宇宙不僅僅比我們猜想的要奇異,而且比我們能夠猜想的要奇異。


    ——j·b·s·霍爾丹


    宇宙正通過一個它最小的產物,詢問它自己:它在做什麽。


    ——d·e·詹金斯,聖公司神學家


    什麽是宇宙計算?據我們所知,很難對這一單一的問題產生單一的答案……相反,宇宙正在計算它自身。在標準模型軟件的推動下,宇宙計算著量子領域、化學、細菌、人類,恒星以及星係。如它所計算的,它將自己的時空幾何映射到物理定律允許的最大精度。計算是存在的。


    ——賽斯·勞埃德和傑克ng<small>62</small>


    關於幼稚的宇宙觀可以追溯到哥白尼時期,那時認為地球是宇宙的中心,人類智慧是它最偉大的賜予(僅次於上帝)。更有根據的近代觀點是,即使一個恒星存在一個具有技術創造物種的行星的可能性非常低(例如,在100萬中有一個),有那麽多恒星(更確切地說是數萬億億個),一定有許多星球(數萬億)擁有先進技術。


    這是隱藏在“搜尋地外文明”(seti)後麵的觀點,而且是今天常見的有根據的觀點。然而,有理由懷疑“搜尋地外文明”中所說的地外文明是普遍的。


    首先,思考一下流行的“搜尋地外文明”的觀點。德雷克方程式的共同詮釋(見後麵的介紹)得出結論,在宇宙中有很多(如數十億)地外文明,在我們銀河係中也有成千上萬個。我們隻是檢查了幹草堆(宇宙)中很小很小的一部分,所以,我們至今未能從中把針(地外文明的信號)找出來,這不應該被認為是令人沮喪的。我們檢查幹草堆的努力要擴大。


    圖6-3來自於《sky&telescope》雜誌,通過測繪各種掃描嚐試的能力和以三個主要參數為標準:到地球的距離、傳輸的頻率、天空的比例說明了“搜尋地外文明”工程的範圍<small>63</small>。


    圖 6-3


    這項計劃包含兩個未來係統。艾倫望遠鏡陣列是以微軟創始人保羅·艾倫的名字命名的,它是基於許多小型掃描天線的使用,而不是一個或少數幾個大型天線,在2005年上線32個天線。當它所有的320個天線都運行時(在2008年實現),將相當於一個2.5英畝的天線(10000平方米)。它將有能力同時監控高達一億個頻率通道,並能夠覆蓋整個微波頻譜。它的一個計劃任務是,掃描我們銀河係中的上百萬顆恒星。該項目依托智能計算,可以從許多便宜的天線中提取出精確的信號<small>64</small>。


    俄亥俄州立大學正在建設“全方位搜索係統”,該係統依賴智能計算,用於翻譯從大型簡單天線陣列中得到的信號。利用幹涉原理(關於信號之間如何相互幹擾的研究),整個天空的高分辨率圖像能從天線數據中計算出來<small>65</small>。其他項目正在擴大電磁頻率範圍。比如,探索紅外和可見光範圍<small>66</small>。


    除了顯示在圖6-3中的三個參數外,還有6個參數,例如,極化(電磁波方向有關的波陣麵水平)。我們可以從圖6-3中得出的一個結論是:“搜尋地外文明”隻是探索了這個9維“參數空間”中很小的一部分。因此,繼而可以推理出,我們還沒有發現一個地外文明的證據。


    但是,我們正在尋找的針不隻一根。基於加速循環規則,當地外文明具備了原始的機械技術僅僅數百年之後,它將會具備更強大的能力,那是一種我為22世紀的地球設想的能力。俄羅斯天文學家n·s·卡爾達肖夫描述了“第二類”文明:使用電磁輻射並利用了它的恒星的能量進行通信(在我們的太陽約4x10<small>26</small>w)<small>67</small>。我預測(見第3章),我們的文明將在22世紀達到這樣的水平。鑒於由“尋找地外文明”設想出來的許多文明的技術發展水平,應該已經傳播了很長時間了,應該有很多文明已經大大地超越了我們。所以應該會有許多第二類文明。事實上,有足夠多的時間讓這些文明中的一部分在它們的星係中開拓殖民地,並且實現卡夫達肖夫的第三類文明:一個已經可以利用其星係能源的文明(在我們的銀河係,約4x10<small>37</small> w)。即使是單一的先進文明也應該發射出數十億數萬億個“針”,更確切地說,傳輸會把“搜尋地外文明”參數空間中大量點描繪成人工製品,以及其無數信息處理的邊際效應。即使“搜尋地外文明”工程到目前為止掃描了參數空間很少的一部分,也很難錯過第二類文明,更不用說第三類文明了。如果再將我們預期有很多這樣高級的文明這一因素考慮進去,很奇怪,我們並沒有發現他們。這是費米悖論。


    德雷克方程。“搜尋地外文明”的動機在很大程度上是由於1961年弗蘭克·德雷克方程。德雷克方程是用來估計在我們的銀河係中,智能(更準確地說,無線電傳輸)文明的數量<small>68</small>。(可能相同的報告也適用於其他星係。)思考一下來自德雷克方程的“搜尋地外文明”。德雷克方程這樣表述:


    無線電傳輸文明的數量=nxf<sub><small>p</small>xn<sub><small>e</small>xf<sub><small>l</small>xf<sub><small>i</small>xf<sub><small>c</small>xf<sub><small>l</small>


    其中


    n=在像牛奶道路一樣的銀河係中的恒星數量。目前的估計大約擁有1000億(10<small>11</small>)


    f<sub><small>p</small>=那部分有行星環繞軌道運行的恒星。目前估計的範圍約為20%~50%。


    n<sub><small>e</small>:對於每個擁有軌道行星的恒星,能夠維持生命的行星的平均數是多少?這一因素極具爭議性。有人估計是一個或更多(每一個有行星的恒星平均至少有一個行星可以維持生命),也有認為是低得多的因子,如1‰,甚至更低。


    f<sub><small>l</small>:對於可以維持生命的行星,其上有生命確實進化的部分有多少?估計的範圍很全麵,從接近100%到0。


    f<sub><small>i</small>:對於每一個其上有生命進化的行星,其上有智能生命進化的部分占多少?f<sub><small>l</small>和f<sub><small>i</small>是德雷克方程中最具爭議性的因素。這裏再一次出現,估計範圍從近100%(一旦生命得到了一個立足點,智能生命就一定會隨之而來),到接近0(智能生命是非常罕見的)。


    f<sub><small>c</small>:對於每一個擁有智能生命的行星,用無線電波通信的所占的比例?估計比f<sub><small>l</small>和f<sub><small>i</small>都要大,基於(可能)的理由是,當一個智慧物種出現時,發現和使用無線電通信是可能的。


    f<sub><small>l</small>=在宇宙中,通信文明用無線電波通信階段的時間<small>69</small>。如果以我們的文明為例,在大約100年裏,我們使用無線電傳輸交流。宇宙的曆史大約是10億~20億年。因此對地球來說,到目前為止f<sub><small>l</small>約為10<small>-8</small>。如果我們繼續用無線電波溝通,比如說,900年,這個因子將是10<small>-7</small>。這一因子是受多種因素的影響。如果一個文明無法控製可能伴隨著無線電通信發展而來的技術的破壞力(如核聚變或自我自製納米技術)而毀滅自己,無線電傳輸就會停止。我們看到地球上的文明(例如瑪雅人的)突然結束了他們有組織的社會和科學的追求(盡管比無線電早)。另一方麵,似乎不可能每一種文明將以這種方式結束,所以,突然的毀滅很可能隻是在減少有無線電能力的文明數量時的一個適度的因素。


