物理学家严肃地探究了将来有一天意识能散播到整个宇宙中的想法。英国皇家天文学家马丁·里斯(Martin Rees)爵士写道:“虫洞、额外维度和量子计算机打开了想象的空间,这可能会将我们的整个宇宙最终转化为一个‘活的宇宙’!”
但有一天心灵真的会脱离肉体,开始探索整个宇宙吗?艾萨克·阿西莫夫的经典科幻故事《最后的问题》(The Last Question)探讨了这个主题。(他会欣然把这部短篇科幻小说集归为自己的最爱。)在这个故事中,几十亿年后的人类会在某个不知名的行星上把自己的肉体置于吊舱中,让自己的心灵通过纯能量释放以控制整个银河系。这些替身并非由钢铁或硅制成,而是纯能量生物,能毫不费力地遨游在遥远的太空中,饱览过往爆炸的恒星、互相碰撞的星系以及其他宇宙奇观。但不论人类变得多么强大,当它面对宇宙的最终灭亡,即“大冻结”来临时,它仍然会无助。在绝望中,人类建造了一台超级计算机来回答这个终极问题:宇宙的灭亡可以被逆转吗?这台计算机如此之大,如此之复杂,它只能存在于超空间中。但它的回答仅仅是,信息不足,无法给出答案。
几个世纪之后,恒星开始暗淡,宇宙中的所有生命都濒临灭绝。但此时,这台超级计算机终于找出了一种逆转宇宙灭亡过程的方法。它在整个宇宙中搜集死亡的恒星,把它们结合成一个巨大的宇宙球,并将其点燃。随着这个球的爆炸,这台超级计算机发出宣告:“让这里有光!”
于是有了光。
也就是说,脱离肉体的人类可以成为上帝,可以创造出新的宇宙。
起初,由阿西莫夫塑造的在宇宙中遨游的纯能量生物听起来很不可信。我们已经习惯于把生物想象为由肉体和血液构成,受物理规律和生物规律的支配,在地球上生活和呼吸,被我们这个行星的引力所束缚。于是,由能量构成的意识实体流畅地穿梭在星系中,不受肉体的限制,这种想法是很奇怪的。
但以纯能量的形式探索宇宙的梦想并不违反物理规律。试想我们最熟悉的纯能量形式,激光束,它能包含大量信息。当今,每天有上万亿个电话、数据包、视频和电子邮件等信号由携带激光束的光缆即时传输。有一天,也许在下一个世纪的某个时候,我们就能够把我们的整个人脑连接组置于强大的激光束上,将我们自己的大脑意识传输到整个太阳系。再过一个世纪,我们也许能借助一条光束把自己的人脑连接组发送到恒星上。
(这是可能的,因为激光束的波长十分小,只有百万分之一米的级别。这就意味着可以把海量的信息加载到激光束的波形上。比如摩尔斯密码,其中的点和线可以轻松地加载到一条激光束的波形上。一条x射线束能加载更多的信息,因为它的波长比一个原子还要小。)
这样,探索银河系的一个方法就是把我们的人脑连接组加载到激光束上,定向发射到月球、行星乃至恒星上,这不会受到任何普通物质会遇到的恼人限制。鉴于目前寻找大脑通路的计划正在加紧实施,我们可以在本世纪末得到完整的人脑连接组,到下个世纪,就可能将脑连接组以某种形式置于激光束上。
这条激光束会包含重组一个有意识的人所需要的所有信息。尽管这条光束达到目的地可能需要几年甚至几个世纪的时间,但对乘坐在这条激光束上的人看来,这趟旅行只是一瞬间的事。从根本上讲,我们的意识被冻结在激光束上,它飞快地经过宇宙真空空间,而对于我们来说到达银河的另一端好像就是一眨眼的工夫。
这样,我们就避免了行星际旅行和恒星际旅行的所有糟糕经历。首先,我们不必建造硕大的推进火箭。你只需按下激光的“开”这个按钮就够了。其次,我们不必承受加速进入空间时给身体带来的数倍于g值的过载。由于我们没有物质身体,可以瞬间加速到光速。第三,我们不必遭受外太空的各种危险,如流星的撞击和致命的宇宙射线,因为小行星和辐射可以从我们身上穿过,不会带来伤害。第四,我们不必把自己的身体冰冻起来,或者在传统的火箭飞船中忍受几年的孤单寂寞。相反,我们以这个宇宙中最快的速度穿过太空,时间对于我们是停止的。
