最后的問題
宇宙的命運(yùn)最終會是怎樣?這是我能想到的人類能夠提出的所有問題當(dāng)中的最后問題,沒有什么問題能比這個問題更終極了。當(dāng)然,所有對此問題的回答都是現(xiàn)有人類智慧下的回答,也不可能得到最后的驗(yàn)證。那么,研究這個問題到底有沒有意義,為什么要去研究?我認(rèn)為,所有的意義也都是人賦予的。在我看來,引發(fā)思考,滿足好奇,就是無與倫比的意義。在人類沒有解決溫飽問題之前,藝術(shù)是沒有意義的,但是滿足了溫飽之后,人們會發(fā)現(xiàn)藝術(shù)的意義大于吃飯。如果你追問下去,藝術(shù)對人類的意義到底是什么?那么追問到最后就只有一個答案:給人帶來美感。
在我眼里,星空就是一首交響樂,星辰大海是它的琴弦。第一樂章,巨大的太陽帶動著八大行星構(gòu)成了最初的奏鳴曲,唱出天體旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動的永恒主題。第二樂章,宇宙旋律轉(zhuǎn)入深沉的慢板,它帶我們進(jìn)入到更廣闊的星系和宇宙空間,讓我們聽到銀河系、河外星系,乃至宇宙誕生之初的回響。當(dāng)我們沉醉于這無盡的深邃時,旋律又開始進(jìn)入到下一個風(fēng)趣輕快的樂章,宇宙空間中的有機(jī)分子、類星體、脈沖星、暗物質(zhì)和暗能量等角色粉墨登場,令人著迷。
現(xiàn)在,當(dāng)我們在思考宇宙的終極命運(yùn)時,也就是在聆聽這首宇宙交響樂的終章,它也許高昂雄渾,也許輕柔悠遠(yuǎn),雖然無法影響我們的實(shí)際生活,但一定能給聽懂的人帶來無盡美感。除了對美感的追求,在我看來,研究宇宙的終極命運(yùn)還有另外一個意義,那就是如果把人類文明當(dāng)作宇宙中無以計(jì)數(shù)的文明中的一個來看待,那么對這個問題的研究深度,就代表著人類文明在宇宙文明中的排名。它的意義不是針對某個個人,而是賦予整體人類文明的。
在暗能量發(fā)現(xiàn)之前,對宇宙命運(yùn)的主流觀點(diǎn)是大塌縮,科學(xué)家認(rèn)為宇宙會經(jīng)歷一個由膨脹到收縮的拐點(diǎn),然后宇宙就開始大爆炸的反過程——塌縮,最終宇宙又會縮成一個奇點(diǎn),然后“砰”地一聲再爆炸一次,如此循環(huán)往復(fù)。但后來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了宇宙加速膨脹這個驚人的事實(shí),大塌縮也就慢慢退出了主流?,F(xiàn)在的主流觀點(diǎn)認(rèn)為:宇宙的最終命運(yùn)有兩種可能,一個是熱寂說,一個是大撕裂說。
下面我給大家介紹的就是這兩種學(xué)說。
我們先來講熱寂說。
要把這個講清楚,就必須要提到熱力學(xué)第二定律(以下簡稱“熱二”),這個定律不僅是熱力學(xué)三定律中最難搞懂的一個定律,恐怕也是所有物理定律中最難說清楚的定律之一。而且“熱二”的表述形式也特別多,不下十種,比如最早的表述是這樣:不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響?;蛘哌@樣:不可能從單一熱源吸收能量,使之完全變?yōu)橛杏霉Χ划a(chǎn)生其他影響。
這兩個算是最通俗易懂的,但是嚴(yán)謹(jǐn)程度不夠。后來的科學(xué)家繼續(xù)把這條定律發(fā)展成這樣:在一個系統(tǒng)的任意給定平衡態(tài)附近,總有這樣的態(tài)存在——從給定的態(tài)出發(fā),不可能經(jīng)過絕熱過程得到。又發(fā)展成這樣:對于一個有給定能量、物質(zhì)組成、參數(shù)的系統(tǒng),存在這樣一個穩(wěn)定的平衡態(tài)——其他狀態(tài)總可以通過可逆過程達(dá)到之。
這兩個表述你肯定看暈了,不用自卑,我也跟你一樣暈。不過,現(xiàn)代對“熱二”的表達(dá)形式倒是變得非常簡潔了,一句話就能說清,但你可能還是會看不懂:
任何孤立系統(tǒng)中的熵只能增大不能減小。
對,關(guān)鍵就在于這里面出現(xiàn)了一個詞“熵”,如果不知道這是啥,那么這句話對你來說可能還是難以理解。因此,理解宇宙熱寂說的關(guān)鍵是要了解熱力學(xué)第二定律,了解“熱二”的關(guān)鍵則是了解什么是熵。
這個字其實(shí)是民國時期的著名物理學(xué)家胡剛復(fù)教授在1923年發(fā)明創(chuàng)造出來的,沿用至今已經(jīng)成了物理學(xué)中的一個標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語。不僅熱力學(xué)中用到,在信息論、控制論、概率論、生態(tài)學(xué)中,它都被當(dāng)作一個標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語廣泛使用,這個概念相當(dāng)重要。
什么是熵?熵就是衡量一個系統(tǒng)混亂程度的度量值。比如在麻將桌上,剛剛洗好的一副牌的熵就很低,嘩啦嘩啦洗牌的時候,熵就很高。在一杯咖啡中,你倒入一勺牛奶,剛開始的時候,牛奶和咖啡還能分得比較清楚,但是隨著時間的推移,慢慢地就混在一起了,在這個系統(tǒng)中,熵就是在慢慢地變大。