    更為突出的問題是,文明從電磁(無線電)傳輸發展到更強大的通信方式。在地球上,我們正迅速從無線電傳輸轉換到有線傳輸,在長距離通信時,使用電纜和光纖。因此,盡管總體通信帶寬有巨大的增加,但從我們星球發送到太空的電磁信息的數量,在過去的10年內,仍相當穩定。另一方麵,我們也有越來越多的無線通信手段(例如,手機和新的無線互聯網協議,如新興的wimax標準)。即使不用線纜,通信也可以依靠奇的媒體,如引力波。然而,即使在這種情況下,雖然電磁手段通信,可能不再是一個地文明的通信技術的最前沿技術,但它很可能繼續使用,至少在某些應用程序(在任何情下,f<sub><small>l</small>也確實考慮到一個文明將停止傳輸的可能性)。


    德雷克方程包含很多無可估量的因素,這是無疑的。許多認真研究過這個方程的“搜尋地外文明”的鼓吹者爭辯說,僅僅在銀河係中,一定有數量可觀的其他無線傳輸文明。例如,如果我們假設50%的恒星具有行星(f<sub><small>p</small>=0.5)然後,這些恒星平均有兩顆行星能夠適合生命生存(n<sub><small>e</small>=2),然後,在一半以上的這些行星中的生命能夠進化(f<sub><small>l</small>=0.5),然後,一半以上的這些行星有進化了的智能生命(f<sub><small>i</small>=0.5),然後,它們中的一半又有無線電能力(f<sub><small>c</small>=0.5),然後,有無線電能力的文明平均已經傳播了100萬年(f<sub><small>l</small>=10-4),則根據這個德雷克方程,我們能計算出,在我們的銀河係中,一共有1250 000種無線電廣播文明<small>70</small>。卡爾·薩根估計在銀河係中一共有100個,德雷克估計有一萬個<small>71</small>。


    但是以上的數據參數可以被證明定太高了。如果我們在生命進化方麵,特別是智能生命方麵,做一個更保守的假設,我們會得到非常不一樣的結果。如果我們假設50%的恒星具有行星(f<sub><small>p</small>=0.5),然後,在這些恒星隻有10%具有行星(n<sub><small>e</small>=0.1,基於生命支撐環境並不是十分普遍的這一觀察),然後,其中隻有1%的行星在其上的生命已經進化(f<sub><small>l</small>=0.01,基於生命在行星上開始的困難),然後,這些生命進化的星球中,有5%有智能生命(f<sub><small>i</small>=0.05,基於這在地球上花費了很長時間),然後,這些中有一半有無線電能力(f<sub><small>c</small>=0.5),有無線電能力的文明平均已經傳播了1萬年。德雷克方程告訴我們,在牛奶道路上,有一個(準確地說是1.25個)無線電文明。並且,我們已經知道一個。


    最後,很難通過這個方程去讚同或反擊地外文明。如果德雷克方程告訴我們一切,那麽我們將會終結我們估計的不確定性。然而,我們現在知道的是,宇宙很靜寂——就是說,我們沒有發現有說服力的地外文明傳播的證據。在“搜尋地外文明”背後的假設是,生命——以及智慧生命——是如此的普遍,在宇宙中,沒有數十億也有數百萬無線電文明(至少在很小的範圍內,這涉及無線電傳播文明發送無線電波足夠早,使其在今天可以到達地球)。然而,並不是它們中單獨的一個使它自己對我們“搜尋地外文明”的努力是可見的。因此,讓我們從加速循環規則出發,思考一下在“搜尋地外文明”中,有關無線電文明數量的基本假設。正如我們所討論的,進化過程本身是加速的。此外,進化過程導致了技術創造物種。而從一開始,技術的發展就要遠遠快於相對緩慢的進化過程。在我們自己的實例中,我們在短短的200年裏,就從沒有電,沒有計算機,用馬匹作為其最快陸上交通工具的社會,走到了今天的精密計算和通信技術。我的預測顯示,如上所述,在另一個世紀,我們將以數以萬億億倍地增加我們的智慧。因此,僅僅需要300年,就能將我們從原始機械技術的興奮中帶到人類智慧與通信能力極大擴展的社會。一旦一個物種產生了電子學,以及用於無線電傳輸的足夠先進的技術,那麽它隻需短短幾個世紀就可以極大擴展它的智慧的力量。


    考慮到宇宙的年齡估計在130~140億年<small>72</small>,在地球上的3個世紀,以宇宙的尺度來說,是極為短暫的一段時間。我的模型暗示,當有348個文明到達我們的無線電傳播等級時,它會在一個,最多兩個世紀內達到第二類文明。如果我們接受了“搜尋地外文明”的假設:在我們銀河係中,沒有數百萬也有數千個無線電文明,並且,在我們地球的範圍內,宇宙中有數十億個這樣的文明。這些文明經過數十億年的發展,必然處於不同的階段。一些可能落後於我們,一些可能超過我們。每一個比我們先進的單獨文明都隻比我們先進幾十年,這是不可信的。那些走在我們前麵的文明中,大多數比我們先進很多,即使到不了數十億年,也有數百萬年。


    隻用幾百年時間就足夠從機械技術前進到智慧與通信極大擴展的奇點。在“搜尋地外文明”的假設中,在我們地球可及範圍內,應該有數十億個文明(在我們銀河係中,有幾千,甚至數百萬個),它們的技術以無法想象的程度領先於我們。至少在某些“搜尋地外文明”項目的討論中,我們看到了一樣的遍布到其他所有領域的線性思考,假定那些文明將會達到我們的技術等級,並且,從那一點開始,那些技術將會漸漸地進步數百萬,至少數千年。然而,無線電的第一次啟動到超越第二類文明的力量隻需要幾百年。因此,天空應該被文明傳播所映紅。


    然而,天空很安靜。奇怪和有趣的是,我們發現宇宙是如此沉默。正如恩裏科·費米在1950年夏天的發問:“外星人在哪裏<small>73</small>?”一個足夠先進的文明不可能把它的傳輸限製為在黑暗頻率上的細微信號。那麽為什麽所有的“地外文明”都這麽害羞?


