鑒于在我們賴以生存的地球上，資源正逐漸枯竭，同時(shí)我們還面臨著能源需求和生存空間與日俱增的問題，造戴森球看起來是個(gè)很好的長期計(jì)劃。

戴森球的概念源自數(shù)學(xué)物理學(xué)家弗里曼·戴森。在他的假想中，戴森球是由太陽能收集器(或太空棲息地)組成的一個(gè)包圍著恒星的殼體。在這個(gè)模型中，所有的(至少大部分的)能量會(huì)輻射至接收面，然后被加以利用。戴森推斷這種結(jié)構(gòu)會(huì)是滿足人類科技文明長期生存、能源需求攀升的下一個(gè)終極方案。

有了這個(gè)“球”，人類的文明程度都可以向前邁進(jìn)一大步，因?yàn)槲覀円呀?jīng)可以駕馭恒星的能量。

什么?你說這現(xiàn)在不可能?這是留給我們子孫后代來考慮的問題?

再想想吧：其實(shí)我們比想象中更有能力建成戴森球。實(shí)際上，我們可能再過25-50年就真的可以開始實(shí)施這個(gè)計(jì)劃了，然后只需短短的幾十年，就能完成第一階段。

戴森球是一個(gè)什么樣的球?

按照戴森球的架構(gòu)，這種方法采集到的能量會(huì)大的驚人。據(jù)一名勘察工程專家安德斯·桑德伯格說，在太陽系中，一個(gè)天文單位的半徑的戴森球擁有2.72*10^17平方公里的表面積，即地球表面積的6億倍。這樣龐大的表面積將有大部分太陽能可以為我們所用，而太陽能的輸出功率達(dá)到4*10^26瓦。戴森球采集到的能量可想而知。

太陽能收集器組成的戴森云

在這里要指出的是，戴森球可能跟你想象的不太一樣?？苹眯≌f里它常被塑造成一個(gè)包裹著太陽的固體球殼，而且它的內(nèi)表面適宜人類居住。在物理上這樣的結(jié)構(gòu)是不可行的，因?yàn)檫@樣表面需要的抗張強(qiáng)度會(huì)非常巨大，并且球殼極易受到大幅漂移的影響。

戴森最初的構(gòu)想僅是太陽的表面有足夠的太陽能收集器來收集太陽光即可，并非要求它們形成一個(gè)連續(xù)的殼體。相反，這個(gè)殼體應(yīng)由在獨(dú)立的軌道運(yùn)行的結(jié)構(gòu)組成，約有一百萬公里厚，涵蓋著十萬個(gè)物件。因此，一顆“戴森球”可能由多種不同布局的太陽能收集器組成。

除了戴森球，戴森還曾構(gòu)想過類似的戴森云模型和戴森泡模型。在戴森云模型中，無數(shù)多塊太陽能電池板以不同的軌道半徑排布在太陽周圍。這通常被認(rèn)為是最理想的模式。而在戴森泡模型之下，太陽帆和太陽能電池板被放置在引力和太陽風(fēng)推力平衡的位置上。

為了達(dá)到此次討論目的，我們可以先建造一個(gè)戴森云，它是由數(shù)量巨大、密度極高的獨(dú)立結(jié)構(gòu)體系沿不同軌道繞太陽運(yùn)行。這個(gè)方法的好處就是這個(gè)構(gòu)造可以逐次建造。此外，還可以利用不同形式的無線能量傳輸工具將各組件之間和組件與地球間的能量相互傳遞。

建造戴森球=拆掉水星?

那么我們應(yīng)該如何開始建造這項(xiàng)人類史上前所未有的巨大結(jié)構(gòu)工程呢?

像前面所說的那樣，戴森球，或者應(yīng)該叫I型戴森球，可以漸次建造，實(shí)際上我們也應(yīng)該采取這種方法。而主要的挑戰(zhàn)則來自于我們所需的先進(jìn)材料(這些材料我們還沒有生產(chǎn)出來，但是在納米技術(shù)的幫助下，很有可能在未來十年內(nèi)開發(fā)出來)，以及在太空中采礦和建造太陽能板的全自動(dòng)機(jī)器人。

首先說明這并不是癡人說夢(mèng)，假設(shè)我們能夠在未來五年內(nèi)克服這些困難，那么我們?nèi)绾伍_始修建呢?

牛津大學(xué)物理學(xué)家斯圖亞特·阿姆斯特朗宣稱他僅用人類已經(jīng)掌握的技術(shù)，為戴森球的建造設(shè)計(jì)出一套精妙而又異常簡單的方案。阿姆斯特朗的方案有五個(gè)基本建設(shè)階段，如果同時(shí)使用循環(huán)進(jìn)行的方式，還能使建造速度產(chǎn)生遞增的效果，甚至是指數(shù)級(jí)遞增，從而使整個(gè)工程在幾十年內(nèi)完成。

在把五個(gè)步驟一一拆解后，整個(gè)建設(shè)周期是這樣的：

1、獲得能量

2、在水星采礦

3、將原料送入軌道

4、制造太陽能收集器

5、汲取能量

這個(gè)方案不是要把整個(gè)戴森球一次建成，而是利用循環(huán)漸進(jìn)的方式逐步建設(shè)。我們只需建造戴森球的一小部分并將其作為工程其余工作的能量源。這樣一來，建設(shè)效率將隨著工程的進(jìn)展而不斷提高。“我們現(xiàn)在就可以著手進(jìn)行。”阿姆斯特朗表示這只不過是材料和自動(dòng)化的問題。