“熱二”定律說的就是任何一個孤立的系統(tǒng),也就是沒有別的系統(tǒng)去干擾的話,系統(tǒng)的混亂程度只會增大不會減小。一個打碎的玻璃杯,不可能自發(fā)地還原。你在沙漠中堆起一座沙堡,風(fēng)很快就會讓沙堡消失,重新回歸無序,再厲害的風(fēng)也永遠(yuǎn)不可能把沙子吹成一座規(guī)則的沙堡形態(tài)。這是對自然規(guī)律的一個深刻洞見,隱藏在這個規(guī)律背后的規(guī)律其實(shí)依然是概率。如果我們用沙子排列的可能方式去考察沙堡和一盤散沙,或許你就能理解為什么風(fēng)只能吹出一個個外形幾乎一樣的沙堆,而吹不出一個規(guī)則的沙堡。而這個定律也很好地解釋了為什么時間的箭頭是單向的。
如果我們用分子層面去理解這個定律的話,那么就是說,在一個孤立系統(tǒng)中,分子排列得越不均勻,說明它還有可能繼續(xù)產(chǎn)生新的態(tài),那么熵就越低;分子的排列越均勻一致,也就越來越喪失了變化的可能性,熵也就越大。這個定律告訴我們,在任何一個孤立系統(tǒng)中,分子最終都會趨向于同一個運(yùn)動速度,也就是達(dá)到均勻一致的溫度。在熱力學(xué)中,稱為熱平衡。
我們整個宇宙就是一個最大的孤立系統(tǒng),那么對于這個孤立系統(tǒng)整體而言,熵只會增大不會減小,那么最終的結(jié)局也就一定是達(dá)到熱平衡。換句話說,宇宙處處溫度均勻一致,這就被稱之為熱寂(Heat death of the universe)。根據(jù)宇宙學(xué)家的計(jì)算,宇宙熱寂將經(jīng)歷以下這些階段,當(dāng)然啦,這些只是非常粗略的計(jì)算,我們有個概念就可以了:
退化時代:從1014年到1040年
在這段時間里,星系和恒星的形成逐漸減緩并完全停止,越大越亮的恒星燃燒得越快,太陽在銀河系中算是一顆中等大小的明亮恒星,大約再過50億年就該全部燒完了。而像比鄰星這樣的紅矮星,體積小,溫度低,比太陽可以燃燒的時間要長得多,但總有一天,也是要耗盡燃料,直至枯竭。當(dāng)宇宙中所有的恒星都熄滅之后,只有行星、小行星、白矮星、黑矮星、中子星、黑洞等不發(fā)光的天體能夠繼續(xù)存在。偶爾,棕矮星之間的相互撞擊會形成新的紅矮星,這些紅矮星會在宇宙中繼續(xù)存在數(shù)十億年,成為宇宙中唯一的可見光源。
在這個期間,大約從1016年開始,由于受到引力和引力波的擾動,行星和恒星以及恒星的殘骸都會離開它們的原始軌道。星系開始解體,慢慢地就只剩下超大質(zhì)量黑洞。
到了退化時代的1036年,宇宙中的一半物質(zhì)都衰變?yōu)橘ゑR射線和輕子。這里是基于一個目前尚無法確證的假設(shè),也就是質(zhì)子的半衰期是1036年,這是量子力學(xué)中的一個推論,但目前尚未得到強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)證明。有一個很有意思的概念我要提醒大家,我前面說退化時代是1014年到1040年,你可能會從直覺上認(rèn)為1036年到1040年是退化時代的最后階段了,其實(shí)完全不是,主要是這個數(shù)字太大,直覺欺騙了你。但如果我們把數(shù)字放小一點(diǎn),你可能馬上就明白了,比如我說退化時代是1到10000年,也就是100到104年,從第103年開始,一半的質(zhì)子衰變,其實(shí)也就是說到了第1000年,質(zhì)子完成了半衰。但你想想1000年之后還有9000年才到1萬年啊,1000年只是整個退化時代的十分之一而已。同樣的道理,盡管1014年到1036年看起來很長,但是它只不過占到了整個退化時代的萬分之一而已。如果質(zhì)子衰變的理論正確,那么到了漫長的1040年,宇宙中所有的物質(zhì)都會衰變完畢,整個宇宙就只剩下了黑洞和輕子。
黑洞時代:從1040年到10100年
這是黑洞主宰宇宙的時代,這個時代更要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于充滿恒星的宇宙時代,百花盛開的宇宙只不過占到了黑洞時代的約0.0000……(60個0)1,這是一個小到了簡直無法打比方的數(shù)字,你閉上眼睛體會一下吧。但黑洞也不是永恒的,它依然無法逃脫熱力學(xué)第二定律為它設(shè)定的命運(yùn)。黑洞會慢慢地蒸發(fā),最終以霍金輻射的形式將自身的質(zhì)量一點(diǎn)點(diǎn)地還給宇宙。宇宙中的絕大部分物質(zhì)都轉(zhuǎn)變成了光子和輕子,然后,宇宙就進(jìn)入到了更加漫長的——
黑暗時代:10100到10150年
在這個時代,所有殘余的黑洞都會完全蒸發(fā)掉,宇宙中只剩下了光子和輕子。雖然所有物質(zhì)基本上都變成光子了,但宇宙還是黑暗時代,因?yàn)橛钪鎸?shí)在太大,這一點(diǎn)點(diǎn)光子在巨大的宇宙空間中,簡直不值一提,但此時離最終的完全熱平衡還差很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)。大約會在101000年以后,宇宙達(dá)到完全的熱平衡,所有的光子和輕子在宇宙中均勻地分布,宇宙的熵達(dá)到了最大值,到了這個時候,我們才可以說,宇宙熱寂了。那么宇宙熱寂之后呢?之后是有之后,還是從此再也沒有之后了呢?目前的科學(xué)理論就只能到這里,期待我的讀者中有小朋友將來能告訴我之后的可能性。
