人类是宇宙中的过客（精品20篇）

宇宙诞生了138亿年，那么如果我们把它压缩到12个月，会发生什么呢？

1月1日；宇宙大爆炸1月10日；第一批恒星诞生1月13日；恒星们开始集合，一些小的星系开始出现3月15日；银河系哇哇落地8月31日；太阳系来到这个世界9月21日；地球上出现第一批生命11月19日；生命开始了演化12月17日；海洋生物来到陆地12月31日最后一刻我们人类出现，你也许不知道这个时间吧，按照宇宙的时间计算我们出生于12月31日23点59分46秒，这也是我们人类即将终止的时间。这意味着我们人类存在到灭亡只会存在几秒钟……。四黑洞到底是一个什么概念黑洞我们肉眼是永远无法看见的，因为它的重量和密度超出你我的想象。

比如你把太阳压缩到一个城市大小，太阳就会演变成一个黑洞，你把地球压缩到花生的大小，地球也会演变成一个黑洞。我们找来一个已知最小的黑洞来看，它的面积只有北京朝阳区大小，可是它的密度呢？它的质量有4个太阳大小差不多。好了，类似这样的有趣宇宙小知识还有很多，下期我们继续聊。如果你喜欢我，点下关注呗，谢谢

宇宙过客

慧星是夜空中能看到的最美丽动人的天体之一。大慧星出现的时候，一连几个晚上，甚至几个星期都能看到慧星那明亮而飘逸的慧尾。那么慧星来自何处？为什么运行轨迹与众不同？

根据美国科学家通过“哈勃”太空望远镜发回的数据，发现了在海王星围绕太阳运行轨道平面上，存在着一个估计包含有 2 亿颗慧星的环带。这个环带的慧星没有慧尾，是主要由尘埃和冰组成的团块。这些团块，形状不一，大小不等。大的直径估计有几十千米，小的直径只有几米甚至几厘米。有的像冰山，有的像马铃薯。笔者认为这些团块是太阳系形成初期原始的星云物质演化而成的。

大约在 50 亿年前，原始星云中心物质不断收缩，引力不断增大，温度不断升高。氢氦和一些重元素在这种情况下形成太阳。原始星云的最外卷，温度最低，尘埃和一些所体只能靠自身引力，互相碰撞凝聚成由沙和冰组成的团块。它们散布范围广阔，估计有十几个天文单位。这个环带与土星环带有点相似，都是围绕主体星体运行，但不同之处是，土星环带只围绕土星运行，慧星环带绕着整个太阳系运行。为什么土星环带有时肉眼有够看见而慧星环带看不见？这主要是土星环带距离太阳和地球较近，且环带的冰粒与太阳距离近，密度大，容易反射太阳光，所以容易被人们看见；而慧星环带，距离太阳遥远，冰粒稀疏，密度小，反射太阳光微弱。所以不被人们看见，甚至连普通天文望远镜也难以发现。

通过“哈勃”太空望远镜的这个发现，证实 1951 年首次作为理论假设提出的“柯伊带”的下确性。这就解签了过去几十年间一直困扰着天文学家的穿行太阳系平面内的许多慧星的来源问题。1997 年 3 月下旬出现的海尔---波普慧星和 1995 年 7 月发生慧木大碰撞的苏梅克---列维 9 号慧星的

21  块碎块都来自慧星环带。那么，为什么有些慧星会离开慧得环带冲向太阳系运行？它运行的轨迹会突然改变？这主要是某慧星运行到某一位置时恰好经受某大行星的引力摄动工，或经受太阳和某一大行星的同一方向同一直线的合引力摄动，慧星才会偏离轨道向太阳中心方向运行，才会形成与九大行星不同的运行轨道。

慧星冲向太阳，会受太阳幅射热量和太阳风影响，使冰块融化成气体。气体激出荧光，在光压下甩向后方，形成长长的慧尾。慧星离太阳越近，受太阳热量和太阳风越多，慧尾越长，慧尾始终背向太阳。

从运行轨迹看，慧星可分为 3 类：

第一类，是在九大行星外围与九大行星同一平面绕着太阳运行的慧星，即在慧星环带内的慧星。其特点是：没有慧尾，温度低（估计温度在零下 250 度以下），数量极多，运行较慢。这环带内的慧星可叫“没尾巴的慧星”或叫“胚胎慧星”。

第二类，是受外力摄动的彗星。其特点是：离开环带，直接撞向太阳或直接撞向九大行星中的一颗行星。因体冰汽化，拖着长长的慧尾，这类慧星如果撞向太阳，会成为太阳的牺牲品，增加了太阳的燃炒，因太阳的引力强大，撞向太阳数量和机会较多，撞向九大行星的机会和数量都轻音乐和。估计每年撞向太阳的这类慧得有 3--7 个。前几年的撞向木星的苏梅克----列维慧星就是后一类慧星。这类慧星如果撞向地球，质量小的在高速运行中与地球空气摩擦，会形成流星，未落到地面已消失了。质量较大的会使地面大气波动，会造成局部地区的一些之灾害，慧星撞赂地球有弊有利，有利的是会增加地球大气和水分的来源。甚至有人说，地球的生命之水来自慧星。但它也可能带来死亡，所以第二类慧星可以叫做“死亡慧星”。

第三类，是离开慧星环带。绕过太阳、穿行于九大行星之间的慧星。这类慧星的特点是：质量较大，速度较快，慧尾最长。它每绕行太阳系一次，都受一次强劲的太阳风刮削一次。太阳风的高能、带电粒子流把慧尾的一部分尘埃和气体刮跑。所以慧星质量逐渐减小。它每绕得太阳一次，质量减小一次，慧星质量小的，绕过太阳一次以后会永不回来。只有质量足够大的慧星。如哈雷慧星，才会周期性地沿着非常扁长的椭圆轨道绕太阳运行。不过哈雷慧星终有一天，或在几千几万年后，因质量逐渐减小而消失。所以这类慧星可叫做“逐渐减肥的慧星”或叫“即将消亡的慧星。”

太阳系第二大行星——土星土星是太阳系九大行星之一，按离太阳由近及远的次序为第六颗。中国古代称土星为填星或镇星。在 1781 年发现天王星之前，人们曾认为土星是离太阳最远的行星。在望远镜中可以看到土星被一条美丽的光环围绕。土星还有较多的卫星，到 1978 年为止，已发现并证实的有 10 个，以后又陆续有人提出新的发现。土星在很多方面像木星，如它与木星同属于巨行星，它的体积是地球的 745 倍,质量是地球的 95.18 倍。在太阳系九大行星中，土星的大小和质量仅次于木星，占第二位。它像木星一样被色彩斑斓的云带所缭绕，并被较多的卫星所拱卫。它由于快速自转而呈扁球形。赤道半径约为 60,000 公里。土星的平均密度只有 0.70 克/厘米立方米，是九大行星中密度最小的。如果把它放在水中，它会浮在水面上。土星的大半径和低密度使其表面的重力加速度和地球表面相近。土星在冲日时的亮度可与天空中最亮的恒星相比。由于光环的平面与土星轨道面不重合，而且光环平面在绕日运动中方向保持不变，所以从地球上看，光环的视面积便不固定，从而使土星的视亮度也发生变化。当土星光环有最大视面积时,土星显得亮一些；当视线正好与光环平面重合时，光环便呈现为一条直线，土星就显得暗些。二者之间的亮度大约相差 3 倍。土星绕太阳公转的轨道半径约为 14 亿公里，它的轨道是椭圆的。它同太阳的距离在近日点时和在远日点时相差约 1.5 亿公里。土星绕太阳公转的平均速度约为每秒 9.64 公里，公转一周约 29.5 年。土星也有四季，只是每一季的时间要长达 7 年多，因为离太阳遥远，既使是夏季也十极其寒冷。土星自转很快，但不同纬度自转的速度却不一样，这种差别比木星还大。赤道上自转周期是 10 小时 14 分，纬度 60 度处则变成 10 小时 40 分。这就是说在土星赤道上，一个昼夜只有 10 小时零 14 分。土星大气以氢、氦为主，并含有甲烷和其他气体，大气中飘浮着由稠密的氨晶体组成的云。从望远镜中看去，这些云像木星的云一样形成相互平行的条纹，但不如木星云带那样鲜艳，只是比木星云带规则得多。土星云带以金黄色为主，其余是桔黄色、淡黄色等。土星的表面同木星一样，也是流体的。它赤道附近的气流与自转方向相同，速度可达每秒 500 米，比木星上的风力要大得多。土星极地附近呈绿色，是整个表面最暗的区域。根据红外观测得知，云顶温度为-170 ℃，比木星低 50℃。土星表面的温度约为-140℃。土星表面有时会出现白斑，最著名的白斑是 1933 年 8 月发现的，这块白斑出现在赤道区，呈蛋形，长度达到土星直径的 1/5。以后这个白斑不断地扩大，几乎蔓延到整个赤道带。由于这颗行星表面温度较低而逃逸速度又大（ 35.6 公里/秒）,使土星保留着几十亿年前它形成时所拥有的全部氢和氦。因此，科学家认为，研究土星目前的成分就等于研究太阳系形成初期的原始成分，这对于了解太阳内部活动及其演化有很大帮助。一般认为土星的化学组成像木星，不过氢的含量较少。土星上的甲烷含量比木星多，而氨的含量则比木星少。1973 年 4 月美国发射的行星际探测器“先驱者”11 号发现土星有一个由电离氢构成的广延电离层，其高层温度约为 977℃。观测结果表明，土星极区有极光。目前认为，土星形成时，起先是土物质和冰物质吸积，继之是气体积聚。因此，土星有一个直径 20，000 公里的岩石核心。这个核占土星质量的 10% 到 20%，核外包围着 5，000 公里厚的冰壳，再外面是8，000 公里厚的金属氢层，金属氢之外是一个广延的分子氢层。1969 年，一架飞机在地球大气高层对土星的热辐射作了红外观测，发现土星和木星一样，它辐射出的能量是它从太阳接收到的能量的两倍。这表明土星和木星一样有内在能源。后来“先驱者”11 号的红外探测证实了这一点，测得土星发出的能量是从太阳吸收到的 2.5 倍。1610 年，意大利天文学家伽利略观测到在土星的球状本体旁有奇怪的附属物。 1659 年，荷兰学者惠更斯证认出这是离开本体的光环。 1675 年意大利天文学家卡西尼,发现土星光环中间有一条暗缝,后称卡西尼环缝。他还猜测，光环是由无数小颗粒构成。两个多世纪后的分光观测证实了他的猜测。但在这二百年间，土星环通常被看作是一个或几个扁平的固体物质盘。直到 1856 年，英国物理学家麦克斯韦从理论上论证了土星环是无数个小卫星在土星赤道面上绕土星旋转的物质系统。(关于行星环）土星环位于土星的赤道面上。在空间探测以前，从地面观测得知土星环有五个,其中包括三个主环(A环、B 环、C 环)和两个暗环（D 环、E 环）。B 环既宽又亮，它的内侧是 C 环，外侧是 A 环。A 环和 B 环之间为宽约 5，000 公里的卡西尼缝，它是天文学家卡西尼在 1675 年发现的。B 环的内半径 91，500 公里，外半径 116，500 公里，宽度是 25，000 公里，可以并排安放两个地球。A 环的内半径 121，500 公里，外半径 137，000 公里，宽度 15，500 公里。C 环很暗，它从 B 环的内边缘一直延伸到离土星表面只有 12， 000 公里处，宽度约 19，000 公里。1969 年在 C 环内侧发现了更暗的 D 环，它几乎触及土星表面。在 A 环外侧还有一个 E 环，由非常稀疏的物质碎片构成，延伸在五、六个土星半径以外。1979 年 9 月，“先驱者” 11 号探测到两个新环──F 环和 G 环。F 环很窄，宽度不到 800 公里，离土星中心的距离为 2.33 个土星半径，正好在 A 环的外侧。G 环离土星很远，展布在离土星中心大约 10～15 个土星半径间的广阔地带。“先驱者”11 号还测定了 A 环、B 环、C 环和卡西尼缝的位置、宽度，其结果同地面观测相差不大。“先驱者”11 号的紫外辉光观测发现，在土星的可见环周围有巨大的氢云。环本身是氢云的源。除了 A 环、B环、C 环以外的其他环都很暗弱。土星的赤道面与轨道面的倾角较大，从地球上看，土星呈现出南北方向的摆动，这就造成了土星环形状的周期变化。仔细观测发现，土星环内除卡西尼缝以外，还有若干条缝，它们是质点密度较小的区域，但大多不完整且具有暂时性。只有 A 环中的恩克缝是永久性的，不过，环缝也不完整。科学家认为这些环缝都是土星卫星的引力共振造成的，犹如木星的巨大引力摄动造成小行星带中的柯克伍德缝一样。“先驱者”11 号在 A 环与 F 环之间发现一个新的环缝，称为“先驱者缝”，还测得恩克缝的宽度为 876 公里。由观测阐明土星环的本质，要归功于美国天文学家基勒，他在 1895 年从土星环的反射光的多普勒频移发现土星环不是固体盘，而是以独立轨道绕土星旋转的大群质点。土星环掩星并没有把被掩的星光完全挡住，这也说明土星环是由分离质点构成的。1972 年从土星环反射的雷达回波得知，环的质点是直径介于 4 到 30 厘米之间的冰块。地球是太阳系九大行星之一，它只有一个天然卫星，那就是月球。由于地球的质量比月球大得多，地球与月球相互吸引的结果，使得月球不停地围绕地球公转，在宇宙中形成一个很小的天体系统——地月系。月球距离地球平均约为 384,400 公里，它是宇宙中距地球最近的一个星球，也是迄今在地球以外人类所登临的第一个星球。月球绕地球公转一周的时间为 27.32 日，月球自转一周的时间也是 27.32 日；运转的方向，与公转相同，都是自西向东。地球的结构地球是太阳系九大行星之一，与太阳相距 149.6 百万千米。它的直径为 12,756 公里；密度为 5.52 克/立方厘米。地球只有一个天然卫星——月球。

