原文地址：http://www.bbc.com/future/story/20190719-the-greatest-long-term-threats-facing-humanity

文明究竟可以存在多久？为了繁荣数十亿年，需要解决一些棘手的问题，从太阳的死亡到物质的衰变。

作者：安德斯·桑德伯格

2019年7月19日

我们能真的知道遥远未来的任何事情吗？如果我们连下个月下雨都不能肯定，预测数十亿年看起来就不太现实。

然而，不是所有的事情都如同天气那样混沌：即使预测十分遥远的未来有时也是可能的，特别是在天体物理和宇宙学上面。我们可以肯定2090年9月23日在英国会发生一次日全食，因为月亮、太阳和地球运动在恒定可测的轨道上，扰动十分微小，引力定律经过了良好的检验。类似的，我们可以利用已知的天体物理学预测宇宙膨胀时有可能发生的事情。

这种方法可以被称为“物理末世论”，这个词汇被天文学家马丁·里瑟用来形容采用天体物理学建模预测宇宙未来的走势。里瑟借用了神学的概念，“末世论”是研究世界末日之类终极问题的学问。这个问题上的经典文献是弗里曼·戴森1979年关于开放宇宙中的生命问题，他描绘了在遥远未来可能或也许事关人类存亡的灾难，从太阳的死亡到银河中星星的脱离。

问题1：比其他的哺乳动物活得更好

哺乳动物种的通常生存周期大约是100万年左右。除了核战争和基因工程导致的大规模流行病，人类明显还有其他需要立刻解决的问题：现在自然的灭绝速度已经远远小于我们给自己造成的风险。

即使我们解决了目前的生存风险和持续发展问题，我们依然需要面对周围存在的其他挑战。

首先，在数万年内，我们必须应对当前这个间冰期的结束：我们生活在一个漫长的冰期中的短暂间歇里。我们的祖先熬过了冰河时代，所以这可能不是什么大问题，只是当时他们是游牧的狩猎采集者，而不是一个全球文明。

我们还可能会面临不同地质时代的气候剧烈变化。在过去，地球不仅仅曾经更冷，可更热过。在始新世，气温比现在暖和10摄氏度，北极长着棕榈树，游着短吻鳄，赤道地区则热到无法让缺乏保护的人类生存。在过去还有过“雪球地球”的时代，当时整个地球都几乎被冰雪所覆盖。

接着还有超级火山喷发、陨石坠落、伽马射线爆发，或紧急生态紊乱的危险，我们知道这些导致了每1亿年的自然超级灭绝。

最终，智人也许无法作为一个物种存在，因为我们可能会进化成别的什么东西。我们在不断变异，成为自然选择的对象（即使在当今良好的卫生条件下，道路交通事故也会慢慢选择出那些可能在年轻时就杀死自己的人），现代生物技术也能让我们专门调整自己的基因。更不要提那些让我们与人造物体相集成的技术了。数百万年后，我们不大可能保持现在的模样，除非我们故意决定保存基因，在地质时间表上固定不动。

如果“我们”身处10亿年之后，我们会拥有可任意维持的文明来应对星球级别的灾难，在地质时间内未雨绸缪，可能与我们的区别就和我们同三叶虫一样巨大。讽刺的地方在于，为了能比我们亲爱的哺乳动物们活得更长久，我们必须变成一些和现在的自己完全不同的东西。

问题2：活过生物圈周期的结束

在大约10亿年之后（也许有几百万年的误差），太阳逐渐增加的亮度将会破坏地球的生物圈。

这个问题在于太阳的热量会加速岩石的风化，作为碳循环的一部分，导致消耗大气中二氧化碳的化学反应，最终让植物饿死。此外，行星最终变成一个流动的温室，从大洋中蒸发的水蒸气（一种强大的温室气体）越来越多，让地球变得更热。

一种应对办法是用巨大规模的工程技术尽可能长地保护生物圈。我们也许可以在平流层增加反射性的凝胶，在地球和太阳之间建造遮阳板，甚至把地球向外挪一点之类的地质工程手段。

还有一个办法是把生命搬到宇宙空间里面去，如果我们搞不定的话。可自我维持的空间定居点看起来行得通，那里的面积比地球表面大几十亿倍。即使这些结构很难建造，我们也应当记住我们有10亿年的时间来变得技术更强大、财富更富有，时间也很充裕。

在这一点上，如果想活下去，人类必须成为太阳系尺度的一份子。

问题3：活过太阳的主要时序周期

在大概50亿年之后，太阳的亮度将会更加快速的增长，因为内核积累的氦将会加热太阳，把它变成一颗红巨星。表面的温度将会下降，但是由于巨大的表面积，总亮度将会更大。这可能意味着地球的终结，因为随着太阳的膨胀，地球可能会被吞没。即便没有，也会被加热成一块失去大气的石头。“很快”（大概10亿年），作为星云的太阳将会排出大部分气体，成为一个白矮星。

