导读 寻找地外文明 (SETI) 经常受到这样一个事实的困扰：人类对文明和智慧本身的认识非常有限。归根结底，我们唯一可以借鉴的例子就是我们所知...

寻找地外文明 (SETI) 经常受到这样一个事实的困扰：人类对文明和智慧本身的认识非常有限。归根结底，我们唯一可以借鉴的例子就是“我们所知道的生命”(即地球生物)和人类文明。

此外，考虑到宇宙的年龄和生命在其他星球上进化的时间，可以肯定的是，我们银河系中的任何高级生命都会比人类更古老。幸运的是，这为开发和测试该领域的理论框架提供了机会。

套用弗里曼·戴森的话，如果我们能构想出一个概念(而且物理学是合理的)，那么一个先进的物种很可能已经建造了它。从这个意义上讲，想象几个世纪或几万年后人类会在哪里，可以提供潜在的“技术特征”供我们寻找。

在最近的一篇论文中，来自蓝色大理石太空科学研究所 (BMSIS) 和美国宇航局戈达德太空飞行中心的团队模拟了一系列场景，试图预测 1000 年后人类的“技术圈”会是什么样子。他们的研究可能会对未来的 SETI 研究产生影响。

研究团队由天体生物学家、蓝色大理石太空科学研究所研究科学家 Jacob Haqq-Misra 领导。与他一起参与研究的还有 BMSIS 附属研究科学家、希腊新太空协会联合创始人 George Profitiliotis 和 NASA 戈达德太空飞行中心行星科学家 Ravi Kopparapu。

他们的论文预印本最近发布在arXiv预印本服务器上，正在接受《技术预测与社会变革》杂志的审阅，以待发表。这篇论文是“地球技术圈预测”系列论文中的第一篇。

寻找技术特征

在预测先进文明可能是什么样子以及它们将采用的技术时，科学家常常会因为我们有限的视角而受挫。归根结底，人类只熟悉一个先进物种的例子，它依靠技术创新来确保粮食安全、健康和安全、交通、国防和其他应用——那就是我们自己!

但正如弗里曼·戴森在讨论戴森球理论时所说的那样，如果我们能够构思一个想法，并且它的物理原理合理，那么一个先进的文明可能已经建造了它。

正如他们在论文中指出的那样，这个过程类似于天体生物学家依靠对地球生物的研究来预测他们应该寻找什么生物特征。正如哈克·米斯拉通过电子邮件告诉《今日宇宙》的那样：

“天体生物学可以借鉴地球的整个历史，作为生命如何改变地球的例子。寻找外星生物特征可以利用现在的地球或过去的地球来寻找应该寻找的东西。

“同样，对外星技术特征的搜索也始于地球技术的历史，尽管与一般生命相比，技术在地球历史上要新得多。我们的论文旨在为技术特征提供理论基础，该理论基础基于我们对地球生命和技术的理解。”

同样，近年来 SETI 研究也受益于人类学研究，这些研究考虑了地球上人类活动的整体情况。这种集体活动被称为“人类圈”，与人类世的概念相对应——人类世是当前地质时代，人类已成为环境变化的最大推动力。

当从技术活动及其产生的技术特征的角度考虑这个问题时，我们使用“技术圈”这个术语。

过去 60 年来，SETI 开展了多项实验，其中大部分都是为了寻找外星无线电传输的迹象。这并不奇怪，因为无线电通信是一项经过时间考验和验证的技术，人类已经依赖它一个多世纪了。但正如 Haqq-Misra 所解释的那样，SETI 也有着丰富的借鉴未来技术各种预测的历史：

“技术特征研究始于地球上存在的事物、近期地球上可能存在的事物，或者根据已知的物理学知识，从理论上讲可能存在的事物，作为未来推断的依据。这种方法并不认为这种预测是不可避免的，甚至是可能的，但它至少提供了一种思考天文工具的方法，这些工具需要远程探测比当今地球技术能力更强大的外星文明。”

一种新方法

在预测人类的未来(以及先进的技术特征)时，先前的研究往往存在固有的偏见。在许多情况下，人们都假设技术文明将继续呈指数级增长。

卡尔达肖夫指数就是一个很好的例子，它预测了先进文明将如何发展以占据更多空间并利用更多能源。考虑到人类历史和全球人口的指数增长——从 1800 年的 10 亿增加到 2024 年的 81 亿(增长超过 800%)，这是一个可以理解的假设

同样，全球能源使用量在同一时期也呈指数级增长——从 1800 年的 5,653 太瓦时 (TWh) 增长到 2023 年的 182,230 TWh(增长超过 3200%)。这种持续增长的模式激发了许多寻找技术特征的观察和理论方法。