地球的形状从人造地球卫星拍摄的地球照片来看，它像是一个标准的圆球。地球自转的方向是自西向东的，它同时围绕太阳公转。地球自转与公转运动的结合产生了地球上的昼夜交替和四季变化。地球自转的速度是不均匀的。同时，由于日、月、行星的引力作用以及大气、海洋和地球内部物质的各种作用，使地球自转轴在空间和地球本体内的方向都要产生变化。地球自转产生的惯性离心力使得球形的地球由两极向赤道逐渐膨胀，成为目前的略扁的旋转椭球体。地球的大气层在地球强大引力的作用下，大量气体聚集在地球周围，形成数千千米的大气层。大气层一直可以延续到距地面 6400 千米左右。大气中氮占78%，氧占 21%，氩占 0.93%，二氧化碳占 0.03%，氖占 0.0018%，此外还有少量的水气和尘埃。地球的公转与自转地球好比作一只陀螺，它绕着地轴不停地旋转，每自转一周就是一天。地球自转周期 23 小时 56 分 4 秒。地球的自转产生了昼夜交替的现象，朝着太阳的一面是白天，背着太阳的一面是夜晚。地球自转的方向是自西向东的，所以我们看到日月星辰从东方升起逐渐向西方降落。地球公转的轨道是椭圆的。地球自转和公转运动的结合产生了地球上的昼夜交替、四季变化和五带（热带、南北温带和南北寒带）的区分。地球公转的平均周期是 365 日 6 时 9 分 9.5 秒。

人类所认识的宇宙有多大

宇宙蕴藏着所有的物质，其中包括人类已发现的能量和辐射，也包括人类所知道并相信存在于太空内的一切一切。

宇宙中有数以亿计的天体，这些天体都是十分巧妙而有规律地相互组合的，大多数的星体构成星系，比如我们的太阳系就是。星系再构成银河系。宇宙中最少有 10 万个大大小小的银河系。

宇宙空间是十分广阔的，光在一秒钟内可走 30 万千米，单是我们地球所在的银河系，跨幅的阔度就有 10 万光年。宇宙中有 10 万个银河系，那么，宇宙究竟又有多大呢？大家不妨算算吧。

为了说明宇宙的范围，科学家们做了推算，130万个地球的体积仅相当于太阳的体积，而与太阳相当的恒星，在银河系中可达 2000 多亿颗。如果把宇宙看做是一个半径 1 千米的大球，银河系则只有药片那么大，位于球心附近。

在实际观测中，人们使用高倍的射电望远镜，搜索到了 200 亿光年以外的类星体天狼巨星，这是目前人类能确实掌握的最远的星体，也是人们认识宇宙的最大范围，当然，它还不是宇宙的实际边缘。因为人类的认识能力是有限的。

人类对宇宙的认识

一般说来，对宇宙的认识是指对大尺度的时间和空间中物质存在形式的认识。人们自然要间：宇宙是什么呢？宇宙有多大？宇宙存在有多久了？宇宙中的物质是从哪里来的？宇宙有没有起源和演化？

古人对宇宙的认识

古代自然哲学家们对宇宙问题的探讨，大多是在大地和天空的相互关系问题上。随着科学的发展，后来又进入到地球和太阳之间的关系上。

中国古代天文中有丰富的关于宇宙结构的设想。远在人类社会的早期，中国古代就逐渐形成“天圆如张盖，地方如棋局”的朴素的直观见解。到了 3000 年前的西周时代，又逐渐形成了“盖天说”。盖天说认为，大地不是平整方形，而是拱形，天空如一个斗笠，大地犹如一个倒扣的盘子。战国时代的尸佼在《尸子》一书中对宇宙概念明确写到“四方上下曰宇，往古来今曰宙。”意思是：宇表示东南西北上下六个方向，即表示空间。宙表示过去、现在和将来，即表示时间。东汉著名天文学家张衡在《浑天仪图注》一书中载有：“浑天如鸡子，天体圆如弹丸，地如鸡中黄，孤居于内，天大而地小，天表里有水，天之包地，犹壳之裹黄。”这里描述的是浑天说。这个学说最大成就是肯定了大地是球形的，同时大地是悬在空间的球体。

古代各民族都有自己对宇宙的认识和想象。它们带有深刻的民族特点。比如，古代埃及人认为大地是漂浮在水上的；古希腊人则认为大地下有支柱支撑着；古印度想象大地是驮在大象背上的；  。公元 2 世纪，古希腊天文学家托勒密在总结前人对宇宙认识的基础上，提出“地球中心说”的宇宙模式。1543年，波兰天文学家哥白尼又建立了“太阳中心说”的宇宙模式。到 17 世纪，牛顿的万有引力定律，奠定了经典的宇宙学基础。以上这些宇宙观基本上只是局限于太阳系范围，还称不上宇宙结构。

现代宇宙学

进入 20 世纪以来，由于人类科学技术的飞速发展，天文观测手段出现一次又一次的革命性的进展，观测到了上百亿光年的宇宙空间，了解到天体的上百亿年的时间演化。天文学家们对这样的大尺度空间和悠久的时间里的物质演变产生了浓厚的兴趣。如何解释已观测到的许许多多客观事实，如何利用现代物理学对这许许多多观测事实给予科学的说明？这些就是现代宇宙学的任务，它是天文学中的一个分支。也就是说，现代宇宙学从整体上研究大尺度的时空性质，物质运动的规律。它是当代天文学中最活跃的前沿阵地之一。现代宇宙学的最大特征是必须尊重观测到的客观事实，不能凭想象。而且必须能在理论物理学的基础上给予科学的说明。它涉及到恒星的起源和演化，星系的起源和演化，元素的起源和演化等多方面的基础理论问题。人们最想知道的是：宇宙是什么样子呢？宇宙有多大？宇宙的结构如何？宇宙有没有诞生之日和终结之时？

20  世纪以来，天文学家们建立起多种宇宙模型。概括起来主要有两大派别：一类叫稳恒态宇宙模型，它认为宇宙在大尺度上的物质分布和物理性质是不随时间变化的，稳恒不变。不仅在空间上是均匀的，各向同性的，而且在时间上也是稳定的。这是 1948 年英国天文学家邦迪（ Hermann Bondi;）等人提出的；另一类叫演化态模型，它认为宇宙在大尺度上的物质分布和物理性质是随时间在变化的。这是 1922 年，苏联数学家弗里德曼（Friedmann）在解爱因斯坦引力场方程时得到的。在众多的宇宙模型中，目前影响较大的是热大爆炸宇宙学说。

