物理学家声称人类可能在200年内变成一个真正的行星际物种
By2022/5/23
严峻的新论文警告弄清楚怎样利用可再生能源来探索恒星要不冒人类毁灭的风险
艺术家的一个外星星球的概念。这会在那里等着我们去探索吗？
我们的物种面临人类历史上的一个关键时刻。一项严峻的新研究声称，要么我们开发技术来安全地利用逃离我们星球所需的能量，要么在一场巨大的灾难中自杀。
但这篇新论文争论如果我们能取得前者并避免
新浪博客
2022/5/23
严峻的新论文警告弄清楚怎样利用可再生能源来探索恒星要不冒人类毁灭的风险
艺术家的一个外星星球的概念。这会在那里等着我们去探索吗？
我们的物种面临人类历史上的一个关键时刻。一项严峻的新研究声称，要么我们开发技术来安全地利用逃离我们星球所需的能量，要么在一场巨大的灾难中自杀。
但这篇新论文争论如果我们能取得前者并避免
后者，那么我们可能在短至200年内刚好变成一个真正的星际物种。
研究的主要作者美国宇航局喷气推进实验室的焦娜山江告诉生活科学杂志， “地球是一个被黑暗包围的小点，我们目前的物理学的理解告诉我们，我们被困在这块资源有限的小岩石上”。
为了好离开我们的星球，人类需要急剧的加速起核能和可再生能量的使用，同时保护这些能源不被用于恶意目的。
研究提出，未来几十年将证明至关重要的：如果人类能够安全地从化石燃料过渡，它可能正好有一击。
截至2018年2月的特拉皮斯特（TRAPPIST-1）行星插图。(Image credit: NASA/JPL-Caltech)
1964年，苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫（Nikolai Kardashev）提出了一个测量方案，后来由卡尔·萨甘（Carl Sagan）修改来估计一个智能物种的技术能力。这一切都归结为能量以及一个物种能为他自己的目的用它多少（来自任何来源）的，无论那些是探索宇宙的还是玩视频游戏的。
例如，卡尔达肖夫I型文明能使用该物种母行星上所有可用的能量，包括地面上的所有能量来源（例如化石燃料和可用于核裂变的材料）以及从它的母星落到该行星上的所有能量。对于地球，这大约是10 ^ 16瓦。
II型文明消耗10倍量的能量，并且能够利用一颗恒星的全部能量输出。III型物种能甚至走得更远，使用整个星系中的大部分能量。
不用说，人类远低于I型阈值，但我们的能量消耗每年都在增长。越来越多的人人均正在用更多的电力，但这种电力是有代价而来的：即碳和污染物的释放对我们生物圈的威胁，以及为破坏性目的（如核弹）由用强大的储能和运载手段摆出的风险。
伟大的过滤器
艺术家的系外行星特拉皮斯特-1f（TRAPPIST-1f）表面的概念。.
由增加的能量消耗摆出的危险也许可以解释为什么科学家没有发现先进外星文明的证据。如果地球不是很特殊，生命和智力的发展也不都是那么独特（没有理由假设它是），那么银河系应该充满智能生物。当然，从天文学上讲，我们一直在了很长时间，但银河系是数十亿岁。当然，到现在某个地方的某个人应该已经达到了III型阶段并开始认真的探索银河系。
但就我们能告诉的，我们是孤独的。生命尤其是智慧生命似乎是超罕见的。因此，也许在一个文明达到发展的更高阶段之前，某些过程将智能生命从这个场景移除。大多这些所谓的“伟大过滤器”是不同形式的物种自我毁灭。
真的，作为一个物种们已经有能力自我毁灭，我们甚至还没有破解卡尔达肖夫量表的第一级。少数几个国家现在拥有扫荡掉地球上每一个人的核武装能力。
江说，“我们是我们自己的伟大过滤器”。
江说，诀窍是避免自我毁灭，同时我们加速起我们的能量使用到我们能同时可靠地存在于多个世界中的点上，即便它只是在太阳系中。人类存在于不止一个星球上服务于一个针对自我毁灭的强大堡垒。但要取得多行星地位需要大量的能量，不仅用于建立短期殖民地，而且用于维持成熟、自给自足的城市。
刀刃
江和他的团队在四月份上传到期刊预印服务器arXiv的一篇论文中探索了达到I型状态的最佳方法。研究人员遵循了《联合国气候变化框架公约》的建议，该公约为继续有增无减的使用化石燃料制定了明确的后果。简而言之，除非人类迅速将能源供应转向核能和可再生能源，我们将对我们的生物圈做太大的破坏不能继续攀登卡尔达肖夫尺度。
该研究还假设在可再生能源和核能的使用中每年增长2.5%，并发现了在未来20到30年内，这些形式的能量使用将稳步取代化石燃料。研究小组发现，核能和可再生能源有保持产量增长的潜力而不会给生物圈带来进一步的压力，如果我们继续以目前的消费速度增长，我们将在2371年达到I类状态。