一旦我们到达目的地,那里会有一个接收站,可以把激光束上的数据传送到主机上,主机再把这个有意识的生物唤醒。现在,计算机由加载在激光束上的密码控制,程序由它来调度。这个人脑连接组指挥主机模拟未来,达成自己的目的(也就是说,它有意识了)。
之后,这个存在于主机里的有意识的生物通过无线向机器人替身发出信号,这个机器人在目的地等候我们多时了。用这种方法,我们在一个遥远的行星或恒星上突然“苏醒”了,我们的身体就是替身的机器人身体,整个旅程就像眨眼之间的事。所有复杂计算都在一台庞大的主机内进行,由它指挥替身的移动,以执行我们在这个遥远星球上的任务。我们并不在意宇宙旅行的危险,就好像什么事都没发生一样。
设想一下,整个太阳系甚至是整个银河系都布满了这种接收站。从我们的角度看来,从一个恒星到另一个恒星几乎毫不费力,我们以光速前进,整个路程瞬时完成。每个接收站里都有一个机器人替身等待我们进入其中,就像一所没人住的旅馆等待我们登记入住。我们到达目的地时精神饱满,之后拥有了超人般的身体。
在旅程尽头等待我们的机器人,它的身体构造与我们要执行的任务有关。如果我们的工作是探索未知世界,那么替身须能够在恶劣的条件下工作,可以适应不同的引力场、有毒的大气、极寒或极热的温度、不同的日夜周期和源源不断的致命辐射。要在这种恶劣条件下生存,替身必须具有超强的力量和超强的感觉。
如果需要替身的身体进行放松,那么就按照休闲活动的目的进行设计,比如增强坐雪橇、滑板、风筝、滑翔机或在飞机上遨游太空的乐趣,或者提升用球拍、球棒或球棍把球打到宇宙空间中去的快乐。
或者,如果我们的工作是与当地人进行交往,研究他们的生活,那么替身就应该接近土著人的身体特征(这正是我们在电影《阿凡达》中所看到的)。
必须承认,最初建立这种激光接收站时可能不得不使用传统的星际旅行的方法,即传统火箭飞船。然后,我们可以建立第一批激光接收站。(也许建立这种星际网络最快捷、最便宜、最有效的方法是把能够自我复制的机器人探测器送入银河系。因为它们能够自我复制,一个探测器经过几代的时间后就会复制出几十亿个探测器,向各个方向飞去,每个探测器降落后都会建立一个激光接收站。关于这种情况,我们将在下一章讨论。)
一旦这个网络完全建立起来,我们会看到有意识的生物会汇成洪流,在整个星系中游荡,任何一个时刻,都会有大批人从遥远的星系出发或离开。很可能,这个网络里的所有激光站都像纽约中央火车站一样繁忙。
这一切听起来有些未来主义,但这种想法的基本物理规律已经完全建立。这包括把海量信息加载到激光束,然后把信息传送到上千英里外,并在接收端解码的规律。因此,这种想法所面临的主要问题并不是物理规律,而是工程技术。正是由于这一点,我们也许要到下个世纪才能把完整的人脑连接组加载到能量强大的激光束上,以到达其他行星,也许还需要一个世纪的时间我们才能把自己的意识“照射”到恒星上。
要验证这种方法是否可行,我们可以进行一些简单的、粗略的计算。第一问题是,如同铅笔粗细的激光束中所携带的光子虽然表面上具有完美的平行结构,但在太空中仍然会稍稍发散。(当我还是小孩子的时候,我用手电筒照射月亮,想知道这束光能不能到达月亮。答案是肯定的。原始光束超过90%被大气所吸收,留下的一些会达到月球。但真正的问题是,手电光最终照射在月球的图像会有几英里宽。这是由于测不准原理的作用。激光束也会慢慢发散。由于我们不能准确获知激光束的位置,按照量子力学的规律,它只能随着时间慢慢扩散开来。)