热大爆炸宇宙学认为，大约在 150 亿年前，在一个致密炽热的奇点发生了惊人的热大爆炸。这场爆炸后，形成迅速的膨胀，逐渐形成了我们今日可见的宇宙。这就告诉我们，不仅宇宙间的万物在演化，大尺度的宇宙本身也是演化的主体。那么，现在有没有观测到的事实来支持这个观点呢？上面介绍的有关星系的红移现象和哈勃定律等，都支持了宇宙还在膨胀之中的论点。另外，20 世纪 60 年代天文学中的四大发现之一的微波背景辐射认为，星空背景普遍存在着 2.7K 微波背景辐射，这种辐射在天空中是各向同性的。这同由理论预言的热大爆炸遗留下的余热相符，有利地支持了大爆炸宇宙学的观点。但是，热大爆炸宇宙学也有些根本性问题没解决。如大爆炸前的宇宙是什么样，大爆炸是怎么引起的、宇宙的膨胀未来是什么结局？  。关于宇宙的问题虽然没有解决，但是，我们可以看到两个伟大的事实：一、人是宇宙物质演化的结果。而人的思维又反过来认识宇宙间的万物，充分体现了人的智慧和力量的伟大；二、人类对宇宙的认识，特别是近几十年来在观测事实和理论分析中都有巨大的飞跃，它预示着未来会有突破性的伟大成就，这是人类社会和科学发展的规律，我们每个人都不是局外人。

探索宇宙的奥秘

当人类还处于原始社会时期，就注意到天象与周围环境的变化关系，日升日落，月缺月圆，寒来暑往，斗转星移，形成了人们最初的日、月、季节、年的时间概念，并由此开始了对天的观测，专门观测天空的场所——天文台和各种观测仪器也随之建立和发明。从古老的观天遗址到现代的天文台，从最初的目视观测到现在巨大的光学天文望远镜和射电天线阵，这期间经历了几千年的漫长历程。伴随着天文观测工具的发明和不断改进，以天文观测为基础的古老天文学，得到了飞速的发展。用现代科学技术装备起来的现代天文台和太空探测器，为人类打开了一个个崭新的宇宙窗口，借助于这些现代化的观测工具，人类正在探索茫茫宇宙的奥秘。

在人类出现之前，恐龙是是地球上的统治者，虽然人们没有见过恐龙，但是，人们根据一些化石以及其它足迹足以推断出，大部分的恐龙身形巨大。

体重更是重达几十吨，在当时，称霸一方，但是后来就灭绝了，地球上既然有如此庞大的生物，会不会也有比人类大上亿倍的生物呢，在浩瀚的宇宙当中，存在着各种各样的星体。

人们对于它们的认知还是非常薄弱的，一些科学家则认为，即使在宇宙中存在生物，那也仅仅比人类大几倍而已，由于引力不同，火星的引力是地球的38%，因此，可以推算出。

如果火星上真的有生命的话，会比人类高达3到4倍，比人类大上亿倍的生物，它很有可能是一个球形，并且日常的一些活动根本无法正常进行，而人类更是看不见。

无垠的宇宙，是人类无法进入的世界。在这个无限的世界中，人类的想象力似乎有些不够用了。因为直到现在为止，人类都还不知道宇宙到底是有多大。在21世纪，人类也只能够观察到930亿光年直径的宇宙空间。930亿光年之外的世界是什么样子的？人类不得而知。

虽说目前人类还不知道宇宙到底有多大，但人们通过一些科学观察和分析得知，宇宙最后是会毁灭的。因为人宇宙是有寿命的，虽然其寿命对人类来说非常长，但是也会有终结的一天。受限于科学技术，人们目前还不知道宇宙最后的真实结局，但人们可以根据现有的一些条件去猜测这些结局会是什么。下面，就让我们来看看宇宙都会有什么结局吧。

第一个，是程序终止假说。其实，在很多的科学家脑海中都有过这个世界所有的一切都是假的想法。这些科学家认为，宇宙很有可能是一个程序。因为以前就有一个研究理论，那就是“缸中大脑理论”。

“缸中大脑理论”，指的是将一个大脑放在培养液的缸中，然后再利用电脑与大脑连接起来，通过神经元传输信号使大脑认为自己还活在世界上。但实际上，大脑所接收的一切都是计算机给予的信息而已，并不是真的。如果宇宙真的和“缸中大脑”理论描述的差不多，那宇宙最后的结局就会是程序终止，一切都会在一瞬间结束，且毫无知觉。

第二个，是智慧生物终结假说。在原子弹还未出来之前，一些科幻小说中就描述过一种能在一瞬间毁灭一座城市的小型炸弹。1945年，人类造出了这种能在一瞬间毁灭一座城市的武器，并且还在人类的城市中爆炸了。

随即人们意识到，这种科幻中的东西在现实中出现了。因此，智慧生物毁灭世界的假说也就出现了。值得庆幸的是，这些武器掌握在一些国家手中，倘若这些武器掌握在个人手中，那这个世界就会在短时间之内毁灭。

原子弹被制造出来后，参与研发的爱因斯坦就曾说过：参与研发原子弹是他最后悔的一件事，因为这个危险的东西迟早会毁灭人类自身。当然，除了以上的两个假说外，还有许多其它的宇宙最终结局假说。目前，留给人类文明发展的时间还有很长，如果不出意外的话，起码还有五十亿年以上的时间。

近日，又一则关于天鹅座被昵称为“塔比星”的恒星亮度变化的新闻，点燃了大众对于外星文明的热情和期望。为什么要说“又”呢？因为这颗距离我们1480光年的恒星已经是第二次进入外星人搜索活动的视野了。

文明等级

所谓“戴森球”，是美国数学家和物理学家弗里曼·戴森在1959年提出的一种想象装置，它是先进文明为了高效利用恒星能量而围绕恒星建造的收集恒星能量的装置，它会遮挡恒星的亮度，最大可以覆盖整个恒星。在戴森球的构想提出之后不久，前苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫于1964年，以“掌控利用能源和资源的能力”为标准，把潜在的文明分为三种类型或者说是三个等级，提出了所谓的“卡尔达肖夫文明指数”。

文明遭遇

双重碾压

在科幻作品中，2级文明对于1级文明的碾压，往往更多地表现为科技和武力上的碾压。因为这个方面的表现戏剧性强，容易构成冲突，适合建构故事。甚至有时候还要人为地制造出原本不可能存在的敌对气氛，例如电影《降临》中人类对于七肢桶的敌意和攻击。

这方面极端一点的例子，是《星际之门》《第五元素》和《异形大战铁血战士》中对于古人遇到外星人的描写。想对其有更深刻的认识，绝对应该去看看从冯·丹尼肯的奇书《众神之车》的奇思妙想发展而来的，由美国历史频道制作的多集玄幻纪录片《远古外星人》。

即便那些像《接触》《第三类接触》这些文明遭遇中所谓的友好外星人，也往往带有启蒙对方的性质，不过是通过智力碾压体现出来的另一种武力碾压。这种智力碾压的进阶阶段，才是最可怕的第二重碾压，那就是伦理的碾压，也就是摧毁道德信条、社会结构和文化基质的碾压。最典型的例子，就是《阿凡达》中，地球人与那威人的伦理冲突。且不说现实生活中，无论是作为原型的美洲原住民社会，还是波利尼西亚人社会，都没能在欧洲人的文化殖民中幸存下来，单就电影而言，接受一个地球人——即便是全心归化的地球人——为领袖来对抗地球人的侵略，意味着何等的自我丧失和社会撕裂？还记得聚贤庄里的乔峰“乔帮主”吗？

总之，遭遇外星人，很大可能，并不是什么美好的邂逅，但我们认真聆听一下霍金一再发出的警告，认真思考一下细思极恐的费米悖论，也许最好还是祈祷，不要遇到外星人吧。

“星星都是一个个的点，宇宙中各个文明社会的复杂结构，其中的混沌和随机的因素，都被这样巨大的距离滤去了。那些文明在我们看来就是一个个拥有参数的点，这在数学上就比较容易处理了。”

——刘慈欣《三体II黑暗森林》

但是，所有这些东西，我们的仪器捕捉到的这些东西，只不过是沧海一粟，只不过是那个远远超出我们理解能力的、无边无际的深沉独白的一个偶然被听到的小片段而已，它的深层运筹我们无从察觉，我们听不到它的永恒之音。

——斯坦尼斯拉夫·莱姆《索拉里斯星》

美国宇航局宣布，钱德拉X射线太空天文台监测到来自距地球两亿五千万光年的英仙座星系巨大黑洞声波的证据。这是人类首次发现黑洞可以发射声波，有媒体将此戏称为“黑洞在歌唱”。

然而黑洞的“歌声”实在是太过低沉，它比钢琴的中央C低57个八度音阶，远远超出了人类的听力范围，使得人类无法直接欣赏到黑洞的“美丽歌喉”，这也是目前人类在宇宙中监测到的最低音调。

“黑洞”很容易让人望文生义地想象成一个“大黑窟窿”，其实不然。所谓“黑洞”，就是这样一种天体：它的引力场是如此之强，就连光也不能逃脱出来。当英国科学家霍金根据量子力学研究物质在黑洞邻近的行为时，非常惊讶地发现，黑洞如同平常热体那样产生和发射粒子，这就意味着黑洞不是完全黑的。为了进一步研究黑洞，很多科学家把重点集中在物质被黑洞吸进之前，也就是研究黑洞边缘的情况。

英国剑桥天文研究所的安迪?费边教授和他的同事研究钱德拉天文台的X射线图片时发现，英仙座星系黑洞附近的太空气体以其为中心呈同心圆排列，波的距离为3万光年，据此可确定声波的音调。

科学家认为黑洞声波是由双重压力造成的。也就是说在物质被吸引进黑洞时会对太空气体产生的压力，而黑洞自身喷射物质时也会产生压力。

在此之前，科学家已经发现黑洞可以发光发热，但黑洞可以发声还是首次为人类所发现。该发现除了有助于人类了解英仙座星系的形成外，还有助于解开人类多年未解的谜团，即英仙座黑洞周围的太空气体为什么不会冷却下来，形成星体。科学家认为可能是由于黑洞声波的巨大能量对太空气体加热造成的。

很多人都说在去世了以后就会了解宇宙的真相了，那样的叫法彻底是一些人主观意识所造成的，针对这类叫法是能够不敢相信的。有些人觉得全部宇宙全是个人脑编造出去的，因此 在去世了以后，就会从另一个视角对待这世界，所以说在去世了以后就了解宇宙的真相了。

一、宇宙是人的大脑虚似出去的?

