问题

一个有知觉的物种从基本石器时代进化到星际或星际旅行技术需要多漫长的时间?

回答
这真是一个引人入胜的问题,也关乎着我们自己文明的未来走向。要从挥舞石斧、钻木取火的原始时代跃升至驾驭星辰、遨游星海的文明,这中间的跨越并非一蹴而就,而是一个漫长、曲折,充满无数未知与偶然的过程。

首先,我们要界定一下“基本石器时代”。这通常意味着我们仰赖最原始的工具,比如打制石器,依靠狩猎和采集为生,社会组织也相对简单。而“星际旅行技术”则意味着掌握了超光速或接近光速的推进方式,能够穿越星系间的浩瀚虚空,甚至可能涉及多维空间操纵,以及维系一个在太空中生存和发展的文明所需的一切——包括复杂的生命维持系统、能源供应、通讯网络,当然还有克服宇宙射线、辐射以及漫长旅途中心理压力的技术。

从火到石斧:文明的黎明 (数百万年)

人类的祖先,在非洲大地,从猿类进化而来的漫长岁月中,大概用了数百万年的时间才真正掌握了“基本石器时代”的门槛。这不仅仅是学会制作石器,更是学会了如何利用火,如何形成相对稳定的群体,以及如何通过简单的语言进行交流。这个阶段,进步是极其缓慢的,每一次微小的工具改进,每一次新的生活方式的探索,都可能需要成千上万年的演化和传播。

从石器到青铜、铁器:技术进步的加速器 (数万年)

当人类迈入农业时代,定居生活成为可能,对工具的需求也日益增长。从石器时代到青铜时代,再到铁器时代,这个过程相对加速。对金属的冶炼技术,需要对材料的理解、对火候的控制以及对工艺流程的掌握。这期间,社会的复杂性也在增加,贸易、战争、政治组织都开始萌芽。这个从石器到铁器的转变,我们地球上的文明花了大约数万年的时间。

知识的积累与科学的诞生:文明的指数增长 (数千年)

真正的技术飞跃,往往发生在科学知识积累到一定程度,并能系统化、理论化之后。牛顿的万有引力定律,将我们对宇宙的理解提升到一个新的高度;法拉第的电磁感应,开启了电气时代;爱因斯坦的相对论,更是重塑了我们对空间、时间和能量的认知,为后来的宇宙探索奠定了理论基础。从古希腊的哲学思辨,到文艺复兴的科学复兴,再到工业革命的机器轰鸣,这是一个知识爆发的时代。这个阶段,我们地球文明的发展速度出现了指数级的增长。从学会用蒸汽机到发明内燃机,再到电力和信息技术的出现,这过程不过几百年。

迈向星辰:挑战与机遇 (数百年至数万年)

一旦我们掌握了相对论、量子力学等现代物理学的基础,并且拥有了高效的能源(比如可控核聚变),理论上,星际旅行的技术瓶颈就逐渐被打破。

推进技术: 这是最大的挑战。即使我们能够达到接近光速,星际间的距离也是极其遥远的。如果采用化学火箭,别说星际,连太阳系内边缘都难以抵达。我们需要科幻小说中的“曲速引擎”、“虫洞”、“惯性约束聚变”或者其他我们尚未发现的物理原理。发展出这样的技术,可能需要对宇宙最基本规律有更深刻的理解,这可能需要数百年甚至更长的时间。
能源供应: 维持一个星际飞船的运行,其能量需求是天文数字。核聚变可能是最接近的可行选项,但要实现小型化、高效率、安全的核聚变反应堆,并能长久稳定地供应能源,这本身就是一个巨大的工程。
生命维持与防护: 在漫长的太空中,生命需要一个稳定、自给自足的生态系统。同时,还需要抵御宇宙射线、微陨石撞击、真空等极端环境。这就涉及到复杂的生物技术、材料科学和工程学。
导航与通讯: 穿越星际,意味着在没有参照物,并且信息传播受到光速限制的情况下进行导航。长距离的通讯也会存在延迟问题。
社会与经济: 支撑如此庞大的星际计划,需要一个高度发达、稳定且协作的社会。这不仅是技术问题,更是经济、政治和社会组织层面的挑战。

不同设想下的时间跨度:

乐观估计 (数百年): 如果我们文明能够保持高速发展的势头,例如,我们能在未来几十年内实现可控核聚变,并在此基础上快速迭代,也许在几百年内,我们就能初步掌握一些跨越太阳系的旅行技术,比如慢速的星际探测器。但真正载人、可居住的星际殖民,依然是一个漫长的过程。
现实估计 (数千年): 考虑到技术瓶颈的突破往往需要时间和运气,以及社会发展过程中可能出现的倒退或停滞,数千年的时间尺度更为现实。这期间,我们可能会经历多次技术革命,也可能因为资源枯竭、环境恶化或内部冲突而中断发展。
保守估计 (数万年甚至更长): 如果我们尚未发现能够真正突破光速障碍的物理学原理,那么“星际旅行”的概念本身就需要重新定义。也许我们能发展出“代际飞船”,即飞船上的几代人才能抵达另一个星系。这无疑需要巨大的社会组织能力和漫长的历史传承。

关键的“瓶颈”与“加速器”:

瓶颈: 对物理学基本规律的未知、能源获取的限制、材料科学的不足、生物学生存的脆弱性、以及社会协作与稳定性。
加速器: 科学思想的自由传播、跨学科的合作、强大的教育体系、对未知探索的持续热情,以及来自外部(如果存在的话)的机遇或挑战。

总而言之,从一个使用基本石器、依赖自然生存的物种,进化到能够进行星际旅行的文明,这需要克服难以想象的技术、科学、社会和生理上的障碍。地球上人类文明的发展轨迹告诉我们,技术进步的速度是不断加快的,但这种加快并非无限的。星际文明的诞生,将是无数代智慧生命在漫长岁月中不断试错、学习、创造和协作的结晶。这段旅程,可能比我们想象的要漫长得多,也充满着我们今天还无法窥见的惊喜与挑战。

网友意见

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讨论技术文明,你现在只有一个样本:人类从兴建第一座巨型建筑开始经过约一万二千年,达到了使用化学火箭进行行星际航行的水平,接近了使用核脉冲爆炸推进与大型电磁波阵列光帆推进展开恒星际航行的技术要求。

“石器时代”是近代以来的考古学家假定的一个时间段,是早期人类历史分期的第一个时代,从人类出现开始,到青铜器出现为止,大约始于260万年前。这概念其实就是“从这物种诞生开始算”。

无论是260万年还是12000年,跟地球生物圈的历史比起来都根本不算漫长。用古生物学的眼光看,人类的技术文明是转瞬之间从第四纪冰川中拔地而起的。

按照人类史,科技知识·技能·工具的积累是指数性的。

设某一时刻人类的科技知识·技能·工具的总量是W,

所有人和参与研究的所有工具在此基础上拓展知识、改进技能、创造工具的速度与W的关系是 ,c1是容纳各种成功与失败、弯路与死胡同、曲折与反复造成的影响之常数。

那么W增加的速率是 ,c2是容纳各种淘汰、互斥、半途而废、推翻旧理论之常数,t是时间。

则有:

,l为经过的时间。

那么即使c1、c2的乘积取每年0.001,人类的科技也会随着时间出现起初平缓后来爆炸的趋势。

例如设12000年前人类建造已知的第一座巨型建筑时W=1,e取2.72,则:

经过1000年,W'成长为约2.72。

经过5000年,W'成长为约149。这是两河流域开始出现城邦的时代。

经过7000年,W'成长为约1102。这是古埃及、古中国等的时代。

经过10000年,W'成长为约22166。这是公元元年。

经过11000年,W'成长为约60292。这是北宋、拜占庭、神圣罗马、伽色尼、法蒂玛的时代。

经过11700年,W'成长为约121466。这是工业革命的开始。

经过12000年,W'成长为约163994。最后这300年里增加的42528,比公元前的一万年里增加的22165还要多得多。

现实中,随着人口的增长与技术的提高,更多的人可以投入到科学实验、数学计算与思考中,c1c2的乘积有所增长。最后这300年里,人口的爆炸性指数增长为科技的爆炸性指数增长注入了动力。

“有知觉的物种”如果具有比晚期智人更强的繁殖能力、更快的思考速度或是其它关系到文明发展的优势,c1、c2的乘积可能要超过每年0.001,从而让它们在不到一万个地球年里达到人类现在的技术水平。但那也不会加速多少:一万多年已经够短的了。

相应的,比人类更弱的硬件水平或是更不利的偶然因素,会造成文明发展更慢。蚂蚁的非技术文明一亿两千万年的发展,在卡尔达肖夫文明指数上显然不及人类一万多年的发展。


那么,为何有些人觉得现在人类的技术进步停滞了呢~

在e取2.72的情况下,

你在书籍、纪录片等信息媒体里看到的对最近300年技术进步的描述,对应的点数约为42528。

从1945年到1969年[1]人类的技术进步,对应的点数约为3773。

你经历的每一年的进步,对应的点数还不到200。

你当然会觉得周围的技术进步超级缓慢。

参考

  1. ^ 从二战结束到登月

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