宇宙将来有可能被撕裂

今天是第47个世界地球日。今年的主题是“节约和集约利用资源，倡导绿色和简单的生活”。

最近，开通新浪微博的国际知名物理学家霍金透露了一项探索半人马座阿尔法星的计划，他将与富有的俄罗斯和美国商人合作开发一种克级的“纳米飞行器”，这种飞行器将通过一束光驱动它达到光速的五分之一。

这是否意味着人类以光速飞行的实践已经开始？读过《三体》的人不禁会想到科幻小说中的情节:离地球四光年，三体星球半人马星座上的高级文明生物，为了防止他们的太空舰队在400年后到达地球时因地球科学技术的迅速发展而超过他们，他们发射了两个智能质子，可以在低维度部署到地球上，试图锁定地球科学技术的发展，并实时获取地球信息...霍金的计划与这个情节非常相似。区分科幻小说和现实是完全愚蠢的，不管它能否实现。

我们究竟应该如何看待这些新技术所促进的宇宙知识以及人类对地球的巨大影响？作为人类唯一的家园，地球目前面临什么问题？为此，《中国商报》的记者采访了许多科学家和科幻作家。

> >对话天体物理学家

宇宙的命运不是很好。

它将来可能会被撕裂。

张北京师范大学天文系教授、博士生导师、天体物理学家。

中国商报:宇宙的结构是什么？它有边界吗？大爆炸和炸弹爆炸一样吗？

张:人们通过电磁波(包括可见光和不可见光)来观察宇宙的背景辐射。根据观察结果，宇宙中70%的成分是暗能量，这是排斥力，导致宇宙迅速膨胀。30%是物质，包括暗物质和重物质。重物质，即元素周期表上的这些可见元素，只占很小一部分。除了已经明确

除了宇宙的基本结构之外，我们对宇宙的命运也有一个基本的了解。如果目前的观测结果是正确的，那么可以判断宇宙的命运不是很好，将来可能会被撕裂。然而，这还有很长的路要走。宇宙应该有边界。它有一个尺寸。然而，炸弹爆炸是时间和空间的爆炸，在大爆炸形成的边界之外没有时间和空间。“没有时间和空间”的概念很难理解，但只能用这种方式表达。

《中国商报》:根据相关解释，引力波的发现为人们研究宇宙打开了一扇新的窗口。起初他们只能“看”，但现在他们能“听”。这是否意味着人们将在短时间内获得更多关于宇宙研究的信息？

张:目前，人类是通过电磁波来观察宇宙的。利用电磁波，人类接近看到宇宙的边界。尽管引力波的发现为人们研究宇宙打开了一扇新的窗户，但尚不清楚它能为观察宇宙带来多少信息。通过引力波可以发现一些新的东西，但是电磁波也需要用来辅助观察。例如，通过引力波探测已经发现了双黑洞，但是它离我们有多远仍然需要通过电磁波来观察。然而，引力波的发现非常重要。它证实了爱因斯坦100年前的预测。

美国研究小组发现了引力波，并最终取得了成果。有两件事值得学习:第一，几十年来美国科学家的科学精神，第二，美国*对科学研究的支持策略。

引力波的发现也刺激了我国大规模研究项目的开展，如“秦天计划”、“太极计划”和“阿里计划”。“秦天计划”和“太极计划”是相似的。他们都计划向空中发射三颗卫星。区别在于，一个计划探测地球轨道周围的引力波，另一个计划探测太阳轨道周围的引力波。探测目标都是双黑洞碰撞等事件。“阿里计划”旨在探测宇宙中最早的原始引力波。这些计划都很有意义。

《中国商报》:如果你把研究宇宙的愿景放在地球上，你会如何看待地球和人类？宇宙中有没有类似地球环境的行星？外星生命存在吗？

张:人口爆炸、环境污染和资源消耗是地球面临的重要威胁。仔细想想，地球真的很穷。对于资源的消耗和环境的污染，地球有一定的修复能力。然而，随着人类的发展，地球资源的消耗程度和环境污染的破坏程度可能超过地球的修复能力，这是一个非常严重的问题。人类的行为可能导致地球过早毁灭。