针对每一个人心里的疑惑，宇宙的实情究竟是什么？将会人类亡国以后都不清楚，由于宇宙的强劲与人类的微不足道，中间是拥有十分大的差别，而且如今的高新科技水准针对研究宇宙還是较为不够的，唯一的只可以持续的升级高新科技研究的机器设备。巨大的宇宙管理体系针对人类而言不是得知的，人类的主观意识全是拥有一些的缺点，而且是不能信的，人死亡以后能够看清宇宙，这类叫法只有是听一听罢了。每一个人针对宇宙的真实的实情，只有相信科学的研究。

从古到今，人类就把入睡想像变成一种高于一切的情况，觉得入睡人到和宇宙开展一定的融合，因此 很多人都觉得入睡实际上是人到接纳宇宙的能量，这类叫法是大错而特错的。人入睡便是身体歇息的一种主要表现，并并不是人类和宇宙开展能量的交通出行，入睡仅仅大家比较简单的一种日常生活个人行为方法，并沒有这般高端大气的表述。

一、为何有的人说晚上睡觉接纳宇宙的能量

宇宙中有很多的生物机械能，这种生物机械能是宇宙土壤层所给与的，人类把地球上一些绿色植物作为自身的食材，这种绿色植物中全部的营养物质都来自于土壤层，因此 土壤层给与了大家非常大的能量，此外，太阳光也释放出了太阳能发电，人类能够运用太阳能发电做许多想干的事儿，太阳能发电也是一种十分清理的电力能源，乃至多日晒也可以对身体的骨骼有很多的益处，因此 大家在生活起居中接纳了宇宙的能量，在入睡中不容易接纳宇宙能量。

根据物理学家网络最近的一份报告，宇宙学家已经使用引力透镜来重新定义宇宙中物质的密度和结构，从而“称量”宇宙的总质量。这项成果属于欧洲的“千平方米测量”项目，相关报告发表在《天文学和天体物理学》杂志上。

100多年来，科学家们一直试图更准确地理解宇宙的“重量”。这种理解对天文学研究的发展至关重要，因为物质和能量的平均密度被称为宇宙密度参数，这也是标准宇宙模型的核心。然而，宇宙的质量很难测量，因为科学家不仅需要知道宇宙中恒星和星系的重量，还需要知道暗物质、尘埃云甚至中性氢的质量，这些对我们来说仍然是神秘的。

这一次，包括德国波鸿鲁尔大学的天文学家在内的团队，对宇宙中物质的密度和结构的研究有了新的见解。研究人员早些时候加入了欧洲的“1000平方度天空调查”项目，研究宇宙密度结构数据的差异。在一项新的分析中，研究结果包括额外的红外数据，使得差异更加突出，这些差异可能表明宇宙学标准模型的缺陷。

这项新的研究利用引力透镜效应来确定物质的密度和结构，并指出当宇宙中高质量的物体偏转来自星系的光时，这些星系将以扭曲的形式出现，这与地球上的实际观测位置不同。基于这种效应，科学家可以计算偏转物体的质量，从而计算宇宙的总质量。

研究人员说，这个数据集是唯一一个基于引力透镜效应的数据集，并且用额外的红外数据进行了校准，这可能是与之前的普朗克联盟研究数据存在较大偏差的原因。研究小组使用类似的校准方法来评估另一组数据集，结果与普朗克联盟的结果大相径庭。

这些显著的偏差在科学家中引起了激烈的争论。这是否意味着宇宙学标准模型是错误的？目前，需要更精确的材料密度和结构数据，相关研究可能在2020年启动。

这篇文章是由中国物理学会的成员写的。

科普作家张玄忠审视科学

昨天(2019年11月28日)上午9: 30，中国科学院国家天文台举行了“郭守敬望远镜发现有史以来最大恒星级黑洞新闻发布会”。

来源:中国新闻网

超大质量恒星黑洞的质量是太阳的70倍，远远超过理论上限25倍的太阳质量。这一重大发现将对恒星演化和黑洞形成理论做出重大贡献。

发现巨型恒星黑洞对天体物理学的发展有什么意义？LAMOST的独特之处是什么？它是如何发现这个恒星黑洞的？黑洞的形成和宇宙的进化之间有什么联系？这些问题将在下面逐一回答。

什么是恒星黑洞？在我们了解恒星黑洞之前，我们必须先知道黑洞是什么。

黑洞是宇宙中最神秘的天体。它的引力如此之大，以至于光也无法逃脱它的引力，所以人类无法直接观察它。

这时，你一定想知道这样一个神奇的天体是如何形成的。

黑洞最初是一颗质量比太阳大得多的恒星。像我们的太阳一样，这颗恒星不断经历核聚变反应。不同的是，它不能像太阳一样在聚变燃料耗尽后逐渐膨胀成为红巨星。

相反，由于其巨大的质量，在聚变燃料逐渐耗尽后，恒星内部无法与恒星原子之间的引力竞争，导致内核坍塌并形成黑洞。

根据黑洞的质量，它们被分为三类:恒星、中等质量和超大质量。

其中，超大质量黑洞存在于每个星系的中心，它们的质量可以达到太阳质量的数百万倍，而中等质量黑洞的质量在100万到10万个太阳质量之间。恒星黑洞的质量大于或等于3个太阳质量。

▲射电望远镜拍摄的真实黑洞(图片来源见水印)

为什么科学家如此关注这个质量是太阳70倍的恒星黑洞？

原来，根据先前恒星演化的理论模型，在太阳金属丰度下，只能形成一个质量是太阳25倍的黑洞，但这个名为LB-1的恒星黑洞的质量几乎是理论值的3倍！

这一发现让中国科学院国家天文台的研究团队大吃一惊。尽管他们在发现恒星黑洞后的三年内反复检查、审议和回顾了审查过程，但他们不能否认恒星黑洞的存在。

他们在2019年11月27日的《自然》杂志上发表了这个结果，并引起了巨大的反响。LB-1的发现也给恒星黑洞的理论模型带来了巨大的挑战。

这一发现的最大贡献者是LAMOST，它是我国自主开发的大口径大视场光学望远镜。

恒星演化的理论预测:1。恒星的命运由初始质量、金属丰度和物质损失决定。2.金属丰度主要通过恒星风物质损失影响恒星演化。3.大质量恒星的金属丰度越低，恒星风损失率越低，核心质量越大，由核心坍缩形成的黑洞质量越大。

金属丰度:天体和其他宇宙物质中除氢和氦以外的所有元素的原子总数或总质量的相对含量。

-5。-为什么是LAMOST？LAMOST是一台大面积多目标光纤光谱天文望远镜。它是世界上光谱采集率最高、孔径最大(4米)和视场最大(5米)的望远镜。它可以同时监控3000个天体，4000个光纤定位单元可以在几分钟内将所有光纤对准目标。

从2016年秋天到现在，研究小组在两年内进行了26次累积40小时的观测，而一架普通的4米望远镜需要40年才能完成这项任务！

此外，LAMOST还采用薄镜面和拼接面主动光学技术，配备近1000个致动器，确保观察时镜面聚焦。它有非常强大的数据处理软件，超过3000个更新，现在有超过80000行程序。

然而，LAMOST最独特的特征并不是它的大口径或大视野，而是它可以实践一种利用视速度监测发现黑洞的新方法。正是这种方法使它能够发现这个“独特的”恒星黑洞。

LAMOST望远镜(图片来源见水印)

LAMOST不像其他望远镜那样使用X射线来监测黑洞，而是直接监测大量恒星的运动。它通过光谱中谱线的移动来揭示恒星的运动，这需要获得大量的恒星光谱。正是其极高的光谱采集率和平行可控的预光定位系统使其能够完成监测任务。

解释:黑洞周围的物体会受到其强大引力的影响并发射出X射线，这可以用来观察黑洞的存在。

LAMOST发现黑洞的过程黑洞非常小，本身不发光，而且离我们很远，所以科学家很难发现它们的存在。

目前，观察黑洞有三种主要方法。

ⅹⅹⅵ

第一种方法是通过引力波实验听空间和时间的波动来推断两个黑洞的合并，但这种方法只适用于罕见的双黑洞。

第二个是推断黑洞的存在，并通过监测明亮伴星的运动来测量黑洞的质量。这种监测方法适用于余伴星和黑洞的同时发生。这种方法只能探测到银河系中大约20个恒星黑洞，它们的质量都不到太阳的20倍。

第三种方法是传统的利用黑洞吸盘进行X射线导向，但只有少数能产生这样的辐射。正是因为LAMOST研究小组突破了传统方法的限制，他们才能够发现LB-1。

▲新闻发布会现场照片

LB-1是一颗B型星。通过对这个恒星黑洞光谱轮廓的精确探测和比较，LAMOST研究人员计算出了一个B型亚粒子，其视速度周期为78.9天，振幅为105千米每秒，有效表面温度为18100-820K，表面重力加速度LG = 3.40.15。

研究人员给出了两种型号的LB-1。

第一个模型是起源于原始双星的LB-1。这个模型起源于他们对光学伴星的观察，表明它的金属丰度与太阳相似。然而，这不能形成超大质量黑洞。

第二个模型是，LB-1黑洞起源于一颗贫金属恒星，并通过一个动态过程捕获伴星。然而，由动力学过程形成的双星有偏心轨道。

对LB-1来说，由潮汐力引起的绕轨道时间尺度超过了宇宙年龄。因此，目前还没有符合LB-1的理论模型。对于这一发现，研究人员已经得出结论，现有的恒星演化理论是不完整的，或者存在一种未知的黑洞双星形成机制。

这些照片来自新闻发布会现场。

b型星:指年龄为248岁，质量为9.1米，恒星半径为11R的星

光谱:不同波长的恒星光的强度分布。

发现这个恒星黑洞LB-1星际黑洞的意义表明，现有的恒星演化理论是不完整的，或者存在一个未知的黑洞双星形成机制。这一发现颠覆了人们对恒星黑洞形成的认识，引发了对恒星黑洞的新思考，推动了恒星演化和黑洞形成理论的创新。

