C2011年9月30日下午3:00，在伊利诺伊州奥罗拉市88号州际公路上，驶过121英里标记处的hicago驾车者可能没有注意到任何特别引人注目的事情。在他们的右边是一片单调的办公公园，左边是低矮的建筑物、栅栏和树木，边缘是秋天的黄色边缘。远处，环路的摩天大楼很快就会从午后的薄雾中显现出来。
然而，表象是靠不住的。司机们不知道周五的车流有多么拥挤，他们正在穿线，无论是身体上还是隐喻上，尽管这是一个意义深远、可能影响深远的转变时刻。
就在I-88号公路以北的费米国家实验室(Fermi National Laboratory)， Tevatron对撞机(Tevatron Collider)在下午3点完成了最后一天运行的最后一分钟，成为预算削减的牺牲品。在最后的几分钟里，在一个令人惊叹的1.24英里宽的超导磁环中，质子和反质子以全速朝相反的方向奔跑，以每毫秒近50圈的速度，在精致的舞台上迎头相撞，从太空中都能看到其足迹。几乎是转瞬即逝的微小灾难，温度超过千万亿度，在郊区一个安静的角落里，重现了在宇宙存在的第一秒中占据主导地位的极端自然状态。
那天下午，Tevatron的关闭结束了美国几十年来在粒子物理学领域的领导地位。曼哈顿计划的成功刺激了建造更大、更强大、更昂贵的机器的势头实际上已经结束了。
我们人类正在产生一个计算负荷，与地球上令人惊愕的生物计算总量相比，这个负荷开始微弱地登记。
就在Tevatron的南边，穿过I-88号公路的六车道，离前面的路几百码远的地方，矗立着一栋平淡无奇的白色建筑，乍一看，它就像芝加哥远郊无数的配送仓库。然而，这座建筑没有任何标志或标记，细心的观察者可能会对大量的安全摄像头、坚固的铁栅栏、有人看守的警卫室，以及少量精心打理的湿地景观感到惊讶。所有这些触摸，对少数知情人士来说，提供了微妙的线索，让他们知道里面正在发生什么。这座大楼最近完工，是芝加哥商业交易所(Chicago Mercantile Exchange)建造的最先进的数据中心。每天23个小时,一周工作五天,在一个工业级计算机服务器的机架,整个美国金融市场的方向是在疯狂的电子惨败的模糊,使得交易的行动坑和交换层老似乎缓慢的进步和冰川的退缩。
在神秘公司以高昂费用租用的同一位置设备机架中，现场可编程门阵列每秒执行数千亿次浮点运算，所有这些都是为了预测价格的下一次波动将在何处发生。在可以被描述为一种程式化的、自发出现的舞蹈（或者，套用通常的陈词滥调，作为一种高风险的鸡肉游戏）中，这些机器闪现出数千万美元的出价和出价，挑战其中一台机器“跨越价差”
在芝加哥那个命运攸关的星期五，时空的巧合交汇是一个更大转变的缩影。在这里，信息时代的曙光被镌刻在美国郊区的空隙里，既没有浮华，也没有环境。人类正从对物质的操控发展到对比特的操控，我们正开始带着我们的世界一起前进。在我们这个星球的历史上，我们人类第一次产生了计算负荷，与地球上令人震惊的生物计算总量相比，这开始有点微不足道——而且关键的是，我们的计算速度正在攀升。当它继续这样做的时候，我们不仅在改变我们日常生活的性质，而且在改变我们星球本身的物理外观。如果目前的趋势继续下去，我们的星球，从外太空看，将开始呈现一个巨大的计算机器的特征。如果它发生在我们身上，它会不会发生在其他星球上?