然而,把我们的人脑连接组照射到月球上并不会给我们带来多大好处,因为我们可以待在地球上,轻松地用无线电直接控制月亮上的替身。而当我们控制行星上的替身时就体现出这种方法的优势了,无线电信号要花上几个小时才能传递到那里的替身,而向替身发送无线电指令,等待回应,然后再发送另外一个指令的过程会缓慢到让人痛苦,要花几天的时间。
如果你要把激光束发送到行星上,你首先要在月球大气表面建立起一个激光组,这样就避免了空气对信号的吸收。从月球出发,激光束可以在几分钟或几小时内达到行星。一旦激光束把脑连接组发送到行星上,我们就能够直接控制替身,而不会出现任何延迟效应。
在太阳系建立这种激光接收站网络到下个世纪可以完成。但要把激光束发送到恒星上要困难得多。这意味着我们必须在沿途的小行星和空间站上建立中继站,以放大信号,降低误差,然后把信息传递到下一个中继站。我们也许可以利用太阳与附近恒星之间的彗星来达到这个目的。例如,距离太阳1光年远的地方(即离我们最近恒星距离的四分之一)就是由彗星组成的奥尔特彗星云。它是圆球体,包含几十亿颗彗星,其中很多都在真空空间中静止不动。围绕着半人马座恒星系也很可能存在着与奥尔特彗星云相似的彗星群,它是距离我们最近的恒星系。假设奥尔特彗星云距离这些恒星有1光年的延伸幅度,那么从我们的太阳系到下一个星系就有一半的距离布满静止的彗星,在这些彗星上我们可以建造中继站。
另外一个问题是由激光束发送的信息量。根据塞巴斯蒂安·承博士的计算,一个人的大脑连接组中所包含的信息总数大约有1ZB(1后面21个零)。这几乎相当于今天互联网上所有信息的总和。设想一个激光组加载有这样的海量信息,照射到太空中。光纤每秒钟可以携带TB级数量的信息(1后面12个零)。在22世纪,信息储存、数据压缩以及激光束打包的技术将会把这种信息传输速率提高上百万倍。这就意味着,要把加载有整个大脑信息的激光束发射到太空要花上数个小时。
所以,问题并不在于激光束上加载的信息总数。在理论上,激光可以携带无数的数据。真正的瓶颈是处在另一端的接收站,它必须有某种装置能够以极快的速度处理这些信息。硅晶体管可能无法胜任处理这种体量的数据。我们可能不得不使用量子计算机,它计算的基础不是硅晶体管,而是单个原子。目前,量子计算机还处在原始水平,不过到下个世纪它们也许会十分强大,足以处理ZB级的信息。
使用量子计算机处理这种海量信息的另一个好处是,我们有机会制造出可以在空中悬停和飘浮的能量生物,这种生物经常在科幻小说和奇幻小说中出现。它们可能是最纯粹形式的意识表现。看起来,这种生物似乎违背了物理规律,因为光总是以光速传播。(www.xing528.com)
但在过去的10年中,哈佛大学的物理学家宣布,他们能够使一条光束在行进路径中死亡般停顿静止,这使他们得到极大关注。很明显,这些物理学家完成了不可能的事——把一条光束的速度降到缓慢的程度,最后使其完全静止放置在一个瓶子里。如果你仔细观察一瓶水,也许用瓶子捕捉光束就不会那么神奇了。当一条光束进入水中时,它会放慢速度,并在进入水中后发生一定的角度弯曲。同样,光束进入玻璃后也会发生弯曲,这使得望远镜和显微镜成为可能。这些现象的原因都来自量子理论。
想象一下19世纪在美国西部送信的老式快马邮递。每匹马都能在中继站之间以非常快的速度飞驰。但瓶颈在于每个中继站的延迟效应,因为要在那里交换邮件,更换骑手和马匹。这大大降低了邮件寄送的平均速度。同样,在原子之间的真空中,光以光速c传播,大约每秒186282英里(30万公里)。然后,当它碰到原子时,光就会被延迟;它被原子短暂地吸收,几分之一秒之后重新发射出去。总体来说,光束的这种微弱延迟造成了光在玻璃或水中的速度放慢。
