如果在宇宙热寂时给人类20节无限电量的五号电池，能保证人类文明延续吗？ 第1页

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作者：不是时臣是石墨
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“大家好，今天我们要来到科学史的最关键的一章，请翻开课本到76页。其实这个部分不考，可能你们的历史课会考？但是无论如何，作为一个物理专业出身的人，我觉得有必要给你们讲一讲。”

“我们不知道是谁，在什么地方发现了那颗电池，我们也不清楚它为什么具有那样的性质，但是总之，它是一颗无法用现有物理手段破坏，而又会不断自我充电的电池。可是就像我们所知的所有电池一样它的功率是有限的，而且非常小。”

“可是工程学正是一门以小搏大的科学，工程师们很快意识到，如果把它埋进导电的介质里面——像是金属，盐水，或者等离子体——那么它就会不断地周期性地产生电流，进而在周围激发出微弱的磁场，使得我们可以用磁场从远距离加速它。我想你们应该见过化学实验室里的磁搅拌子：这就够了。这就是后来一切的开端。”

“最开始是在六十多年前，人们在太平洋底挖了一条极其长的隧道。在隧道的一端我们用一束高密度等离子气体带着那颗电池高速喷出来；我们通过计算，在它产生电流的时候在周围用磁场予以加速。当它的速度足够快的时候，就将一些装有氘和氚的容器扔到它的路径上。”

“这是人类史上最伟大的惯性约束聚变反应，一颗不可破坏的物体高速冲过空中一堆蠢蠢欲动的原子核，撞击接触面上的粒子被赋予粒子层面上的巨大动量，或者用个通俗说法，温度——于是，轰。巨大的能量在电池的背后爆发，隧道充满高温而躁动的等离子气体；我们将用古老的热机系统从那巨大的能量中攫取一部分。而那颗电池，它将完好无损地继续在一堆上千万摄氏度的等离子气体中向前笔直飞行，穿过更多的原子核，它可以被用加速同样的方式减速，就像磁铁被楞次定律减速那样。困扰人类上百年的可控核聚变难点在一夜之间变成了可解的工程学问题。”
“当然，最开始的时候我们很难控制这巨大的反应炉，那时候确实死了很多人——要不是那个老兄还有一个完整的肝脏，我也早就死了——但是我们已经不同于我小时候那个年代迷茫的科学家们了。只要知道这个技术问题是可解的，就只是付出多少时间和代价的问题了。我们在地球上先后建造了十多条隧道，终于设法把它稳定下来。”
“人类将小小的太阳握在掌心，于是万物茁壮成长——这就是你们之所以被称作【阿波罗世代】的原因。”
“如今你们已经看不到那些隧道了，能源获取在地质结构更稳定的土星上进行。我们现在上课的课堂是位于欧亚大陆的第三代聚变电厂——当然，从二十年前开始它就是居民区了。在二十五年前，我终于不得不从那里退休的时候，那颗小小的电池带来的庞大能源几乎解决了当时所有的社会问题。我们的化学和生物医学研究飞速发展，我们的月面基地拔地而起，我们抛弃笨重的工质火箭转而选择反物质电池，在几十年内就抵达了太阳系的每个角落，不久的将来也许我们可以抵达别的星系。”
“我知道你们在担心什么，如果那颗电池突然失去了它的性质，那我们该怎么办？事实上，这个问题在几十年前就有人提出过了，我们也深知，全人类只有这一个炉芯是不够用的——这也就是为什么戴森球计划正在实行，小行星带的聚变炉也在建造中，即使下一秒钟那颗不灭的炉芯突然消失，我们也可以继续过我们的日子。永远不要小看人类的韧性，我还活着呢，不是么？”
“如果那颗无限电量却只能点亮一个灯泡的电池是神尝试嘲讽人类的一个玩笑，那么我选择用一部老电影里面的台词来回答祂：救赎就在其中。”
“是的，乌托邦就是这么简单：一点点永恒不灭的物质，加上一个永不言弃的文明。”

