我們人類會迎來“技術爆炸”嗎？_風聞

撰文 | Paradox

1950年，意大利裔美國物理學家恩里科·費米與他的一些同事在洛斯阿拉莫斯國家實驗室共進午餐，因為曼哈頓計劃他在那裏工作了五年。根據各種説法，當話題轉向外星人和最近接二連三報道的不明飛行物。費米拋出了一個將載入史冊的問題：“外星人它們都在哪裏？”

費米悖論指的是外星智慧生命 (extraterrestrial intelligence， ETI) 存在的高概率估計和明顯缺乏證據。70年後，我們仍然沒有辦法回答這個問題。自從費米的那個時代以來，已經有數個假説被提出，其中包括外星文明可能已經足夠發達從而完成了文明的蜕變，進化到了更高級的生命形式，這就是本輯將要介紹的“超越假説”。讓超越假説從其他假説中脱穎而出是因為以下兩點:

1. 超越假説是承認宇宙中生命出現的平均速度隨時間變化是穩定的；

2. 超越假説認為現在的宇宙表現出的"大沉默"只能説明宇宙中目前沒有我們能夠交流的文明。

超越假説並不認為外星文明沒有掌握電子通訊技術、因技術進步而自我毀滅，或者相互進攻侵略而導致同歸於盡等原因而無法通訊，而是假設一個文明憑藉其自身極度發達的技術而進行了從頭到腳的自我改造，成為了我們人類無法通過SETI計劃搜索得到的文明。就像我們在第九輯介紹的"短暫窗口"假説中需要引入的"人類世"的概念一樣，超越假説這一思想流派認為人類文明在未來的某個時間點將出現變革性飛躍發展。我們通常稱這種現象為“技術奇點“ (Technological Singularity) 或“促進劑” (Accelerando)[譯者注:例如《三體》中稱之為“技術爆炸”，文中還是以“技術奇點”表述這個現象]，“技術奇點”是一個預期會發生的事件，此後人類的科技增長將變得不可控，並導致人類物種存在的根本變化。

“人類文明有五千年曆史，地球生命史長達幾十億年，而現代技術是在三百年時間內發展起來的，從宇宙的時間尺度上看，這根本不是什麼發展，是爆炸!技術飛躍的可能性是埋藏在每個文明內部的炸藥，如果有內部或外部因素點燃了它，轟一下就炸開了！”

——羅輯《三體》

技術奇點

這一概念的起源可以追溯到馮·諾依曼 (von Neumann) 時期，他提出了自我複製機器[又名“通用匯編程序機器人”(Universal Assemblers)或“馮諾依曼探針”(von Neumann probes)]的相關概念。與馮·諾依曼共事多年的老同事斯坦尼斯勞·烏拉姆 (Stanislaw Ulam) 在1958年寫了一篇追憶馮·諾依曼的文章，《追憶約翰·馮·諾依曼》(John von Neumann)，並回憶了兩人曾經討論技術變革步伐變化的一次談話：

有一次我們的話題是討論不斷加快的技術進步和人類生活方式的變化的關係，這使人們似乎接近了種族歷史上的某些基本奇點 (技術奇點)，而我們對人類未來的預測在人類文明跨過技術奇點之後就完全不適用了。

從聖地亞哥州立大學 (San Diego State University) 退休的計算機科學教授弗諾·文奇（Vernor Vinge， 同時他也是科幻小説作者）將“技術奇點”這一概念和術語在他發表於1993年的論文《即將到來的技術奇點》(The Coming Technological Singularity) 中做了闡述和推廣。這篇論文將文奇教授先前在VISION-21研討會上的演講中提出的論點形式化。文奇教授認為人類正處於發生科技變革邊緣，人類即將通過技術創造出比人類智慧更強大的"實體"。 人類文明越過"技術奇點"的歷史意義可能只有人類文明誕生可以與之相提並論。並且他還預測人類越過"技術奇點"將在發生21世紀初 (2005年至2030年)，可能由以下任何原因造成：

· 具有意識和超過人類智力水平的計算機

· 大型計算機網絡及其相關用户

· 人機接口允許用户可以擁有超過人類的思考計算能力

· 生物科學的發展自然地提高了人類的智力水平

作家兼發明家雷·庫茲韋爾 (Ray Kurzweil) 就此主張技術進步遵循指數增長模式，遵循“加速回報定律”。基本上，每一次新的技術突破，都會縮短下一次實現技術突破的時間，導致“技術奇點”的那一天註定會來。

