1
00:00:07,814 --> 00:00:09,720
想像在遙遠的未來，

2
00:00:09,720 --> 00:00:12,925
人類能夠到地球以外的地方，

3
00:00:12,925 --> 00:00:17,019
在數千光年以外的星球上打造城市，

4
00:00:17,019 --> 00:00:21,516
維持銀河的貿易與交通網路。

5
00:00:21,516 --> 00:00:25,444
我們的文明需要什麼
才能達成這樣的大躍進？

6
00:00:25,444 --> 00:00:27,138
有許多要考量的——

7
00:00:27,138 --> 00:00:28,612
我們要如何通訊？

8
00:00:28,612 --> 00:00:31,087
銀河政府會是什麼模樣？

9
00:00:31,087 --> 00:00:33,758
還有，最基本的考量之一：

10
00:00:33,823 --> 00:00:37,616
我們要從哪裡找到足夠的能源
來供應文明使用——

11
00:00:37,616 --> 00:00:40,921
用在產業上、用來將外星環境地球化、

12
00:00:40,921 --> 00:00:42,873
用在星艦上？

13
00:00:43,582 --> 00:00:47,392
不斷演化的文明
對能源的需求會不斷增加，

14
00:00:47,392 --> 00:00:52,242
天文學家尼古拉 · 卡爾達肖夫
提出了一種尺度來將之量化。

15
00:00:52,502 --> 00:00:56,452
在演化的第一階段，
也是我們現在所處的階段，

16
00:00:56,452 --> 00:00:59,832
地球上的燃料來源，如化石燃料、

17
00:00:59,832 --> 00:01:02,434
太陽能板，以及核能發電廠，

18
00:01:02,434 --> 00:01:04,246
大概足以供應

19
00:01:04,246 --> 00:01:07,139
我們這太陽系中
其他星球的定居所。

20
00:01:07,139 --> 00:01:09,483
但無法超出這範圍太多。

21
00:01:09,956 --> 00:01:13,165
對於第三階段
也就是最終階段的文明而言，

22
00:01:13,165 --> 00:01:16,234
銀河規模的擴張所需的能量

23
00:01:16,245 --> 00:01:22,225
大約是我們的太陽
每秒釋放的 385 佑（10²⁴）焦耳

24
00:01:22,225 --> 00:01:25,726
再乘以一千億倍。

25
00:01:26,065 --> 00:01:28,965
除了奇異物理的突破之外，

26
00:01:28,965 --> 00:01:32,350
就只有一個能源來源
可以滿足這個條件：

27
00:01:32,350 --> 00:01:35,135
超大質量黑洞。

28
00:01:35,582 --> 00:01:39,547
將黑洞視為能源違反直覺，

29
00:01:39,547 --> 00:01:44,033
但實情就是如此，
因為它們具有吸積盤：

30
00:01:44,033 --> 00:01:46,937
由落入事件視界的物質

31
00:01:46,937 --> 00:01:49,841
所形成的圓形扁平結構。

32
00:01:50,063 --> 00:01:53,100
因為角動能守恆，

33
00:01:53,100 --> 00:01:57,006
那裡的粒子不會直直落入黑洞當中。

34
00:01:57,006 --> 00:02:00,215
反之，它們會緩慢地
以螺旋軌道移動。

35
00:02:00,215 --> 00:02:03,606
因為黑洞的引力場很強，

36
00:02:03,606 --> 00:02:07,175
當這些粒子越緩緩接近事件視界時，

37
00:02:07,175 --> 00:02:10,014
它們的位能會轉換為動能。

38
00:02:10,014 --> 00:02:12,935
粒子交互作用會讓這種動能

39
00:02:12,935 --> 00:02:15,494
被放射到太空中，

40
00:02:15,494 --> 00:02:19,037
且物質轉為能量的效率高得驚人：

41
00:02:19,037 --> 00:02:21,918
非旋轉黑洞是 6%，

42
00:02:21,918 --> 00:02:25,449
旋轉黑洞高達 32%。

43
00:02:26,066 --> 00:02:31,323
這遠超過目前最有效率且廣為使用的

44
00:02:31,323 --> 00:02:35,107
能量粹取機制：核融合，

45
00:02:35,464 --> 00:02:39,662
核融合只能將鈾原子的 0.08%

46
00:02:39,662 --> 00:02:42,340
轉換為能量。