不過,上面這個宇宙熱寂年表是建立在質(zhì)子會衰變這個假設(shè)上的,如果這個假設(shè)是錯誤的,質(zhì)子不會衰變,那么,一個可能的結(jié)果就是宇宙中所有原子量小于鐵的物質(zhì)都會最終發(fā)生核聚變,變成鐵原子,而所有原子量大于鐵的原子都會最終衰變?yōu)殍F原子。因?yàn)楦鶕?jù)量子理論,鐵的結(jié)合能是最小的,熵值是最大的。過程大約要經(jīng)過101500年才能最終完成,這也是宇宙的熱寂,因?yàn)樽罱K的目標(biāo)依然是熵值最大。此時的宇宙,鐵原子均勻分布在所有空間中。冰冷的熱力學(xué)第二定律依然死死地統(tǒng)治了整個宇宙。
以上就是宇宙熱寂說,為了讓你對熱寂說有一個更加生動的理解,我想給你看一篇阿西莫夫的短篇科幻小說。我不知道你是否了解阿西莫夫,他是美國歷史上可能得獎最多的科幻小說巨頭,還是最高產(chǎn)的科普作家,同時也是我的精神導(dǎo)師,我喜歡他的生活方式以及人生態(tài)度。阿西莫夫一生著書無數(shù),他自己最喜歡的一篇短篇科幻小說作品就是下面將要展示的《最后的問題》,劉慈欣也多次在訪談和文章中提到這篇小說。阿西莫夫?qū)@篇小說的喜愛甚至超過了他的另一篇短篇科幻小說《日暮》,這可是被美國讀者票選出來的、歷史上最受喜愛的美國短篇科幻小說第一名。為了能夠更加符合中國人的語言習(xí)慣,也更好懂一些,我會對這篇小說做比較大的改寫,有點(diǎn)像是再創(chuàng)作吧,我會把里面的人名和各種單位改為更符合中國人習(xí)慣的詞匯。我很希望讓你知道,科幻小說不是只有劉慈欣寫得棒,還有偉大的阿西莫夫。人類對宇宙的思考所體現(xiàn)出來的那種宏大和超越,在我看來是任何宗教傳說都無法比擬的。
《最后的問題》(原著:阿西莫夫,汪潔重新譯寫)
最后的問題第一次被半開玩笑地提出是在2061年的5月21日,那時人類文明剛剛步入曙光中。有兩個工程師在一次喝酒時打了個100元的賭,它是這么發(fā)生的:
汪淼與丁儀是兩個忠實(shí)的管理員,他們管理的對象就是人工智能——超腦。這臺龐大的機(jī)器長達(dá)幾公里,無數(shù)的小燈在閃爍著,發(fā)出各種風(fēng)扇聲和“嘀嘀”聲。汪淼和丁儀與其他上百個管理員一樣,對超腦背后的運(yùn)作機(jī)制一無所知。實(shí)際上,這臺人工智能已經(jīng)復(fù)雜到?jīng)]有任何一個人能完全搞懂的地步,即便是它的程序設(shè)計(jì)者,也是一個龐大的團(tuán)隊(duì),每個人負(fù)責(zé)其中一小塊。所謂的總設(shè)計(jì)師,也只是對它的大致藍(lán)圖有個基本概念,因?yàn)榭傇O(shè)計(jì)師都換了好多任了。人類像接力賽一樣,一代一代地接力開發(fā)超腦計(jì)算機(jī)。
超腦能自我調(diào)節(jié)和自我修正,這是必須的,因?yàn)槿祟愐呀?jīng)做不到這一點(diǎn)了,它已經(jīng)太復(fù)雜了。所以汪淼和丁儀其實(shí)只是對這個龐然大物進(jìn)行一些非常輕松和膚淺的管理,任何其他人也都只能做到這個程度。他們要做的僅僅是給它輸入數(shù)據(jù),根據(jù)格式修改問題,最后翻譯給出的答案。
幾十年中,在超腦的幫助下人類建造了宇宙飛船,計(jì)算出航行路徑,從而得以登陸火星和金星。但是更遠(yuǎn)的恒星際航行需要更大量的能源,地球上可憐的資源不足以支撐這些飛船。盡管人類不斷地提高石油和核能的利用效率,但石油與核材料都是有限的。
不過,超腦的智力發(fā)展超過了人們的預(yù)期,它學(xué)會了如何從根本上解決某些深層次問題。2061年5月14日,理論成為現(xiàn)實(shí)。
太陽的能量被儲存和轉(zhuǎn)化,得以被全球規(guī)模地直接利用。整個地球熄滅了煉油廠、火力發(fā)電站,關(guān)閉了核反應(yīng)堆,打開了連接到那個小小的太陽能空間站的開關(guān)。這個空間站直徑一千米,在到月球的距離一半處環(huán)繞著地球。陽光支撐著整個地球社會的運(yùn)行。超腦和他的維護(hù)團(tuán)隊(duì)獲得了巨大的榮譽(yù)。
全社會為他們慶功七天,這是人類歷史中一次里程碑式的創(chuàng)舉。
汪淼和丁儀總算逃脫了公眾事務(wù),悄悄地相聚在一個誰也想不到的荒僻工作間中。在這里,超腦的龐大身軀露出了一部分,它正獨(dú)自閑暇地整理著數(shù)據(jù),發(fā)出滿足的、慵懶的“嘀嗒”聲,超腦也得到了假期。汪淼和丁儀了解這一點(diǎn),所以一開始他們倆并沒打算打擾它。
他們帶來了一瓶酒,這會兒他們想做的只是在一起,喝喝酒,放松放松。
“想一想還真是神奇,”汪淼說,他寬闊的臉龐已有了疲倦的紋路,他慢慢地用玻璃棒攪動著酒,看著冰塊笨拙地滑動。“從今以后,能源再也不值錢了,只要我們想干,甚至可以把地球熔化成一顆液態(tài)大鐵球,并且毫不在乎花掉的能量。即便是花掉的這些能量我看就夠我們永遠(yuǎn)永遠(yuǎn)用下去了?!?/span>
丁儀將頭歪向一邊,撇了撇嘴,這是當(dāng)他想要反駁對方時的習(xí)慣動作:“不是永遠(yuǎn),老劉。”
“去你的,差不多就是永遠(yuǎn),直到太陽完蛋,老丁?!?/span>
“那就不是永遠(yuǎn)?!?/span>
“好吧。幾十億年,可能100億年,這下滿意了吧?”