視頻1. 技術奇點之後會發生什麼?-雷·庫茲韋爾(Ray Kurzweil) 丨視頻來源: The Artificial Intelligence Channel【前往“返樸”公眾號觀看視頻】

超越假説的起源

也許最早想到超越假説這一可能的是蘇聯著名火箭科學家、航天理論之父康斯坦丁·齊奧科夫斯基 (Konstantin Tsiolkovsky)。在他1932年撰寫的論文《有上帝嗎?》(Is there a God?)裏介紹，齊奧科斯夫斯基認為，人類的未來存在一種“完美智慧”（perfect intelligence）的狀態，而宇宙中可能有其他生命形式已經實現了這種狀態：

“數百萬顆行星已經存在了很長一段時間，因此，誕生於這些星球上的生命已經達到了成熟的程度，我們將在地球上未來數百萬年的生活中達到這個程度。這種成熟體現在完美的智力、對自然的深刻理解以及使星球上的居民移居宇宙的發達技術。”

齊奧科夫斯基基於自己從事天體物理學和宇宙學的工作的理解，甚至在費米的午餐談話發生的20年前就以及預見到這一的情形。他相信人類的命運的歸宿是太空，並且相信我們最終會在其他行星和恆星上殖民，於是他不得不開始思考，為什麼宇宙中比人類更古老的物種似乎還沒有這樣做。齊奧科夫斯基在1933年的一篇論文中《行星被生物所佔據》(The Planets are Occupied by Living Beings)中提出了自己對這個問題的看法。他認為如果有外星人的話，它們現在應該已經造訪了地球。他回答道：

“也許他們會造訪我們地球，但現在還不是時候。在過去的幾個世紀裏，澳大利亞土著人和美洲土著人看到歐洲人來拜訪他們，但在他們到達之前，已經過了幾千年了。同樣，我們也將在今後的某個時候遇到外星人來訪。其他星球上科技發達的文明們，也許已經互相拜訪了很長一段時間。”

在談到外星文明是否已經在嘗試讓我們知道其存在的可能性時，齊奧科夫斯基回答説：

我們的探測外星文明信號的設備太落後了，甚至無法察覺它們發給我們的信號。而我們的這些鄰居們明白，在某種程度上，人類自己肯定會證明自己居住在其他行星上。此外，向那些科技並不發達的文明居住的星球發送自己的信息，並不是一個明智的選擇。因為它們的發育程度很低，這些給予他們的知識可能是有害的(會被認為是神蹟)。直到時間流逝，人類的科技發展水平足以承受外星文明的來訪。

換句話説，齊奧科夫斯基提出了這樣一種可能性，即外星文明可能太先進了，我們無法發現它們留下的信號，或者他們可能因為我們還不夠發達而處處迴避我們。弗拉基米爾·利特金（vladimirlytkin）、本·芬尼（benfinney）和柳德米拉·阿萊普科（Liudmila Alepko）在1995年題為《齊奧科夫斯基，俄羅斯宇宙主義和外星智能生命》（Tsiolkovsky，Russian Cosmism and extral Intelligence）的論文中更詳細地描述了齊奧科夫斯基當年的推理和靈感。在許多方面，這些論據成為了尼古拉·卡達謝夫(Nikolai Kardashev)在1964年發表的開創性論文《地外文明傳遞信息》（Transmission of Information by Exterlands Visulations）中所闡述的卡達謝夫文明尺度（Kardashev Scale）的基礎。卡達謝夫預計：高度先進的文明將通過建造圍繞着其所在恆星系恆星的戴森球之類的巨型結構以表明它們完成了科技爆炸過程，並實現了對該星系能量的完全控制。

視頻2. 什麼是外星巨型結構?外星人收集利用能量丨視頻來源:Universe Today【前往“返樸”公眾號觀看視頻】

憑藉人類現有的光學觀測技術，這樣的戴森球結構不可能不被發現，這隻會讓費米悖論更加令人費解。幸運的是，宇宙學家和理論物理學家約翰·D·巴羅（John D。Barrow）提出了對卡達謝夫尺度的一個可能的擴展，即文明對微觀尺度的控制能力（Microdimensional Mastery），這為解決費米悖論提供了一個可能的思路。

