第1章 科学(1)

合二为一的未来

文/赵洋

在2014年11月北京举行的第五届全球华语科幻星云奖大会上，著名科幻作家刘慈欣就人类可能面对的未来，给出了两种截然不同的推测：内向型未来和外向型未来。内向型未来是指，信息技术发展一日千里，人类越来越多地生活在虚拟空间中，最终甚至可能永久“移民”至虚拟世界，生活变得软件化、电子化，人类失去向太空探索的勇气。而外向型未来是指，人类越来越频繁地走出地球，飞向太空，在宇宙中继续探索，开拓新的生存空间。

从原子到比特：时间线开始分叉

这两种未来的本质是人类对比特世界或原子世界的选择。最近几十年来，原子世界（物质世界）的进步的确落后于比特世界（虚拟世界或信息技术主导的世界）。

原子世界发展的进程明显放慢了：1969年完成首飞的波音747客机，现在仍然是人们跨越大洋的主力机型；如今的汽车依然以每小时120公里的速度行驶在高速公路上。虽然如今交通工具更节省燃料，也更加安全，但其改进的步伐已经远远比不上一百年前电力革命和内燃机革命时期了。

原子世界的基础在20世纪五六十年代就已打下。那时的科学家不仅相信未来会更加美好，还动手去创造物质世界的未来技术。他们推广了喷气式飞机，运用绿色革命的成果哺育了日益庞大的人口，启动了第一座民用核能反应堆，发射了第一颗通信卫星，设计了第一块集成电路板，从而为未来数十年信息技术的创新奠定了基础。

在比特世界，从20世纪70年代至今，信息技术领域取得的一系列重大进步使人们忽视了能源、交通、太空、材料、农业和医药等各个行业的相对停滞。信息技术的进步推动了全球化进程，提高了管理效率，在一定程度上实现了经济增长。但这也使人们产生了一种错觉，误认为科技进步在加速。今天，西方国家的人可以穿行在一个世纪前修建的地铁隧道中，用智能手机向全世界发送宠物照片，或者观看肥皂剧；人们能够编写软件来模拟异星世界的风光，但身边的城市环境与20世纪60年代几乎别无二致。在防范地震和飓风等基础领域，以及延长建筑寿命方面，进展同样不大。

与此同时，人类的发展也走到了十字路口。人口、资源、环境的压力迫使人类做出选择，是改变生活方式，给生态环境以休养生息的机会，还是继续发展重物质享受的经济模式，不把地球资源与环境的潜力攫取干净誓不罢休？

比特世界的未来

工业革命以来，由于生产的极大发展，人对物的无止境追求造成了进步与繁荣的迷思。仅以美国人为例，在1970年的美国，有2%的人想拥有一部以上的电话，3%的人想拥有第二台电视，20%的人想拥有第二辆汽车。到了21世纪，拜大众传媒不断制造需求所赐，上述比例变为78%、45%和59%。但一个不容忽视的现实是，我们已经为消费主义付出了空气污染、水污染等高昂的代价。

支持比特世界发展的人会高兴地指出，几乎所有的原子世界技术都有比特世界的对应物。信件传递速度慢、传递单位信息能耗高，电子邮件已取而代之。图书报纸等印刷品消耗森林与水资源，于是有了新闻网站和电子书。跨国会议交通成本与时间成本太高，大公司引入了网络会议系统。可以想象，假如记忆可以移植，旅游业将逐渐萎缩。在科幻电影《全面回忆》中，就描绘了通过植入虚构人生经历达到放松身心目的的未来。

照这种趋势发展下去，只要人脑工程、智能计算机技术取得极大进步，人的意识上传只是时间问题。问题是，会有多少人自愿抛弃肉身，仅仅以软件的形式生存在电脑中？

人类全面电子化的优点很明显：只需要一些机房和发电站就解决了社会发展与地球资源、能源有限的矛盾。发电站甚至都可以采用太阳能，不再消耗化石能源，也不产生温室气体。

但人类全面电子化的缺点也很突出：鸡蛋都放在一只篮子里了。万一遇到冰川期或小天体撞击之类的灾难，人类文明就可能被连锅端。其实，智能机器的反叛是更应该防范的危险。在只能依靠智能机器人维护和修理运行着所有人意识的电脑、机房、发电站等硬件的情况下，它们要是产生自由意志，不再甘心为奴，人类的未来就将如《黑客帝国》里描绘的一样——残存的人类只配做智能电脑的生物电池。

虚拟化生存除了技术上的困难，还需要克服心理上的巨大不适。任何有过通宵玩电脑游戏经历的人对此都有切身体会：从虚拟世界切换到现实世界的心理、生理落差非语言可以形容。人类作为在东非草原上进化出的动物，本质上更喜欢开阔的、有充足光照的自然环境。虚拟世界再逼真，也只是仿真的，难以让使用者全身心地与之互动。虚拟环境无法代替全部的自然感觉。人需要感受身体在空间中真实地移动，能感到风、温度、湿度、气味与重力。没有了这些感觉，或者这些感觉模拟得不够逼真，将会造成“感官剥夺”。这其实是一种酷刑。在感官匮乏症的负面效应被克服之前，说服全人类自愿放弃肉身并不那么现实。

飞向太空的艰难

支持太空探索乃至太空移民的人认为，人类要想真正地永续发展，只能从太空中获得信息和资源。在虚拟的比特世界里，人类社会难以真正进化，那里的信息都是被人为（或人工智能）制造出来的。

在浩瀚的宇宙中，有各式奇异天体。有全部碳原子已经结晶成为钻石的白矮星；有数量近乎无穷的宜居行星；还有神秘莫测的黑洞，有些黑洞的质量超过太阳2100万倍。无限的宇宙为进入太空的人类提供了多样化发展的可能。人类去那里探索、繁衍生息，会获得无穷的信息与体验，有无数种史诗传奇发生的可能性。没有来自太空的新信息输入，科学会停滞不前。软件模拟只能重复，难以创造新事物。

这一切的前提是，人类能够飞出地球和太阳的引力场。从1961年至今，进入太空的地球人不到一千，但进入过赛博空间的人已达数十亿。如果要向太空移民，由政府还是企业来操作？靠什么技术来搬运70亿人（质量为70亿×50千克=3.5亿吨）？

以目前最快的航天器“旅行者”号的速度，也要几万年才能飞到最近的恒星。即使装上强有力的核能发动机，航行时间仍将远远超过人的一生。早在20世纪60年代，就有西方物理学家通过计算得出悲观的结论：人类永远不可能进行星际旅行。

如果使用化学燃料和核裂变及核聚变燃料，要把飞船加速到0.8倍光速，以便用几年的时间飞抵邻近太阳的其他恒星，航天器的起飞质量和航行末质量的比值至少要达到35亿倍。但这还不够，在接近目的地时，还得从0.8倍光速减到很小的速度，以便着陆到围绕恒星运行的行星上。如果探测完毕，还需飞回地球，总的质量比将是35亿的四次方，即1.50×1038。也就是说，如果回到地球的飞船质量为1吨的话，当年从地球起飞的火箭、燃料和飞船的总质量得是1.50×1038吨，这已经超过了太阳系的总质量。

只要科技能继续进步，人类总会开发出更高效的火箭燃料。如果燃料的效能大大提高，使火箭有效喷气速度上升到0.5倍光速，那么，上述起飞质量将有望低于太阳系总质量，即接近七千吨，仅仅相当于土星5号登月火箭的两倍。