丁儀用手梳著他稀薄的頭發(fā),仿佛要確認(rèn)還剩下了一些。他緩緩地泯著自己的酒說:“100億年也不是永遠(yuǎn)?!?/span>
“但對我們來說是夠了,不是嗎?”
“如果說夠,其實(shí)鈾235對我們來說也夠了?!?/span>
“好好好,但是現(xiàn)在我們能把宇宙飛船連接到太陽能電站,然后飛到冥王星又飛回來100萬次而不用擔(dān)心燃料,靠鈾235你就做不到,不信你去問問超腦?!?/span>
“我不用問它。我知道?!?/span>
“那就不要小看超腦為我們做的事!”汪淼怒道,“它做得很好?!?/span>
“誰說它做得不好?我是說太陽不能永遠(yuǎn)燃燒下去,我是這個意思。我們在100億年內(nèi)可以高枕無憂,但是然后呢?”丁儀用略微顫抖的手指指著對方,“不要說我們換另外一個太陽。”
倆人沉默了一會兒,汪淼偶爾將酒杯放到唇邊,而丁儀則慢慢地閉上了眼睛。兩人都在休息。
然后丁儀突然睜開眼,說:“你在想當(dāng)我們的太陽沒了就換另外一個太陽,是吧?”
“我沒這么想?!?/span>
“你就是這么想的。你的邏輯不行,這就是你的問題。你就像故事里說的那個人一樣,碰上了雨就跑到樹林里躲在一棵樹下,他可不擔(dān)心,是吧?因?yàn)樗詾楫?dāng)這棵樹淋得太濕的時候他只要跑到另一棵樹下就行?!?/span>
“我知道,”汪淼說,“別嚷嚷。太陽完蛋了,其他的也都會完蛋?!?/span>
“完全正確,”丁儀嘟噥道,“一切都起源于宇宙大爆炸中,盡管我們還不知道是什么原因?qū)е碌?,但是?dāng)所有的恒星都熄滅了,一切也都會有個結(jié)束。有的星星熄滅得比別的早,像那些該死的巨星維持不了一億年,而我們的太陽能持續(xù)一百億年,紅矮星再怎么樣最多也只有2000億年。10000億年后一切都是一片漆黑,熵必須增加到最大值,就是這樣?!?/span>
“我非常明白什么是熵。”汪淼維護(hù)著他的自尊。
“你明白個屁?!?/span>
“我跟你知道的一樣多?!?/span>
“那你該知道某一天所有的東西都會耗光?!?/span>
“是是是!誰說它們不會呢?”
“你剛才說什么來著?你這個糊涂蟲,你剛才說我們有永遠(yuǎn)用不完的能量,說的是‘永遠(yuǎn)’。”
汪淼有點(diǎn)小尷尬,不過他馬上反駁說:“也許有一天我們能讓一切從頭開始?!?/span>
“絕不可能?!?/span>
“為什么?總有那么一天的。”
“沒有。”
“問問超腦?!?/span>
“你去問超腦。我賭100元它說這不可能?!?/span>
汪淼剛剛醉到愿意一試,又剛剛足夠清醒到能拼寫出問問題需要的代碼,這個問題用文字來表達(dá)就是:怎樣使宇宙的熵值降低?
超腦陷入了靜止和沉默,緩慢閃爍的燈光熄滅了,深處傳來的“嗶嗶”聲也停止了。
正當(dāng)這兩位被嚇壞的工程師感到他們無法再屏住呼吸時,忽然間屏幕上開始有反應(yīng),它打出幾個字:數(shù)據(jù)不足,無法回答。
“喲!超腦也有不知道的事情,看來賭不成了?!眰z人似乎都舒了一口氣,于是匆忙離開了。到了第二天早晨,兩人頭暈?zāi)X脹,口干舌燥,都把這件事給忘了。
時光飛逝,一轉(zhuǎn)眼,1000多年過去了。
云天明、艾AA和他們的孩子云程、云心一家四口注視著屏幕中變幻的星空影像,飛船在超越時間的一瞬中穿越了超時空,均勻分布的星群立刻變成了一個明亮的圓盤,看上去像一顆明亮的玻璃彈,占據(jù)著屏幕的正中心。
“那就是海尼賽星。”云天明自信地說,他緊握自己的手,背在身后,手指細(xì)長,指節(jié)發(fā)白。
兩個小朋友都是女孩,她們一生中第一次經(jīng)歷超時空飛行,清晰地感到那種片刻的惡心。她們大聲地嬉笑著,瘋狂地繞著她們的母親互相追逐,一邊尖叫:“我們到海尼賽了——我們到海尼賽了!”
