无数科幻小说已经想象过未来人类在宇宙中的足迹。在早期科幻中,作者们幻想人类可以以任意速度在空间中飞行。在爱因斯坦相对论得到广泛认可后,飞船或通过虫洞的类似方式移动, 或利用人体冬眠度过漫长的亚光速旅途。在小说中,一个国家的疆域基本是以星系为单位,光年为尺度。但是在真实世界中,一个人类国家的版图真的可能这么大吗?在后续的文章中,我将基于人类已有的历史推测出未来可能的最大国土面积。
首先,我将推测中需要的两个假设写在最前面:
- 爱因斯坦相对论无法在未来被推翻
- 未来人类社会的组织形式效率无法远高于当前以及过去的任意组织形式(如,中央集权,民主共和,奴隶社会,宗教社会等)
这两个假设具有着一定的合理性。首先,相对论至今是一种被主流观点认同的理论。如果我们假设相对论会被推翻,但我们却不知道替代品是什么,于是,太多可能的未来难以被收到一个较小的范围,我们最终只会陷入不可知论,如此这篇文章的意义将会丧失。第二,类似于第一点,我们无法预估一个更高效的社会如何呈现其超越,缺少这条假设,我们依然会陷入不可知论。
根据相对论,光速是无法被超越的。这就意味着任何物体想要移动到一光年外的位置,它需要消耗大于一年的时间。而这条法则不仅限于物体,事实上任何经典信息的传递也无法超过光速。那么宇宙中任意两点间的效通信都将有超过距离(光速)的延时。
如今的我们只生活在这颗小小的地球上,用光速绕地球一周也不过130毫秒,小小的130毫秒也不会对大部分人的日常生活造成特别大的影响。但是当我们把视野探向星空之时,一切都变得不一样了。从太阳到海王星的最远长度大约是30个天文单位(AU) (1 AU 约为500 光秒)。而被认为是太阳系结构边缘处的奥尔特云位于距离太阳10万个天文单位(约2光年)处。离我们最近的行星系是南门二系统,大约离我们有4.37光年。如果我们从地球发送信息到海王星,海王星在至少4小时后才能收到,而到奥尔特云处需要至少2年时间。
与无线电发明前的世界不同,这回限制我们的不再是科学技术,而是这个宇宙中的物理法则。如假设1所说,在此之后无论什么科学发明,都无法改善行星间巨大的通信延迟。而通信的延迟将限制一个国家的最大版图面积。延迟时间的增加将会增加区域所需的自治权,当自治权超过某种程度后,该区域将拥有独立的可能性。也就是说,当国家版图扩大到某个点后,边缘地区将会逐渐分裂。通过人类的历史,我们可以很清晰的观察到类似的现象。比如罗马帝国与蒙古帝国的分崩离析。当然我们不能简单的把它们衰落的原因归于通信的延迟,但是这里我们可以说,如果保持它们当时的通信延时,它们绝不可能拥有其5倍以上的版图。因为5倍的版图将覆盖几乎整个地球,考虑到麦哲伦环球用时约3年,一条从首都到边境的命令就需要1.5年。这种消息延迟很难让中央政府对地方形成有效的管理。所以在这里我们可以说:未来国家的最大疆域将不会超过我所估计的5倍。
为了估计一个国家最高可以容忍怎样的通信延时,这里让我们把时间拨回到电报发明前,看看一个帝国所能达到的最大面积。首条真正投入使用营运的电报线路于1839年在英国出现。根据维基百科最大帝国列表),1839年之前蒙古帝国面积最大,西班牙帝国次之。
相较于蒙古帝国,西班牙帝国的领土分布的范围更广,而且横隔着太平洋与大西洋。同时,相较于陆地交通,海洋上的通行将会花去更多的时间。因此我们可以认为西班牙帝国各个区域之间的通信延迟高于蒙古帝国。因此,我们选择西班牙帝国来确定一个国家最高可以容忍多高的通信延迟。
通过“西班牙帝国疆域”图,我们可以看到如今的菲律宾(橘色)是距离西班牙最远的殖民地。而连接地中海与红海的苏伊士运河直到1869年才建好。在1839年前,西班牙的船只只能通过大西洋的洋流先到墨西哥,然后通过太平洋洋流到达远在东南亚的菲律宾。
我并没有查到1800年附近,从西班牙到菲律宾需要的航行时间。但是通过[1], 我们可以发现在18世纪从纽约到利物浦最快需要21天(约11.1km/h)。
从西班牙沿着北赤道洋流到墨西哥大约有10,522公里,从墨西哥沿着洋流到菲律宾又大概要行驶13,552公里。假设西班牙船只的航行速度和英国的一样,那么从西班牙到菲律宾的旅程大概需要约90天。
因此,根据人类至今为止的历史,我们可以得出一个国家做多可以容忍90天的通信延迟。
现在让我们回看星空,光速这一物理极限与国家最多能容忍通信延迟将一个国家的范围限制在了以首都为圆心的一个半径约0.25光年的球体中。如前文中所说,这个范围甚至没有到达太阳系的边际。由此我们可以推测,进入太空后,人类社会并不会像科幻小说中那样产生一个统一的银河帝国(直径介于100,000光年至180,000光年),而是只产生一个个半径小于0.25光年的星域。
这个结论从某种意义上来说是令人沮丧的。宇宙那么大,人类却将被光速困在这小小的太阳系中。除非文章开头的两个假设至少有一个在未来被证明是错误的。假设光速不再是信息传递速度的上限,银河两端的人可以基本无延迟得通讯,那么人类的足迹自然会踏遍宇宙。又或者,随着其他学科的发展,一种可以容忍高通讯延迟的社会形式出现(如战锤40K的世界)。虽然我无法预料这种社会形式具体会是什么样的,但是这个社会形式大概率不是集中式的社会结构。因为这种结构在高延迟下缺乏对紧急状况的反映。类似于,我们可以想象如果一个生物通过大脑思考后作出反应的时间是以小时为单位的,那么这个生物将很难生存。这时,一个分布式的社会结构将能更有效的对各种事件及时作出反应。
总结来说,在光速的限制下,一个国家的最大疆域将无法超过一个半径为0.25光年的空间。在人类探索宇宙的过程中,人类社会应该会走向一个更加分布式的结构而非集中式的结构。
PS
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