在1998年的一項題為《不可能:科學的極限和於極限處的科學》（Impossibility: Limits of Science and the Science of Limits）的研究中，巴羅發現人類更能從將他們的能力應用到越來越小的尺度獲益，而不是更大的規模的巨型結構。一個很好的例子就是“摩爾定律”——晶體管的小型化使得集成電路芯片上的平均數量每兩年翻一番，人類在20世紀末到21世紀初從集成電路突飛猛進的發展中得到了海量的計算能力。因此，巴羅提出了一個與卡達謝夫文明尺度相反的分類方案，該量表從I-型向下延伸到Ω型。根據巴羅文明尺度（Barrow Scale），文明的發達程度可以分成以下七個等級：

· I-型：能夠在不同的尺度上操縱物體;

· II型：能夠閲讀和設計遺傳密碼;

· III型：能夠在分子水平上操縱物質;

· IV型：能夠在原子水平上操縱物質(即納米技術);

· V-型：能夠在亞原子水平(原子核和核子)操縱物質;

· VI型：能夠操縱物質的基本粒子(夸克和輕子);

· Ω型：能夠操縱空間和時間的基本結構。

視頻3.超越假説-技術奇點之後是什麼(視頻來源:Jason Silva)【前往“返樸”公眾號觀看視頻】

未來學家約翰·M·斯馬特（John M.Smart）對超越假説做了很多基礎性的工作，也做了相當多的拓展。在2002年他發表的題為《回答費米悖論:探索普遍超越的機制》（*Answering the Fermi Paradox: Exploring the Mechanisms of Universal Transcension*）的論文中，他認為“大沉默”可以用技術進化的過程來解釋。斯馬特在2011年發表的一篇文章中，《超越假説：足夠先進的文明總是迴避我們的宇宙，以及對METI和SETI的影響》(The transcension hypothesis: Sufficiently advanced civilizations invariably leave our universe， and implications for METI and SETI) 更新了這些論點（譯者注：此處的METI， Messaging Extraterrestrial Intelligence， 是一項與外星文明通訊的計劃）。在文中他簡要介紹了不斷加速的技術發展趨勢如何導致物種與不太先進的文明變得難以溝通：

超越假説認為，一個普遍的進化發展過程引導所有足夠先進的文明進入所謂的“內部空間”，這是一個經過計算優化過的領域，對空間、時間、能量和物質的掌握的尺度的越來越密集、高效和小型化……

特別是，斯馬特認為突破了“技術奇點”的地外文明幾乎最終都會開發出從黑洞中提取能量的技術，因為黑洞的能源幾乎是取之不盡用之不竭的，並且可以允許測試各種極端的物理現象。黑洞可以成為能量來源的想法最早是由牛津大學物理學家和數學家羅傑·彭羅斯（Roger Penrose）提出的，這一發現得到了最近研究《來自旋轉體的波的放大》（Amplification of waves from a rotating body）的證實。除了從能量利用的角度之外，斯馬特還想了許多理由來解釋為什麼黑洞會引起突破了“技術奇點”的外星文明的興趣，作為它們向終極進化狀態過渡的一部分。

如果信息理論告訴我們只有雙向交流才能建立進化的複雜性，那麼倫理也許會驅使我們人類不斷嘗試與外星文明交流和進化。而黑洞可以為這些極度發達的文明提供近乎取之不盡用之不竭的能源。

斯馬特認為，超越假説本質上可以歸結為進化發展論（Evolutionary Development， 簡稱為Evo-Devo）。進化發展論描述的是我們宇宙中的一個基本動力，進化和發展過程同時促進了“自生”（autopoietic）自我繁殖系統的演進。與模擬假説不同的是，超越假説認為物種的終極形態是完成自身的進化，而不是進入一個模擬虛擬世界（我們在第七輯中介紹過）。斯馬特還補充道:

我們會在科技的幫助下變得像上帝一樣無所不能，或者完全鑽進虛擬世界，在計算機裏永生。但我不認為一個具有複雜系統的文明會這樣做，如果我們發現了可以完成自生演進的文明，那麼它們有助於理解智慧生命在宇宙中如何工作，我個人認為這是對文明可能具有的複雜程度最簡單最合理的解釋。