哈佛大学的科学家探究了这种现象,他们把一个气体容器精心地降温到接近绝对零度。在这种温度下,气体原子在吸收光束很久之后才会把它重新发射出去。这样,通过提升延迟效应,他们降低了光束的速度,直到它完全静止。光束在气体原子之间仍然以光速传播,但原子吸收光束花去很长时间。
这就带来了一种可能性,有意识的生物可能会选择以纯能量的形式存在,并以这种形式遨游太空,就像幽灵一样,而不用去控制一个替身。
这样,将来携带大脑连接组的激光束被发送到恒星后,它可以转化为一团气体分子,并储存在一个瓶子里。这个“瓶装光”与量子计算机非常接近。它们都包含发生一致振动的一批原子,这些原子的相位彼此相同。而且它们都能进行复杂的计算,这种计算是普通计算机无法完成的。所以,如果量子计算机的问题可以解决,我们可能也会获得控制这些“瓶装光”的能力。
我们看到的所有这些问题都是工程技术问题。在下个世纪或更远的时间实现用一条能量束进行旅行,这并没有物理规律上的限制。也许这是到达其他行星和恒星的最便捷的方法。就像一些诗人梦想的那样,我们不用骑在一条光束上,我们成了光束本身。
要真正实现阿西莫夫在科幻故事中描绘的蓝图,我们需要回答超光速跨星系旅行是否真的可能。在这个小故事中,拥有超强能力的生物可以自由地在相距几百万光年的星系之间穿行。
这可能吗?要回答这个问题,我们不得不推进现代量子物理的最前沿研究。最终,被称为“虫洞”的东西可能会提供一种在浩瀚的空间和时间中穿行的捷径。然而,就穿越虫洞来说,纯能量生物会比物质生物有着决定性的优势。
在某种意义上,爱因斯坦有点像街区的警察,他宣布你不能以超光速行驶,这是宇宙的终极速度。比如,穿越我们的银河系旅行,即便以激光的方式进行也要10万年的时间。虽然对于旅行者来说,这仅仅是一眨眼的工夫,但在地球家园上的时间已经过了10万年。而在星系之间穿行要用上百万至上亿光年。
但是,爱因斯坦在他的著作中留下了一扇后门(漏洞)。在他1915年的广义相对论中,他提出引力产生于空间-时间的扭曲。引力并不是一种神秘的隐形的“拉力”,这是牛顿的看法;但实际上,引力是一种因空间在一个物体周围扭曲而产生的一种“推力”。这个理论不仅精巧地解释了星光邻近掠过恒星时发生偏转以及宇宙膨胀的现象,也提出拉伸的时空织构发生断裂的可能性。
1935年,爱因斯坦和他的学生纳森·罗森(Nathan Rosen)引入了一种可能性,即两个黑洞解可以背靠背结合在一起,就像连体婴儿一样,如果你掉进一个黑洞中,理论上可以从另一个黑洞中出来。(设想我们把两个漏斗对接,从一个漏斗中流入的水会从另一个漏斗中流出来。)这个“虫洞”也称作爱因斯坦-罗森桥,也许可以作为不同宇宙之间的入口或大门。爱因斯坦自己不相信人能穿过黑洞,因为人会在这个过程中被压碎,但后来的几个实验都提出了穿越虫洞,进行超光速旅行的可能性。
首先,1963年数学家罗伊·克尔(Roy Kerr)发现,一个旋转的黑洞并不会像之前设想的那样坍塌为一个单一的点,而是坍塌为一个旋转的环,它旋转的速度十分快,以至于它的离心力会使其不再坍塌。如果你掉进这个环中,那么你就会进入另一个宇宙。环中的引力会十分巨大,但并非无限。这有点像爱丽丝的梳妆镜,你可以把手伸进镜子,进入一个平行宇宙。梳妆镜的边缘是构成黑洞的环。自克尔的发现开始,又出现很多其他爱因斯坦方程的解,表明在理论上我们可以在宇宙之间穿行,而不会被立即压碎。到目前为止,由于我们在空间中观察到的黑洞都以十分快的速度旋转(有一些每小时旋转100万英里[161万公里]),这就意味着像这样的宇宙通道也许是很常见的。
