一亿年后,地球上还会有人类吗?还是说用不了那么久,人类文明在几千年内就会自己走到尽头?
人类的命运到底由自己掌握,还是早就被太阳和宇宙定好了结局?要回答这些问题,可以先从一千年后的世界看起。
把地球46亿年的历史压缩成24小时,人类文明大约在晚上11点59分59秒800毫秒出现,离午夜只差0.2秒。
就在这一眨眼的工夫里,人类造出了足以毁灭自身的核弹,让大气中的二氧化碳浓度上升了50%,还发展出能够自我学习、甚至可能失控的人工智能。照这个速度,一千年后的世界会是什么样?
人类会像电影里那样登上火星、建立殖民地,还是仍然困在地球上,为资源短缺和环境污染发愁?不久前,有科学家借助未来学中的情景建模和世界构建方法,推演了一千年后的人类社会,构建出十个可能的未来世界,每个世界都有各自的社会形态、政治格局和科技路径。
其中一个世界里,人类与自然和谐共处,科技并没有突飞猛进。城市里到处是绿色植物,太阳能和风力发电十分普及,公共交通高效便捷,出行既方便又环保。
这里的人放弃了对极致技术的追求,换来的是一种节奏平缓、可以长久维持的生活方式。另一个世界由高科技主导。
从繁重劳动到日常琐事,人类生活几乎全部交给人工智能打理,人们因此有更多时间发展个人兴趣、发挥创造力,教育和医疗也全面变革,每个人得到的都是量身定制的服务。不过,今天已经能够自我学习的人工智能,本身就存在失控的风险。
这个美好图景能否实现,要看人类能不能始终管住它。第三个世界的航天技术已经非常成熟,人类成了真正的太空文明。
人们不仅在月球和火星上建立了殖民地,还能开采小行星带里的资源,太空旅行就像今天坐飞机一样平常。到了这一步,人类不再把所有希望押在一颗星球上,抵御风险的能力也随之大大增强。
模拟结果里也有不那么乐观的情形,在某个世界中,人类面临严重的资源枯竭和环境破坏:大自然再也消化不了人类制造的垃圾,地表被海量废弃物覆盖,空气质量极差。
气候变化导致海平面上升,许多沿海城市被海水淹没,人们为争夺有限的资源相互冲突,社会陷入动荡,生活质量急剧下滑。这种情景并不遥远。
核武器、不断攀升的二氧化碳浓度、可能失控的人工智能,都是人类在那0.2秒里亲手造出来的。只要其中一项彻底失控,就可能让人类文明在几千年内消失,根本等不到地质年代意义上的漫长演化。
不过,这种局面并非无可挽回,在另一个推演出的世界里,类似问题同样引发了动荡,但人们靠技术突破重新找到了与自然共存的办法。
经过各方合作,社会恢复了秩序,环境也逐渐好转。可见,即使走到悬崖边上,人类仍然有机会回头。
这项研究乍看有些像科幻小说,但研究人员的目的不只是畅想未来。他们更希望借此为寻找外星文明提供线索:分析各种可能的未来世界,可以帮助科学家判断,哪些迹象能够说明一颗星球上存在智慧生命,比如大规模的能源利用、对环境的显著改造等。
1950年,物理学家费米在吃饭时随口问了一句:如果外星文明普遍存在,它们都在哪里?这就是著名的"费米悖论"。
银河系里有数十亿颗宜居行星,有些比地球还要老几十亿年。哪怕某个文明只比我们早起步一点,也应该早已留下痕迹,可宇宙至今一片寂静。
有一种猜测认为,许多文明可能还没来得及走出母星,就毁在了自己手里。所以这项研究也在提醒我们,未来并不是注定的。
人类可以走向和谐、繁荣、可持续的未来,也可能陷入资源枯竭、环境恶化、社会动荡的困境,走哪条路,取决于今天的决定和行动。一千年后的世界,人类或许还能左右。
那么一亿年后呢?在几千年、几万年这样较短的时间尺度上,地球的变化主要来自自身。