    曾有回應所謂的費米悖論的嚐試(當然,隻要它接受大多數觀察員運用於德雷克方程中的樂觀因素,它就是一個悖論)。一種常見的回應是,當一個文明有無線電能力時,它就會毀滅自己。如果我們談論的隻是極少數這樣的文明,這個解釋可能可以接受。但一般的“搜尋地外文明”假設認為,它們有數十億個,很難相信它們每一個都毀滅了自己。


    其他的爭論也沿著同一方向發展。也許“它們”決定不打擾我們的(考慮到我們如此的原始),隻是靜靜地注視著我們(《星際迷航》愛好者提出了相似的道德準則)。同樣,很難相信應該存在的數十億這樣的文明中的每一個都做出了同樣的決定。或者,也許它們已經前進到更強大的通信模式。我相信,比電磁波更強大的通信方式甚至是甚高頻的電磁波,很可能是可行的,先進的文明(比如我們在下一個世紀將達到的)有可能發現並利用它們。但是很難相信,在數百萬文明裏的任何一個中,電磁波一點作用也沒留下。


    順便提一句,這不是一個反對“搜尋地外文明”工程價值的爭論,這個工程應該有更高的優先權,因為消極的尋找與積極的結果一樣重要。


    計算限製的回顧。讓我們看一下,對於宇宙中的智慧,加速循環規則的一些其他暗示吧。在第3章裏,我介紹了最終的冷計算機,並且估計了其最佳計算能力為每kg10<small>42</small>cps。這足夠了,它相當於在10微秒內,處理一萬年裏10億人大腦的計算量。如果我們允許更加智能的能量與熱量管理,一kg物質潛在的計算能力可能有10<small>50</small>cps。


    若要達到這樣的計算能力,技術上的要求是令人生畏的,但是正如我所指出來的,適當的心理實驗可以得出結論,一種文明中的巨大工程能力每kg有10<small>42</small>cps,而不是現在的有限製的人類工程能力。一種有10<small>42</small>cps計算能力的文明,很可能會想出如何得到10<small>43</small>cps,然後是10<small>44</small>cps,等等。(事實上,我們在每一進行到下一步時,都會有相同的爭論。)


    當文明達到這些等級,顯然不會繼續將它的計算能力限製在1kg的物質上,肯定會比我們今天做的多。考慮一下我們自己的文明,我們可以用周圍的質量和能量完成什麽。地球包含大約6x10<small>24</small>kg的物質。木星包含大約1.9x10<small>27</small>kg的物質。如果我們忽略了氫和氦,在太陽係中,我們有大約1.7x10<small>26</small>kg的物質,不包括太陽(這是一個保守的估計)。整個太陽係被太陽所控製,它擁有大約2x10<small>30</small>kg的物質,作為一個粗糙的上限分析報告,如果使用太陽係中的物質用於我們估計的每kg物質的10<small>50</small>cps計算能力(基於納米計算的極限),我們得到了我們附近的計算能力的極限為10<small>80</small>cps。


    很明顯,要達到這種上限很可能有實際的困難。但即使我們致力於將二十分之一個百分點(0.0005)太陽係的物質用於計算或通信資源,我們仍然得到10<small>69</small>cps“冷”計算能力,10<small>77</small>cps的“熱”計算能力<small>74</small>。


    考慮到複雜設計需求,如能源使用、熱量消耗、內部通信速度,在太陽係中物質的混合,以及許多其他因素,這些尺度的計算工程估計已經被做了出來。這些設計采用可逆計算,但正如我在第3章中指出的,我們仍然需要考慮到,用於糾正錯誤和通信結果的能量需求。在計算神經科學家安德斯·布拉德波利的分析報告中,他回顧了地球大小的計算“對象”(被稱為宙斯)的計算能力<small>75</small>。“冷”計算能力的概念設計由大約10<small>25</small>kg菱形結構的碳構成(質量約是地球的1.8倍),包含大約5x10<small>37</small>個計算節點,每個節點都使用大規模並行計算。宙斯估計可以提供10<small>61</small>cps峰值計算能力,或10<small>47</small>bit的數據存儲能力。一個主要的設計限製因素是,被允許刪除的bit數(它允許高達2.6x10<small>32</small>bit/s的刪除速度),這首先被用於糾正來自宇宙射線和量子影響的錯誤。


    1959年,天體物理學家弗裏曼·戴森提出一種觀點,即恒星周圍的曲殼如同一條路,為先進文明提供了能源和棲息地。戴森球的概念實際上是一個恒星周圍的用於收集能量的薄球<small>76</small>。文明生活在球裏,將熱(紅外能量)散發到球外(遠離恒星)。戴森球的另一個(並且更實際的)版本是,一組曲殼中的每個曲殼隻阻塞住恒星輻射的一部分。這樣,可以設計戴森,而不會對現有的行星產生影響,尤其是那些像地球一樣,存在一個需要被保護的生態。


    雖然戴森將他的概念作為一種為生物文明提供大量空間和能源的方法提出,但是它也可以用作恒星尺寸計算機的基礎。這種戴森殼可以在不影響陽光到達地球的前提下,繞著太陽做軌道運動。戴森設想,智能生物生活在“殼”或“球”中,但當文明發現計算時,它將會迅速前進到納米智能,這可能就沒有理由將生物人類移居到“殼”中了。


    戴森概念的另一個改良是,一個“殼”輻射出來的熱可以被一個平行的“殼”捕獲並使用,這個平行殼被放置在一個遠離太陽的位置。計算機科學家羅伯特·布拉德波利指出,這些層的數量可以任意,並提出了一種恰當地稱為“matrioshka大腦”的計算機,它由一組圍繞太陽或其他恒星的嵌套“殼”組成。一種由布拉德波利分析的這類概念設計稱為烏拉諾斯,它被設計為使用太陽係中1%的非氫非氦的物質(不包括太陽),或者說,約10 <small>24</small>kg,比宙斯稍小一點<small>77</small>。烏拉諾斯提供約10<small>39</small>個計算節點,估計有10<small>51</small>cps的計算能力,以及約10<small>52</small>bit的存儲空間。


    計算已經是一個廣泛分散的而不是集中的資源,我期望這一趨勢將繼續向更廣闊的分散前進。然而,當我們的文明接近了上麵設想的計算密集度時,大量處理器的分散可能會具有這些概念設計的特征。例如,matrioshka“殼”的想法會最大限度地利用太陽能和熱浪費。請注意,這些太陽係統級別的計算機的計算能力,根據我在第2章的預測,大約在21世紀末將會實現。


    更大或更小。鑒於我們太陽係的計算能力在10<small>70</small>cps到10<small>80</small>cps的範圍內,根據我的預測,在22世紀初,我們將達到這些極限。計算的曆史告訴我們,計算能力在內外兩方麵擴展。在過去的幾十年裏,我們就能夠在每一個完整電路芯片裏放置計算單元(晶體管),大約每兩年就增長一倍。這代表著內在增長(指向每kg物質的計算密度)。我們也在外在地擴展,因為芯片的數量(當前)在以每年8.3%的速度擴大<small>78</small>。預期兩種擴展都會繼續,這是合理的。並且,當我們達到內在增長的極限時(三維電路),外在的增長率會有顯著地增長。


    此外,當我們碰到太陽係中用以支持計算擴展的物質和能量的限製時,我們將別無選擇,隻能將外在擴展作為增長的主要形式。我們前麵討論過的猜測,更好的計算級別可能是可行的——在亞原子粒子級別上。這種兆億分之一或者飛米技術可能允許以持續的特征尺寸縮小,從而使計算繼續增長。即使這是可行的,但是在控製納米以下尺寸的計算中,有可能存在主要的技術挑戰,因此,外在擴展的壓力仍然存在。


