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2《走进MS科学》宇宙殖民地——太空里的“人造地球” 在宇宙计划发布前后,地球陆续建设了一批用于验证封闭空间内人类生活环境可行性的实验设施。这是因为目标中的太空殖民地最终必须构建成一个除太阳光外无需外部能量输入的“封闭生态系统”。不仅包括水资源、大气循环与粮食生产,还包括废弃物处理、经济运作,以及环境(即殖民地)自身的维护与运营管理,所有系统原则上均需实现以单个殖民地为单位的自洽闭环运行。从本质上讲,这相当于对地球自然环境的一次高度模拟与重构。此外,规模远超上世纪所建“生物圈”项目的海底城市相继建成并投入运营,开展了多轮综合性试验验证。在计划公布约五年后,第一座殖民地正式进入建造阶段。 2此外,随着对月球所蕴藏资源的开发利用,新型材料与能源技术不断取得突破;从月球至拉格朗日点的质量驱动器(Mass Driver)与质量捕获器(Mass Catcher)运输系统的建设逐步推进;针对太空殖民地所需的建筑材料与结构工程学的研究亦持续深化,相关领域的专业知识得以系统积累。不仅在轻质高强建材方面成果显著,高透光性聚合物、兼具柔韧性与高强度的非铁金属冶金技术、高效屏蔽有害辐射的新型防护材料研发,以及原子级精密调控的合金制备和微重力环境下的晶体生长等关键技术,均取得了多项具有里程碑意义的科研成果。这些技术进步已广泛惠及人类日常生活,在多个层面催生了大量衍生应用与反哺效应,其影响范围之广难以尽述。与此同时,航路网络亦不断拓展,已覆盖从火星轨道经小行星带直至木星轨道的广阔空间。小行星资源向地球圈的运输、木星大气中氦-3作为未来清洁能源的大规模勘探与开采,均已发展为全人类共同参与的重大战略性事业。 3经过球形殖民地等早期技术方案的反复试验,人类逐步实现了向宇宙的大规模移居。随着可容纳超过一千万人口的巨型圆柱形空间站相继建成,人类的经济活动也大规模转移至太空。在宇宙移民启动后的半个多世纪内,地球圈居住的总人口突破110亿大关,其中生活在太空殖民地的人口便已达90亿。 @DOU+小助手 @DOU+上热门#高达#高达模型#科普#宇宙探索#军事科普#@DOU+小助手 @DOU+上热门
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66663周前
然而与此相背的是,我们这些高度有序极端复杂的生命体却奇迹般的存在于这个本应趋向混乱的宇宙之中。生命本身似乎就是在局部区域内奋力抵抗着熵增洪流的奇特现象,它们通过利用外部的能量流,比如地球生命利用太阳能来创造和维持自身的组织性和复杂性。 但是这种局部的熵减是以整个更大系统熵的更大增加为代价的,并且依赖于一个开放系统和持续的能量梯度,太阳为地球生命提供了这个能量梯度。那么是什么为宇宙本身提供了最初的那个低熵的起点和持续演化的能量梯度? 如果熵总是增加,这是否就意味着宇宙必须始于一种熵极低,也就是极端有序的特殊状态?为什么会是这样一种概率极低的初始状态?针对这个早期宇宙的低熵之谜,一些物理学家认为这可能是循环宇宙模型的一个证据。宇宙可能经历着诞生、膨胀、收缩、再诞生的循环,黑洞可能在熵的重置中扮演关键角色。 另一些人则提出,我们的可观测宇宙可能只是一个更大宇宙中的一个偶然出现的低熵区域。还有一种观点认为,我们所感知到的时间之矢,时间总是单向从过去流向未来,其根本原因仅仅是宇宙整体熵增的宏观体现。如果存在一个熵减的假想区域,时间可能会表现为倒流。 接下来让我们思考一个更令人不安的悖论:波尔兹曼大脑悖论。这个思想实验指出,如果宇宙存在足够长的时间和足够大的空间,那么根据统计力学和量子涨落,纯粹由随机的粒子碰撞和组合,原则上完全有可能偶然的组装出一个拥有完整记忆和意识体验的孤立存在的大脑。 这个波尔兹曼大脑虽然只会存在极其短暂的一瞬间,但其主观体验可能与你此刻完全相同。从纯粹的统计概率上讲,随机涨落产生这样一个拥有虚假记忆的孤立大脑的可能性要远远大于随机涨落产生一个像我们这样拥有漫长演化历史、内部高度有序的完整宇宙的可能性。 这是否就意味着相比于你是一个真实存在于真实宇宙中的真实个体,你更有可能只是一个正在体验虚幻现实的短暂存在的波尔兹曼大脑。冷酷的数学推导似乎指向了这个令人不安的结论,这正是为什么物理学家们认为这是一个亟待解决的深刻悖论。 特别值得注意的是,我们的宇宙在不同的观测尺度上似乎展现出了截然不同的行为特征。在宏观尺度上,一切似乎都遵循着确定性的物理定律,只要拥有足够精确的初始条件和计算能力,我们就能以惊人的精度预测它们未来的状态。 然而当我们进入到微观的量子尺度,确定性似乎就消失了,取而代之的是一种似乎是从根本上就无法消除的概率性。我们永远无法精确预测一个电子下一刻
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