戴森球，宇宙高级文明的惊天神作？

2020年2月28日，著名物理学家、数学家，普林斯顿高等研究院教授弗里曼·戴森逝世，享年96岁。弗里曼·戴森为量子电动力学的建立做出过重要贡献，曾于1964年获得诺贝尔物理奖提名，但遗憾没能获奖。

很多人可能对弗里曼·戴森不太了解，但一定听说过戴森球。没错，戴森球正是弗里曼·戴森提出的著名构想，指的是包裹在恒星周围，用以采集恒星能量的巨型结构。

在宇宙中，一个文明随着不断发展，对能量的需求大大增加，当达到一定水平时，充分开发母星也是合情合理的事情。戴森脑洞大开的构想为我们提供了一种有趣的思路，一直以来被世人所津津乐道。

下面，就让我们好好聊一聊戴森球。

戴森球是什么？

上文已经说过，戴森球是包裹在恒星周围，用以采集恒星能量的巨型结构，大致又可以分为以下几种：

戴森环，由大量独立卫星均匀分布在环绕恒星轨道上，形成一条环带，进行能量采集。

多戴森环，说白了就是戴森环升级版。

注：戴森环和戴森多环都属于所谓的的戴森云。

戴森泡，和戴森云一样，也由大量独立结构组成，但它们并不处在环绕恒星轨道上运行，而是与恒星保持相对静止，通过恒星的辐射压与引力相互抵消来保持平衡。

戴森壳，包裹在恒星周围的人造空心球体。这可能最符合大多数人的印象，可以完全拦截恒星能量输出，最大限度地采集能量，但在理论上是最难以实现的。

相比于戴森壳，戴森云和戴森泡更符合戴森最初的构想。而且，在戴森的构想中，这些结构不仅可以用于采集太阳能量，还能极大地扩充文明的生存领地。戴森本人曾表示：“一个围绕恒星的球壳从物理上来说是不可行的。我设想的生物圈的形式是由松散的太阳能收集器或独立环绕恒星轨道的卫星云构成。”

戴森球的提出

戴森球是如何提出的呢？实际上，戴森的初衷并不是给人类的未来出谋划策，而是为搜寻外星文明寻找新思路。1959年，戴森在《科学》杂志上发表了一篇题为《搜寻人工恒星红外辐射源》的论文。

戴森认为，宇宙中的文明不断发展，对能量的需求也必将不断提升，有朝一日将需要利用母星的所有能量输出，进而可能建立戴森球来采集能量。据戴森在访谈和著作中透露，他的这个创意来自奥拉夫·斯塔普尔顿1937年的科幻小说《造星主》。在理论上，戴森球吸收恒星能量后会产生大量红外辐射，可能在星际距离上被探测到。

在过去几十年里，天文学家采纳了戴森的思路，利用红外卫星对宇宙中的恒星展开光谱观测，试图搜寻外星文明的迹象。

值得一提的是，2015年9月的一项研究将一颗神秘恒星推向风口浪尖。这颗恒星编号KIC 8462852，俗称塔比星，距离地球约1480光年，光变曲线极其异常——在2011年3月5日至2013年4月17日期间，亮度出现多次无规律下降，其中包括两次15%和22%的骤降。

塔比星的异常令人费解，远不是凌日现象所能解释的。美国宾夕法尼亚大学的天文学家杰森·莱特更是脑洞大开，提出了它可能被类似于戴森球的外星建筑包围的猜想。

在之后的跟进观测中，塔比星的光变曲线继续出现不明不白的异常。天文学家对此提出多种自然解释。比如，行星碰撞产生大量残骸、彗星群解体、恒星因吞噬行星而变得不稳定......然而，没有一种能够与所有观测数据完美相符。

这也就为戴森球的可能性保留了余地。可是，天文学家也没能在塔比星周围侦测到红外辐射异常。嗯，也许塔比星人成精了，洞悉宇宙黑暗森林法则，学会了隐藏自己。无论如何，塔比星之谜至今悬而未决。

如何建立戴森球？

毫无疑问，对人类目前的技术水平而言，建立戴森球是超乎想象的大工程。

比如，建立庞大的戴森球需要消耗大量物质，光靠开采小行星是远远不够的，可能需要牺牲一颗行星。也就是说，需要拆解行星，利用行星物质来建立戴森球。

要如何拆解行星呢？戴森曾提出一个设想——让行星加速，直到分崩离析。行星发动机安排一下？戴森的建议是把行星变成一台电动机，沿着纬线方向铺设很多条平行线缆，将其通电，让行星获得强大电磁场，然后通电产生强大扭动力，使行星加速。

另外，建立戴森球必将是一个无比耗时耗力的大工程。对此，有人提出或许可以考虑冯·诺依曼探测器。冯·诺依曼探测器是一种具有自我复制能力的智能探测器，利用指数爆炸的威力，建立戴森球似乎也是指日可待的事情。

最后，还有一个疑问——宇宙高级文明是否有必要建立戴森球？有能力建立戴森球的文明已经达到匪夷所思的发达程度，以人类现有的认知去揣测他们的行为多少有些不知天高地厚的嫌疑。

不过，基本可以肯定，高度发达的文明终究是要开采恒星。以太阳系为例，太阳不仅是最主要的能量来源，还占据了整个太阳系总质量的99.84%。至于是否会以戴森球的方式，就不好说了。

也许，在高级文明看来，戴森球只是我们一厢情愿的异想天开。

参考来源：

https://zh.wikipedia.org/wiki/戴森球

《巫师、外星人和星舰：科幻与奇幻中的物理数学》

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