先说结论：

人类会被这20节小小的5号电池，给烤死。

人类和无限电量的五号电池存在，但外面的世界却已经宇宙热寂。

可以推导出：

人类和无限电量的五号电池处在一个，相对于外界完全孤立的系统之中。

存在一个强大的屏障，把外界和内部世界割开，乃至于内部世界的任何热量和物质都不会外传。

那么这就导致了一个问题。

因为是孤立系统，能量不会外放，无限电量的五号电池，会让这个孤立系统的能量持续升高。

五号电池使用时的功率各不相同，但在人类空利用的额外能量只有五号电池的时候，人类会想方设法的加大功率，尽量多的转化电池之中的能量。

不过五号电池，因为自身存在电阻，所以不能功率无限大。

但如果题主设定的是未来世界，5号电池的电阻可以降低到无限低，理论上，即便是20节5号电池，也可以通过各种转化器，弄出足够人类使用的能量来。

• 如果题主限定的，仅仅只是当前人类科技制造出来的5号电池。

我们则可以来计算一下，这个问题。

加上所有散热，一节5号电池释放出来的总功率，这里取值5w（注意，这里不是人类能量使用率，而是电池在这个孤立系统释放总热量的功率）。

20节电池就是100W，一天的总热量是：

100×86400=8.64×10^6焦。

一年是365×8.64×10^6=3.1536×^10^9焦。

1亿年的时间是3.1536×^10^17焦

• 我们先来假设这个孤立的系统正好是地球。

太阳每秒辐射到地球上的能量是1.7×10^17J，地球反射34%的热量，12小时内，辐射总能量大约为：24969.6×10^17J。

地球平均昼夜温差10度左右，但在孤立系统内，地球无限升温。

可以计算出：

大约在7917.8亿年后，地球上的温度将无法再适宜人类生存。

看起来这7917.8亿比起宇宙的时间还长很多，但实际比起从现在到宇宙热寂的时间，还是微乎其微。

因为——

热寂的时间是10^1500年！

也就是说，人类熬过了10^1500年，结果被20节五号电池，在7917.8亿内的时间中烤死了。

• 现在，我们来把这个孤立的系统缩小。

如果这个系统是中国的面积大小（963.4057万平方公里）。

那么这个时间年限则缩短为：150亿年，已经接近宇宙当前年龄。

如果这个系统只有北京市的面积大小（16410.54平方公里）。

那么这个时间年限则缩短为：2548万年。

如果这个系统是三线城市的建成区面积（约100~200平方公里）。

那么这个时间年限则缩短为：25万年左右。

如果这个系统面积缩小到平遥古城大小（2. 25平方公里）。

那么这个时间年限则缩短为：3521年。

如果这个系统是一个小区大小（约50000平方米）

那么这个时间年限则缩短为：78年。

如果这个系统单纯是小明100平米的住宅。

那么小明仅仅在不到两个月的时间内，就会被20节5号电池烤死。

总来说，如果我们的宇宙是一个完全孤立的系统，哪怕仅仅存在20节5号电池这样的永动机，宇宙都不会热寂。相反，如果给予长达10^1500年的热寂时间，20节5号电池这样的永动机可以，可以给宇宙带来相当于10^1450个太阳的能量。

而整个宇宙之中的恒星数的数量级，为10^22。

也就是说，实际20节5号电池这样的永动机，在不到10^100年之内，便可以创造整个宇宙的总能量。

对于已经热寂的世界来说，20节5号电池犹如一个源源不竭的热岛。

这个热岛，足以让一个封闭的宇宙系统，回归到宇宙原始汤的状态。

当然，如果宇宙并不是一个孤立系统，那么这20节5号电池，会给宇宙源源不断得动力，继续膨胀。

哪怕，膨胀的速度极低。

在10^1500年的时间，也足可以让宇宙膨胀幅度增加10的上千数量级。

针对评论区的留言再补充下：

有朋友认为可以不是孤立系统，人类可以排除额外的能量。

其实就相当于人类对这个系统是可控的，甚至有可能是人类打造了这个系统。

这样的技术下，是否已经有逆转宇宙热寂的可能？

总的来说，我仅仅只是提供一个角度来探讨这个问题。

并不是一个标准答案。

而且本身题主的问题，本身就不可能在我们这个宇宙发生，破坏了很多物理学定律，是一个看似科学的“玄学”问题。

这种问题也不可能存在标准答案。