47
00:02:42,629 --> 00:02:46,943
若要利用這種力量，
關鍵在於戴森球，

48
00:02:46,943 --> 00:02:51,773
物理學家弗里曼 · 戴森
發明出來的一種結構。

49
00:02:52,217 --> 00:02:56,977
在六○年代，戴森提出一個理論，
他認為先進的行星文明

50
00:02:56,977 --> 00:03:01,058
能夠在主星球的周圍
建造出一個人工球體，

51
00:03:01,058 --> 00:03:05,614
捕捉所有從星球放射出去的
能量，來滿足他們的需求。

52
00:03:06,209 --> 00:03:08,762
理論上，可以把類似

53
00:03:08,762 --> 00:03:12,662
但複雜許多的設計應用在黑洞上。

54
00:03:12,799 --> 00:03:17,476
為了產生能量，
必須持續「餵食」黑洞，

55
00:03:17,476 --> 00:03:20,602
所以不能用球體把它整個包住。

56
00:03:20,602 --> 00:03:23,724
就算我們真的做了，
許多超大質量黑洞

57
00:03:23,724 --> 00:03:26,155
從兩極所放射出的電漿噴流

58
00:03:26,155 --> 00:03:30,134
也會把任何擋在路上的結構給粉碎。

59
00:03:30,134 --> 00:03:33,829
所以，我們可能要
改成設計一種戴森環，

60
00:03:33,829 --> 00:03:37,135
由遠端控制的大型收集器所組成。

61
00:03:37,135 --> 00:03:40,024
它們會成群移動，
繞著黑洞形成一個環，

62
00:03:40,024 --> 00:03:43,935
也許這個環會和吸積盤
在同一個平面上，但更外圍。

63
00:03:44,024 --> 00:03:46,919
這些裝置可以用類似鏡子的面板

64
00:03:46,919 --> 00:03:50,233
將收集到的能量傳輸給電廠，

65
00:03:50,233 --> 00:03:52,602
或放入電池中儲存。

66
00:03:52,825 --> 00:03:57,776
我們必須要確保這些收集器
被建造在正確的半徑上，

67
00:03:57,776 --> 00:04:00,883
太靠近黑洞，它們會被
放射出來的能量給熔化。

68
00:04:00,883 --> 00:04:05,639
太遠就只能收集到
可得能量中的一小部分，

69
00:04:05,639 --> 00:04:09,099
且可能會被繞行黑洞的星體給打斷。

70
00:04:09,331 --> 00:04:13,091
我們可能會需要如赤鐵礦
這類高度反射性的材料，

71
00:04:13,091 --> 00:04:16,990
且需要等同好幾個地球的量，
才能建造完整的系統——

72
00:04:17,218 --> 00:04:20,139
另外再多拆解幾個行星

73
00:04:20,139 --> 00:04:23,001
來製造一支建設機器人軍團。

74
00:04:23,053 --> 00:04:27,346
一旦建造出來，戴森環
會是一項技術傑作，

75
00:04:27,346 --> 00:04:32,069
供給能源給散佈在
銀河系各處的文明。

76
00:04:32,495 --> 00:04:35,141
這一切可能像是狂野的推測。

77
00:04:35,141 --> 00:04:38,291
但，就連現在，在我們
目前的能源危機中，

78
00:04:38,291 --> 00:04:41,763
我們也面臨到地球上的資源有限。

79
00:04:41,795 --> 00:04:45,862
永遠都會需要製造
永續能源的新方法，

80
00:04:45,862 --> 00:04:48,425
特別是當人類正在朝向

81
00:04:48,425 --> 00:04:51,709
我們物種的生存與科技進展努力。

82
00:04:52,035 --> 00:04:54,973
也許在外頭某處已經有一個文明

83
00:04:54,973 --> 00:04:57,933
成功征服了這些天文巨物。

84
00:04:58,055 --> 00:04:59,935
我們可能可以看得出來，

85
00:04:59,935 --> 00:05:04,675
因為能夠看見當部分戴森環
通過我們和他們之間時，

86
00:05:04,675 --> 00:05:08,133
黑洞放射出來的光
會有週期性地變暗。

87
00:05:08,311 --> 00:05:13,081
或者，也許這些超級結構
注定永遠都只會是理論。

88
00:05:13,165 --> 00:05:16,274
只有時間和我們的科學創造力

89
00:05:16,274 --> 00:05:17,847
才能斷定一切。