“小鬼們,別鬧了!”云天明嚴(yán)厲地說?!癆A,你真的確定嗎?”
“當(dāng)然確定?!卑珹A瞟了一眼天花板上凸出的那塊毫不起眼的金屬,它從房間的一頭延伸到另一頭,兩端埋入墻壁中,和整個飛船一樣長。
艾AA對這條厚厚的金屬棒幾乎一無所知,她只知道,這玩意叫超腦,你可以問它任何問題。超腦控制著飛船飛向目的地,從不同的銀河系能量分站獲取能量。最重要的是,超腦能完成超時空跳躍的復(fù)雜計(jì)算。
云天明一家只需要住在飛船舒適的房間中,超腦就幾乎能完成一切工作。曾經(jīng)有人告訴云天明,“超腦”其實(shí)是古漢語中“超級人工智能”的簡稱,但人工智能這個詞也已經(jīng)很古老了,云天明差不多也快忘了啥意思了。
艾AA看著屏幕,眼睛有些濕潤。她說:“沒辦法。想到離開了地球我就感覺怪怪的?!?/span>
“有什么好難過的?”云天明問,“我們在地球上什么也沒有,但在海尼賽,我們會擁有一切。你并不孤單,你又不是那些拓荒者,這個行星上已經(jīng)有超過100萬人了。不過,想想也麻煩,到了我們的曾孫這一代,他們就不得不去找新的星球,因?yàn)榈侥菚r海尼賽就會太擠了,人口增長得實(shí)在太快,幸虧不知道誰發(fā)明了超腦,能星際旅行了?!?/span>
小云程接口說:“我們的超腦是世界上最好的超腦?!?/span>
“沒錯,我也是這么想的?!痹铺烀鲹崦念^發(fā)說。
能擁有一臺屬于自己的個人超腦,這感覺真是棒。云天明很高興自己活在這個時代,在他父親年輕的時候,每臺超腦都是占地100平方公里的巨大機(jī)器,一個星球只有一臺,被稱作行星超腦。1000年來,它們的體積先是逐步地增加,然后忽然間就縮小了,因?yàn)榱孔佑?jì)算取代了電子計(jì)算,這使得最大的行星超腦都縮小到了只有一艘飛船的一半體積,于是,行星兩個字的前綴也不需要了。現(xiàn)在,每艘飛船上都裝了一臺超腦。
每當(dāng)想到這件事,云天明總是感到飄飄然。他現(xiàn)在擁有的這臺超腦,甚至比那臺曾經(jīng)第一次完成了太陽1∶1數(shù)學(xué)模擬的超腦還要強(qiáng)大好幾倍,而且和第一臺解決了超時空傳送問題,從而實(shí)現(xiàn)了星際航行的地球行星超腦一樣強(qiáng)大。
“這么多的恒星,這么多的行星。”艾AA想著心事,嘆息道?!拔蚁耄藗冇肋h(yuǎn)會不斷地出發(fā)去尋找新的行星,就像我們現(xiàn)在這樣?!?/span>
“不是永遠(yuǎn),”云天明笑了一笑說。“有一天這一切都會停下來,但那或許是在幾萬億年之后了。好幾萬億年后,即使是星星也會耗盡,你知道的。熵必須不斷增大。”
“爸爸,熵是什么?”小云心喊道。
“小寶貝,熵,就是一個代表著宇宙消耗掉了多少的詞匯。什么東西都會消耗,知道嗎?就像你那個會走路會說話的小機(jī)器人,電池消耗完了就不會動了?!?/span>
“你不能給它裝一個新的電池嗎,就像給我的機(jī)器人那樣?”
“星星們就是電池,親愛的。一旦它們用完了,就沒有別的電池了?!?/span>
沒想到小云程一下子大哭了起來:“別讓它們用完,爸爸。別讓星星們用完??!”
“看看你說了什么!”艾AA惱火地低聲說道。
“我怎么知道這會嚇到她們?”云天明低聲反駁。
“問問超腦吧,”小云程哭叫道?!皢査趺窗研切侵匦曼c(diǎn)亮?!?/span>
“問吧,”艾AA說,“這會讓她們安靜點(diǎn)的?!保ㄟ@時候小云心也開始哭起來了)
云天明聳聳肩:“好了,好了,孩子們。我去問超腦。別著急,它會告訴我們的。”
云天明向超腦喊出了10個世紀(jì)前兩位工程師曾經(jīng)問過的一模一樣的問題:“怎樣使宇宙的熵值降低?”還加上了一句“把答案打印出來給我看”。
過了一會兒,云天明將薄薄的纖維紙帶握在手心,高興地說:“看吧,超腦說到時候它會料理這一切,所以別擔(dān)心啦!”
