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小編的世界 優質文選 文明

《三體》中的歸零者文明有多高級?要看它利用能量有多厲害


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2021年5月24日 -
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松蝴蝶

一、日本向大海排放核廢水

2021年4月13日,日本政府正式對外宣布,將開始向大海排放福島核廢水。

福島的核廢水目前已經儲備了100多萬噸,以140噸的速度在每天繼續增加,日本政府決定,花費30年的時間,將這些核廢水緩慢釋放進大海。

也就是說,未來30年甚至更長,日本福島都在日夜不停,釋放核廢水。

消息一出,世界嘩然。

國際綠色和平組織(簡稱綠色和平)23日警告稱,日本排放的核廢水含有放射性物質,有可能損害人類的DNA,如果排放進太平洋,將對周邊環境造成“嚴重的長期後果”。

核彈自發明開始,就昭示著巨大威力。從某種程度上說,它也與世界和平息息相關。

核彈曾被用來結束二戰。宣布排放核廢水的日本,便是世界上第一個,也是唯一一個,遭受過核武器打擊的國家。

如今談論核能,說的不再是核武器,更多的是核電站。

核電站是指通過適當的裝置,將核能轉變成電能的設施。核電站以核反應堆來代替火電站的鍋爐,以核燃料在核反應堆中發生特殊形式的“燃燒”產生熱量,使核能轉變成熱能來加熱水產生蒸汽。

有人說,核電站相當於把魔鬼困在一個容器裏,平時用來發電。一旦魔鬼發怒,釋放出的能量將給全人類和生態環境帶來巨大的傷害。

能量是什麼?

世界上一切物質都在不斷運動,能量就是物質運動轉換的量度。

核能、機械能、化學能、熱能、電能……這些都是能量的不同形式,它們也可以通過物理效應或化學反應相互轉化。

大到改變板塊構造的力量,小到微小雨滴的累積侵蝕,能量無處不在。

有人說世界是物質的,但是來自加拿大的科學家瓦茨拉夫斯米爾覺得,世界是能量的,他提出:“能量是唯一的通用貨幣。”

瓦茨拉夫斯米爾(Vaclav Smil),加拿大曼尼托巴大學傑出榮休教授,科學家、歷史學家,非常善於進行跨學科研究。

他出版有《增長》《巨變》《美國制造》《能源神話與現實》《石油簡史》等著作,備受比爾蓋茨和紮克伯格推崇。

比爾蓋茨曾說:沒有哪個作者的書能像斯米爾的新書那樣讓我滿心期待。

2010年,瓦茨拉夫斯米爾入選《外交政策》(Foreign Policy)雜志評選的“全球百位思想者”。

在《能量與文明》中,瓦茨拉夫斯米爾從人類發展進程對能量的依賴談起,詮釋了能量利用對人類文明的作用,提出了用能的高效方法和改善之道。讀來磅礴大氣,蕩氣回腸。

斯米爾認為:“高效利用能量,是提升綜合國力的引擎。”

從遠古采集社會到化石能源時代,能量到底如何影響、改變了人類文明,怎樣用能才算物盡其用,人類文明最終又將何去何從?這一系列交織故事,盡在《能量與文明》中,讓瓦茨拉夫斯米爾為你一一解開謎底。

二、人類文明與能量的交錯

1.人類的進步要依靠能量

斯米爾在書中說,能量是文明的基礎之基礎,萬物都需要能量。

比如山谷間奔騰的河水,森林中呼嘯而過的風,目之所及,都有能量的身影。

人類生存之根本,則是太陽能,它讓植物生存下來,為動物提供氧氣和食物來源。

從某個方面來說,世間能量無窮無盡,豐富至極。

但為什麼地球上許許多多的生物,只有人類發展出了文明呢?

答案則是:人類會利用和轉化能量

早在原始社會,人類就學會利用火,來加熱食物,照亮黑暗;

後來,人類又開始學會制作和利用工具,增多了食物的來源,改善了人類體質。

人之所以為人,其實不在於我們的先天優勢,而是因為人類能借助外部力量。

君子性非異也,善假於物也。

插上了外力的翅膀,我們可獲得的資源和能量也就越來越多,當供大於求時,就可以在飽腹之外,用剩餘的能量,去繼續探索和改變世界。

所以人類的發展史,其實就是對能量的開發和使用的歷史進程。

正是對於能量利用的不斷正向循環和反饋,才有了人類社會的一次次進化和演變,最終發展出了不同階段的人類文明。

2.人類的文明程度取決於能量

“從最根本的物理意義上來說,所有自然過程和人類行為都是能量轉換的過程。文明的進步可被視為對高糧食產量,運輸更多的產品和各種材料,生產更多且更多樣化的商品,實現更高的流動性,並創造可獲得幾乎無限的信息的途徑所需的更高的能量使用的追求。”

