等到蟑螂都活不下去的那一天，我們該怎麼辦？

讓我們樂觀一點，假設我們不會被原子彈炸死，不會被小行星砸死，也不會被超新星轟死。這樣一算，離太陽變成紅巨星，離它把地球吞沒、燒焦還有60億年時間。聽起來是蠻久的。

但是別高興得太早。世界末日會提前到來。

地球不過是太陽系內一個不起眼的小點。一個行星既要有水（據說是生命必需），又要有一個二氧化碳足夠多的大氣層，這樣光合作用才可以進行。那麼它的軌道，只能存在於某個特定的區間內。這個區間也就是所謂的光合宜居帶。地球的軌道只是勉強位於這個區間內。一些科學家估計，宜居帶內緣離地球750萬千米，只有地日距離的5%。

最後的植物：當大氣二氧化碳濃度跌至150ppm以下時，C3植物，如小麥和水稻都將死去，只剩下C4植物，如玉米、小米和煙草。Shutterstock

而這個內緣在不斷地朝地球方向退縮。太陽，是一個巨大的氣體球，這些氣體依靠引力聚集在一起。太陽核心的氫，在高溫和高壓下持續地聚變成氦。一般來說，是由四個氫核聚變成一個氦核。每生成一個氦核，太陽內部的原子核數量就會減少三個，導致由內向外的壓力不斷下降（壓力與單位體積內的原子核數量成正比），並進一步導致太陽外層對內核的擠壓作用越來越強，壓力、溫度和聚變速度都會逐漸上升。因此，太陽的亮度每十億年會增加10%。

太陽亮度的增加，會在地球上產生連鎖反應。首先，地球大氣中二氧化碳濃度會下降。溫度的上升導致水和矽酸岩的反應加速，進而把越來越多的二氧化碳從大氣中分離出來。就像把冬天的厚棉被，換成夏天的薄毯一樣，這種改變在一定程度上會穩定行星表面的溫度。

但是好景不長，變熱的太陽最終會導致地球大氣中的二氧化碳濃度過低。於是植物開始死去。首先離我們而去的，是那些光合分子中有三個碳原子的植物，也就是所謂的C3植物。大部分植物都屬於這一類，包括小麥、水稻、大麥、燕麥、大豆、花生、椰子、香蕉、土豆、棉花和大部分樹木。在2億年內，地球大氣中的二氧化碳濃度會跌破150ppm（當前水準是400ppm），所有的C3植物都將隨之滅絕。

人類對C3植物的依賴性是很強的，換算成美元後，它們在全球農產品中的比例高達85%。除了C3植物以外，還有所謂的C4植物。顧名思義，它們的光合分子中擁有四個碳原子，它們的光合作用效率較高，因此適應環境變化的能力更強。雖然C4植物的數量只佔全球植物總量的3%，它們的光合產出卻佔到全球總量的25%。為了挽救日益減少的植物，未來的我們可能會對它們進行基因改造，增加C4植物的品種。今天的C4植物包括玉米、高梁、小米和甘蔗，以及部分牧草、煙草。

連蟑螂都活不下去了。

把C3植物轉化成C4植物的工作，我們現在其實就在幹了。因為這樣會讓它們的產量增加一半左右。當大氣二氧化碳濃度降到100ppm以下時，地球上的莊稼可能就只剩下C4水稻了。C4植物在這個過程中仍然會進化。所以當C3植物死光後，C4物種能夠通過自然方式，填補生態系統中的空缺。

可惜當C3植物滅絕3億年後，C4植物也撐不下去了。那時二氧化碳的濃度將跌至10ppm以下，植物全軍覆沒。

沒有了植物，地球大氣中的氧就得不到補充，動物的末日也近了。迄今為止，還沒有一種非生物性產氧源能夠取而代之。沒有了植物，氧氣成了一種不可再生資源。大型動物在幾百萬年中逐一窒息而亡。小型生物可能會挺得久一點。只有那些對二氧化碳、氧沒有依賴性的微生物，那些靠硫、鐵過活的傢伙才能活下去。

所以說，區區5億年後，地球表面就不再有人類了——至少人類已經無法離開假想中的人工環境了。而實際上情況會變得越來越糟糕。大氣中的二氧化碳一旦耗盡，地球的溫控器就失靈了，所以一切都籠罩在熾熱的高溫中。10億年後，地球表面的平均溫度不再是今天的17攝氏度，而是45攝氏度。在這種條件下，所有關鍵的生化反應都無法繼續，地球表面的大部分地區都將寸草不生。動物只能遷徙到較為涼爽的極地；但15億年後，即便是極地也不能倖免。連蟑螂都活不下去了。

此刻，要延緩將至的死期，我們基本上已經沒有什麼辦法。但我們可以嘗試改變地球的軌道。我們可以往天上發射一個直徑100千米的小行星，讓它進入橢圓軌道，每5000年經過一次地球。這樣，引力的推動作用可以讓地球逐漸遠離太陽。只要它不和地球撞到一起。另一種方法，是在地球的背面，在與太陽相反的方向上，建造一個巨大的太陽帆。太陽帆的質量必須足夠大，這樣才能拖得動地球。太陽帆是風箏，太陽光子是風，地球和太陽帆間的引力是線。這個太陽帆的直徑必須是地球的20倍，質量必須只有珠穆朗瑪峰的2%，大約一萬億噸左右。用這樣的方法，理論上可以讓地球在太陽膨脹成紅巨星前，一直留在宜居帶內。（如果現在已經有外星人這麼幹了，我們是看得到的。我們只需像尋找系外行星那樣，使用光度測量技術即可。）

另外一種求生方法可能複雜了點——不過也許更簡單，關鍵在於你怎麼看。未來的地球可能會成為非生物生命體的天堂。原因很簡單，變亮了的太陽可以提供充足的能量。空間氣候也更為宜人。今天太陽的自轉周期是24天，這樣的轉速，足以產生強大的電磁風暴，擾亂通信，燒毀電網，破壞衛星。今天的機器人在面對太陽風暴時，一定恐懼萬分。1989年的太陽風暴，曾經讓加拿大魁北克地區電力輸送發生故障。發生這樣風暴的概率，大約是每個世紀一到兩次。但隨著太陽的老去，太陽的自轉速度會下降，電磁風暴的強度也會變弱。

基於這些事實，未來的我們可能會把自己上傳到機器中。在那樣的煉獄裡，以這種方式存在好像比較舒適。雖然這需要計算能力的極大進步，需要我們對神經科學有更深的理解。但在根本上，把我們的生物硬體替換成機器，並不是一件不可能的事。反正我們還有幾億年的時間來弄明白其中的原委。

（作者 Michael Hahn 和 Daniel Wolf Savin，是美國哥倫比亞大學的天體物理學家。）

Michael Hahn、Daniel Wolf Savin 文 / Sophia Foster-Dimino 圖 / 老孫 譯

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