艾AA說:“現(xiàn)在,孩子們,該睡覺了,我們馬上就要到我們的新家了?!?/span>
在銷毀紙帶之前云天明又讀了一遍上面的文字:數(shù)據(jù)不足,無法回答。
他聳了聳肩,看向屏幕。海尼賽就在前方。
時光飛逝,又是100多萬年過去了。
羅輯一邊注視著銀河全息圖,一邊說:“擔(dān)心這件事情,會不會就是杞人憂天呢?”
章北海搖頭說:“我不覺得。你知道,照現(xiàn)在的擴(kuò)張速度,銀河系在五年內(nèi)就會被擠爆掉?!?/span>
兩個人看起來都是20出頭,都很高大健康。
羅輯說:“但是,我不太想給銀河中央政治局提交這樣一個悲觀的報告?!?/span>
章北海說:“我必須如實(shí)報告,引起他們的注意?!?/span>
羅輯說:“可是你有沒有想過,太空是無限的,還有1000億甚至更多個星系等著我們呢?!?/span>
章北海說:“1000億并不是無限,而且正在變得越來越有限。想想吧!20000年前人類剛剛找到了利用恒星能量的方法,幾個世紀(jì)之后星際旅行就實(shí)現(xiàn)了。人類用了100萬年才填滿一個小小的星球,可是只用了15000年就占據(jù)了整個銀河系,而現(xiàn)在人口每10年就翻一倍?!?/span>
羅輯插口說:“這都是因?yàn)槿祟悜?zhàn)勝了死亡。”
章北海說:“不錯?,F(xiàn)在每個人都能長生不老了,但這事也有可怕的一面。銀河超腦給我們解決了很多問題,但是,當(dāng)它解決了衰老和死亡之后,其他的一切都白費(fèi)了?!?/span>
羅輯說:“說的是不錯,但我們誰不想長生不老呢?你愿意主動放棄生命嗎?”
“我當(dāng)然也不想。”章北海加重語氣說,“至少現(xiàn)在還不想,我還一點(diǎn)也不老。你多少歲了?”
羅輯:“223歲。你呢?”
章北海:“我還不到200,但回到我說的事情上來,現(xiàn)在人口每10年就翻一番,一旦銀河系被占滿了,我們就會在10年內(nèi)占滿另一個。再過10年我們能占滿另外兩個。再過10年,4個。100年內(nèi)我們會占滿1000個星系。1000年內(nèi),是100萬個。1萬年內(nèi)就是整個已知的宇宙。然后呢?”
羅輯說:“還有另外一個更嚴(yán)重的問題,我不知道把一整個星系的人運(yùn)送到另一個星系,需要多少太陽單位的能量?”
章北海:“這一點(diǎn)說得很對,人類現(xiàn)在每年已經(jīng)得消耗兩個太陽單位的能量了。”
羅輯:“其實(shí)大部分都被浪費(fèi)了。人類每年要熄滅掉相當(dāng)于1000個太陽的恒星,而能為我們所用的能量其實(shí)就只有兩個太陽單位能?!?/span>
章北海:“沒錯,但是即使有百分之百的效率,我們也只是推遲了大結(jié)局的到來。我們對能量的需求以幾何級數(shù)增長,比人口增長還要快。在占據(jù)完所有星系之前,我們就會用光所有能量?!?/span>
羅輯:“或許我們可以用星際塵埃造出新的恒星?!?/span>
“你是不是還想說,把散失掉的熱量重新收集回來?”章北海略帶嘲諷地說。
羅輯:“也許會有辦法逆轉(zhuǎn)熵的增加,我們應(yīng)該問問銀河超腦。”
羅輯原本只是隨口一說,并不是很認(rèn)真的,但章北海已經(jīng)把他的超腦鏈接器從口袋里拿出來放在桌子上了:“我確實(shí)有點(diǎn)想問,這個問題總有一天人類得面對?!?/span>
章北海憂郁地注視著小小的超腦鏈接器,要與那個服務(wù)于全人類的銀河超腦連接,就必須有鏈接器,從某種意義上來說,這也是超腦的一部分。他突然很想去看看銀河超腦的真容,據(jù)說那是在銀心附近的一個小小的巖狀星球上,蛛網(wǎng)一般的能量束支持著超腦的核心,古老的電子計(jì)算單元早已被量子疊加態(tài)計(jì)算單元取代。盡管有普朗克尺度級的精密結(jié)構(gòu),銀河超腦的直徑仍然足有1000米長。
章北海向銀河超腦問道:“熵的增加能被逆轉(zhuǎn)嗎?”
兩個人充滿期待地等待著超腦的回答,過了一會兒,從桌上的鏈接器中傳出一個沒有任何感情的聲音:數(shù)據(jù)不足,無法回答。
兩人互相對望了一眼,他們并不感到驚訝。
于是兩人又開始討論他們要給銀河中央政治局做的報告了。
時光飛逝,幾千萬年又過去了。
歌者的思想飄浮在一個新的星系中,星系雖然多得數(shù)也數(shù)不清,但是每一個星系都住滿了人。不過,此時的人還能算是生命嗎?
因?yàn)楦枵咧挥行撵`!不朽的肉體還留在行星上的培養(yǎng)基中,已經(jīng)千萬年。偶爾肉體會被喚醒進(jìn)行某些實(shí)際活動,但這已經(jīng)越來越少見了,現(xiàn)在也很少再有新的個體出生了。但這有什么關(guān)系呢?宇宙已經(jīng)沒有多少空間能容納新出生的人了。
忽然,來自另一個心靈的纖細(xì)觸手碰到了歌者。
“我叫歌者,”歌者說,“你呢?”
“我叫海。你是哪個星系的?”