你沒看錯(cuò)：我們是準(zhǔn)備從水星礦藏中獲得原材料。實(shí)際上，我們很可能要拆分掉整個(gè)星球，戴森球所需的材料數(shù)量是令人無法想象的——多到曾經(jīng)想把太陽占為己有。在建造過程中，我們將要拆分的不僅僅是水星，還有金星、某些帶外行星和任何附近的小行星。

為什么要先從水星下手?根據(jù)阿姆斯特朗的說法，我們需要一個(gè)靠近太陽的便利材料來源，同時(shí)還要擁有大量我們需要的元素。水星的質(zhì)量是3.3x10^23千克，而其中的一多半都是我們可以利用的，這些鐵和氧正是我們最需要的建筑材料。那么，一旦把這些礦藏全部采集并運(yùn)入太空，生產(chǎn)出太陽能收集器，水星的這1.7x10^23千克有用質(zhì)量將轉(zhuǎn)化為一張245克/平方米的平面。第一階段的這塊戴森云將被放在水星附近的軌道上，它將提供比較大的反射平面用來獲取能量。

為了達(dá)成這個(gè)計(jì)劃，阿姆斯特朗依靠五個(gè)基礎(chǔ)但又較為保守的假設(shè)。首先，我們需要十年的時(shí)間來移動(dòng)并放置獲能材料;第二，水星的質(zhì)量中真的有51.9%是可用的;第三，十分之一的能量將用于將原材料移出水星(其余的用來采礦);第四，我們將獲得太陽能板三分之一的功率輸出;最后，建造出1平方千米的戴森球表面。

接下來，事情就會(huì)變得更有趣：建設(shè)效率從此將呈指數(shù)級(jí)別增長。

因此，阿姆斯特朗建議我們將整個(gè)工程拆分成他所謂的“十年計(jì)劃”?；旧?，我們應(yīng)該用第一個(gè)十年建造第一組陣列，然后利用這團(tuán)初始戴森球提供的能量，助力工程余下的工作。按照這個(gè)時(shí)間規(guī)劃，水星大約將在四個(gè)十年周期內(nèi)被完全拆解。換句話說，我們可以在四十年里創(chuàng)造出由水星一半以上質(zhì)量組成的戴森球。假如我們?cè)敢饫^續(xù)下去，只要再花大約一年時(shí)間便可以拆解金星。

假如不停下建設(shè)的腳步，直到將太陽的能量收入懷中，我們最終會(huì)擁有3.8x10^26瓦特的能量。

戴森球是未來最好的選擇?

我們建造的戴森球規(guī)模

一旦第一階段建設(shè)完成后(即水星階段)，我們可以將這一階段的能量用于其他方面，比如百萬級(jí)規(guī)模的超級(jí)計(jì)算機(jī)，為探索星際建設(shè)大型驅(qū)動(dòng)，或繼續(xù)建立和維護(hù)戴森球。

有趣的是，阿姆斯特朗認(rèn)為第一階段的能量足夠?yàn)槲覀兎?wù)了，但其他學(xué)者例如桑德伯格建議我們應(yīng)該繼續(xù)研究下去。但如果要深入研究，我們就必須拆解更多的行星。桑德伯格聲稱，無論太陽系的內(nèi)外層，都包含足夠可用資源用于建造一個(gè)完整的各種形式的戴森球體，半徑為一個(gè)天文單位(約42千克/平方米)。顯然，我們想要真正達(dá)到可以駕馭恒星能量的文明程度，就必須沿著這條路走下去。

那么為什么要沿著這條路一直走呢?因?yàn)椋苡锌赡芪覀儗?duì)于計(jì)算能力的需求變得越來越大。很難預(yù)測后奇點(diǎn)文明或后生物文明將如何利用如此巨大的計(jì)算能力，應(yīng)該是類似祖先模擬，甚至在宇宙中創(chuàng)建虛擬宇宙這方面的用途吧。另外，一個(gè)高等文明也許就是想要盡可能多地創(chuàng)造出真實(shí)的個(gè)人經(jīng)歷(出于一種功利主義需求)。無論如何，數(shù)字生存將出現(xiàn)在我們的將來，那么計(jì)算能力必定成為我們最寶貴和最渴求的資源。

不管我們是建立一個(gè)小型陣列或覆蓋整個(gè)太陽的結(jié)構(gòu)，必須明白的是，構(gòu)造一個(gè)戴森球的想法不應(yīng)該再來源于科幻小說或我們對(duì)遙遠(yuǎn)未來的夢(mèng)想。它就像其他太空探索項(xiàng)目，如太空電梯或者火星地球化，我們應(yīng)該認(rèn)真考慮把這個(gè)項(xiàng)目歸進(jìn)我們太空探索和工作的計(jì)劃中。

因?yàn)殡S著地球環(huán)境的日益惡化以及我們對(duì)居住空間和資源不斷增長的需求，我們可能沒有其他選擇。