一些天文学家认为外星生命存在。目前，在宇宙的星系际空间中已经发现了能够形成生命的有机分子。

《中国商报》:你认为最新的科技媒体报道怎么样？

张:现在科技发展太快了。人们谈论“大数据”。这东西是潘多拉的盒子。你可以打开它，但你不能把它放回去。人类正在享受和使用越来越多的先进技术。比如，发一个微信，但是为了维护这个功能，有多少服务器在后面运行？有些人做过这样的统计。目前，全球“大数据”消耗了全球20%的电力。

然而，享受便利是每个人的权利，发展也是每个国家的权利。这样，每个人都在消耗地球的资源。最终，人类必须为这些行为付出代价。不清楚这个价格是多少。

> >对话地球物理学家

“地球目前面临的主要问题

这是灾难、水资源和气候变化。"

工程博士，长安大学二级教授，博士生导师。学术兼职包括中国地球物理学会常务理事、中国地球物理学会浅层地球物理委员会副主任、中国地球物理学会工程地球物理委员会副主任、中国地球物理学会电磁委员会委员、陕西地球物理学会主席、陕西自然科学学会常务理事。

中国商报:地球物理研究的内容是什么？

李希:“两颗炸弹，一颗星”的功勋科学家赵九章曾经用两个词来形容:“上面，他搜索了绿色的虚空，下面，黄色的春天，但他失败了，在任何一个地方，找到了他所寻找的”，也就是说，没有从天堂到地球的边缘。研究范围没有上限，可以扩展到外层空间。在中间，我们对各种各样的圈了解很多，从上到下，它们是气球、水圈和岩石圈。再往下是对地球内部的研究。

中国商报:地球面临的主要问题是什么？

李希:地球面临许多问题。地球物理学研究的地球问题主要包括能源、环境、灾害、水资源、全球气候变化、粮食、人口等问题，这些都是人类必须面对的问题。灾害、水资源和全球气候变化是目前相对重要的问题。

地震是首当其冲的灾害，滑坡和泥石流也是如此。水资源问题也很严重。中国水资源非常短缺，因此实施了南水北调工程。全球气候变化问题是由二氧化碳排放引起的，可以通过控制逐步解决。

如果不超过地球的修复能力，对环境的破坏可以恢复。环境污染不是一个长期问题，而是一个周期性问题。一些西方发达国家已经解决了这个问题。我们国家将来也可能解决这个问题。例如，**决心调整其结构，以“消除生产能力”。当它去河北时，它能看到效果。大量钢铁和水泥厂正在拆除，环境污染问题将很快得到改善。另一个例子是Xi要求拆除燃煤锅炉，代之以更好的集*热。

资源有限。少用一点。目前，人力资源的总体消耗仍在增加，但增长率有所下降。根据《地球活力报告》，资源消耗需要1.5个地球，这是由人口增长造成的。一方面，人口增长和城市化，另一方面，森林面积正在减少。目前，中国正在逐步恢复自然保护区和立法保护资源，同时严格遵守18亿亩耕地的红线。

《中国商报》:公民能做些什么来缓解当前地球上的问题？

李希:对普通人来说，节约水电、保护环境和植树都是有意义的事情。问题是很难要求人们主动去做，所以我们应该首先加强科普宣传。

目前，发达国家已将“地球科学”纳入大学生的基础课程，中小学教科书也有这样的内容，使其公民从小就知道如何热爱地球。我们在这方面做得还不够，这个问题应该引起全社会的注意。

中国商报:你认为这项新技术怎么样？

李希:人类文明的每一次发展都与技术进步密切相关。要解决面临的问题，我们还必须依靠技术突破。这个观点是正确的。

新技术肯定会增加能源消耗？这个问题应该作为一个整体来考虑。不能说新技术的发展一定会增加资源的消耗。社会发展是必然的规律，技术发展也是必然的。新技术的一个重要特征是提高效率和解放劳动生产率，从而节约资源。

对话科幻作家

"要彻底解决这个问题，人类只能寄希望于新的技术突破."