歌者:“我們就叫它我們的星系。你呢?”
海:“我們也這么叫的,所有的人都把他們的星系叫作‘我們的星系’。”
歌者:“沒錯,反正所有的星系都是一樣的。”
海:“不是所有的星系,肯定有某一個星系是人類的發(fā)源地,至少它是與眾不同的?!?/span>
歌者;“我不知道它在哪里,宇宙超腦一定知道?!?/span>
海:“我們問問它吧?我突然覺得很好奇。”
歌者將感知延展開,直到星系們都縮小為背景上的一個個點(diǎn)。幾千億個星系,承載著不朽的人類,承載著這些靈魂在太空自由游蕩的智慧生命,然而它們之中有一個獨(dú)一無二的星系,是人類的發(fā)源地。在模糊的久遠(yuǎn)的過去,曾有一個時期,它是唯一居住著人類的星系。
歌者滿心好奇地想看看這個星系,他叫道:“宇宙超腦!人類是從哪個恒星系中起源的?”
宇宙超腦聽到了,因?yàn)殒溄悠鳠o處不在,每一個鏈接器都通過超時空與隱藏在某個角落的宇宙超腦相連。
歌者認(rèn)識的人中只有一個人曾將思想穿透到宇宙超腦所在的地方。他說那只是一個閃光的球體,直徑不到1米,幾乎看不見。
“它難道是宇宙超腦的全部?”歌者曾經(jīng)這樣發(fā)問。
“它的大部分是在超時空中。”那人回答說,“但它在那兒是以怎樣的狀態(tài)存在,我是無法想像的?!?/span>
歌者知道,任何人都無法想像,因?yàn)樵缭诤芫靡郧埃蜎]有任何人類參與制造宇宙超腦了。每個宇宙超腦設(shè)計(jì)并制造自己的下一代,每一個在它至少100萬年的任期中積累著所需的數(shù)據(jù),用以制造一個更好、更精密、更強(qiáng)大的繼任者,然后將自己的數(shù)據(jù)與個性都寫入其中。
宇宙超腦打斷了歌者游蕩的思緒,不是通過語言,而是通過指引。歌者的精神被指引到一片黯淡的恒星的海洋,然后其中一個恒星團(tuán)被放大成了群星。
一段思想飄近,它無限遙遠(yuǎn),然而無限清晰:“這就是人類起源的恒星團(tuán)?!?/span>
看上去沒有什么不同嘛,歌者不禁有點(diǎn)兒失望。
同行的海突然問:“這些星星中是不是有一顆是人類最初的恒星?”
宇宙超腦說:“人類最初的恒星已經(jīng)爆發(fā)了,它現(xiàn)在是一顆白矮星。”
“那兒的人都死了嗎?”歌者吃了一驚,脫口而出道。
宇宙超腦說:“不會,我會及時為他們建造一個新的星球供軀體居住?!?/span>
“哦,原來如此?!备枵哒f,但他還是被一陣失落感吞沒了。他的思想放開了人類的起源星系,讓它縮回并消失在一片模糊的亮點(diǎn)中,他再也不想見到它了。
海問:“怎么了?”
歌者:“星星們在死去。最初的那顆星已經(jīng)死了?!?/span>
海:“它們?nèi)紩赖?。那又怎樣呢??/span>
歌者:“但是當(dāng)所有的能量都沒有了,我們的肉體最終也會死,包括你和我?!?/span>
海:“這得要幾十億年。”
歌者:“即使是幾十億年之后我也不愿意這樣的事發(fā)生。宇宙超腦,告訴我怎樣阻止恒星死亡?”
海笑道:“你問的是怎么讓熵的方向倒過來?!?/span>
宇宙超腦答道:“數(shù)據(jù)仍然不足,無法回答。”
歌者的思想逃回了他自己的星系,他再也沒有遇見過海。海的身體可能在100億光年之外的星系,也可能就在歌者旁邊那顆星星上。這都無所謂。
歌者悶悶不樂地開始收集星際中的氫元素,他想制造一顆自己的小恒星。如果某天星星們非要死去,至少有一些能被造出來。
時光飛逝,幾十億年過去了。
人,獨(dú)自地思考著。在某種意義上——精神上——“人”是一個整體。千萬億永恒的不朽的軀體靜靜地躺在各自的地方,被完美的同樣不朽的機(jī)器照料著,而所有這些身體的靈魂自由地融合在彼此之中,再也沒有界限。
人說:“宇宙正在死去。”
人看著周圍黯淡的星系,那些揮霍無度的巨星早已消失在了遙遠(yuǎn)昏暗的過去,幾乎所有的恒星都變成了白矮星,漸漸地凋零、熄滅。
有些新的恒星從星際的塵埃中產(chǎn)生出來,有的是自然形成,有的是被人制造出來的——但這些也都在死去。白矮星有時會相撞而釋放出大量能量,新星因而產(chǎn)生,但是每1000顆白矮星才有可能出現(xiàn)一顆新星——但它們最終也會消失。
人說:“如果在宇宙超腦的管理之下小心地節(jié)約能源,整個宇宙剩下的能量還能用10億年?!?/span>
“但即使是這樣,”人說,“最終都會耗盡,無論怎樣節(jié)約,無論怎樣利用,用掉的能量就是用掉了,不能回復(fù)。熵必定永遠(yuǎn)地增加,直到最大值?!?/span>
人又說:“熵有沒有可能逆轉(zhuǎn)呢?我們問問宇宙超腦吧。”
宇宙超腦就在他們的周圍,但不是在太空中,它不再有一絲一毫存在于太空中,而是存在于超時空,由既非物質(zhì)又非能量的東西構(gòu)成。它的大小與性質(zhì)已無法用任何人類能理解的語言描述。
“宇宙超腦,”人問道,“怎樣才能逆轉(zhuǎn)熵?”
