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人类刚刚诞生在地球上,但其未来则在浩瀚星空之中。
在诞生后的138亿年,我们的宇宙终于苏醒了,并意识到了自身的存在。在一个小小的蓝色星球上,一些微小的具有意识的东西开始用望远镜凝视宇宙,并多次发现他们所看到的一切,不过属于更宏大东西的很小一部分:地球之外是太阳系,太阳系之外则是银河系,银河系之外还有数以千亿个河外星系,而且这些星系还一起构成了星系群、星系团和超星系团。虽然有自我意识的观星者在很多事情上意见不一,但他们都倾向于认为这些星系是美丽的,令人惊叹的。
除了黑洞发电站以外,未来的智慧生命也许能够建造所谓的“超压发动机”:一种像柴油发动机一样的能源发电机。传统的柴油发动机是将空气和柴油的混合物进行压缩,直到温度足够高时,使其自燃并燃烧。在那之后,热的混合物在过程中重新膨胀,推动活塞来做功。燃烧后的产物,比活塞里最初的物质少了0.0000005%,而这一质量差异转化为了驱动发动机的热能。
超压发动机与柴油发动机类似,但效率会更高。它能把普通物质压缩到几千万亿度,然后让它重新膨胀并冷却,这一过程能把大部分夸克转化成电子和其他相关的粒子,损失近一半的质量,转化出更多的能量,来驱动发动机。所以,它就像一个柴油发动机,只不过其效率是柴油发动机的10多亿倍。
虽然这种发动机技术离我们还很遥远,然而我们早就知道与之类似的情形了:发生在大约138亿年前的宇宙大爆炸。宇宙大爆炸就几乎把100%的物质转化为了能量,大爆炸后剩下不到十亿分之一的夸克和电子,最终构成我们今天在宇宙中观察到的所有物质。
如果吃晚饭的能效还不到物理的极限能效的一百亿分之一,那么今天的电脑的能效有多高呢?事实上,比吃顿晚餐更糟糕。美国麻省理工学院的量子计算机先驱赛斯·劳埃德表示,计算机速度受到能量(或质量)的限制。他指出,一台质量为1 千克,体积为1立方分米的计算机(相当于一台小型笔记本电脑),其运行速度最高为每秒能执行5×1050操作,这大致相当于当前笔记本电脑运行速度的41个数量级(1041倍)。如果计算能力每两年增加一倍,我们将在几个世纪后抵达这个极限。他还指出,一台这样的电脑最多可以存储1031比特的数据,这比当前笔记本电脑能存储的要多数百亿亿倍。
实际上,达到这些限制可能是具有挑战性的,即使是对于超级智慧生命来说也是如此。然而,劳埃德乐观地认为,这个限制离我们并不是很遥远,现有的量子计算机原型已经能利用一个原子来存储一个比特的信息了。按比例计算,1千克能存储约1025比特,比当前的笔记本电脑高上几万亿倍。此外,使用电磁辐射(即光子)让这些原子能彼此沟通,那么计算机每秒最多能执行5×1040操作,这比当前的笔记本电脑高了31个数量级。
追求计算的极限,是实现超级人工智能所必须的。事实上,人脑的计算速度是每秒能执行约1016次操作,而质量还不到1.5千克。
根据狭义相对论,以光速发射宇宙飞船是不可能的,因为这需要无限的能量。那么,在实践中,最快的飞船能有多快?
1984年,美国物理学家罗伯特·富沃德首创了一种用激光驱动飞船的巧妙设计。就像空气分子与船帆相撞时会推动船前进一样,光子在镜子上相撞时也会推动镜子前进。我们可以利用太阳能驱动一个巨大的激光系统,把激光射到一个巨大的超轻的光帆上,我们可以利用太阳的能量不断加速飞船,能使它达到极高的速度。富沃德经过计算,光帆飞船可以在40年左右的时间里把一小批船员送达离地球约4光年远的南门二——距离太阳最近的恒星系统。一旦到了南门二,船员可以利用那里恒星的能量,继续在银河系中从一颗恒星飞跃到另一颗恒星。
而超级人工智能还能使得光帆飞船变得更加现实。如果你不需要运输庞大的人类生命支持系统,而是仅仅搭载一个不太大的“种子探测器”,那么未来的激光航行就会变得非常快速,而且成本大幅度降低。这里的“种子探测器”是一种能够降落在行星或卫星上的超级人工智能机器,并能从零开始建造一个新的文明。它甚至不需要携带指令,它所要做的就是建立一个足够大的接收天线,以获取从其母亲文明中发过来的更详细的蓝图和指令信号。然后,它还能就地取材,建造出新的激光系统和光帆飞船,并搭载新的种子探测器,以继续在银河系内进行殖民。
一旦超级人工智能殖民了另一个太阳系或整个银河系,就很容易把人类弄过去了。所有有关人类的必要信息都可以以光速传播过去,之后超级人工智能组装成出人类。组装出一个人类,可以有两种方法。一种是只需传输指定一个人的DNA,然后让人工智能孵化一个孩子并抚养其长大;另一种是把一个人所有的信息都发过去,人工智能可以将夸克和电子组装成一个与原来的人完全一样的成人。