    向太陽係以外擴張。當我們將智慧擴展到太陽係以外時,這將以什麽速度進行?擴展不會以最大速度開始;它很快會達到一個與最大速度(光速或更高)沒什麽差別的速度。一些批評家反對這一觀點,堅持認為將人(或者任何地外文明的高級生物)和機器以接近光速移動而不把他們壓碎,這將非常困難。當然,我們可以通過緩慢的加速來避免這一問題,但另一個問題是,在加速過程中可能會與星際物質碰撞。但同樣的,這一反對完全忘記了在這個發展階段的智能的性質。


    但正如我們所看到的,在21世紀末,地球上的非生物智能將會比生物智能強大數萬億倍,所以在這樣的任務中,派生物人類可能沒有意義。對於任何其他地外文明應該也同樣適用。這不是簡單的生物人派遣機器人探測器。到那時,基於所有的實際目的,人類文明將是非生物的。


    這些非生物步兵不需要很大,事實上它主要由信息組成。然而,一定存在某個基於物質的設備,它對其他恒星和行星係統有物理影響,它不會隻滿足於發送信息。然而,由於探測器變成了自我複製的納米機器人,它一定可以得到滿足(注意,納米機器人擁有納米尺寸的特征,但一個納米機器人的整個大小有若幹ms)<small>79</small>。我們可以派遣數萬億納米機器人組成的群,這些種子中的一些就可以在其他行星紮根,建造它們的複製品。


    一旦確立,納米機器人集群可以從以光速傳輸的、隻有能量沒有物質的純信息傳播中獲取它們需要的附加信息,用於優化它們的智能。不像其他大型生物,例如人類,這些納米機器人特別小,可以以接近光速旅行。另一個方案是,無需信息傳播,而將需要的信息嵌入到納米機器人內存裏。


    軟件文件可以在上百萬個設備中傳輸出去。當它們中有一個或幾個通過自我複製到達了最終的“立足點”,這個即時的大型係統可能就會將在附近傳輸的納米機器人收集起來,這樣,從那時開始,納米機器人主體就會朝著那個方向傳播,而不是簡單地飛過。與分布式計算資源一樣,通過這種方式,即時建立的殖民地也可以收集它需要的信息,以優化它的智能。


    光速的回顧。在這裏,一個太陽係智能(第二類文明),向宇宙中剩餘部分擴張的最大速度可能會接近光速。我們現在明白,傳輸信息和物質對象的最大速度是光速,但這裏至少有個建議說,它可能不是絕對的限製。


    我們不得不把克服光速的可能性認為是帶有疑問的,在對21世紀將會經曆深遠改變的預測中沒有做這樣的假設。然而,在這一限製周圍的工程師的潛力對這一速度有著重要的含義。在這一速度下,我們將能夠以我們的智慧在宇宙的其他部分開拓殖民地。


    最近的實驗已經測定光子的飛行速度是光速的兩倍,這是量子位置不確定性的結果<small>80</small>。然而,這一結果對該分析報告實在沒有什麽用處,因為它不是真的允許信息通信的速度比光速快,而我們隻對通信速度感興趣。


    另一個關於在一段距離出現比光速更快速度的非常有趣的建議是量子糾纏。兩個粒子一起產生可能會是“量子糾纏”,意思是一個特定的性質(如它的旋轉階段)不決定於任何粒子,對兩個粒子的這種模式的分辨也發生在同一時間。換一種說法,如果在一個粒子中測量未確定性質,它也將被限定為在另一個粒子內的同一時刻的同一值,即使它們兩個飛離了很遠。這裏假設存在粒子間的某種通信連接。


    經過測量,量子糾纏比光速快很多倍,這意味著,在辨別一個粒子狀態後,隻需經曆很短的時間(如果信息是以光速從一個粒子傳送到另一個粒子)就可以辨別另外一個粒子的狀態(理論上,這個時間為0)。例如,日內瓦大學的尼古拉斯·金斯博士將量子糾纏的光子以反方向通過穿越日內瓦城的光纖。當光子分開7英裏時,它們碰到了一個玻璃平麵。每一個光子不得不“決定”是穿過平麵還是從平麵彈回(以前的非量子糾纏光子實驗顯示出這是隨機選擇的)。由於兩個光子是量子糾纏的,它們在同一時間會做出同樣的選擇。許多重複的實驗得到了相同的結果<small>81</small>。


    這個實驗沒有完全排除對隱藏變數的解釋:每個同相(在一個周期中設置的相同的點)粒子的不可測量狀態。這樣,當測量一個粒子時(例如,決定它的線路是穿過還是不穿過玻璃平麵),另一個也有相同的內部變數值。因此,由相同的這種隱藏變數設置產生“選擇”,而不是兩個粒子間真正通信的結果。然而,大多數量子物理學家反對這種解釋。


    即使我們接受這些實驗說明了兩個粒子間有量子連接的解釋,但是這種表麵通信隻以比光速更快的速度傳輸隨機的數據(深層次的量子隨機性),而不是已確定的數據,比如文件中的bit。這種在空間中由量子隨機決定不同點的通信可能會有價值,然而,這隻能在如加密編碼等程序中應用。確實有商業加密產品包含了這一原理。這是偶然的量子技術應用,因為量子技術的其他可能應用——量子計算可能會終結基於分解大量數字因子的標準加密算法(具有大量量子位元的量子計算,可能擅長於此)。


    另一個超過光速的現象是,由於宇宙膨脹,每個星係與其他星係背離的速度可能超過光速。如果兩個星係之間的距離大於所謂的哈勃距離,那麽這些星係正在以超過光速的速度相互背離<small>82</small>。這並不違背愛因斯坦的狹義相對論,因為這個速度是由空間本身的擴大引起的,而不是星係在空間移動。然而,它對我們以比光速更快的速度傳輸信息沒有幫助作用。


    蟲洞。兩個探索性的猜測提供了規避光速明顯限製的方法。第一種是利用蟲洞——宇宙在超過可見的三維上的斷層。這並不真正涉及超光速飛行,而隻是意味著宇宙的拓撲結構不是天真物理學所暗示的簡單三維空間。然而,如果宇宙中的蟲洞或者斷層是普遍存在的,或許這些捷徑將使我們能夠迅速到達任何地點。或許我們甚至可以建造它們。


    1935年,愛因斯坦和物理學家羅森構想出“愛因斯坦-羅森”橋,從狹小時空通道方麵來說,該理論作為描述電子和其他粒子的方法<small>83</small>。1955年,物理學家約翰·惠勒將這些通道描述為“蟲洞”,第一次引入了這個專有名詞<small>84</small>。他對蟲洞的分析顯示,蟲洞與廣義相對論完全相符,它將空間描述為在其他維度上是彎曲的。