从牛顿的力学宇宙模型到爱因斯坦的广义相对论，到引力波的成功探测，到拍摄黑洞的真实照片……科学技术理论在不断进步，人类正在接近真理。

恒星黑洞的发现无疑是人类历史上的又一个重要里程碑。

自从大爆炸以来，宇宙就像电话一样响个不停。现在科学家们终于拿起了电话。

至少这是南密西西比大学的两位物理学家劳伦斯·米德和哈里·林格尔马赫的观点。根据他们的计算，宇宙一直是一个被大爆炸震动的钟，而且它还在震动，在时间和空间上引起涟漪。

这两个人在试图准备宇宙年龄和尺度的对比表时发现了这一点。如果宇宙被认为是一个波动的，换句话说，是一个声音随着时间的推移而逐渐减弱的钟，那么它们的测量结果是最有意义的。

科学家发现，自宇宙诞生以来，已经有7个振动周期。空间本身加速膨胀，然后减速7次。

这个理论并没有改变我们的宇宙总体上在膨胀的想法，但是膨胀的速度是加速还是减慢取决于我们在振动周期中的位置。

这种振动发生的时间尺度非常大，大约有10亿年，因此不可能有任何基于人类经验的实际感觉，也不会对我们的生活产生任何实际影响。然而，关于宇宙自大爆炸以来发生了什么的知识肯定会被这个新发现推翻。

林格尔马赫和米德承认，他们的发现在得到证实之前必须经过同行评审，但这至少证明了我们仍然有很多关于宇宙起源和行为的研究。

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望远镜是人类的千里眼。没有望远镜，我们无法清楚地看到宇宙。

最近，俄亥俄州立大学的天文学家团队发布了迄今为止最详细的报告，表明美国航天局正在计划的“宽视场基础设施观测望远镜(WFIRST)”有望为人类提供历史上最大、最深、最清晰的宇宙图像，并进一步揭示宇宙的奥秘。

每次美国宇航局“上升到新高度”，它都会吸引全世界的关注。主角WFIRST的杀手锏是什么？

用不同的波段描述宇宙的“轮廓”

在谈论天文望远镜的任务之前，有必要弄清楚它在哪个波段工作。

我们知道电磁波可以根据波长从短到长分为伽马射线、X射线、紫外线、光线、红外线、微波和无线电波。“中国之眼”FAST在无线电波段工作，而著名的阿塔卡马大型毫米波望远镜阵列(ALMA)覆盖微波光谱末端的短波。

工作在红外波段的望远镜包括WFIRST、spitzer太空望远镜和退役的赫歇尔太空望远镜。通常，光学望远镜可以同时工作在红外波段，只要它们装有红外信号接收器，如詹姆斯·韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜中国科学院上海天文台研究员刘庆辉在接受《科学技术日报》采访时说。

与上面提到的众所周知的望远镜相比，短波望远镜相对较小。如费米伽马射线太空望远镜、硬x射线调制望远镜(HXMT)等。"一般来说，望远镜的波长越短，这个项目就越困难."刘庆辉说。

为什么你想让望远镜在不同的波段工作？"不同的覆盖带有不同的科学目的."中国科学院国家天文台的研究员戴宇告诉《科学日报》，用不同波段的望远镜观察天空，会看到不同的内容。

例如，我们发现了一个新的天体。借助光学望远镜，我们可以获得它的光辐射，并发现它的外观。通过红外望远镜，我们可以知道它不同部分的温度。射电望远镜捕捉到这个天体发出的无线电波，而X射线和伽马射线望远镜观测到它的高能。“最后，我们可以获得关于这个天体的各种信息，以便更深入地了解它和它周围的环境。”戴宇解释说，红外望远镜，如红外望远镜，主要观察尘埃辐射。

就像盲人触摸图像一样，每个望远镜只能“触摸”天体的一面。戴宇说，天文学家的理想是用所有波段的望远镜“扫描”感兴趣的天空或天体，以达到“全信使和多波段”的效果。

一次拍摄大约是一百次哈勃观测。

不同波段的望远镜接收信号的原理不同。

因为可见光可以被人眼直接看到，所以通过光学望远镜看到的物体的外观就是人眼看到的。红外望远镜需要一个红外接收器来观察物体发出的红外光。

斯皮策望远镜是历史上第一台红外太空望远镜。它做了一次空中旅行，帮助人类首次获得银河系的尘埃分布图，并看到太阳系以外的行星。由于“斯皮策望远镜的使用时间已经远远超过了计划的年限，仪器的性能也开始下降，许多在观察和操作斯皮策望远镜方面有经验的科学家也参与了WFIRST的早期研发和科学设计。”戴宇告诉记者，从这个意义上说，WFIRST是斯皮策望远镜的继承。

但WFIRST和spitzer并非没有区别。根据波长的长短，红外也可分为近红外、中红外和远红外波段。斯皮策主要覆盖近红外和中红外，而WFIRST主要覆盖近红外。戴宇说:“在近红外波段可以观察到尘埃、气体和恒星，而尘埃的热辐射主要在远红外波段。通过对尘埃的温度和能量的分析，我们可以推断出它的热量来源、状态和结构

除了波段上的细微差异和科学设计上的差异外，WFIRST最大的特点是它与其他红外望远镜相比视野更大。

WFIRST的主摄像机WFI的视场为0.28平方度。“正方形的视野意味着五个满月。0.28平方度的视场可以同时看到1.4个并排的卫星，这是一个相当大的区域。”戴宇告诉记者。

公共数据显示，国际天文望远镜能够观测到比哈勃更大的空间，其观测范围是哈勃的100倍。这意味着哈勃望远镜只能拍摄一个区域的一两张照片，而哈勃望远镜要花数百次才能完成。"这将大大减少我们游览天空的时间."刘庆辉说。

WFIRST的广阔视野将帮助科学家揭开暗能量和暗物质的神秘面纱，或者发现太阳系以外适合生命发展的行星。WFIRST计划在其服务期间覆盖2000平方度的天空区域。

在天空升起之前，仍然有许多困难的问题需要解决。

不同的工作波段使望远镜适合不同的位置。波长较长的望远镜可以在地面上工作，而波长较短的望远镜在太空中更好。

因为望远镜在地面观测时会受到地球大气层和电离层的影响，所以它们可以在太空中获得更清晰的图像。哈勃太空望远镜的直径为2.4米，但它比直径为10米的地面望远镜看得更清楚刘清会告诉记者。

地球的大气层只有七个狭窄的红外线“窗口”，所以红外望远镜经常被放置在高海拔地区。世界上大多数更好的地面红外望远镜都集中在美国夏威夷，这是世界上红外天文学的研究中心。紫外线、X射线和伽马射线望远镜必须在太空中工作。

将望远镜放入太空并不容易，尤其是大口径望远镜，因为它们的设备会非常大。“詹姆斯·韦伯望远镜，被称为下一代最强的望远镜，耗资近100亿美元，迄今尚未成功发射，因为一些研发工作尚未完成。”刘清会告诉记者。

在同一波段工作的望远镜具有较高的分辨率和较大的孔径。WFIRST的口径为2.4米，分辨率很高。美国国家航空航天局表示，首飞希望达到与哈勃相同的分辨率。

“事实上，拍摄最大、最深、最清晰的宇宙图像可能是一种宣传策略。不同波段的望远镜都可以声称自己的波段也是如此。”戴宇说，世界红外光谱分析系统的分辨率有望与最好的光学望远镜相媲美。

然而，与技术困难相比，世界首协会目前面临的最大困境是资金短缺。WFIRST于2018年5月开始规划，预算约为32亿美元。几天前，美国政府宣布了新一年的联邦预算草案。国家科学基金会的预算削减了12%。据国外媒体消息，由于预算削减，WFIRST可能计划取消。

“科学卫星不像通信卫星、导航卫星和气象卫星那样与人们的日常生活密切相关。如果资金紧张，科学卫星就容易受到攻击。”刘清会说。

作为一只从事量子技术研究的研究犬，在偷偷逃课观看《富连4》后，我们欣慰地看到，量子技术已经取代了科幻小说中常用的相对论效应，成为穿梭于时间和空间之间的新利器。那么时间机器和量子力学之间有什么联系呢？在我们的现实世界中，量子技术在电影中是多么的自负和叛逆？

最近，漫威的电影《团圆4》(复仇者联盟4)以极大的热情上映。作为一个假漫威迷，我打算去看首映式。我惊讶地发现，所有的IMAX节目不仅爆满，而且预售票价达到惊人的200到300英镑。太贵了！作者只好静观其变，等了三天，找了一天时间偷偷逃课。在电影中，英雄们通过“量子技术”成功地逆转了那一年灭霸无名指造成的影响:一半的生命被随机地丢失(湮灭)。不管漫威的量子技术是否可靠，作为一只从事量子技术研究的狗，我们欣慰地看到量子技术已经取代了科幻小说中常用的相对论效应，成为一种穿梭于时间和空间之间的新工具。

穿梭时空！可以在任何时间、任何地点回到过去，可以把自己和过去拧成一团！你可以把过去的事情带到未来！如果编剧没有及时停下来，恐怕自杀是不可能的。在这里，即使是相对论不敢触及的禁区(因果律)，在量子世界里也不叫东西。量子技术已经成功超越了相对论。在未来，如果你想穿越时空，你不需要虫洞或传送门。只要你带上上皮粒子和全球定位系统腕带，你就可以在整个宇宙中耍流氓。

《复仇者联盟4》剧照

好吧，如果我们继续谈论它，它将会非常戏剧化，并且会偏离流行科学的主题。毕竟，作者只是想避开这种热度。那么什么是量子呢？恐怕这是吃瓜者最常问的关于量子话题的问题，或者说是第一个问题。然而，一些谦虚的大科学家说，“我也不太懂量子”，这似乎意味着:谁敢说他懂量子？这让我在回答这个问题时特别紧张。幸运的是，傅连4就足够了。我认为瓜钟不应该介意再拉一次。我鼓励每个人批评我。子曾说，批评使人进步，是错误的，是错误的。它是“美德不是孤独的，有邻居。”我相信如果有批评家，就一定有支持者，对吗？