其中包括寻找亮度周期性下降的恒星(如博亚詹星)和“消失的恒星”周围可能存在的巨型结构。但正如哈克·米斯拉解释的那样，这只是先进文明的一种可能性。

Haqq-Misra 和他的同事没有预测单一的进化路径，而是采用了“未来研究”方法。这个跨学科领域依靠各种系统方法来预测自洽的未来轨迹。Haqq-Misra 说：

“复数‘未来’用于表示实际的未来是未知的并且无法预测;相反，未来研究会对多个对比的未来进行系统性的预测，从而可以洞察可能结果的范围和多样性。

“在技术特征科学中，大多数非正式预测的尝试都不可避免地会受到基于内部假设或主流文化叙事的偏见的影响，这可能会限制想象未来的可能性。未来研究从业者开发的方法旨在最大限度地减少这种偏见，并能够更有力地探索未来的可能性——在我们的情况下，是文明的未来。”

我们可能的未来

他们的方法涉及一种称为“一般形态分析”的方法，这是一种探索多维、非量化问题的可能解决方案的方法。这种方法旨在最大限度地减少基本假设中的偏差，并涵盖广泛的可能性。

由此，哈克·米斯拉和他的同事们的第一步是提出这个问题：“未来人类圈的技术现象是什么?如何描述它们?”

然后，他们根据不同的政治、经济、社会和技术因素定义了一大批情景，每个情景都有不同的值，对应不同的可能未来。这产生了近 5,800 种情景，但该团队根据逻辑不一致排除了许多情景，而根据相似性对其他情景进行了聚类。

该团队还使用了 Claude 大型语言模型 (LLM) 来协助分析、比较和聚类。这使他们能够逐步得出 10 个未来场景。

下一步是根据对这十种情景中人类需求的评估，开发出一种新颖的世界构建“管道”。这使得他们能够结合每种情景的细节，定义相应技术领域的可观察属性。正如哈克·米斯拉解释的那样：

“我们构建世界过程中的基本假设是，技术旨在满足人类的基本需求。这意味着任何未来的技术领域都必须在某种程度上反映出人类在特定未来情景中的需求。

“我们不会假设任何特定的技术特征会因为任意原因而存在，但在我们的场景中，物理技术圈的任何特征都是推动人类需求的政治、社会或经济因素的结果。

“我们同样预计，我们在外星环境中发现的任何技术特征都会存在，因为它们指示或衍生自与外星需求相关的过程。”

哈克-米斯拉补充道，一个有趣的发现是，十种情景中只有一种涉及卡尔德舍夫指数预测的那种快速增长。其他情景显示增长较慢，甚至没有增长，而另一种则在增长和崩溃之间摇摆不定。

“这表明，将技术特征的搜索重点放在先进、能源密集且扩张的外星文明上可能过于局限，”他说。“仅从我们的模型来看，就存在着许多可能性，这些可能性表明了长期未来的其他可能性，而且这些文明甚至可能比寿命更长或横跨银河系的文明更有可能出现或数量更多。”

在这些场景所预测的潜在技术特征中，二氧化氮成为区分现代地球、农业出现之前的地球和未来工业化地球的一种可能手段。

他们还发现，三种情景下产生的大气光谱“与自然界难以区分”，这意味着农业时代之前的地球与技术更先进的地球之间没有明显的差距。

“这三种情况仍然包括广阔的技术圈，但大部分可探测技术位于火星和太阳系外的其他部分，”哈克-米斯拉说。“这增加了在寻找技术特征时出现假阴性的重要可能性：没有明显技术特征的行星可能并不一定没有技术，最佳寻找地点甚至可能位于系统的其他地方。”

一如既往，SETI 和技术特征搜索领域受到我们知识范围的限制，科学家必须根据我们已知的知识推测我们未知的知识。然而，得益于可以解释各种可能性的先进建模和模拟，这一过程正变得越来越复杂。

此外，科学家们正在质疑有关先进文明及其动机的基本假设。哈克·米斯拉及其同事的工作在关键方面开创了先河。

正如他所解释的那样，未来研究方法倾向于应用于几年或几十年的短期预测，而一些气候科学研究则展望了几个世纪：

“我们的研究首次使用未来研究方法来制定 1000 年时间范围内的预测，这要求我们关注可能影响地球文明不同结果的长期趋势。这为思考行星系统中的技术特征范围以及如何搜索它们提供了坚实的理论基础，仅从这些场景就可以完成更多工作来制定新的搜索策略。

“这些情景也帮助我们想象地球未来更广泛的可能性，其中包括许多避免崩溃或灭绝的乐观结果。我们的文明可能面临许多挑战，但像我们这样的研究很重要，它提醒我们未来仍然是开放的。”