    1988年,加州技術研究所的物理學家邁克爾·莫裏斯、奇普·索思和尤瑞·尤爾特塞韋爾解釋了這些蟲洞可以被製造的某些細節<small>85</small>。為了回答卡爾·薩根的問題,他們描述了在打開大小不同的蟲洞時的能量需求。他們還指出,基於量子波動,所謂的空白空間不斷產生亞原子粒子大小的小蟲洞。通過加入能量以及量子物理和廣義相對論中的其他需求(兩個領域已極難統一),這些蟲洞可以擴大,從而使大於亞原子粒子的物體可以穿越它們飛行。通過它們發送人類並非不可能,但極其困難。不過,正如我前麵指出的,我們隻需要發送加載有信息的納米機器人,它們可以通過以微米而不是以米來衡量的蟲洞。


    索恩以及他的博士學生莫裏斯和尤爾塞韋爾還介紹了一種與廣義相對論和量子技術相符的方法,可以用來建立在地球和遙遠位置之間的蟲洞。他們提出的技術是,將一個自然生成的、亞原子大小的蟲洞通過增加能量的方式擴大到一個更大的尺寸,然後在兩個“蟲洞口”使用超導球,從而將其穩定住。在蟲洞擴大和穩定之後,它的一個嘴(入口)被運送到另一個位置,同時保持與另一個留在地球上入口的連接。


    索恩提供了通過小型飛船將遠端入口移動到25光年外的織女星的一個實例。在接近光速的飛行中,以飛船上的時間衡量,旅行時間相對很短。例如,如果飛船以光速的99.995%飛行,那麽飛船上的時鍾就會向前移動3個月,拉伸的蟲洞可以保持兩個地點的直接連接,以及兩個地點的時間點。這樣,即使是在地球上體驗建立地球與織女星之間的連接,也隻需要三個月的時間,因為蟲洞的兩端會保持它們時間上的相關性。適當地提高設計可以使這樣的連接建立在宇宙的任何地方。通過無限接近光速飛行,需要建立一個通往其他位置(即使那些數百萬數十億光年遠的)連接(用於通信和傳輸)的時間也可以相對很短。


    聖路易斯華盛頓大學的邁特·維瑟已經提出了莫裏斯·索恩-尤爾塞韋爾概念的優化,該概念提供了一個更加穩定的環境,可能甚至允許人類通過蟲洞旅行<small>86</small>。不過,在我看來這是不必要的。到可能設計這一等級的工程時,人類智慧將早已受控於它的其非生物成分了。發送分子級自我複製設備及軟件就已經足夠了,而且更加容易。安德斯·桑德伯格估計,1納秒的蟲洞每秒可以驚人地傳送10<small>69</small>bit數據<small>87</small>。


    物理學家大衛·霍赫伯格和範德比爾特大學的托馬斯·凱法特指出,大爆炸之後不久,引力強大到足以提供自發創造大量自我穩定的蟲洞所需的能量<small>88</small>。這些蟲洞的一個重要部分可能依然在周圍存在,可能提供了一個龐大的無處不在的通道網絡,可以到達宇宙的各個地方。相對於建立新的蟲洞,可能更容易發現和利用這些天然蟲洞。


    改變光的速度。第二個猜想是改變光速本身。在第3章中,我提到了一個發現,似乎表明,在過去的20億年裏,光速出現了億分之4.5的差異。


    2001年,當天文學家約翰·韋伯檢查68類星體(非常光明的年輕星係)時,他發現所謂的精細結構常數改變了。<small>89</small>光速是精細結構常數包括的4個常量之一,所以,這一結果的另一種意見認為,宇宙中變化的環境可能會導致改變光速。劍橋大學物理學家約翰·巴羅和他的同事正在進行一個為期兩年的桌麵實驗,該實驗將測試將光速做一小改動的能力。<small>90</small>


    光速可以改變,這與最近在宇宙膨脹期間(宇宙曆史的早期,那時它正在經曆非常快速的膨脹)光速顯著變快的理論相一致。這些表明光速可以改變的實驗顯然需要進一步證實,並且實驗也隻是顯示出光速很小的變化。但是,如果證實光速可以改變,那麽這些發現的意義將是深遠的,因為它產生了一個很小結果,工程作用就會極大地放大這種結果。同樣,將來履行的智力試驗將不是現在像我們一樣的當代人類科學家可以履行的,而是由萬億倍擴展了其智慧的人類文明來這麽做。


    現在,我們可以說,超高水平的智慧將會以光速向外擴張,同時當代物理學認為,這未必是擴張速度的實際限製,或者,即使光速被證明是不可改變的,但是這種限製不會對通過蟲洞迅速到達其他地點產生約束力。


    費米悖論的回顧。回想一下,生物進化是以數百萬或數十億年來測量的。因此,如果外麵有其他的文明,以發展的角度來看,它們會以巨大的時間跨度延展。“搜尋地外文明”的假設意味著應該有數十億的地外文明(在所有星係中),所以應該有數百萬個文明,它們的技術發展遠遠超過我們。從用於文明的計算出現到至少以光速擴張,最多隻需要幾百年。鑒於此,難道我們竟然沒有注意到他們嗎?我得出的結論是,可能沒有其他文明(雖然不確定)。換句話說,我們處於領先地位。是的,我們的文明,與皮卡、快餐,以及持續的衝突(以及計算)一起,在宇宙複雜而有序的萬物中處於領先地位。


    現在怎麽可能呢?考慮到可能有人居住的星球的數量,難道這不是可能的嗎?事實上,這真的不太可能。但是,使生命進化成為可能所需的物理定律和相關的物理常數是如此精致與精確,以致同樣的進化不可能也存在於我們的宇宙中。但是根據人擇原理可以知道,如果宇宙不允許生命的進化,那麽我們就不會出現在這裏,並注意到它的存在。然而,我們在這裏出現了。因此,由一個類似人擇原理可以得出,我們在宇宙中處於領先地位。同樣,如果不是我們來到這裏,我們也不會注意到它。


    讓我們考慮一些反對這一觀點的論據。


    也許在外麵有極端先進科技的文明,但我們在它們的智慧傳播範圍以外。也就是說,它們還沒有到達這裏。好吧,在這種情況下,“搜尋地外文明”仍然無法找到地外文明,因為我們無法看到(或聽到)它們。通過改變光速或者尋找捷徑,我們找到一個方法來打破我們的僵局(或者地外文明這麽做了),正如我上麵所討論的,這樣我們才可能(而不是一定能)找到地外文明。


    或許它們在我們中間,但決定繼續讓我們看不到。如果它們做出上述決定,它們有可能成功地避免被人注意。同樣,很難相信每一個地外文明都有同樣的決定。


    約翰·斯瑪特在他所謂的“超越行為”中描述,當文明將它們當地的空間區域填滿它們的智慧時,它們創造了新宇宙(新宇宙將允許持續複雜和智慧的指數級增長)並且從根本上離開這個宇宙<small>91</small>。斯瑪特認為,這一選擇很有吸引力,因此,這是地外文明在達到其發展的高級階段時一貫的和不可避免的結果,從而解釋了費米悖論。