为什么量子效应难以察觉

如果你想从“量子”这个词是怎么来的开始，你可以看看伟大的上帝曹则贤的“物理咬和咬”系列。此外，曹天元的《量子力学史》用非常通俗的语言梳理了整个量子力学史。可以说，这是极力推荐的。读完之后，你还可以顺便掌握大量的“量子八卦”。对于餐馆的茶摊来说，这只是必要的谈话。然而，尽管曹二超提供了这么好的教科书式的科普，大多数瓜中人还是会问，“什么是量子？”这个问题有三个原因。首先，互联网上关于量子物理学的流行科学实际上是混杂和混乱的。第二，优秀的流行科学经常要求读者沉思以获得一些东西，而实际上大多数人缺乏这样思考的时间或能力。最后，量子力学最基本的假设——波函数及其演化规律缺乏经典对应性。因此，想象量子世界就像让人们想象外星人或四维以上的空间。几乎不可能离开大脑。

在我们谈论量子之前，我们必须首先有一个基本概念，那就是，在什么情况下我们需要考虑量子效应？毕竟，现实生活中的大多数现象都是“经典的”:物体在某些初始条件(位置、速度等)下，按照牛顿力学定律在各向同性的三维空间中移动。)。有几个非常重要的尺度，一个是能量尺度，一个是空间尺度，另一个是时间尺度。我们的星球为我们提供了一个室温(约20摄氏度)和大气压(1个大气压，约100，000帕)的环境。对我们来说，这是温暖舒适的，但对量子世界来说，这真是一个“糟糕”的环境！

如果我们能像电影中的蚂蚁那样把自己缩小到原子大小，我们会发现什么？我们会发现周围空气中的气体分子像炮弹一样向我们飞来！这些分子的平均速度超过每秒400米，比飞机的速度还要快。此外，它们密度极高。如果你移动超过60纳米(十亿分之一米)，你几乎肯定会被击中。即使你站着不动，只要超过100皮秒(约十亿分之一秒)你几乎肯定会被击中！这些分子壳可能比你更重更大。如果你的反应速度仍然正常，那就太悲惨了，因为当你的大脑恢复正常时，你已经被砸了无数次，你不知道你被打到哪里了！假设另一个观察者(比如钢铁侠)想知道蚂蚁的路线，这个观察者的观察时间大约是几秒钟，观察范围大约是几厘米。很容易想象，这个观察者只能看到蚂蚁人的“统计平均”行为，中间的所有细节都丢失了。这实际上是我们在现实生活中面临的真实情况，所以我们看到的、听到的和触摸的都是经典，量子效应早已被抹去。我们可以在实验室里看到量子效应，因为我们创造了各种特殊的环境，比如极低的温度和超高的真空，而且我们还有更灵敏的观察手段，比如电子显微镜和光电倍增管。...等等。当观察的尺度与量子效应的尺度相匹配时，我们就能发现量子效应。如果那个可怜的蚂蚁人的神经反应速度也随着体积的减小成比例地增加，他应该能够感知量子效应。

站在钢铁侠、蚂蚁侠的立场上，这个尺寸远远不是原子尺度。

用于穿梭时空的不确定性原理

在量子世界里，事情变得很奇怪。原子尺度的蚂蚁人将会变得像一个“波”一样虚幻，直到它被击中。与“粒子”的行为不同，“波”的行为具有一定的非局域性，即分布性。此外，量子力学的“波函数”本身没有可观测性，它可以是虚拟的！一旦被观察到，它会突然变成一种能给出精确物理量的状态。我们称这种状态为观察的内在状态。这种被称为“崩溃”的突变被认为是瞬间和随机发生的。在测量之前，我们无法知道波函数会塌缩到哪个测量的本征态，我们只知道概率。这些行为是如此违背直觉，以至于世界上最聪明的大脑都讨厌它们。爱因斯坦讨厌随机性，并试图证明在观察前后有一些未被发现的变量指导着进化过程(隐变量理论)。事实上，量子力学从一开始就受到广泛的批评:波函数在物理上是真实的吗？观察前后都可以用量子力学来描述。为什么“观察”如此难以形容？然而，过去一百年的大量实验事实证明，量子力学可以非常准确地描述大量实验结果，我们必须学会接受它，对吗？

有些人认为测不准原理是量子力学中最基本的东西。事实上，如果我们最初假设位置和动量之间存在不确定的关系，那么我们自然可以推断能量应该是“一个接一个”，同时应该有半个光子的“真空涨落能量”(能量量子)。

但是不确定性原理呢？在物理因果关系的经典定律中，我们相信“如果我们知道现在的确切状态，我们就能准确地预测未来”。有一个潜在的假设，我们知道现在的所有细节。不确定性原理告诉我们这是不可能的。海森堡用一个假想的实验来说明这个原理(最先使用的是“关系”这个词，海森堡自己直到20世纪50年代才接受“原理”这个术语):如果我们想用显微镜来观察电子的位置，因为显微镜使用光波，位置的测量精度取决于光子的波长。如果我们想更精确地测量位置信息，我们只能使用波长更短的光子。但另一方面，较短的波长意味着较大的光子能量/动量，测量过程使用光子和电子的散射。结果，动量信息严重丢失——我们的电子在观察后很久就不见了。

随着傅立叶变换和信息论的发展，不确定性原理有了更深刻的数学理解。通过傅里叶变换，建立了位置和动量的双重关系:位置波函数可以展开为一系列动量波函数的叠加，反之亦然。数学上，可以严格证明位置和动量不能同时限制在一个有限的区域。它们要么分布在一个无限的区域，要么一个有限的区域是无限的。这种不确定性与哥德尔的不完全性定理有着深刻的联系，因为它涉及到很多数学，所以我们就不去讨论(x)！

超级英雄们可能利用时间和空间的不确定性来实现第四联盟的穿梭。作者很好奇浩克的科学设备是如何在特定的时间和空间精确地控制英雄的。毕竟，不确定性伴随着随机性！在我们对量子态进行任何观察之前，我们无法知道它会给出什么物理结果！我们能掌握的只有概率。例如，自旋为1/2的电子有两种自旋状态:自旋向上和自旋向下。如果我们有一个可以测量自旋状态的仪器，当自旋向上时读数是1，当自旋向下时读数是-1。我们用这个仪器来测量电子的自旋，结果不是1就是-1。如果我们事先不知道自旋处于什么状态，然后我们测量它，发现读数是1，我们能从这个测量结果推导出测量前的自旋状态吗？答案是否定的，因为有无限多种可能的状态可以给出这个测量结果！顺便说一句，这个推论已经成为量子通信安全的理论基础之一:量子态是不能复制的。通过测量单个量子态来逆转测量前的状态的任何尝试都是不可能的，并且测量过程将不可避免地导致信息丢失——正如灭霸的名言:我是不可避免的。或许在傅连的宇宙中，我们已经掌握了确定不确定性的方法，尤其是天才铁人一夜之间发明了令人敬畏的时空定位手镯。从那以后，时空穿梭机就不用担心了！然而，如果是这样的话，量子通信的理论安全性现在将变得不安全。

你知道穿军装的漫威英雄吗？

发展量子纠缠

量子世界中还有一种非常奇怪的现象，叫做纠缠。不幸的是，傅连4没能用它让粉丝们迷上量子。到目前为止，纠缠的本质还没有被清楚地理解，但是许多实验已经证实了纠缠的存在。我们甚至可以认为缠结是一种有待开发的新的自然资源——就像能源一样。利用纠缠，我们可以构建使用量子算法的量子计算机，并且计算能力远远优于经典量子计算机。建造这样的量子计算机已经成为今天物理学家追求的神圣目标之一，尽管离那一天可能还有很长的路要走。

两朵花盛开，一朵一朵。让我们先回到纠缠的话题。在物理学中，纠缠表示如下:由两个或多个子系统组成的复合系统可以是复合系统的纯态，但每个子系统都是混合态的量子态。这里使用的“纯粹状态”和“混合状态”的概念肯定让大多数人完全困惑。没关系，换句话说:当复合系统处于确定的量子态时，子系统不能处于确定的量子态，也就是说，复合系统的性质不能分解为子系统性质的总和。在这种情况下，子系统之间有一种特殊的量子关联，我们称之为纠缠。

两个纠缠粒子将导致一个非常有趣的现象，这是由爱因斯坦，波多尔斯基和罗森首先提出的，是著名的EPR悖论。它大致表达如下:自旋为0的粒子(无论它是什么)在零时间被分解成自旋为1/2 A和B的两个粒子，并且彼此分离。当两个粒子相距足够远，以至于测量一个粒子不会影响到另一个时，我们测量其中一个，比如粒子A，然后得到一个结果。如果这个结果是+1/2，这意味着远处的B粒子必须是-1/2(角动量守恒要求的)，尽管我们没有干涉它！这种超距作用与相对论相反，因为相对论告诉我们，力的传播速度不能超过光速，而粒子B的状态变化发生在测量粒子A的时刻。这就是纠缠的魔力。它揭示了量子态的非局域性。这种非局部性后来被贝尔编译成一个不等式。我们只能通过验证这个贝尔不等式是否有效来验证这个非局部性。到目前为止，大量的实验已经证实了这一点。我们基本上可以确认爱因斯坦输了。即使被河汉分开，这两个纠缠的粒子仍然需要被视为一个整体。它们的属性不能分解，它们对一个属性的影响必然会影响另一个属性。这种纠缠的超距离效应被许多人用来幻想“瞬间运动”。嗯，在福莲4的宇宙中这是可能的，但是在我们的宇宙中，这可能是行不通的。

我们可以继续遵循生产者延伸责任悖论。如果分离后的AB粒子之间没有联系，则有两个观察者爱丽丝和鲍勃分别观察A和B。爱丽丝在某个时间测量了一个粒子，得到了一个结果。根据前面的讨论，此时B粒子会变成相反的状态。如果此时鲍勃也测量了B，他自然会得到与爱丽丝相反的结果。然而，问题是如果鲍勃不和爱丽丝有所接触，他就不能判断他测量的结果是由纠缠引起的，还是B粒子本身坍塌了。毕竟，有无数可能的状态可以给出这个结果！可以看出，鲍勃没有从爱丽丝的测量中得到任何信息。如果鲍勃想知道一些有意义的信息，他必须和爱丽丝交流。显然，这种通讯方式携带信息，但它不能超过光速。根据刚才的推论，如果我们想把一个“人”的信息编码成预先准备好的大量纠缠态，并瞬间传输出去，这自然是不可能的。