T信息时代将人类主导的活动与地球40亿年前的信息经济融合在一起。地球生物圈作为一个整体，构成了一个全球的、自给自足的基础设施，用于复制编码在DNA链中的数字信息。每次细胞分裂时，大约有10亿个碱基对被复制，每个分子转录需要大约10位操作。根据经验法则，一个细胞的质量是毫微克，而地球每年的湿生物量产量是1018克，我们得到了3x10的生物学计算29每秒钟的位运算。这接近于我们在一年内进行的人工计算量。虽然生物量的生产在数亿年里基本保持不变，但人工计算却呈指数增长。
从费米实验室Tevatron的关闭到电子市场的兴起，这就开始了从四个字母的生物碱基对到以0和1为基础的转变。随着计算转移到电力便宜、制冷有效免费的地方，这一趋势将会加速。谷歌在俄勒冈州的哥伦比亚河沿岸建立了一个主要的数据中心，大规模的比特币挖矿已经迁移到冰岛，那里的水力发电便宜，数据隐私法规有利，北极的空气也很充足。目前，全球用于计算的能源支出略低于全球能源消耗的1%，而数据中心本身消耗的电力约占全球发电量的2%。随着计算设备——手机、传感器、平板电脑——的激增，这些数字还会增长。
对另一个通过望远镜观察我们的物种来说，这可能会让我们觉得，我们的星球并非完全被森林和草原覆盖，而是被黑色的光伏板覆盖。
我们对计算能力呈指数增长的兴趣所带来的一个很少被讨论的结果是，我们如何寻找地外生命。1997年的电影联系讲述了射电望远镜从一个遥远的外星文明接收到信号的故事。那个文明发现了第一批来自地球的电视信号，并将其重新广播给我们，同时还有建造一台机器的指令。但信息革命使我们越来越不可能通过杂散电磁辐射被外星物种发现(或发现)。
碰巧朝我们这个方向瞥一眼的遥远文明，很可能不会察觉到我们的无线电发射或电视节目的微弱痕迹。从纯粹的能量角度来看，随着传输带宽越来越高，各向同性越来越少，以及广播从空中转移到越来越多的全球光纤网络，地球向太空的信号泄漏正在减少。虽然总废热从世界当前的数据中心,在理论上,被发现在一个黑色背景下在距离超出了太阳系外的,我们不能(到目前为止)发现任何持久的人工信号来自地球如果我们位于半人马座阿尔法星的距离,最近的恒星系统。随着我们变得更善于与人沟通，我们的浪费特征将继续下降。
然而，如果我们继续现在的位运算指数增长，第二种可能性就会出现:我们星球的物理表面将在计算的服务中完全返工，其后果，从废热到其他可能的特征，如大气转换，将产生一个越来越成为天文观测的足迹。
要知道为什么，考虑一下我们是如何计算的。我们的计算是在地球表面的一层薄膜中进行的，而地球的大部分物质则被埋在深处，无声无息。世界上的数据中心都在使用3x1029它所消耗的阳光相当于一块面积约为罗得岛一半大小的土地所吸收的全部阳光，相当于地球表面面积的百万分之一。如果我们继续以目前的速度扩大我们的计算资源，如果我们的计算的能源效率不增加，我们将在20年多一点的时间内在计算上与生物量竞争。为了实现这种转变，这颗行星可能必须完全改变其表面的外观，而这种变化可能从很远的地方就能看到。粗略地说，对另一个通过望远镜观察我们的物种来说，我们的星球似乎不是完全被森林和草原覆盖，而是被黑色的光伏板覆盖。遥远的文明可能不是在寻找极微弱的无线电辐射，而是在寻找尖锐的、天文学上可观测到的、降临到从一种计算形式过渡到另一种计算形式的世界的后果?
当然，假设我们计算的能源效率将保持不变是错误的。事实上，每一位操作的能量每五年下降两倍。但即使以如此快速的改善速度，在不到50年的时间里，我们的能源消耗仍将增加100万倍。此外，虽然我们的计算欲望在原则上没有限制，但计算的最大效率是有限的。兰道尔原理假定，执行单比特操作所需的最小可能能量为E= kTLn(2)这里k是玻尔兹曼常数和T是温度。
“费米悖论”指的是地球上生命和智力发展的明显轻松与完全没有证据表明类似的事件链在其他地方发生之间令人费解的脱节。我们没有发现任何外星文明，我们似乎没有任何外星访客。对于这一悖论，不乏解决方案：有人居住的行星可能极其罕见。文明一旦具备了技术能力，就有可能自我毁灭。我们可能被置于银河隔离区。可能性的清单很长，其中大多数都很有趣。
但是，当我们寻找恒星之间的文明时，记住我们自己正在进行的计算转换可能是有用的。我们正达到一个临界点，即人工计算的数量会影响其生物模拟。如果一个外来物种沿着这条轨迹再经过几十年或几个世纪，它将从计算中留下一个明显的热量特征。
它的数据显示了一个充满潜在戴森球体的星系盘。
事实上，它甚至可能将计算负荷扩大到使用母星的全部能量输出来生成和处理信息的地步。不可避免的结果是，一颗恒星的余热辉光已经有了一个名字:戴森球体。这样一个系统，在室温朗道极限下运行，消耗类太阳恒星的全部输出，将能够达到惊人的10倍25计算量是我们目前在地球上所做的计算量的三倍。然而，如果摩尔定律（或它的一个推广）继续成立，我们将在125年左右的时间内达到这种状态，比人类的寿命略长。
戴森球体计算机，在红外光下闪烁，在整个银河系都可以看到，因此呈现出一个比散乱的通信辐射更现实的生命标志。如果存在这样的东西，那么美国宇航局最近完成的WISE任务已经发现了它们，该任务用四个不同的红外波段对整个天空进行了红外调查。事实上，它的数据显示了一个充满潜在戴森球体的星系盘。然而，问题在于做出明确的识别。非凡的结果需要非凡的证据，而且有许多平凡的物体，比如被烟尘遮蔽的红巨星和被尘埃包裹的原恒星，它们的外表就像人们所期望的戴森球体的样子。
我们可能会从我们正在进行的计算中得出一条线索。88号州际公路两边发生的过渡是为了获得财政优势而进行的全面军备竞赛的一部分。难道其他文明也会这样吗？会有银河系的交换吗？如果是的话，一个人做什么交易，如何联系？
Gregory Laughlin是圣克鲁斯加利福尼亚大学天文学和天体物理学教授。他是这本书的合著者宇宙的五个时代——在永恒的物理学中，他的博客地址是oklo.org．
这篇文章最初发表在2014年5月的《对称》杂志上。