    順便說一句,我一直認為,在科幻小說中,與我們長得不像的巨大濕滑生物控製的大型空間飛船的概念是非常不現實的。賽斯·肖斯塔克評論說:“合理的可能性是,任何我們將檢測到的外星智能都將會是機器智能,而不是像我們一樣的生物智能。”我認為,這不是一個簡單的生物派遣出來的機器(如我們今天),任何科技尖端發展到足以旅行到這裏的文明,應該已經遠遠超越了與它的技術融合,也應該不需要發送大塊的器官和設備。


    如果它們存在,它們為什麽會來這裏?一種說法是它們的任務是觀察,以便收集知識(正如今天我們觀察地球上的其他物種一樣);另一種是尋求物質和能量,提供附加的培養基,用於擴展其智能。(地外文明,或者到達到那個發展階段後的我們)探索與擴展所需要的智能與設備可能非常少,基本是納米機器人和信息的傳送。


    看來,我們的太陽係尚未變為某人的計算機。並且,如果其他文明由於知識的原因隻是在觀察我們,並決定保持沉默,那麽“搜尋地外文明”將無法找到它,因為如果一個先進文明不希望我們注意到它,它會使它的願望成真。請記住,這樣的文明會比今天的我們智能得多。也許,當我們達到我們的下一級進化水平時,特別是將我們的生物大腦與技術融合後,也就是奇點之後,它就會把它自己顯露給我們。不過,鑒於“搜尋地外文明”的假設意味著有數十億個這樣高度發達的文明,它們都做出同樣的置身事外的決定,這似乎是不太可能的。


    人擇原理的回顧。我們會驚訝於人擇原理的兩種可能應用,一個是用於我們不尋常的生物友好的宇宙定律,另一個是用於我們地球的實際生物。


    首先,讓我們認為人擇原理適用於宇宙的更多細節中。關於宇宙的問題產生了,因為我們注意到自然界中的常量恰恰是宇宙在複雜性上發展所需要的。如果宇宙常數、普朗克常數,還有許多其他物理學中的常數剛好被設置成略微不同的值,那麽原子、分子、恒星、行星、生物和人類將是不可能存在的。宇宙似乎擁有完全正確的規則和常量。(這種情況像史蒂夫·沃爾夫勒姆觀察到的,某些細胞的自動機規則可以建立非常複雜並且不可預測的模型,而其他的規則則導致非常枯燥的模型,例如重複或者隨機構造的相交線或者是簡單的三角形。)


    我們如何證明宇宙中存在不同尋常的定律設計,以及物質能量守恒(已經考慮到了我們在生物學和技術發展中看到的日益增長的複雜度)?弗裏曼·戴森曾經評論道:“宇宙在某種意義上知道我們來了。”複雜性理論家詹姆斯·格萊德納以這樣的方式描述了上述問題:


    物理學家認為,物理學的任務是預測在實驗裏會發生什麽,並且他們相信,弦論或者m理論可以做到這一點……但是他們不知道宇宙為什麽要……有標準的模式,以及我們看到的40多種參數值。怎麽可能每一個人都相信如此肮髒的東西是弦論的唯一的預測。使我驚訝的是,一部分人如此目光短淺,他們隻專注於宇宙的最終狀態,而不問它如何以及為什麽成為那樣。<small>92</small>


    宇宙怎麽會對生物如此“友好”,這種困惑已經導致人擇原理的各種構想。“弱”人擇原理僅僅指出,如果不是這樣,我們就不會在這裏思考它。因此,隻有在一個顧及日益複雜的宇宙中,上述問題才會被提及。“強”人擇原理聲稱必須要有更多,這些版本的倡導者不滿足僅僅是機緣巧合。它為智能設計論的倡導者們打開了被科學家一直質疑的上帝存在證據的大門。


    多元宇宙。最近,人們提出了一個更為達爾文的強人擇原理。可以考慮數學方程可能會有多解。例如,如果我們解方程x<small>2</small>=4,x可能為2或-2。一些方程允許無窮多解。在方程(a-b)xx=0中,如果a=b,則x可以取任意值。(因為零乘以任何數等於零。)結果是,最近弦論在理論上也允許有無窮多的解。為了更加準確,既然宇宙中空間和時間解被限製在非常小的普朗克常數中,那麽解的數量不是真正無限的,而僅僅是大量的。因此,弦論意味著,許多不同自然常量的集合是可能的。


    這導致了多元宇宙的想法,即存在數量巨大的宇宙,我們渺小的宇宙隻是其中一個。與弦論一樣,這些宇宙可以有不同的物理常數集合。


    進化著的宇宙。倫納德·斯金德是弦論的發現者。李·斯夢琳是理論物理學家和量子引力專家。他們兩個共同提出,一個宇宙會自然地引起其他宇宙的進化,促使其逐步地提煉出自然常數。換句話說,我們的宇宙中的規律和常數對於進化出智能生命來說非常理想,這並不是偶然的,而是它們自己進化成這樣的。


    在斯夢琳的理論中,引發新宇宙的途徑是通過黑洞進行創造,所以那些最能夠產生黑洞的宇宙,很可能是被複製的那一類。按照斯夢琳的意思,最能創造遞增複雜度的宇宙(即生物的生命)同時也最有可能創造新的宇宙,即產生黑洞。正如他闡述道:“通過黑洞進行的複製會導致多元宇宙,在那裏,生命所需的環境是普遍的——主要因為一些生命環境所需的物質,比如豐富的碳,推動了大到可以變為黑洞的恒星形成。”<small>93</small>斯金德的建議在細節上不同於斯夢琳,但也是基於黑洞,以及自然的“膨脹”,這種力量引起早期宇宙的迅速擴大。


    智能作為宇宙的命運。在《the age of spiritual machines》一書中,我提出了相關的想法,即那些智能將最終滲透到整個宇宙,並決定宇宙的命運:


    智能與宇宙有多相關?一般的智能與宇宙並不是很相關。恒星誕生和死亡;星係經曆創造和毀滅的循環;宇宙本身在大爆炸中誕生,並且將以收縮或者哭泣為結束,我們目前尚未確定。但是智能與它沒什麽關係。智能僅僅是一點泡沫,隻是小動物衝向無情宇宙力量的泡泡。宇宙的無知機製將在遙遠的未來結束,或者逐漸結束,並且沒有什麽智能可以對它做什麽。


    這是一般的智能。但我並不同意。我的推測是,最終將會證實,智能比這些客觀力量更為強大……


    宇宙會以大收縮結束?或者以死星的無限擴展結束?或者以其他方式?我認為,首要問題不是宇宙的規模,或者反引力存在的可能性,或者愛因斯坦所謂的宇宙常數。相反,宇宙的命運是一個尚未做出的決定,當時間合適的時候我們將理智地考慮它。<small>94</small>


    複雜性理論家詹姆斯·格萊德納把我關於貫穿宇宙的智能的發展的提議與斯夢琳和斯金德的進化著的宇宙的概念相結合。格萊德納推測,特別是智能生命的進化將開啟子宇宙。<small>95</small>建立在英國天文學家馬丁·裏斯的觀測之上,格萊德納說:“我們所說的基本常數是一些對物理學家來說很重要的數,可能是終極理論的次要結果,而不是它最深刻和最根本水平的直接表現。”對斯夢琳來說,黑洞和生物生命都需要相似的條件(例如大量的碳),這不僅僅是一個巧合,所以在他的構想中沒有給智能明確的定位,除了那碰巧是特定生物友好環境的副產物。在格萊德納的構想中,是智能生命創造了它的接班人。