1964年,蘇聯科學家卡爾達肖夫(Nikolai Kardashev)提出了以他名字命名的等級(Kardashev Scale,也稱為卡爾達肖夫指數)。

根據使用能量的能力,卡爾達肖夫將文明水平分成了三個等級:I型、II型和III型。

I型文明為母星級文明,就是人類能夠使用所在的行星(對我們來講就是地球)的所有能量;

II型文明為母恒星文明,就是能利用人類所在的恒星(太陽)系所有的能量;

III型文明為母星系文明,就是能利用人類所在星系(銀河系)的所有能量。

從這個對應關系,我們不難看出,對於懂得使用能量的生命群體來說,它們的文明等級,取決於這個群體可以使用能量的等級。

換言之,一種文明如果能夠利用的能量越多,那麼這個文明的層次就越高。

科幻作品中,有一種神級文明,它用蟲洞技術,可以瞬間到達宇宙任何一個角落,並且還可以把能量轉化為質量,實現自身的純能化。

在《三體》中,就有這樣一種神級文明——歌者文明。

歌者文明可以將一個三維的恒星系統變成二維,也可以借助一個小小的光粒摧毀一顆恒星。

除了歌者文明,《三體》裏還有一種歸零者文明,這種文明能夠將宇宙重啟,擁有改變整個宇宙的能力。

說到底,這些都還只是科幻作品中的設想。

很多科學家認為,今天人類的文明水平大約處在0.7型左右,要達到Ⅰ型文明需要大概300年到500年的時間。

到那個時候,人類將不再害怕來自地球的天災人禍。

而想要從Ⅰ型文明變成Ⅱ型文明,可能還需要5000年,那時,我們將不再害怕太陽劇變、小行星撞擊等太陽系災害,或許也將可以正式飛出太陽系。

而當達到III型文明,人類就可以隨意穿梭在星系之間,唯一的生存威脅或許只有宇宙大爆炸和意識消散。

不過那時,到底人類是一種怎樣的生存方式,又是用的怎樣星系移動工具,沒有人可以想象到。

“或許人類的未來命運是短暫且火熱、令人興奮且熱烈的,而不是一個漫長、平等和如同植物般的存在。讓其他在精神上沒有雄心壯志的物種——比如阿米巴蟲(變形蟲)——繼承仍陽光普照的地球吧。”

三、科技高效用能,文明何去何從

有人總結,人類對能量的開發可以分為三個時代:宏觀時代,電子時代,核內時代。

在宏觀時代,人類可以直接使用火和種植獲取能量,同時制作工具,間接利用能量;

在電子時代,人類利用電子的電能開啟了新征程;

在核能時代,人類掌握了核內結構,又一次打開新世界的大門。

據估計,下一個能量更大的時代,或許依然是在微觀領域的進一步發展。

隨著能量利用率越來越高,人類的文明和科技先進程度,也有了不同程度的提升。

畢業於清華大學的計算機科學家吳軍,曾在《科技史綱60講》中提到,當前時代,會經常性引爆一些技術革命,“2017年全世界專利申請的數量超過800萬件,除了數量驚人,科技讓我們感到眼花繚亂,無所適從。”

VR、人工智能、無人駕駛、虛擬貨幣等等名詞,時常充斥在周邊新聞裏,我們身處其間,卻感覺迷茫,能理解概念,明白實質影響的人,少之又少。

想要理清這些沖擊,緩解未知焦慮,最好的辦法,就是抓住背後的關鍵——能量和信息所扮演的角色,才能較為篤定,放眼未來。

萬事萬物都具有能量,我們平常生活和交流所接觸的信息,比如語言、文字、公式、定理等,其實也就是關於如何組織和編排能量的一系列法則。

而科技之所以能不斷進步,正是因為通過行之有效的操作,找到了一些特殊信息的規律,從而想辦法加以利用,最終方便了人們的生活。

隨著科技的進步,人類對於能量的收集和使用不斷邁向新台階,隨之而來的文明發展,也跟著走在了前沿大道上。

當科技用能越來越高效,這把雙刃劍的弊端也會越來越明顯。

日本排核廢水、新能源車刹車失靈……新技術究竟會不會讓文明程度存在反噬?莫衷一是。

“ 不可否認的是,人類根本沒有退路,只能坦然地擁抱核能和新能源車,這兩者是人類的未來。”

這是一個最好的時代,也是一個最壞的時代。高效用能最終能將人類的科技和文明帶向何處?讓我們拭目以待。