在一个星系内,如果借助光帆飞船,平均需要20年旅行到10光年远的恒星系统,然后再花另一个10年来建造的新的激光系统和光帆飞船的话,那么,星际殖民会以平均三分之一的光速的速度,朝着星系内各个方向进行扩张。
事实上,有一种卑鄙的殖民宇宙的方法,比任何以上的方法都要扩展得更快:使用“宇宙垃圾邮件”骗局。通过向宇宙播送一条条信息,一个先进文明可以诱骗其他新进化出的文明去制造出一个超级人工智能机器,但这种机器其实能灭掉或奴役當地的文明,并把那里改造为该先进文明的殖民地。发个信息的速度是光速,如果该先进文明屡屡得逞的话,那么他们就能借助 “宇宙垃圾邮件”在宇宙中寻常传播开来。
因为这可能是先进文明能以光速抵达大部分恒星系统的唯一途径,而且他们没有理由不去尝试一下,所以,我们应该对接收到的任何外星人信号都要保持高度怀疑的态度。在美国天文学家卡尔·萨根所写的科幻小说《接触》中,我们地球人就用外星人的蓝图建造了一台我们不懂的机器,万幸的是,最终发现这机器只是外星人用来与人类进行接触的工具,而不是来劫持我们文明的。当然在现实中,我们强烈建议,在尚未搞懂前,千万别去建外星人的机器。
到目前为止,我们只讨论了从单一的文明向宇宙拓展的情形。但是,如果两个文明相遇,会发生什么呢?
欧洲人能够征服非洲和美洲,因为他们拥有优越的技术。相比之下,在两个超级智慧文明相遇之时,他们的技术将会在同一水平上,都已经接近物理定律上的极限。这样,即使他们想打起来,一个超级智慧文明似乎不太可能轻易地征服另一个超级智慧文明。此外,如果他们的目标已经进化成相对一致的话,那么他们就没有理由渴望征服或战争。例如,如果他们的目标都是试图尽可能地证明许多美丽的定理,以及发明尽可能多的聪明的计算机算法,那么他们可以分享彼此的发现,来使事情变得更好。因为信息非常不同于通常人类经常争夺的资源,跟别人分享了信息后,你也不会失去它。
在诞生后的138亿年,我们的宇宙终于苏醒了,并意识到了自身的存在。在一个小小的蓝色星球上,一些微小的具有意识的东西开始用望远镜凝视宇宙,并多次发现他们所看到的一切,不过属于更宏大东西的很小一部分:地球之外是太阳系,太阳系之外则是银河系,银河系之外还有数以千亿个河外星系,而且这些星系还一起构成了星系群、星系团和超星系团。虽然有自我意识的观星者在很多事情上意见不一,但他们都倾向于认为这些星系是美丽的,令人惊叹的。
超压发动机
除了黑洞发电站以外,未来的智慧生命也许能够建造所谓的“超压发动机”:一种像柴油发动机一样的能源发电机。传统的柴油发动机是将空气和柴油的混合物进行压缩,直到温度足够高时,使其自燃并燃烧。在那之后,热的混合物在过程中重新膨胀,推动活塞来做功。燃烧后的产物,比活塞里最初的物质少了0.0000005%,而这一质量差异转化为了驱动发动机的热能。
超压发动机与柴油发动机类似,但效率会更高。它能把普通物质压缩到几千万亿度,然后让它重新膨胀并冷却,这一过程能把大部分夸克转化成电子和其他相关的粒子,损失近一半的质量,转化出更多的能量,来驱动发动机。所以,它就像一个柴油发动机,只不过其效率是柴油发动机的10多亿倍。
虽然这种发动机技术离我们还很遥远,然而我们早就知道与之类似的情形了:发生在大约138亿年前的宇宙大爆炸。宇宙大爆炸就几乎把100%的物质转化为了能量,大爆炸后剩下不到十亿分之一的夸克和电子,最终构成我们今天在宇宙中观察到的所有物质。
追求计算的极限
如果吃晚饭的能效还不到物理的极限能效的一百亿分之一,那么今天的电脑的能效有多高呢?事实上,比吃顿晚餐更糟糕。美国麻省理工学院的量子计算机先驱赛斯·劳埃德表示,计算机速度受到能量(或质量)的限制。他指出,一台质量为1 千克,体积为1立方分米的计算机(相当于一台小型笔记本电脑),其运行速度最高为每秒能执行5×1050操作,这大致相当于当前笔记本电脑运行速度的41个数量级(1041倍)。如果计算能力每两年增加一倍,我们将在几个世纪后抵达这个极限。他还指出,一台这样的电脑最多可以存储1031比特的数据,这比当前笔记本电脑能存储的要多数百亿亿倍。
实际上,达到这些限制可能是具有挑战性的,即使是对于超级智慧生命来说也是如此。然而,劳埃德乐观地认为,这个限制离我们并不是很遥远,现有的量子计算机原型已经能利用一个原子来存储一个比特的信息了。按比例计算,1千克能存储约1025比特,比当前的笔记本电脑高上几万亿倍。此外,使用电磁辐射(即光子)让这些原子能彼此沟通,那么计算机每秒最多能执行5×1040操作,这比当前的笔记本电脑高了31个数量级。
追求计算的极限,是实现超级人工智能所必须的。事实上,人脑的计算速度是每秒能执行约1016次操作,而质量还不到1.5千克。
快速星际殖民
根据狭义相对论,以光速发射宇宙飞船是不可能的,因为这需要无限的能量。那么,在实践中,最快的飞船能有多快?
