是,這并不妨礙我們設想幾千年,乃至幾萬年后的未來。那就是,當人類文明的范圍無限大,疆域橫跨數十,乃至數萬光年,人類該通過哪些技術,實現對遙遠邊疆的軍事平叛,以及經濟征稅。



顯而易見,對于一個恒星級,乃至超星系級文明來說,最大的限制是物理法則,也就是30萬千米/秒的光速上限。作為宇宙的基本常數,光速不變不僅限制著飛船的速度,更限制著信息傳遞的速度。所以不要說遠征艦隊,就連政令也需要幾萬年的時間,才能達到邊疆。征稅就算用類似比特幣這種虛擬貨幣,也同樣需要幾萬光年才能回收。而這必然會導致銀河系文明對邊疆掌控力變弱,反過來導致邊疆叛亂周而復始。所以,想要實現銀河級的超級文明,首先就要突破光速限制。科幻片中,人們一般會想辦法在空間上做文章,比如空間躍遷,曲率引擎。



空間躍遷理論比較復雜,涉及高維空間。假設我們在二維空間,把二維空間想象成一張紙,我們想從紙的一頭,走到另一頭,一般只能經過其中的平面。但是,根據空間躍遷和高維理論,我們可以從二維空間進入三維空間,在已經被折疊的二維空間外部,尋找直接連接紙兩端的隧道,以實現超光速躍遷。同樣的,在我們所處的三維空間,面對星際航行這種被光速常數限制的距離,我們也可以進入更高緯度的四維空間,然后超光速穿越已被折疊的三維空間,迅速抵達目的地。空間躍遷和高維空間是一個大膽的科學猜想,唯一問題就在于,在可預見的未來,人類很難證明高維空間的存在,更別說建立躍遷通道,在幾萬光年的距離上,實現超光速飛行。

相比數學理論都很難自洽的空間躍遷,曲率引擎是更有希望的技術路線。宇宙其實一直都在以超光速膨脹,但由于是空間變化導致,所以并不違反相對論。1994年,物理學家米格爾·阿爾丘比爾提出一個數學解,并發明一種超光速航行方式,名為阿庫別瑞引擎,更通俗的叫法,應該叫曲速泡引擎。在他的設想中,有這么一個曲速泡,可以把飛船包裹在內,并使飛船前方收縮,后方延伸,飛船本身靜止不動,而是由曲速泡引發空間扭曲,帶著飛船超光速飛行。該理論符合愛因斯坦的廣義相對論,但是需要負能量以及負材料的支撐。然而,無論是可以產生曲速泡的負能量,還是能夠制造曲速引擎的負質量,在已知科學界,目前都是數學上完全說得通,但現實卻很難被物理實驗證實的空想,而非現實。



所以,如果真的有一個銀河帝國,基于已知物理知識,宇宙常數光速,仍將鎖死整個文明的信息傳播速度和艦隊遠征速度。可行的信息傳遞方式,目前來看只有中微子。而想要實現光年級別的遠征,估計還是需要冬眠技術或者直接機器人代勞。好消息是人類目前對于中微子的研究成果頗豐,人類冬眠技術也已進入小鼠實驗階段。而且,雖然宇宙未解之謎無窮多,但對于宇宙的基本架構,人類的認知程度已經非常高。換句話來說,處于高能量密度的銀河系文明首都,很難因為邊疆突然誕生一個科學天才,導致文明中心的科技水平,遠遠落后于邊疆地區。



反而是處于銀河系中心的超級文明,由于能夠獲得更多的能量和物質,文明可以實現高速發展,可以對偏遠地區,逐漸形成碾壓的科技軍事優勢。結果就是就算銀河帝國遠征艦隊,需要幾萬年時間才能實現邊境平叛,但由于帝國中心區域積攢的科技優勢,叛亂地區也可能很難對付這支來自幾萬年前的艦隊。而且,文明中心傳來的科學進展,傳到邊境同樣需要幾萬年的時間,再加上光速常數同樣限制了叛亂的蔓延,所以從無限長的時間來看,銀河帝國存續的最大問題,不是宇宙常數,而是能否實現一個普世的大一統理念。否則,就算能夠超光速飛行,輕松蕩平幾萬光年外的恒星系,文明也很難存續。

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