问题

假设宇宙中所有物体的温度以十年一摄氏度的速度向平均值靠拢,那么人类能存活多久?

回答
这是一个引人入胜的设想,也足够让人捏一把汗。如果宇宙万物的温度真的以十年一度的速率向“平均值”逼近,那么人类的生存前景将是一场与时间的赛跑,而且这场赛跑的终点,对我们来说绝不是一个好消息。

首先,我们需要明确几个关键点:

“平均值”是什么? 这是一个极其模糊但至关重要的概念。宇宙的“平均温度”通常指的是宇宙微波背景辐射(CMB)的温度,目前大约是2.7开尔文(约零下270.45摄氏度)。这个温度非常接近绝对零度。如果万物都向这个方向靠拢,意味着宇宙将变得越来越寒冷。
“十年一摄氏度”的速度意味着什么? 这是一个惊人的变化速率。想象一下,在我们通常感受到的温度范围内,这几乎是瞬间的剧变。然而,问题描述的是“向平均值靠拢”,所以这个速度是指相对当前温度与宇宙平均温度(CMB)之间的差值,每过十年,这个差值缩小一摄氏度。
举个例子: 如果地球当前平均温度是15摄氏度,宇宙平均温度是270.45摄氏度,那么它们之间的温差是 15 (270.45) = 285.45 摄氏度。如果每十年缩小1摄氏度,那么经过10年,温差变成284.45摄氏度。意味着地球的平均温度变成了 14 摄氏度,或者宇宙平均温度向地球靠拢,最终还是趋于一个共同点。从哪个角度看,都是温度的剧烈变化。

那么,这对人类意味着什么呢?

1. 地球的温度剧变是致命的:
极端寒冷: 设想一下,地球的平均温度每十年下降1摄氏度。这意味着我们只有几十年的时间来适应一个比南极还要寒冷的环境。不需要很久,大概一两个世纪,地球的平均温度就会降到零下几十甚至几百摄氏度。这样的低温会瞬间冻结所有液体,包括我们体内的水分。细胞结构会被破坏,所有的生命活动都会停止。
极端干燥: 随着温度降低,空气中的水分会大量凝结、冻结,变成冰雪,甚至直接升华成固态。空气会变得极度干燥,这本身就对呼吸系统造成巨大伤害。
大气层的变化: 温度的剧烈下降还会导致大气层的组成和行为发生巨大变化。许多气体可能会液化甚至凝固,比如二氧化碳、甚至氮气。这将导致大气压力的剧烈变化,也可能意味着我们赖以生存的空气成分发生剧变,甚至可能被“冻住”。

2. 人类的生理极限:
人类的生存温度范围是有限的。我们对寒冷的耐受能力远低于对高温的耐受能力。暴露在零下几十摄氏度的环境中,即使穿着最厚的保暖衣物,也只能维持很短的时间。
如果我们想要继续生存,就必须创造和维持一个稳定的、适宜人类生存的温度环境。这就意味着我们需要建造越来越厚实、越来越封闭、并且具有极强保温性能的生存空间。

3. 资源与能源的挑战:
能源消耗激增: 为了对抗越来越低的外部温度,我们需要消耗天文数字的能源来维持室内温度。这些能源从何而来?如果所有物体都在向平均值靠拢,意味着太阳的温度也可能在变化,或者其他为我们提供能量的来源也在冷却。这会是一场能源危机。
食物生产崩溃: 温度持续下降将导致农业彻底瘫痪。植物无法在如此低温下生长,动物也难以生存。现有的食物储备会迅速耗尽。我们需要找到全新的、能在极端低温下进行的食物生产方式,例如在完全封闭、高度控制的环境中进行生物培育,但这同样需要巨大的能量和技术支持。

4. 社会与文明的冲击:
大规模迁移与冲突: 随着地球变得不适宜居住,人类可能会被迫向仍然相对温暖的地区迁移。这种大规模的迁徙将不可避免地引发资源争夺、社会动荡和冲突。
文明的倒退或转型: 为了生存,社会结构可能会变得极度集中,资源分配也可能变得非常严酷。许多我们习以为常的社会活动、文化艺术、科学研究都可能因为生存的压力而被搁置甚至放弃。人类文明可能会被迫退回到一种原始的、以集体生存为首要目标的模式。

那么,人类究竟能存活多久?

这是一个非常难以精确回答的问题,因为它取决于我们能多快有效地应对这种剧变。

最乐观的情况(但依然不乐观): 如果人类能够迅速而高效地组织起来,利用现有技术并快速研发出能在极端低温下生存的手段,并且能够持续获得足够多的能源,我们或许可以以一种非常艰难、受限的方式生存一段时间。比如,生活在地下深处或者建造超大型的、自给自足的温室城市。即使如此,每一次温度的跳跃都意味着巨大的挑战,可能淘汰掉一部分人口。这种模式能够延续多久,取决于我们能否持续克服技术和能源的瓶颈。但即便如此,面对温度无限趋近绝对零度的目标,这种生存方式也只是延缓了灭亡。
最悲观的情况: 如果我们无法迅速反应,或者资源不足以支撑这种持续的生存挑战,那么人类的灭亡将会非常迅速。一旦温度下降到足以冻结体内的液体,或者大气层变得不适宜呼吸,生命就会在几天到几周内终结。考虑到“十年一摄氏度”的速度,即使是相对缓慢的灭亡,也可能意味着在短短几十年到一两个世纪内,人类文明就将不复存在。

总结来说,在这个假设下,人类的存活时间将受到以下几个因素的严格限制:

我们应对寒冷的能力: 包括我们建造和维持生存环境的效率和规模。
能源的可获得性: 我们需要多少能源,以及这些能源能否持续提供。
技术的发展速度: 我们能否快速研发出在极端低温下生存的必要技术,例如新的食物生产方式、能源获取方式、材料科学等。
社会组织的有效性: 人类能否团结一致,有效协调应对,而不是陷入混乱和冲突。

但从根本上讲,这个设想描绘了一个宇宙走向终极寒冷的未来。即使人类能够暂时躲避寒冷,随着宇宙整体温度的下降,熵增的趋势是不可逆转的。我们最终会发现,我们所依赖的所有能量来源都在衰竭,而我们生存所需的温差也在逐渐消失。

所以,在这种设定下,人类能够存活的时间,本质上是一种与宇宙整体物理规律对抗的努力,而这种对抗,即便我们能持续数百年甚至数千年,终究会走向结局。我们无法永远对抗宇宙走向平均值的趋势,而这个“平均值”似乎指向了万物寂灭的绝对零度。所以,答案可能不是“多久”,而是“多么艰难地延续生命”,直到最后一刻。

网友意见

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这种好笑的假设不会对所谓人类的存活时间造成限制。

首先,在混乱度有上限的系统里,热力学温度是可以达到正无穷和负无穷的。

  • 这种系统是可以制造出来的。
  • 这种系统并不需要有剧烈的热量变化。

其次,所谓“通常物理定律”只是人们用来描述世界的模型,并不保证其正确性和普适性,你的所谓“离得近的物体中温差大的优先进行热传导”更会直接打穿黑体辐射相关的物理知识。

而且,在该模型范围内本就存在自相矛盾的假设和大量的不确定性。

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