刘，高级工程师，中国科幻小说的代表作家之一，中国作家协会会员，山西省作家协会副主席。他的三部曲《三体》被广泛认为是中国科幻文学的里程碑，将中国科幻推向了世界的高度。

《中国商报》:2014年世界自然基金会发布的《地球活力报告》显示，人类对地球资源的需求已经超过了自然可再生能力的50%，需要1.5个地球来承载当前人类的生态足迹。你认为人类有办法解决地球面临的问题吗？

刘:我认为解决这个问题取决于一些新的技术突破。例如，如果空间技术和规模得到大力发展，高污染和高能耗的工业可以转移到空间，以彻底解决地球上的高能耗和高污染问题。现在看来，虽然这个想法不可思议，但并不像想象的那么难。事实上，空间技术和计算机技术是同时诞生的。那时，电脑的价格和太空火箭的价格一样。目前，手机和电脑具有相同的功能。让我们看看现在的价格。差别有多大？当然，这只是一个比喻。可能还有其他技术突破。如果受控核聚变的技术实现了突破，它也能为我们提供清洁和无尽的能源。无论如何，一定有技术突破。如果没有新的技术突破，这个难题就没有解决办法。依靠自律意识和环保措施只能延缓结果的到来，不能从根本上解决问题。

中国商报:你认为人工智能怎么样？你如何看待技术发展带来的隐忧？

刘:人工智能是一项正在发展的技术，它将改变人类的生活质量。当然，它也可能带来一些挑战，例如，它可能夺走人类的工作。然而，如果可以说它将在未来主宰人类，那只能说它属于科幻小说。例如，要实现“强大的人工智能”，首先必须对人脑的思维机制有深刻的理解。然而，目前的脑科学研究无法达到这一水平。在这种情况下，谈论“强大的人工智能”，甚至预言“人工智能将在2045年主宰人类”，都是危言耸听。

任何技术都有风险和正反两方面的影响。我认为技术的发展不能因为人类如何控制和使用它而停止。人类遇到的问题必须通过科学技术来解决。从历史的角度来看，每次人类解决一个问题，它最终都是通过技术进步来解决的。人类未来的任何巨大进步都不可避免地伴随着新技术的应用或突破。

《中国商报》:霍金最近透露了一项科技计划:“突破流星”。目标是开发一种质量为1克的“纳米飞行器”来进行太空探索，并通过光束将它推进到光速的五分之一。你认为这个计划能实现吗？

刘:技术的可能实现和实现之间还有很长的路要走。这个计划有两个技术障碍:第一，把这么多激光聚焦在创可贴大小的“宇宙飞船”上。有人计算过，这种“创可贴”的温度将升至60，000℃，而地球上没有任何材料能承受6000℃的高温。此外，上面还有许多精密仪器。第二个技术障碍是，如果大型创可贴航天器真的飞到了比邻星，如何将信号传回。传输信号需要能量。它从哪里来？此外，输出信息需要一个天线，其大小应根据频率来设计。在这样的距离上频率不能太高，这需要一定的波长，并且相应地需要长天线。装有大型创可贴的宇宙飞船无法将信息传回。发言人对这些技术障碍只字未提。

现在许多人把科幻小说和科学现实混为一谈。我认为科学家应该出来解释这些事情。不是说理论上可以突破的东西一定会被突破。事实上，有些事情在理论上是可以突破的，但现实是无法突破的。此外，技术进步并不像人们想象的那样快，有些甚至非常慢。

中国商报:地球会被人类毁灭吗？

刘::人类文明可能会遭受挫折，但我不认为它会完全灭绝。即使地球被人类毁灭了，它仍有很长的路要走。我对人类的未来感到乐观。另一个光明的前景是，如果人类科学技术真的取得了重大突破，能够移民到其他星球，那么人类文明的生存机会将大大增加，人类将成为一个普遍的存在，这可能是人类文明的根本出路。如果人类想要在地质时代的规模上生存(地质时代是1000万年)，他们必须飞出我们的星球。《中国商报》的记者粗心大意

> >相关背景

到本世纪中叶

满足人类需求的三个地球

“我们没有继承我们父母的地球，而是借用了我们子孙后代的地球”，这是《联合国人类环境宣言》中的一个警告。

世界自然基金会在2014年发布的“地球活力报告”显示，人类对地球资源的需求已经超过了自然可再生能力的50%，需要1.5个地球来承载当前人类的生态足迹。与此同时，从1970年到2010年，地球活力指数显示下降了52%。世界自然基金会中国办事处主任陆思成指出，“如果这种需求发展模式继续下去，到本世纪中叶，将需要三个地球来满足人类的需求。”

世界自然基金会认为，随着世界人口的增长，我们每个人可利用的生物承载能力将进一步缩小——与此同时，土壤退化、淡水短缺和能源成本上升将使保持生物承载能力上升变得更加困难。