    格萊德納寫道:“我們和整個宇宙的其他生物是一個巨大的、仍未被發現反地球的生命與智能群落部分,傳播於億萬個星係與無數秒差距之間,共同從事於真正極為重要的危險任務。根據生命宇宙論的夢想,我們有著與該群落共同的命運——幫助塑造宇宙的未來,並且把它由一個無生命的原子集合轉變為一個龐大的超級智能。”對於格萊德納來說,自然規律以及精確的平衡常數“在宇宙中有與dna一樣的功能:它們提供‘處方’,使不斷進化的宇宙獲得產生生命的能力,以及更加有能力的智能”。


    在作為宇宙中最重要的現象——智能方麵,我自己的觀點與格萊德納是一致的。但是我也確實不同意他關於“巨大的……反地球的生命與智能群落,傳播於億萬個星係”的意見。我們還沒有證據表明,存在這種超越地球的群落。這裏,群落問題可能隻是我們自己較低級的文明。正如我前麵指出的,盡管我們可以對“為什麽每個特定的智能文明都可能對我們保持隱藏”形成各種原因,(例如,它們自己摧毀自己了,或者它們決定維持看不見或者悄悄地,或者它們已經改變通信方式,不再使用電磁傳輸,等等)。在應該存在的數以億計的文明中(按存在地外文明的假設),每一個文明都有不為我們所察覺的原因,這是不可信的。


    終極效用函數。斯金德與斯夢琳提出,在多元宇宙中,黑洞將成為每一個宇宙的“效用函數”(該性質在進化過程中得到優化)。我與格萊德納分享了關於智能作為效用函數的構想。我們可以形成一種將以上兩者結合的概念。正如我在第3章討論的,計算機的計算能力是其質量和計算效率的函數。回想一下,一塊岩石具有很大的質量,但是計算效率極低(幾乎所有粒子的運動情況實際上都是隨機的)。人類的很多粒子的互動也是隨機的,但是在對數規模下,人類大約處在岩石和終極小型計算機之間。


    終極計算機範圍中的計算機具有非常高的計算效率。當我們需要獲得最佳的計算機效率時,提高計算機的計算能力的唯一途徑將是增加它的質量。如果我們增加了足夠大的質量,它的引力會引起它坍塌成為黑洞。所以可以將一個黑洞視為一台終極計算機。


    當然,沒有任何黑洞會這麽做。許多黑洞像大多數的岩石一樣,都在執行著許多隨機事務,而不是有用的計算。但是就cps而言,一個組織性良好的黑洞將是最強大的可信任的計算機。


    霍金輻射。存在一個爭論已久的問題,是關於我們是否可以給黑洞傳送信息,有效地改變它,然後再把它檢索回來的。霍金的黑洞傳輸構想涉及在視界附近(黑洞附近不能返回的點,超過了它,物質和能量就都無法逃脫)所創建的粒子——反粒子對。當這種自發創造發生時,盡管它確實在空間各處發生,但是粒子與反粒子彼此向相反的方向飛行。如果粒子對中的一個飛入視界(永遠不會再看到),則另一個將遠離黑洞。


    這些粒子中的一些將有足夠的能量去逃脫黑洞的引力,並且導致所謂的霍金輻射。<small>96</small>在霍金的分析之前,人們認為黑洞是相當的黑,以霍金的見解,我們認識到它們實際上是不斷釋放出高能粒子簇射。但是按照霍金的想法,這種輻射是隨機的,因為它源於視界邊界附近的隨機量子事件。所以按照霍金的意思,黑洞可能包含終極計算機,但是按照他原始的構想,沒有信息可以從黑洞中逃脫,所以這台計算機永遠無法傳遞其結果。


    1997年,霍金和物理研究員奇普·索恩(蟲洞科學家)與加州理工學院的約翰·普瑞斯基打賭。霍金和索恩斷言進入黑洞的信息會消失,並且可能在黑洞裏發生的任何計算,有用的或者沒用的,都永遠不能被傳送到黑洞以外,然而普瑞斯基認為信息是可以被找回的<small>97</small>。失敗者將以百科全書的形式提供給贏家一些有用的信息。


    在隨後的幾年中,物理學界的共識逐漸遠離了霍金,在2004年7月21日,霍金承認失敗,並公認普瑞斯基最終是正確的:送到黑洞的信息不會丟失。它在黑洞內部可以轉換,然後傳播出去。根據這一理解,所發生的情況是,從黑洞中飛出的粒子仍與它消失在黑洞裏的反粒子保持著量子糾纏。如果黑洞內部的反粒子涉及一個有用的計算,那麽,這些結果將以它黑洞之外的糾纏粒子的狀態來編碼。


    因此,霍金送給普瑞斯基一本關於板球的百科全書,但是普瑞斯基拒絕了,他堅持要一本棒球大百科,為了參加頒獎儀式,霍金飛了過去。


    假設霍金的新立場確實是正確的,那麽我們可以創造的終極計算機可能就是黑洞。因此一個被很好地設計為能夠創造黑洞的宇宙,將成為一個被很好地設計為能夠優化智能的宇宙。斯金德和斯夢琳隻不過在爭論,而生物學和黑洞都需要相同種類的材料,所以一個針對黑洞優化的宇宙也會是針對生物優化的宇宙。認識到黑洞是智能計算的終極寶庫,我們可以得出這樣的結論,最佳黑洞產生的效用函數與優化智能的效用函數是一樣的。


    為什麽智能比物理更為強大。還有一個適用於人擇原理的理由。很明顯,我們的星球不太可能在技術發展方麵領先,但是正如我前麵所指出的,應用弱人擇原理,如果我們沒有進化發展,我們也不會在此討論這個問題。


    智能沉浸在對它有用的物質與能量中,它將愚蠢的物質變成了聰明的物質。盡管聰明的物質仍然名義上遵循物理定律,但是它如此突出的智能使得它可以掌控定律中最微妙的方麵,以它的意願操控物質和能力。所以,智能至少在表麵上比物理更為強大。我要說的是,智能比宇宙更強大。也就是說,一旦物質進化為聰明物質(完全滲透著智能過程的物質),它就可以操作其他物質和能量來執行它的命令(通過適當強大的設計)。這種觀點不是未來宇宙論討論中的普遍觀點。它假定智能與在宇宙論規模上的事件和進程是無關的。


    一旦在一個行星上產生了一個技術創造物種,並且該物種創造了計算(正如這裏發生的),幾個世紀之後,它就會滲入它周圍的物質和能量中,並且它開始至少以光速的速度(通過一些規避此限製的建議)向外擴張。這樣的文明將克服重力(通過微妙且強大的技術)和宇宙中其他類型的力——或者完全準確地說,它將調動和控製這些力,並且按照它的想法來設計宇宙。這是奇點的目標。


