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65_avatar_small 楼主: gonet8
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如何解读新闻「发现疑似超级外星文明『戴森球』迹象」?

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online_member 发表于 2018-6-13 16:00:53 | 显示全部楼层
知乎首次发言,本回答针对 @浪客 回答下的评论,也勉强算这个问题的间接回答吧。
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有不同意见很好,但你们这么多人围攻 @笪小强,还带人身攻击,不免让人看不下去。个人认为他的质疑是有一定道理的。
首先,物理学中并没有“低熵流”这个概念,一个系统怎么减少自己的熵呢?利用外界的能量(通过物质)。举个例子:
    封闭系统 “100摄氏度的铁块A + 0摄氏度的铁块B”,最终会达到热平衡“50摄氏度的铁块A + 50摄氏度的铁块B”,这个过程是不可逆的,熵增加了。 开放系统 “50摄氏度的铁块A + 50摄氏度的铁块B” + 外界(炉火、冰箱), “50+50”系统利用外界的能量(通过物质传递),可以重新回到“100+0”状态,“A+B”的熵减少了。
这里,“铁块A+B”系统通过引入容易用来做功的能量(从高温热源火炉),排放出不容易做功的能量(给低温热源冰箱),而达到了想要的状态(低熵)。
为什么生物圈(例如地球)可以维持远离热平衡的低熵状态(详见“耗散系统”)?因为从太阳(高温热源)吸收能量,给宇宙(低温热源)排放能量。
熵增加原理的等价表述:不可能把热量从低温物体传递到高温物体而不产生其他影响。
排放向外太空的能量,回不到太阳里面去了。所以总的熵增加了。
简单估算一下:
[code][/code]太阳每释放25亿份“太阳能“,地球接收到1份“太阳能“。
把地球看作一个黑箱,地球整体温度不变,那么必然也向外正好辐射1份能量(等于1份“太阳能“,由此可估算理想情况下的行星温度,详见斯特藩-玻尔兹曼定律)。
吸收太阳一份能量--释放同样多的另一份能量。那么地球这个黑箱对外界的影响是什么?
浅显地说,吸收了短波(太阳温度高),释放出同样能量的长波(地球温度低)。(详见黑体辐射定律)
而短波(例如可见光)更容易利用(例如光合作用),长波(例如人体的热辐射),更难被利用。
从光子的角度来说,短波(高频)意味着能量更高,长波(频率低)则是低能量光子。
生命在这个过程中的影响是什么?粗略地打个比方:
    如果有生命:100份携带200能量的光子进来了,地球上的生命利用这些高能光子降低自己的熵,又将200份携带100能量的光子释放到宇宙中去。 如果没有生命:100份携带200能量的光子进来了,又将200份携带100能量的光子释放到宇宙中去。
生命只是在必然浪费的这个流通过程中,加以利用罢了。
在这个流通过程中,吸收容易利用的能量,降低熵,再排放出不容易利用的能量。首先要知道如何利用能量,于是便有了信息(智慧)的概念。用1份能量获取信息,再用99份能量改造自身,从而保持自身的低熵状态,这也是生命的独特之处。
可见,熵并不是什么神秘的物质,只是能量(利用的难易程度)的另一种说法。
除非控制/影响恒星的聚变,生命的存在并不会消耗宇宙"宝贵"的“低熵资源”。
除了太阳能之外,人类还“浪费”了什么原本可以节约(为外星文明储存)下来的能量呢?
只有地球本身的化石能源。那么来粗略算一下与恒星能源相比,地球上有多少化石能源。
从上面已经知道,太阳辐射出能量的25亿分之一,被地球截获了。就高估其中百分之一被完全转化为化石能源,积累了25亿年吧。
这样一来,地球积累的化石能源的总和是多少?太阳一年辐射能量的百分之一。(远远高估了)
一个可以造戴森球的文明,没有必要为了这点能源远征1000光年吧?
提到熵的知友,应该是受经典热力学中“宇宙热寂说”的影响,由于引力系统是“负热容”(即系统能量越小,动能(即温度)越大),个人认为这个说法实际是不成立的。宇宙生命的结局可能是,所有恒星能量都耗尽了。
最后从个人幼稚的观点分析一下地球被远征的几种可能,博大家一笑:
    阿凡达结局...对于高级文明来说,至少原子以上层面的操作并不成问题(例如用氢和氧生成水)。那只能是对某种稀缺元素(原子)的掠夺。太阳系中应该不存在此类物质。 路过...修高速公路,踏平一个蚂蚁窝。从目前观测情况(外星文明迹象稀缺)来看,个人认为概率不大。 关灯...节约太阳能源,从宇宙目前开了这么多灯来看,暂时概率不大...(宇宙晚期可能会有) 宇宙大战波及...从目前平静的观测现象来看,宇宙并没有爆发大规模冲突,暂时概率不大。 黑暗森林...这方面分析太多,就不多嘴了。  其他
这里只是从我自己所了解的知识出发,说出我的观点,并没有抨击哪一位的意思。希望各位在谈论自己不够熟悉的领域时,面对合理的质疑,能心平气和与之探讨,促进自己的思考(而不是人身攻击)。
有很多表述不严谨的地方,如果对其中某点有疑问,欢迎提出来,我尽力与各位探讨清楚。
online_member 发表于 2018-6-13 16:00:53 | 显示全部楼层
个人觉得戴森球好假,就像原始人设想现代人怎样飞离地球一样。。。蠢。相信真正意义上的高级文明会有办法直接从恒星上提取出氢元素来核聚变,而不会用这种高消耗低效率的方法获得能源。
online_member 发表于 2018-6-13 16:00:53 | 显示全部楼层
我来告诉你们吧,其实是一团意大利飞面在晒太阳......
online_member 发表于 2018-6-13 16:00:53 | 显示全部楼层
这颗恒星旁边的灰太多了。
online_member 发表于 2018-6-13 16:00:53 | 显示全部楼层
总想搞个大新闻!
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