宇宙不允许生命永存？


（美）L·M·克儒斯 G·D·斯塔曼



　　如果宇宙正在加速膨胀的最新观测结果获得证实，则生命前途可能极为不妙。物质将变得稀薄，所有眼中的恒星将离去，那时就真的没有新世界可供人类征服了，我们将真正成为宇宙中的孤独一族，而且可能根本就不能存在。

　　现在宇宙学的观测表明，宇宙将永远膨胀下去，而不是像科学家们一度认为的那样，膨胀到一个最大尺度后又开始收缩。因此，我们将不会注定在一场狂暴的“大收缩”中走向世界末日，这场大收缩将把人类现在以及未来的所有文明遗迹都一扫而光。初看起来，永恒的膨胀应该使我们乐观。有什么东西能够阻止一个有充分智慧的文明利用无穷无尽的资源以永远生存下去呢？

　　但是生命是靠能量和信息繁荣兴旺起来的：在永远膨胀的条件下，任何一种有意义的意识形式都不可能永远存在。

　　永世的荒漠在普林斯顿高级研究所的Freeman Dyson于1979年发表一篇经典论文之前，没有几位宇宙学家深入考虑过一个永远膨胀的宇宙对生命的影响。自从Dyson的论文发表后，物理学家和天文学家们反复考虑这个问题。

　　在一个可能具有无限体积的永恒宇宙中，人们希望能够收集无限多的物质、能量与信息，但出人意料的是，智慧生命即使付出了无数代艰苦努力之后，可能仍然只能收集到有限数目的粒子，有限的能量以及有限数目的信息位。令人更感到沮丧的是，可用的粒子数、尔格（能量单位）数以及信息位数或许会无限增长，问题不是缺乏资源，而是难于收集这些资源。

　　主要障碍恰好就是使我们能够期望生命永存的那个现象——宇宙膨胀。当宇宙的尺寸增大时，通常能源的平均密度就下降。宇宙的半径增加一倍，将使原子的密度下降为1/8。对于光波，这一下降的速度更快。由于宇宙的膨胀把光波拉长，从而吸走了光波的能量，因此当宇宙半径扩大一倍时，光波能量密度将下降为1/16。

　　由于物质密度的下降，收集资源将成为越来越费时间的工作。智慧生物可采取两条截然不同的策略：让物质送上门来或出去搜寻物质。

　　对于前者，从长远来看最好的方法莫过于让引力来干此工作。

　　败于虚空但引力也面临着同宇宙膨胀相抗衡的问题，因为后者使物体分开，从而削弱它们之间的相互吸引。只有一种情况除外：即宇宙刚好处于膨胀与收缩之间时，在这种情况下，引力将无限度地聚集起越来越多的物质。但是这种情况现在据认为与观测结果相矛盾，而且可以聚集起来的物质变得高度集中后，将坍缩成黑洞，从而把所有生命形式一扫而光。住在黑洞内部不是一件令人高兴的事。在地球上是条条道路通罗马，而在黑洞内部则是条条道路（在有限的时间内）通黑洞中心，到了黑洞中心一切肯定都遭到分解和毁灭。

　　并非所有的能量形式都同等地受到稀释的影响。例如，宇宙中可能充满了一个宇宙弦网络。所谓宇宙弦，就是其上聚集了能量的无限长而细的弦，它们可能是在宇宙早期不均匀冷却的过程中产生的。宇宙弦的每单位长度的能量不因宇宙的膨胀而变化。智慧生命或许可以尝试切断一根弦，集聚在断开的端头周围并利用它的能量。如果宇宙弦网络是无限大的，那么智慧生命就可以期望他们的能量需求永远得到满足。但奇就奇在这里，不管生命能做什么事情，自然界同样也能做。如果某个文明能够想出一种办法来切断宇宙弦，那么弦的网络将会自动分解开来。例如，黑洞可能自发地出现于弦上并吞食它们。因此，智慧生命或许只能在用掉有限的一点弦后就碰到了弦的断开的另一端。整个弦网络最终将消失，使这个文明又没有能量可用了。

　　那么利用量子真空又如何呢？遗憾的是，如果真空放出能量的话，那么它就将跌落到一个更低的能态上，但真空已经是处于最低能态上了。

　　无论我们多么聪明，也无论宇宙多么配合，有朝一日我们终将不得不面对我们可以支配的资源数量有限这一局面。

　　我们必须学会用较少的资源生存下去。可行的办法之一是，设法降低我们的体温。可以设想通过遗传工程改造人类，使之能在体温低于35．8摄氏度的情况下活动。

　　冬眠能使人长存？有机体的体温下降到一定程度后必然就不能再下降了。对于缺乏自信心的人来说，似乎是走投无路了。然而，Dyson想出了一个大胆的点子——冬眠。此时有机体将只有很少一点时间是醒着的。在睡眠时，有机体的代谢率将下降，事实上，把越来越多的时间用来睡觉，有机体就可以只耗用有限的能量，但却能永远生存下去并可产生无穷多的想法。Dyson的结论是，永恒存在的生命的确是可能的。

　　或许我们还可以放弃我们的身体。

　　放弃身体的设想虽然看来像是未来主义的奇谈怪论，但要实现它却不存在根本的困难。许多科学家认为，意识并不是某一组有机分子所特有的现象，而是可以用多种不同的形式体现，从太空机器人到有知觉的星际云。大多数现代哲学家和认知科学家都认为，有意识的思维是计算机能够实现的一种过程。在此我们不必关心其细节，我们还有几十亿几百亿年的时间来设计新的物理化身，有朝一日我们将把自己意识上的自我转移到这些化身上。

　　把自己变成一组指令送到极远的新宇宙关于智慧生命能否永世长存的一个疑点，涉及到对计算的基本限制。计算机科学家一度认为，如果不消耗某一最低限度的单位能量，计算是不可能进行的。80年代，研究人员意识到，某些物理过程可以作为无损耗计算机的基础，这样的计算机运行时可以只耗用任意小的能量。为了减少能量的消耗，计算机只要降低速度就行了，只需要满足两个条件：首先，与其环境保持热平衡状态；其次，必须不丢弃信息。

　　遗憾的是，这些条件在一个膨胀的宇宙中将成为无法解决的问题。

　　由于宇宙的膨胀把光的波长拉长，有机体将不能发射或吸收为了保持与环境的热平衡而需要的辐射。而且，由于只有有限数量的材料供它们使用（因此也只能有有限的记忆），有机体最终将不得不为了容纳一个新的念头而忘掉一个旧的念头。这样的有机体可以以何种形式永恒存在呢？有限的信息意味着思维也是有限的。有机体将要做的一切就是重温过去，一次又一次地反复产生同样的思想。永恒的存在将变成一座监狱，而不是创造和探索那无穷无尽的过程。

　　永恒的生命是否还存在其他的一线生机呢？如果引力的量子力学允许稳定的“虫洞”（Wormhole）存在，那么生命形式或许就能克服光速带来的障碍，进入宇宙的某些用其他方式无法到达的区域，并收集无穷无尽的能量和信息。或许它们也可以建造一些“新生”宇宙，把它们自己——或者是把如何重构它们自己的一组指令——送入新生宇宙中。这样，生命也就可以一直延续下去了。

　　总之，如果关于宇宙正在加速膨胀的最新观测结果获得证实，则我们的前途可能是极为不妙的。宇宙遥远星系的消失将是一个逐渐的过程。它发出的光将被逐渐拉长，直至最后无法探测到。我们能够看到的物质总量将随时间的推移而逐渐减少。

　　但那是一万亿年以后的事情了。