視頻4. 身處宇宙中的孤獨:理解超越假説丨視頻來源:REBECCA RONITA【前往“返樸”公眾號觀看視頻】

塞爾維亞天文學家、天體物理學家、哲學家米蘭·契爾科維奇（Milan M。 Ćirković）在2008年的一項題為《反對銀河帝國》(*Against the Empire*)的研究中，提出了先進的外星文明會選擇自我優化的觀點。他測試了兩種模式以確定後處於生物時代和技術先進文明的生存行為——採取"帝國制"和"城邦制"的生存方式。通過計算，他認為先進物種更願意留在經過優化的空間緊湊的環境中，而不會選擇向外擴張。他認為一個先進的物種更願意優化它自己周圍的一畝三分地（它們所在的恆星系統和行星系統），而不是試圖向外擴散和殖民其他恆星系統。而這些要求它們開發出先進的控制微觀尺度的技術，如納米技術（10-9m）、皮米技術（10-12m）和（飛米技術10-25m），使他們能夠最大限度地利用現有空間。

這就回到了文章一開頭介紹"技術奇點"一節，馮·諾依曼的“通用匯編程序機器人”——能夠無休止地自我複製的機器人，這些機器將在越來越小的尺度上自我複製。正如理查德·費曼（Richard Feynman）在1959年加州理工學院（Caltech）的演講《底下的空間還大的很》(There’s Plenty of Room at the Bottom）中他首次為我們引入了“納米技術”的概念。

不久前哈佛-史密森天體物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics， CfA）的亞伯拉罕·勒佈教授（Abraham Loeb）在一篇名為《宇宙尺度上的社會距離》（Social Distancing on a Cosmic Scale）文章中提出隨着先進文明的技術進步對擴張和星際殖民會逐漸失去興趣。他更詳細地解釋了這一理論。他以人類歷史為模板，展示了人類如何隨着時間的推移變得更加"沉默":

在過去的幾十年裏，我們開發出了無線電靜默的通訊設備，如光纖或電纜。此外，我們不再像在冷戰期間一樣，使用大功率無線電雷達掃描天空尋找彈道導彈。我們用現有的射電望遠鏡仍然可以捕捉到反射回地球的大功率的無線電信號，我們可能要花很長時間才能體會到當時粗心大意亂用大功率無線電的後果。

由於信號是60年前發射的，我們現在只能從地球周圍30光年遠的地方聽到反射的射電信號，那裏只有幾百顆恆星。因為銀河系圓盤的厚度有一千光年，所以在下一個千年裏，隨着人類等待時間的增加，另一種文明探測到我們的冷戰時期無線電信號的可能性越來越大。在此之後，無線電殼層掃過的恆星數目與等待時間的平方成正比。

人類自身的這種發展趨勢，就暗含了避免被其他文明聽到的行為，可能最終導致了我們人類文明的“孤立狀態”。有人認為：如果一個物種具有能力優化其環境以滿足其所有需要，它就不太可能冒險跳出舒適圈。但是一個能夠自給自足的物種是否也有可能對與他人接觸不那麼感興趣呢？

視頻5.超大質量黑洞周圍由九顆恆星組成的環丨視頻來源:GregroxMun【前往“返樸”公眾號觀看視頻】

此外，勒布認為，目前的全球流行的流感為我們提供了另一個可能的原因，説明為什麼外星文明可能傾向於自我孤立政策。他補充道：“最近全球流行的流感説明我們人類是多麼脆弱，一個先進的文明將創造支持自身長久生存的家園。它從外表看很可能像一個巨型的繭狀結構，同時從內部看也是一個複雜的生態系統。”自然，發達的文明如果選擇了自我孤立政策對SETI計劃和METI計劃都有影響。如果先進文明選擇不通信，採取“無線電靜默”政策，生存在自我不斷優化的環境中，那麼我們尋找外星文明的手段是徒勞的。但是我們假設所有的智能生命形式都選擇採用優化和安靜的方法是很不理智的。就費米悖論和SETI計劃而言，這種存在吵鬧的外星文明也會對我們的搜索結果產生影響。正如勒布所説：

最先進的文明之所以選擇不與外部世界進行對話，是因為它們將自給自足。因此我們永遠不會檢測到來自它們的通訊信號。這就解釋了為什麼我們沒有他們的消息。但是我們可能會聽到像我們人類文明這樣嘈雜、不那麼複雜和發達的文明的聲音。但它們也可能存續的時間短，數量少，因為它們不能很好地保護自己的棲息地。