1988年,加州理工学院的物理学家基普·索恩(Kip Thorne)博士和他的同事提出,在有足够“负能量”的条件下能够使黑洞稳定下来,虫洞也就可以“穿越”了(即,可以自由地通过黑洞,而不会被它压碎)。负能量也许是宇宙中最奇异的物质,但它真的存在,而且可以在实验室中(以微观量地)制造出来。
这就有了一种新的模式。第一,一个先进的文明可以在某个点上汇聚足够多的正能量,这相当于一个黑洞,从而在太空中打开一个能够连接相距遥远的两个点之间的洞。第二,它能够汇聚足够多的负能量,使这个通道保持打开的稳定状态,这样你进入其中后,它不会马上关闭。
现在,我们可以更好地看待这个想法。在本世纪末,绘制完整的人类大脑连接组会成为现实。下个世纪初,会建立起行星之间的激光网络,这样,意识可以通过激光在太阳系中穿行。这一切不需要新的物理规律。恒星之间的激光网络需要再等一个世纪才能建成。然而,一个可以利用虫洞的文明要在技术上领先我们上千年,超越了已知物理规律的最前沿。
所有这些都与意识能否在宇宙之间穿行有关。如果物质靠近一个黑洞,强大的引力会把你的身体压成“意大利面条”。你的脚受到的引力牵拉将大于你的头到的引力牵拉,这样你的身体就被这种的潮汐力拉伸。事实上,当你靠近黑洞时,甚至构成你身体的原子也会被拉伸,直到电子从原子核撕裂出来,最后你的原子解体。
(要认识这种潮汐力的威力,只要看看地球上的潮汐现象和土星环就够了。月球和太阳的引力对地球有牵拉作用,使得海洋在满潮时会升高几英尺。如果月球接近像土星这样的巨行星,潮汐力会拉伸月球,直至最后把它撕裂。月球被潮汐力撕裂的临界距离被称为洛希极限[Roche limit]土星环正好坐落在洛希极限上,所以它们可能是某一个月球离母星太近的结果。)
即使我们进入一个旋转的黑洞,并用负能量使其保持稳定,引力场仍然过于强大,会把我们压成意大利面条。
在这一点上,激光束穿过虫洞相比物质有着巨大的优势。激光是非物质性的,在其接近黑洞时不会受潮汐力的拉伸,相反,它会发生“蓝移”(即,它获得了能量,频率得到提升)。虽然激光本身会发生弯曲,但它所加载的能量不会受到影响。比如说,激光束上加载的摩尔斯密码会被压缩,但它承载的信息内容没有发生变化。数字信息不受潮汐力的影响。因此,对于物质生物来说具有致命性的引力,对于加载在光束上的生物可能是无害的。
这样,由一条激光束携带的意识,由于它是非物质性的,在穿过虫洞时就有着物质无法比拟的优势。
相较于物质,激光束通过虫洞时还有另外一个优势。根据一些物理学家的计算,也许可以较容易地制造出大约一个原子大小的微型虫洞。物质可能无法通过这么微小的虫洞。但波长小于一个原子的X射线激光可以毫无困难地通过。
虽然阿西莫夫的精彩故事明显是虚构的,但有意思的是星系中可能已经有了一个巨大的恒星际激光站网络,但由于我们还很原始,完全没有意识到它的存在。
对于领先我们几千年的文明来说,把大脑连接组数字化的技术以及把这些信息发送到恒星的技术可能已无异于小儿科。如果是这样,很有可能智慧生物已经开始用星系中的激光网络实现意识的快速传输了。我们最先进的望远镜和人造卫星也无法观察到这种跨星系的网络。
卡尔·萨根曾经感慨道,我们生存的世界可能布满了外星文明,但我们自己的技术却无法感知它们的存在。
接下来的一个问题是:外星人的心灵里潜伏着什么?
如果我们遇到这种先进的文明,它们会有怎样的意识呢?终将有一天,人类物种的命运将系于这个问题之上。
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