可一旦把时间拉长到几亿年甚至几十亿年,影响地球的因素就多了起来,其中最关键的,就是决定整个太阳系命运的太阳。太阳如今大约46亿岁,正值中年。
在前半生里,它的光度已经比刚诞生时增加了大约30%。随着氢不断聚变成氦并在内部积累,会有越来越多的氦参与核聚变,太阳的聚变反应将持续增强,光度也会一直上升。
也就是说,太阳只会越来越亮。太阳变亮,对地球来说可不是小事。
这个过程虽然极其缓慢,但地球接收的辐射会不断增加,地表温度也会随之慢慢升高。好在地球像人体一样,有一套自己的"体温调节"机制,叫作碳酸盐—硅酸盐循环,也称无机碳循环。
这套机制借助雨水和海洋生物等,把大气中的二氧化碳固定下来,沉积到海底。二氧化碳减少,温室效应就会减弱。
火山喷发又会把这些碳重新释放回大气,使温室效应增强。而气温升高会加快固碳过程,温度于是又被拉回来。
整个循环就这样维持着动态平衡,陆地植物能够正常进行光合作用,也离不开这种平衡。值得注意的是,这套机制要在漫长的地质时间里才能发挥作用,人类却在短短一瞬间就让大气中的二氧化碳浓度上升了50%。
从长远看,即使是这样精妙的平衡也有极限。太阳持续变亮,地球升温,碳循环不断从大气中抽走二氧化碳,最终会让植物难以维持光合作用。
等温度进一步升高,大量的氢会逃逸到太空,海水最终全部蒸发,地球将变成一片死寂。不过,芝加哥大学的一个研究团队在《行星科学杂志》的一篇论文中,用新模型得出了更乐观的结论:地球陆地生物圈存续的时间可能比以往预想的更长。
研究人员注意到,近年来不少研究表明,无机碳循环对温度的依赖可能没有过去认为的那么强,许多植物对低二氧化碳和高温的耐受力也超出预期。据此重新计算后,他们发现陆地植物的存续时间可能比之前的估计翻一倍,至少也会推迟约6亿到8亿年。
当然,气候本身是一个复杂系统,还要考虑太阳变化等外部因素,这项研究有一定局限。但这类工作既能帮助预测地球生命未来的演化趋势,也能为寻找外星生命提供启示。
无论地球环境怎样变化,再过大约50亿年,太阳都会走到生命末期。届时它将膨胀成一颗红巨星,表面可能扩展到地球甚至火星的轨道。
所以人们通常认为,地球最终逃不过被太阳吞噬的命运。2024年9月发表在《自然·天文学》上的一篇论文,却让人看到了一丝转机。
研究人员在4000光年外的一颗白矮星附近发现了一颗类地行星。这项发现源于2020年的一次微引力透镜事件,经过更详细的观测,研究人员确认这个透镜系统由一颗白矮星、一颗褐矮星和一颗质量约为地球1.9倍的行星组成。
太阳在经历短暂的红巨星阶段后,内核同样会坍缩成白矮星。这意味着,那颗遥远的行星可能也曾面对和地球一样的处境,而它至今仍然存在,说明它出于某种原因幸存了下来。
一颗类地行星在红巨星内部挺过来的可能性不大,更可能是它的轨道发生了变化。在红巨星阶段后期,恒星质量不断流失,对周围行星的引力逐渐减弱,行星就会慢慢向外移动。
科学家推测,如果地球也能这样幸存,届时它的轨道半径可能是现在的两倍。不过那时地球早已不在宜居带内,它是否存在,对地球生命来说已经没有意义。
况且早在太阳变成红巨星之前,地球上的生命就已经消失了。回头看,人类的命运其实分成两种时间尺度。
几十亿年后的结局由太阳决定,地球生命终将退场。如果人类文明那时仍然存在,应该早已迁居其他星球,成为真正的太空文明。
而在几千年的尺度上,决定一切的是人类自己。在地球漫长的历史中,人类文明只占了0.2秒,却已经掌握了足以毁灭自身的力量。
与其担心一亿年后人类还在不在,不如先想清楚怎样度过接下来的几千年。一千年后是走向和谐繁荣,还是陷入崩溃,取决于我们现在的选择。