为了活过这一阶段，太阳系内的任何智慧生命需要移居其他类似的太阳系。你可以依然留在这里，但是一个白矮星发不出什么光和能量。

到达其他的太阳系要么需要很快的飞船，要么需要大量的时间。

对已经生活在可自我维持的空间定居点的人们而言，让他们向新的目的地运动也许是相当自然的事情。他们需要能维持很长时间的能量来源（更不要说还能提供相当的速度），还要足够的材料来维护定居点以完成跨越数百万光年的旅行。

然而，最有可能到达其他星球的方法也许是微笑的纳米机器人飞船。与其使用巨大能量推动巨型飞船达到一定的速度，或许使用反射帆和强大的激光发射微型飞船更好。他们虽小但是可备份：如果1艘到达不了目标，那就发射1000艘。他们可以携带创造生命，包括人类，的基因原色。一旦抵达目标，他们可是的小行星上着陆，展开太阳能采集板，开采矿物，建造更多的机器人、太阳能采集板和工厂。最终他们可以建造定居点，养育生活在里面的人类。

也许生物人最终无法亲自离开太阳系。在这一点上，我们需要讨论这究竟是人类自己还是一个新的物种在扩散。但是如果我们的后代活过了太阳的红巨星时代，他们就会生活在银河的群星之中。

问题4：活过恒星的终结

宇宙中星球的诞生已经到达了巅峰，接下来的数百亿年终，我们将会达到“巅峰星辰”。随着明亮短命的星星燃烧殆尽，伴随我们的将是一群稳定但是寿命很长的红矮星。他们可以闪耀数万亿年。但是星星的诞生将会衰退，在大约10万亿到10万亿年后，红矮星也将会喷发熄灭。为了生存下去，生命需要星光之外的其他能量来源。

事实上有一些可能的方法：从棕矮星和气体星球获得氢的混合物，将物质倒进黑洞的堆积区，收集释放的能量，甚至利用所谓的超级辐射离散物（俗称的黑洞炸弹）直接干预黑洞的旋转。无论哪一种情况，都需要极其大尺度的工程技术。常规的核能呢？只有中子星和超新星合并时才能生成新的同位素，现有的这些都是很久之前生成的了。当星球内部的同位素都衰变之后，星球也会冷却，地热能也不复存在。

“生命”也许会适应低温和外来的环境。人工智能和硅基生物也许会在接近0度的环境中繁盛。当星球熄灭的时候，碳基生物和智能将会退缩回比外部宇宙更为广阔和复杂的虚拟世界中。

如果人类能够活过群星的终结，它将会是宇宙中最大的能量来源。

问题5：活过星系的终结

随机的恒星运动最终会导致星系的解体：星球时常经过彼此，并随机改变速度。有时这让一个星球获得了脱离银河的逃逸速度并消失在无尽的虚空之中，让剩下的银河看起来略微紧凑了一点。最终，大约100万万亿年后，所有的银河都会散开或落入黑洞之中。恒星周围的行星也会飞向最近遇到的恒星。

为了活过这个阶段，智慧生物需要操控恒星，让他们能以长期稳定的轨道行进。

这一点在物理上是可能的！起码在现在，人们可以安装反射板来推动恒星，恒星的辐射发挥了小小的火箭引擎的作用，让他们以可控的方式彼此交错。这就像我们人类利用引力改变和加速旅行者号探测器一样，只不过尺度非常大。当恒星改变轨道之后，他们可以被看做有史以来最大的台球游戏。

这需要在每个恒星上建立巨大的装置，提前进行宏伟的规划，但是所需要的物质不过只是每个太阳系一个大一点的小行星，物理学也相对简单直接。问题更多的是在10亿年的时间范围上协调各个项目。在过去已经经历过之前问题的人类，考虑这些已经习以为常了。

问题6：活过物质的终结

我们这样的物质是由包含质子、中子和电子的原子组成的。质子和电子正常来说是相当稳定的（中子由质子变化而来，他们的半衰期大约是几分钟）。

然而，不少物理学理论预测质子不是真正稳定的，最终将会在极其巨大的时间尺度上衰变。尽管已经做出了巨大研究努力，质子衰变目前还没有被观测到。到那会这仅仅是告诉了我们，如果确实发生，需要几万亿年。

就我们所知，这种衰变意味着物质的终结。恒星和行星将会慢慢变成辐射以及自由电子和正电子，无法形成适宜居住的星系。最后的冷黑矮星降回去逐渐变为氦和氢的结晶，平静地在寂静中蒸发。空荡荡的宇宙中最后剩下的将是辐射以及黑洞。

我们能过得了这一关吗？就像艾萨克·阿西莫夫的大师级短篇作品《最后的问题》中那台巨大的电脑所说的“数据不足，无法回答。”