圖1.S2星經過銀河系中心超大質量黑洞時軌跡的概念圖丨圖片來源: ESO/M. Kornmesser

因此，雖然在理論上我們可以與一些外星文明交流，但我們也許應該儘量避免與他們交流和接觸。當我們聽到他們的消息時，他們可能已經滅絕了。所有其他在進化的考驗中倖存下來並越過"技術奇點"的文明都不會對與我們人類文明感興趣，對我們而言我們仍然與他們無法交流。

對超越假説的批評

與其他的解決費米悖論的假説一樣，超越假説中包含了許多固有的假設。事實上，斯馬特在一篇網站文章中《超越假設的關鍵假設:先進文明是否離開了我們的宇宙?》（Key Assumptions of the Transcension Hypothesis: Do Advanced Civilizations Leave Our Universe?）列出了他認為超越假説所存在的假設前提：

1. 它假設我們宇宙中的生命遵循之前提到的進化發展論的模式，而且這些進化發展總是趨同的。

2. 它假設智慧生命總是會向空間、時間、能量和物質越來越小的尺度上遷移，並不斷的優化自身。有一種假設認為這個過程最終必須在黑洞和其他非常緻密的天體，比如中子星的等尺度上處停止。而進入黑洞的事件視界可能是進化發展論中的下一步了。

超越假説裏還暗示了可能存在許多未知因素，因為這個理論涉及的是人類跨越"技術奇點"之後的進化和發展。之所以我們使用"奇點"一詞，是因為人們相信，技術的指數增長將徹底改變我們人類的生理和心理條件，並賦予人類未來無限的可能性，這樣我們的未來發展將無法預測。可能使它類似於黑洞奇點，本身時空中的一個點，甚至是光也逃逸，我們無法看到黑洞裏面究竟發生了什麼。“技術奇點"也造成了一個關乎人類未來的悖論，那就是在我們能做之前，我們無法理解我們能做什麼。

同樣地，我們不能夠預測一個超級先進發達的物種會做什麼，因為我們與這些外星文明的發展水平相比還差得很遠。這就好比讓中世紀的人們預測有一天人類將如何切分原子、發明計算機、互聯網和進入太空。這樣來看，人類也很難放棄SETI計劃和停止搜索那些先進文明，無限的可能性反而會凸顯研究和探索的必要性。正如勒佈教授解釋的那樣，發現極度發達的外星文明的可能性仍然存在:

類似於那些一頭扎進明星別墅附近的垃圾桶尋找八卦的狗仔隊和記者，我們可以從先進文明向外部世界排出的廢熱和廢物以管中窺豹。即使是最先進的文明也應該無法擺脱產生無法利用的廢物和廢熱，因為它是熱力學定律規定的。

圖2.成羣的由激光驅動的光帆宇宙飛船可以讓我們在宇宙中尋找智慧生命丨圖片來源: Adrian Mann

斯馬特還大膽指出，就算是極度發達的文明無法掩蓋其活動的跡象。就像我們尋找它們建造的巨型結構一樣。我們尋找它們的關鍵是尋找大的信號:

光學SETI計劃向我們展示一個"行星失蹤的問題”，我們捕捉到它們的閃爍，因為每個行星上的文明都變得足夠聰明和發達，它們可能都傾向優化自身生存環境而不是向外太空拓張……與我一起研究計劃發展論的克萊門特·維達爾 (Clement Vidal) 還提議，通過觀察黑洞吞噬它們的恆星來尋找智慧文明的留下的痕跡。

這想法存在一定的道理：發達的外星文明可能會對人類隱藏自己，因為它們已經進化到一種高度發展的狀態，不再使用我們能夠識別的通訊技術，也沒有興趣和我們人類文明溝通交流。但是，在我們人類開始真正理解宇宙之前，我們只能參考人類自身去假設外星文明如何發展，直到我們發現外星人之前我們都是在茫茫的宇宙中大海撈針。我們會在第十二輯《水世界假説|超越費米悖論》中介紹第10種解釋。即表面具有豐富水資源的類地行星，以至於生命不太可能出現並走向繁榮。這是超越費米悖論系列中出現的第9種解釋，請各位讀者繼續關注這個翻譯專欄，再次感謝大家的閲讀。

本文經授權轉載自微信公眾號“中科院高能所”。