    宇宙規模的計算機。對我們的文明來說,要多久才能將我們巨大擴展的智慧浸入宇宙中呢?賽斯·勞埃德估計,在宇宙中大約有10<small>80</small>個粒子,理論上擁有大概10<small>90</small>cps的能力。換句話說,宇宙規模的計算機將能夠以10<small>90</small>cps進行計算。<small>98</small>為了得出這些估計值,勞埃德得出物質密度的觀察值——約為每m<small>3</small>一個氫原子,並以這個數字來計算宇宙的總能量。用普朗克常數除以這個能量數字,他得出大約10<small>90</small>cps。宇宙的年齡大約為10<small>17</small>s,所以,迄今為止,在整數範圍內它最多計算過大約10<small>107</small>次。由於每個粒子在其所有的自由度(包括位置、軌跡、旋轉度等)上大約能夠存儲10<small>10</small>bit數據,因此,在每個時間點上,宇宙的狀態大約相當於10<small>90</small>bit信息。


    我們不需要考慮將宇宙的所有物質和能量都投入到計算中。如果我們使用0.01%,那仍然有99.99%的物質和能量沒有被修改,但是仍將會有大約10<small>86</small>cps潛力。基於我們現在的理解,我們隻能接近這些數量級。任何接近這個水平的智能都如此強大,以致它可以足夠小心地來執行這些工程的創舉,以便不破壞它認為重要的自然進程。


    全息宇宙。另一個關於最大信息儲量和宇宙處理能力的觀點來自於最近推測出來的信息本質理論。按照“全息宇宙”理論,宇宙實際上是一個在它表麵寫有信息的二維數組,因此,它傳統的三維出現形式是一種錯覺。<small>99</small>按照這一理論,從本質上講,宇宙是一個巨大的全息圖。


    信息以很好的、由普朗克常數管理著的規模寫入,所以宇宙的最大信息量是它表麵積除以普朗克常數的平方(接近於10<small>120</small>bit)。宇宙中似乎沒有足夠的物質來編碼這麽多的信息,因此,全息宇宙的限製可能高於其實際的可行性。任何情況下,這些各種各樣估計的數目的數量級都處在相同的範圍內。把宇宙改組成有用的計算,所能夠存儲的bit是10<small>80</small>~10<small>120</small>。


    同樣,我們的工程,甚至是未來經過極大進化的我們,將有可能達不到這些最大值。在第2章我已經展示了,在20世紀,我們是如何從10<small>-5</small>上升到10<small>8</small>cps/每千美元。基於我們在20世紀看到的平滑的雙倍指數增長的延續,我預計,我們將在2100年到達大約10<small>60</small>cps/每千美元。如果我們估計將幾萬億美元用於計算,在21世紀末,總共會有大約10<small>69</small>cps計算能力。我們太陽係的物質和能量可以達到這一目標。


    為獲得大約10<small>90</small>cps,需要擴展到宇宙的全部其他部分。持續的雙指數增長曲線表明,倘若可以不受光速的限製,我們可以在22世紀末將智能滲透到整個宇宙。即使全息宇宙理論所支持的附加的10<small>30</small>被證實,我們仍能在22世紀達到飽和。


    同樣,如果確實能繞過光速限製,我們將擁有的太陽係規模的智能將能夠設計並應用必要的工程來做到這一點。如果讓我下注,我將把我的錢押在可能繞過光速這一推測上,並且我們將能夠在200年內做到這一點。但那是我的猜測,我們還沒有充分認識這些問題,因此不能去做更明確的聲明。如果光速是無法改變的障礙,而且不存在穿過蟲洞這樣的捷徑可以利用,那麽我們的智能充滿宇宙所花費的時間將是數十億年,而不是幾個世紀,並且我們將被我們在宇宙中的光錐所限製住。無論怎樣,計算的指數增長都將在22世紀遇到這道壁壘。(那是真正的壁壘!)


    這個在時間跨度上巨大的差異——數百年與億萬年對抗(使宇宙充滿我們的智能),說明了為什麽規避光速限製的問題是如此重要。在22世紀,它將成為我們的文明所擁有的強大智能的當務之急。這就是我為什麽相信蟲洞或者其他規避手段是可行的,我們將非常積極地發現和利用它們。


    如果有可能設計新宇宙,並與它們建立連接,這會為智能文明的持續擴張提供更進一步的手段。格萊德納的觀點是,智能文明在創建新宇宙的問題上的影響依賴於設定的嬰兒宇宙的物理定律和常數。但是像這種文明中強大的智能可能會更為直接地想出一種辦法,以使它能將自己的智能拓展到一個新宇宙上。當然,超出這個宇宙去傳播我們的智能的想法是推測,因為沒有一個多元宇宙允許從一個宇宙到另一個之間的通信,除了傳播基本的法則和常數。


    即使我們被限製在已認知的宇宙中,用智能充滿宇宙中全部的物質和能量仍然是我們的終極命運。宇宙將會是什麽樣呢?呃,暫且拭目以待。


    莫利2004:那麽宇宙什麽時候到達第六紀元(在那個階段,人類智能的非生物部分將貫穿於整個宇宙),在它之後將怎麽辦?


    查爾斯·達爾文:我不確信我可以回答這個問題。正如你所說的,這好比一個細菌問另一個細菌人類將要做什麽。


    莫利2004:那麽這些第六紀元實體將認為我們生物人類像細菌?


    喬治2048:這肯定不是我對你的看法。


    莫利2104:喬治,你隻是在第五紀元,所以我不認為那是這個問題的答案。


    查爾斯:回到細菌上,它們將會說什麽,如果它們可以交談——


    莫利2004:以及思考。


    查爾斯:是的,還有思考。它們會說,人類會像我們一樣做相同的事——也就是,吃飯、躲避危險,以及繁殖。


    莫利2104:哦,但是我們的繁殖有趣得多。


    莫利2004:未來的莫利,實際上這是我們人類奇點前的繁殖,那很有趣。事實上,你的虛擬繁殖很像細菌。性別對它不起作用。


    莫利2104:這是真的,我們已經把性別從繁殖中分離了出來,但這對2004年的人類文明來說也並不新鮮。再說,不像細菌的地方是,我們可以變換我們自己。


    莫利2004:其實,你也已經把變換和進化從繁殖中分離出來了。


    莫利2104:在2004年,那確實也是真的。


    莫利2004:好吧,好吧。但是關於你的清單,查爾斯,我們人類也做些像是藝術和音樂之類的事。這將我們與其他動物區分開。


    喬治2048:的確,莫利,那就是奇點的根本意義所在。奇點是最美妙的音樂,是最深刻的藝術,是最美麗的數學……


    莫利2004:我懂了,所以奇點的音樂和藝術對我這個時代的音樂和藝術來講,大約就像2004年的音樂和藝術對……


    內德·路德:細菌的音樂和藝術。


    莫利2004:嗯,我已經看到一些真菌的藝術模型。


    內德:是的,但我敢肯定你不會尊敬它們。


    莫利2004:不,事實上,我打掃了它們。


    內德:好吧,當我沒說過。


    莫利2004:我仍然試著去預想一下。在第六紀元時宇宙將會做什麽。


    蒂莫西·勒瑞:宇宙會像鳥兒一樣飛行。


    莫利2004:但是它在哪裏飛呢?我的意思它就是全部了。

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