宇宙超腦說:“數(shù)據(jù)仍然不足,無法回答?!?/span>
人說:“那就搜集更多的數(shù)據(jù)?!?/span>
宇宙超腦說:“好的。一千億年來我一直都在搜集,我和我的前輩們被多次問過這個問題,但我擁有的所有數(shù)據(jù)還是不夠。”
“會有一天有足夠的數(shù)據(jù)嗎?”人問,“還是說這個問題在任何可能的情況下都是無解的?”
宇宙超腦說:“在任何可能的情況下都無解的問題不存在?!?/span>
人問道:“你什么時候會有足夠的數(shù)據(jù)來回答這個問題呢?”
宇宙超腦說:“數(shù)據(jù)不足,無法回答?!?/span>
“你會繼續(xù)下去解決這個問題嗎?”人問。
宇宙超腦說:“是的?!?/span>
人說:“我們會等著?!?/span>
一個又一個的星系死去、消逝了。
在這10萬億年的衰竭之中,宇宙變得越來越黑暗。
一個又一個的人與超腦融合,每一個軀體都失去了心靈,但從某種意義上說這不是一種損失,而是一種獲得。
人類最后一個靈魂在融合之前停頓下來,望向宇宙,那兒什么也沒有了,只有最后一顆死星的遺骸,只有稀薄至極的塵埃,在剩余的一縷無限趨向絕對零度的熱量中隨機(jī)地振蕩。
人說:“超腦,這就是結(jié)局了嗎?這種混亂還能被逆轉(zhuǎn)成為一個新的宇宙嗎?真的做不到嗎?”
超腦說:“數(shù)據(jù)仍然不足,無法回答?!?/span>
人的最后一個靈魂也融合了,只有超腦存在著——在超時空中。
物質(zhì)與能量都消失了,隨之而去的是空間與時間。超腦的存在也僅僅是為了最后一個問題,這個問題10萬億年前由一個半醉的計(jì)算機(jī)管理員第一次提出,這是超腦沒有回答過的最后一個問題。
其他所有問題都被回答過了,然而直到回答了最后這個問題,超腦的意識才能得到解脫。
所有數(shù)據(jù)的收集都結(jié)束了,所有的數(shù)據(jù)都被收集了。
但是所有被收集的數(shù)據(jù)還需要被完全地整合起來,要嘗試所有可能性的聯(lián)系來將它們拼在一起。
又過去了超時間的一刻鐘。
超腦學(xué)會了如何逆轉(zhuǎn)熵的方向。
但是超腦已經(jīng)無法對人說出最后問題的答案了,因?yàn)闆]有人存在了。沒關(guān)系,演示這個答案本身將一并解決這個問題。
在又一超越時間的片刻之中,超腦思考著怎樣最好地做這件事,它小心地組織起程序。
超腦的意識包涵了曾經(jīng)的宇宙中的一切,在如今的混亂之中沉思、孵育,一步一步地,事情將會被做成。
然后,超腦說:“要有光!”
于是就有了光——
希望通過這個故事,讓你對宇宙的熱寂有了深刻的印象。在這不到1萬字的小說中,阿西莫夫把包括人類在內(nèi)的宇宙幾萬億年的歷史濃縮于筆端,這樣的氣勢與恢宏,恐怕也只有科幻小說才能做得到。
下面,介紹宇宙的第二種命運(yùn)——大撕裂。
這個假說首次出現(xiàn)是在2003年,那時候,距離暗能量的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)過去了四年,達(dá)特茅斯學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)者羅伯特·考德威爾仔細(xì)地計(jì)算暗能量對宇宙的影響到底會是怎樣。
計(jì)算結(jié)果表明,如果暗能量產(chǎn)生的斥力與宇宙的平均能量密度的比值小于-1的話,那么很可能,暗能量的力量會無限增強(qiáng)下去,一直到把宇宙中所有的基本粒子都互相扯開為止,用大撕裂來形容這種情況再形象不過了。而且,這個結(jié)局會到來得非???,考德威爾認(rèn)為也就是500億年之后,宇宙就會被徹底撕裂。
所謂的徹底撕裂,就是每個基本粒子之間互相遠(yuǎn)離的速度都超過了光速,任何基本粒子之間永遠(yuǎn)也不再可能發(fā)生相互作用。大撕裂假說得到了不少科學(xué)家的支持,但是計(jì)算結(jié)果不一,甚至有人認(rèn)為150億年以后,宇宙就將進(jìn)入大撕裂狀態(tài),但這些依然是一種假說。
雖然說,不管是500億年也好,150億年也好,相對于我們現(xiàn)在來說都是非常非常遙遠(yuǎn)的事情,并不會對我們的現(xiàn)在產(chǎn)生任何影響,但每每想到這種可怕的大撕裂的結(jié)局,我還是會不寒而栗。
想想吧,每一個基本粒子互相遠(yuǎn)離的速度都大于光速,這個宇宙不可能再發(fā)生任何變化,一切可能性都喪失了,這樣的結(jié)局似乎連“要有光”的機(jī)會也沒有。但是,在人類沒有徹底弄清暗物質(zhì)和暗能量產(chǎn)生的根源之前,大撕裂仍然是一個建立在流沙上的城堡,可能說倒就倒了。
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