莫比乌斯环的表现形式

还有一件有趣的事情在傅连的第四轮，那就是莫比乌斯环。这与当前流行的拓扑物理有关。所谓的“没有拓扑，就没有物理”是一个笑话，但是拓扑在物理性质上确实起着重要的作用。在这里，我甚至不知道谁在摩擦谁的热！这显然是量子物理学中的重聚热，好吗？

起初，拓扑学只是数学家的玩物，但它不想被用于物理学。就像这个莫比乌斯环，在下图中它是一个扭曲的环。如果一个小人从戒指上的一个点沿着戒指走，他会发现自己在戒指的背面。他只能走两次才能回到原点。除非中断，否则在任何情况下，莫比乌斯环的连续变形都不能变成圆环形状。然而，在连续变形的情况下，环形物体在任何情况下都不会变成球形。然而，通过连续变形，杯子可以变成甜甜圈。如果你不相信，你可以在心里想象。在这种连续变形下的一些不变性是拓扑不变性。为了打破这种不变性，或者改变拓扑顺序，有必要克服巨大的障碍，例如打破莫比乌斯环。因此，受这种拓扑顺序保护的量子态可以非常稳定，并且这种性质有望用于构造量子比特，量子计算的基本单位。很遗憾，这超出了我的专业范围。温小刚先生是这一领域的领军人物。我真的希望文先生能就这个问题单独写一篇科普文章，这对我们是一种福气。据我所知，尽管在实现拓扑量子位方面仍然存在巨大的挑战，但是许多人对它有很大的信心，包括微软，一家大公司。

莫比乌斯环

最后，我想祝大家观看愉快。统一的宇宙是无所不能的。量子力学只是一个小道具。漫威修女穿越宇宙，直接穿过黑洞。她什么时候问起物理定律的？然而，在我们的现实世界中，许多量子力学的难题仍然困扰着我们，等待我们去探索。自它诞生以来，一百多年已经过去了。我们已经逐渐从被动地使用量子效应或避免量子效应发展到现在我们有更大的野心去控制量子态，让量子力学被我所用。这是主观能动性的飞跃，也是第二次量子革命的前奏。让我们拭目以待吧！也许在他的一生中，他真的看到了量子计算机？(量子计算技术的科普将会连续跟进，请继续关注！)

我是文杰。我能帮你吗

《回归平原》致力于科普。著名国际物理学家温小刚和生物学家颜宁共同担任主编。连同由几十位学者组成的编委会，他们将与你共同寻找。关注fanpu2019，参与更多讨论。如需第二次重印或合作，请联系fanpu2019@outlook.com。

艺术家概念图:空间卫星反射镜的3D打印

图片:“太空制造”

来自华盛顿的美国国务院国际信息局的美国参考报告称，一种新型的“太空制造”卫星机器人可能预示着新一代自主机器人将在月球甚至火星上工作。

10月25日，在国际宇航大会(IAC)上，来自美国国家航空航天局(NASA)和总部位于加州的“太空制造”的代表讨论了即将到来的太空制造机会，他们说这将降低在太阳系运输材料的成本和复杂性。

航天制造项目和概念高级副总裁贾斯汀·库格勒(Justin Cugler)表示，“航天制造”的一大优势在于，它可以制造太大而无法容纳火箭的部件，以及经不起发射测试的脆弱结构。他说:“因此，设计者可以优化卫星的设计和使用寿命，而不是在脱离地球引力和大气的最初15分钟内幸存下来。”

这项技术的首批主要测试之一将是“档案1号”，这是一架航天飞机，由美国国家航空和宇宙航行局资助，耗资7370万美元。“档案1号”预计最早将于2022年发射。它将在地球轨道上打印两个32英尺(10米)长的3D光束。美国国家航空航天局官员在7月表示，该光束将扩展太阳能电池阵列，其产生的能量是传统太阳能电池阵列的五倍。

在IAC的介绍中，Cugler说Archinaut 1将会用更少的资源做更多的事情，因为它将会克服小型卫星的传统功率限制。他补充道，“航天制造”甚至会借此机会测试诺斯罗普·格鲁曼公司的宽带无线电频率仪器——“这不仅仅是一个技术演示，而是终端功能的演示。”

从空间站到月球

美国国家航空航天局位于阿拉巴马州的马歇尔航天中心科技办公室副主任雷蒙德·克林顿说，国际空间站的航天制造已经开始。

目前，在轨实验室设备包括两台空间制造的3D打印机和塑料打印机。这项工作由美国国家实验室进行，该实验室由纳米背包公司管理，该公司帮助其他实体将实验或设备送入太空。

随着美国宇航局推动人类在2024年重返月球，该机构预计其在月球表面制造的能力将继续提高。美国宇航局的月球表面创新计划要求在20世纪20年代之前进行一系列演示任务，这最终将帮助美国宇航局及其合作伙伴为人类登陆火星做准备。

克林顿说:“这是我们看待航天制造业前进的方式。”正如该机构所说，我们将去月球表面展示我们去火星所需的技术。这是下一步。

美国宇航局已经计划通过商业月球有效载荷服务(CLPS)计划建造月球，这已经是未来的一项潜在任务。

九家公司被选中，在几周前选拔过程结束后，更多的公司可能会加入。

首先，这项技术将在地球上进行测试。克林顿说，美国航天局正在为未来的CLPS任务进行钻探，并生产高保真的月球表面(土壤)模拟器，以帮助该任务为月球表面的灰尘做准备。通过开发月球资源来帮助宇航员“在月球上生活”的任务将在20世纪20年代中期实现，包括从月球表面提取消耗品(如水)。

“太空制造”的凯文·迪·马齐奥称未来十年是太空制造的“新时代”，这不仅是因为月球到火星的目标，也是因为太空制造将使机器人和人类的太空探索任务更加便宜。

该公司负责业务发展的副总裁迪马齐奥解释道:“这增加了我们发送到太空的东西的密度，(这意味着)更多的东西可以被发送，更多的东西可以在低成本的包裹中完成。”

蝌蚪工作人员从太空编译，翻译伊娃，转载必须授权

在接下来的几十年里，我们的物种将面临大量的生存风险，这些风险可能来自核战争、气候变化、生物工程疾病的流行、人工超级智能、分子纳米技术或某种我们尚未想象到的威胁。绝望、愤世嫉俗和厌世不会给我们带来任何好处。从现在开始，我们需要考虑确保人类可持续生存的切实可行的方法。

宇宙已经存在了将近140亿年，并且可能在同一时期继续存在。作为一个物种，智人已经存在了大约300，000年，这在宇宙的尺度上是微不足道的。因此，如果有任何延长人类生存时间的机会，我们不应该浪费它。

当然，“我们”在这里指的是人类的未来分支，因为如果我们能成功避免灭绝，智人很可能在未来几十亿年里经历巨大的变化。此外，如果人类能够避免灭绝的灾难并妥善安排一切，那么可以说人类的无限延续是不可分割的，我们已经进入了一种良性的生存模式。如果我们想这样做，我们也应该认真考虑这件事，否则人类最终会被遗忘在宇宙中。

第一步是我们需要避免已经卷入的气候危机。如果所有的能源和资源都被用来减少日益恶化的环境所带来的威胁，那么在未来很难取得技术、社会和经济的进步。我们还必须努力保持全球人口的可持续增长，减少财富分配不均造成的压力，并在资源有限的地球上可持续地生活。

同样紧迫的是，我们需要面对一个严峻的现实:人类文明很快将不得不面对一系列日益增加的生存和灾难风险。在这些风险中，每增加一个世界末日场景，人类自我毁灭的概率就会增加几个数量级。如果人类文明——以及我们这个物种本身——要永远延续下去，我们就必须拿出明智而实用的解决方案。

分散的人类

如果我们的文明要延续到22世纪及以后，建立强有力的安全、负责任的政府机构和能够在世界范围内实施的政策是非常重要的。然而，我们不得不考虑一个可悲的事实:当前的技术状态迫使我们孤注一掷。因此，人类需要成为星际物种。

然而，一旦人类有能力在地球之外生存，最有可能发生的事情就是分裂成不同的群体并向不同的方向移动——即使这意味着永远失去彼此的联系。这个概念可以被称为“分布式人类”。

为人类寻找一种在地球之外的生活方式应该是我们最优先考虑的事情之一，但是我们的想法需要比这更远大。如果我们想要人类文明生存到宇宙的尽头，那么我们需要发展一种星际思维——甚至是星际思维。

从目前的情况来看，人类甚至还没有创造出一个可持续和自我维持的生物圈。如果你仔细想想，即使这还不够令人担忧，也已经够令人沮丧的了。在20世纪70年代和80年代，苏联在西伯利亚进行了“基本输入输出系统-3”测试，但该系统过于依赖外部资源，不能被视为真正的生物圈。至于20世纪90年代耗资2亿美元的生物圈二号项目，它根本没有发挥作用。该系统显示二氧化碳水平波动、缺氧、水的酸度等的结果。即使是那些长期生活在封闭环境中的参与者也表现出了社会障碍。

这些失败意味着地球拥有我们所知的唯一正常运行的生物圈。这是一个令人不安的结论，因为如果我们想生活在地球之外，无论是在月球或火星上，还是在到最近的可居住的外星星球的代际宇宙飞船上，我们都需要建立一个人工生态系统。

因此，我们需要重启生物圈计划，不仅因为它将使在地球之外生活成为可能，还因为如果地球环境最终崩溃，我们可以在地球上建立一个自给自足的生态系统。此外，生物圈计划还可以为未来的地球工程提供参考，并为其他星球(如火星)的工程提供有用的信息。

我们也应该使用星际方法进行太空探索。在相当长的一段时间内，人类移民将无法到达另一个恒星系统，但派遣探测器探索遥远系外行星的日子可能很快就会到来。已故的斯蒂芬·霍金和亿万富翁尤里·米尔纳提出了一个想法:建造一艘速度超过光速20%的星际“星际飞船”。令人难以置信的是，我们能够在短短几年内拥有实现这一目标的必要技术。这种探测器将用于星际侦察任务，向人类揭示潜在的可居住行星。利用这些信息，我们可以建造并发射宇宙飞船，把有希望的人类移民送到那里。