江承认这些计算包括了很多假设，在估计上的不确定性大概在100年左右。计算不得不假设我们将识别处理核废料的安全方法，并且利用能量的能力提高不会导致灾难。尽管如此，如果我们能够维持这一过程，我们能为未来几百年内潜在的保护我们的物种代代奠定舞台。
最初发表于Live Science。
https://www.livescience.com/humans-interplanetary-200-years
研究的主要作者美国宇航局喷气推进实验室的焦娜山江告诉生活科学杂志， “地球是一个被黑暗包围的小点，我们目前的物理学的理解告诉我们，我们被困在这块资源有限的小岩石上”。
为了好离开我们的星球，人类需要急剧的加速起核能和可再生能量的使用，同时保护这些能源不被用于恶意目的。
研究提出，未来几十年将证明至关重要的：如果人类能够安全地从化石燃料过渡，它可能正好有一击。
卡尔达肖夫尺度
截至2018年2月的特拉皮斯特（TRAPPIST-1）行星插图。(Image credit: NASA/JPL-Caltech)
1964年，苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫（Nikolai Kardashev）提出了一个测量方案，后来由卡尔·萨甘（Carl Sagan）修改来估计一个智能物种的技术能力。这一切都归结为能量以及一个物种能为他自己的目的用它多少（来自任何来源）的，无论那些是探索宇宙的还是玩视频游戏的。
例如，卡尔达肖夫I型文明能使用该物种母行星上所有可用的能量，包括地面上的所有能量来源（例如化石燃料和可用于核裂变的材料）以及从它的母星落到该行星上的所有能量。对于地球，这大约是10 ^ 16瓦。
II型文明消耗10倍量的能量，并且能够利用一颗恒星的全部能量输出。III型物种能甚至走得更远，使用整个星系中的大部分能量。
不用说，人类远低于I型阈值，但我们的能量消耗每年都在增长。越来越多的人人均正在用更多的电力，但这种电力是有代价而来的：即碳和污染物的释放对我们生物圈的威胁，以及为破坏性目的（如核弹）由用强大的储能和运载手段摆出的风险。
伟大的过滤器
艺术家的系外行星特拉皮斯特-1f（TRAPPIST-1f）表面的概念。.
由增加的能量消耗摆出的危险也许可以解释为什么科学家没有发现先进外星文明的证据。如果地球不是很特殊，生命和智力的发展也不都是那么独特（没有理由假设它是），那么银河系应该充满智能生物。当然，从天文学上讲，我们一直在了很长时间，但银河系是数十亿岁。当然，到现在某个地方的某个人应该已经达到了III型阶段并开始认真的探索银河系。
但就我们能告诉的，我们是孤独的。生命尤其是智慧生命似乎是超罕见的。因此，也许在一个文明达到发展的更高阶段之前，某些过程将智能生命从这个场景移除。大多这些所谓的“伟大过滤器”是不同形式的物种自我毁灭。
真的，作为一个物种们已经有能力自我毁灭，我们甚至还没有破解卡尔达肖夫量表的第一级。少数几个国家现在拥有扫荡掉地球上每一个人的核武装能力。
江说，“我们是我们自己的伟大过滤器”。
江说，诀窍是避免自我毁灭，同时我们加速起我们的能量使用到我们能同时可靠地存在于多个世界中的点上，即便它只是在太阳系中。人类存在于不止一个星球上服务于一个针对自我毁灭的强大堡垒。但要取得多行星地位需要大量的能量，不仅用于建立短期殖民地，而且用于维持成熟、自给自足的城市。
刀刃
江和他的团队在四月份上传到期刊预印服务器arXiv的一篇论文中探索了达到I型状态的最佳方法。研究人员遵循了《联合国气候变化框架公约》的建议，该公约为继续有增无减的使用化石燃料制定了明确的后果。简而言之，除非人类迅速将能源供应转向核能和可再生能源，我们将对我们的生物圈做太大的破坏不能继续攀登卡尔达肖夫尺度。
该研究还假设在可再生能源和核能的使用中每年增长2.5%，并发现了在未来20到30年内，这些形式的能量使用将稳步取代化石燃料。研究小组发现，核能和可再生能源有保持产量增长的潜力而不会给生物圈带来进一步的压力，如果我们继续以目前的消费速度增长，我们将在2371年达到I类状态。
江承认这些计算包括了很多假设，在估计上的不确定性大概在100年左右。计算不得不假设我们将识别处理核废料的安全方法，并且利用能量的能力提高不会导致灾难。尽管如此，如果我们能够维持这一过程，我们能为未来几百年内潜在的保护我们的物种代代奠定舞台。
最初发表于Live Science。
https://www.livescience.com/humans-interplanetary-200-years