1984年,美国物理学家罗伯特·富沃德首创了一种用激光驱动飞船的巧妙设计。就像空气分子与船帆相撞时会推动船前进一样,光子在镜子上相撞时也会推动镜子前进。我们可以利用太阳能驱动一个巨大的激光系统,把激光射到一个巨大的超轻的光帆上,我们可以利用太阳的能量不断加速飞船,能使它达到极高的速度。富沃德经过计算,光帆飞船可以在40年左右的时间里把一小批船员送达离地球约4光年远的南门二——距离太阳最近的恒星系统。一旦到了南门二,船员可以利用那里恒星的能量,继续在银河系中从一颗恒星飞跃到另一颗恒星。
而超级人工智能还能使得光帆飞船变得更加现实。如果你不需要运输庞大的人类生命支持系统,而是仅仅搭载一个不太大的“种子探测器”,那么未来的激光航行就会变得非常快速,而且成本大幅度降低。这里的“种子探测器”是一种能够降落在行星或卫星上的超级人工智能机器,并能从零开始建造一个新的文明。它甚至不需要携带指令,它所要做的就是建立一个足够大的接收天线,以获取从其母亲文明中发过来的更详细的蓝图和指令信号。然后,它还能就地取材,建造出新的激光系统和光帆飞船,并搭载新的种子探测器,以继续在银河系内进行殖民。
一旦超级人工智能殖民了另一个太阳系或整个银河系,就很容易把人类弄过去了。所有有关人类的必要信息都可以以光速传播过去,之后超级人工智能组装成出人类。组装出一个人类,可以有两种方法。一种是只需传输指定一个人的DNA,然后让人工智能孵化一个孩子并抚养其长大;另一种是把一个人所有的信息都发过去,人工智能可以将夸克和电子组装成一个与原来的人完全一样的成人。
在一个星系内,如果借助光帆飞船,平均需要20年旅行到10光年远的恒星系统,然后再花另一个10年来建造的新的激光系统和光帆飞船的话,那么,星际殖民会以平均三分之一的光速的速度,朝着星系内各个方向进行扩张。
“宇宙垃圾邮件”骗局
事实上,有一种卑鄙的殖民宇宙的方法,比任何以上的方法都要扩展得更快:使用“宇宙垃圾邮件”骗局。通过向宇宙播送一条条信息,一个先进文明可以诱骗其他新进化出的文明去制造出一个超级人工智能机器,但这种机器其实能灭掉或奴役當地的文明,并把那里改造为该先进文明的殖民地。发个信息的速度是光速,如果该先进文明屡屡得逞的话,那么他们就能借助 “宇宙垃圾邮件”在宇宙中寻常传播开来。
因为这可能是先进文明能以光速抵达大部分恒星系统的唯一途径,而且他们没有理由不去尝试一下,所以,我们应该对接收到的任何外星人信号都要保持高度怀疑的态度。在美国天文学家卡尔·萨根所写的科幻小说《接触》中,我们地球人就用外星人的蓝图建造了一台我们不懂的机器,万幸的是,最终发现这机器只是外星人用来与人类进行接触的工具,而不是来劫持我们文明的。当然在现实中,我们强烈建议,在尚未搞懂前,千万别去建外星人的机器。
我们为了和平而来
到目前为止,我们只讨论了从单一的文明向宇宙拓展的情形。但是,如果两个文明相遇,会发生什么呢?
欧洲人能够征服非洲和美洲,因为他们拥有优越的技术。相比之下,在两个超级智慧文明相遇之时,他们的技术将会在同一水平上,都已经接近物理定律上的极限。这样,即使他们想打起来,一个超级智慧文明似乎不太可能轻易地征服另一个超级智慧文明。此外,如果他们的目标已经进化成相对一致的话,那么他们就没有理由渴望征服或战争。例如,如果他们的目标都是试图尽可能地证明许多美丽的定理,以及发明尽可能多的聪明的计算机算法,那么他们可以分享彼此的发现,来使事情变得更好。因为信息非常不同于通常人类经常争夺的资源,跟别人分享了信息后,你也不会失去它。