假设我们能找到一种在地球之外生存的方法，这种“分散的人类”状态将帮助我们避免集体的大规模毁灭，无论是自然的还是自己造成的。

例如，当人类分散在银河系中时，他们可以避免所有人类在自己造成的灾难中灭绝，或者防止危险病原体的广泛传播。类似地，即使一个人类群体被一些自然灾害摧毁(比如附近的恒星变成了超新星)或者互相残杀并一起死亡，其他群体也会继续存在。

“分布式人工”的缺点之一是潜在的收敛风险。分散的人类群体，虽然没有联系，但仍然可以并行发展，并可能以类似的方式消亡，同时没有警告其他群体即将面临的威胁。这些融合的风险可能包括创造危险的人工超级智能形式，一些致命的物理实验，倒退到不可恢复的生存模式，等等。或者其他我们无法想象的事件。

后生物存在

避免灭绝当然是一件好事，但是作为个体，我们也需要变得更长更有弹性。如果我们想生活在太空中，我们必须从生物学角度重建我们的身体。然而，如果我们能够从生物生存模式过渡到数字生存模式，人类长期生存的机会将会大大提高(尽管不应该排除生物体老化的可能性)。这听起来很极端——的确如此——但随着一些控制论或数字化的存在，生活将变得非常不同。

首先，我们的寿命将是无限的。上传的数字生活可以生活在超级计算机内部稳定的虚拟现实环境中，而计算机的位置实际上并不重要(尽管有些人认为它应该放在一个寒冷的地方，以最大限度地提高计算效率)。

整个人类文明可以生活在一台超级计算机上，这使得数万亿个个体的存在成为可能，每个个体都可以用大脑来模拟。反过来，这些超级计算机可以在银河系内外被复制和分布，这可以被称为“后人类分布”。

许多未来学家推测，运行这些大脑模拟系统和“后人类”文明需要超级计算机。

已故物理学家罗伯特&布尔；布拉德伯里根据戴森球体预测了他所谓的“俄罗斯娃娃大脑”的存在。这些假设的巨型结构将从附近的恒星吸取能量，从而产生巨大的计算潜力。类似的概念是木星的大脑，它在相对较小的行星尺度上运行。然而，鉴于恒星的数量有限，数字文明最终将不得不再次寻找替代能源。

数字人类存在的另一个主要好处是它可以备份到云中。模拟脑死亡，例如由于自然灾害或一些不可预见的内部问题，将是一场悲剧，但是从备份中恢复的一个或多个复制器可以继续存活。

数字化的存在也将允许人类以光速穿越太空。一个数字星际旅行者可以被视为一个由1和0组成的反编译流，通过另一个行星或太空中一个遥远位置的中继站，并不断向一个更遥远的宇宙前进。

当然，所有这些都是高度推测性的。我们不能完全确定人类思维是否能以上述方式转变，也不清楚数字生活是否真的比现实生活更安全或更理性。在这个后人类和后生物的数字模型中，我们应该能够维持一种存在直到宇宙的终结。即便如此，我们仍可能找到一种方法坚持到最后一刻。

文化的不朽

如果这一切都失败了，我们可能会找到其他方式来永生，尽管是象征性的。

美国宇航局的旅行者号探测器装备了一个“黄金唱片”，一个12英寸的镀金铜板，编码来自地球的声音和图像。我们也可以向太空深处发送文化时间胶囊，但内容要详细得多。旅行者号探测器在数字时代之前就发射了，新的存储技术将存储更多的信息。

2016年，科学家开发了一种新的存储系统，可以在原子尺度上对数据进行编码。在测试中，该设备可以将500兆比特的数据压缩到1平方英寸的空间，这足以将人类写的每本书存储到邮票大小的驱动器中。

在未来，类似的技术可以使我们将整个人类文化包装在一个存储介质上，并通过星际探测器将其发送到太空深处。如果外星文明有幸拦截到这个探测器，他们将有机会分析整个人类文明的信息——假设我们能创造某种类似于罗塞塔石碑的系统来协助翻译。

或者，我们可以通过无线电波或激光脉冲将这些数据传输到太空，但这些数据的保真度会大大降低(作为重复的数字信标发送出去可能会有所帮助)。除了分享人类文化、科学和技术知识，我们还可以传授重要的历史教训、智慧和建议。

最后，我们可以把人类的文化遗产作为某种纪念碑留在地球上。与此同时，这些纪念碑可以给来访的外星人一个警告——警告他们不要重复我们人类独自生活在银河系被遗忘的角落时犯下的错误。

原标题:人类不朽的新途径:让文化在宇宙中传播，让后来的生物存在

一般理解的宇宙指人类所存在的一个时空连续系统，包括其间的所有物质、能量和时间。对于这一体系的整体解释构成了宇宙论。

人类要去探索宇宙的原因

2011年9月29日，天宫一号的发射，已经成了全中国人的新闻话题。

俄国伟大的科学家齐奥尔科夫斯基曾说过，“地球是人类的摇篮，但是人类不能永远生活在摇篮里”。所以人类总要想挣脱地球的引力飞出去。为了这个目标，人类经历了无数尝试，从加加林第一次驾驶航天飞机冲出地球，到人类登月，发射火星登陆器，人们从没有停下探索宇宙的脚步。

在中国，也有无数航天人为着这个目标在不懈地努力着。

但有不少人对此也有自己的一些不解：我们的那些航天人怀揣着怎样的梦想?探索太空的最终又是希望为同胞们带来些什么?我们就连地球都不是很了解，我们有必要去了解浩渺的太空吗?

资深的航天人，绕月探测工程、嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建先生的回答，可能给我们一些解答，这也代表了很多航天人的心声。

问：我们在地球生活得很好，为什么还要花这么多的时间、精力、人力、物力……投入到虚无缥缈的宇宙探索中呢?

对此，叶培建的解释是：“地球是太阳系里很小的一个东西，在这里看宇宙，就好像我们站在一间房子里面了解全世界。所以，人类要多了解一些，就必须要走出地球。”

问：我们以后会到太空生活吗?

“在很多人看来，太空离我们很遥远。其实非常近。”叶培建希望有更多地球人能够真实地了解太空，“如果没有通讯卫星的支持，我们就看不成电视;如果没有气象卫星的支持，我们就收不到气象预报。我们现在离不开的手机，要是没有卫星的支持，也用不了。你要是买一辆车，车上装了一个GPS导航系统，没有导航定位卫星，一样不行。”

“航天技术实实在在地为我们每一个人提供着便利。本世纪的航天工业，对人们所起的作用，就像上个世纪的电力、通讯、钢铁、煤炭，少了它是不行的，因为它带来丰富的资源。”叶培建说，人类从在陆地生活，到海洋，我们将来总有一天要走向太空，那里很可能就是人类的第四生活空间。

随着人们认识和观察世界手段的不断发展与提高，人们对宇宙的观测范围也一直在扩大，远古时代人们仅凭肉眼观望世界，宇宙就是天地，后来出现托勒密为代表的地心说，认为地球是宇宙的中心，随后哥白尼为代表的日心说，推翻了占统治地位的地心说，使人们对宇宙的认识，扩大到了太阳系。

再后来人们利用望远镜把宇宙的研究范围扩展到了银河系，到20世纪随着照相术，光谱学 射电望远镜的发展，这大大扩展了人们的视野，人们对宇宙的认识，包括了广漠的星系。

到目前为止，我国自主研发的具有超级天眼之称的射电望远镜，是世界上最灵敏最先进的望远镜，它可接收到来自宇宙137亿年前的电磁信号，使探测宇宙范围的直径达到930亿光年，这是目前我们人类能探测到的最大的宇宙范围。

人类已经存在有几千年了，但是直到近几百年，人类的技术发展才开始发生质的变化。特别是近一二百年，随着18世纪六十年代开始的第一次工业革命，进入了开始用机器代替手工的时代。而第二次工业革命，是在19世纪中期，人类进入电器时代。二次革命之间只有不到100年的时间。到20世纪四五十年代，出现了第三次技术革命。这与二次技术革命又只有不到100年的时间。目前处于第四次技术革命时期，与第三次只有不到30年。每次技术的革新时间都在不断的缩短，也许以后每过十年或者五年，都会有一次新的革命。但是，以下不能破解的四个宇宙之迷，只要能破解其中一个，人类的技术发展才会有质的飞跃，以前的技术革命，看起来就不值一提。

一、神密的普朗克尺度

普朗克尺度（1.616229×10^-35米和5.39116×10^-44秒）是人类目前能够精确测量的最小尺度。人类目前还无法突破普朗克尺度。在小于普朗克尺度的东西，我们现在无法测试。我们知道想要制造越小的粒子就要更大的能量，如果知道制造出普朗克尺度的粒子需要多少能量，就能反推算出宇宙有多大。如果我们想测试普朗克尺度之下的数值，我们会发现里面的的能量相当高，任何想要的测量都无法实现。如果有一天，我们能够突破普朗克尺度，也许里面的发现，会让人瞠目结舌，不可思议！

二、宇宙诞生之迷

宇宙到底是怎么诞生，这一直是一个未解之迷。最普遍的解释是，在时空的近头，有一个至密的奇点，不知什么原因，以光还要快的速度膨胀，在一瞬间就形成了我们现在的宇宙。那么这个奇点是哪里来的？是前一个宇宙塌缩而来的吗？那它为什么会突然膨胀？以后会不会又塌缩？塌缩以后再膨胀？如果真是这样，那是不是还有很多的平行宇宙？是不是还有无数正在膨胀或正在形成的奇点？

三、无法捉摸的量子力学。

随着对量子力学的研究，人们越来越困惑。很难想象，二个相隔几百光年的粒子，其中一个发生变化，而另一个也随着发生变化。就好象是双胞胎一样有心灵感应。它们到底是用什么方法，能够穿越这么大的距离，而实现瞬间通讯的，目前无人能够解释。

四、迷中之迷：意识的有无

人为什么会有意识？意识到底是怎么产生的？意识是由大脑产生的，但不属于大脑实体，不是物质，没有质量。根据宇宙守恒定律，物质的总和是不变的，但意识不属于物质，那么它可以无边无际，可以无穷大。人死之后到底意识还有没有呢？科学家说，人死之后，意识变成了量子，回归到了量子场，而这个量子场，包裹着我们的宇宙，从这个意义上来说，每个人都是永生不死的，只不过是在量子场与宇宙中穿梭！