基于热力学方法的文明近未来探讨

本研究的目的是在热力学框架下考察文明的近未来。我们采用 Kardashev 提出的以其所能利用的能量总量来评估天体文明发展程度的建议，将人类活动的概念转译为物理学的语言。讨论限于考察从科学技术革命开端到我们 immediate future 的近 500 年历史。我们讨论了经典热力学与非平衡热力学的应用。在经典热力学框架下，比较了两个系统：a) 第一个是假想的准平衡系统，即无人口的地球。由于生物演化在短期内几乎不可察觉，此类系统在整段时期内保持相同的原始状态；b) 第二个是我们的宜居行星，由于快速的人为演化而不处于平衡态，可视为第一个系统与人类文明的结合。研究表明，作为对文明发展的响应，(a) 假想系统的平衡被扰动并引发旨在减少所产生能量的过程，且 (b) 文明发展随时间路径上存在极大值。自然的抵抗将持续直至建立起对应于更低能量生产水平的新平衡。核心问题在于人类是否准备并能够就新平衡达成一致，否则地球的退化可能导致文明的崩溃。