大家好,我是 Senko。 本文将解读“费米悖论”。
宇宙中有数千亿个星系,每个星系又有数千亿颗恒星。其中理应存在大量类似地球的行星,也理应演化出了智慧生命。尽管如此,我们却连一丝外星人存在的证据都没找到。“他们都在哪儿?”——1950 年,意大利物理学家恩里科·费米在午餐时随口抛出的这个简单问题,就是这个悖论的起点。
费米之问
1950 年夏天,费米在洛斯阿拉莫斯国家实验室与同事共进午餐时,从当时热议的 UFO 目击谈聊起了外星人。
据说话题转开一阵之后,费米突然发问:“他们都在哪儿?(Where is everybody?)”在座的物理学家立刻明白他在说什么,笑声一片。
按费米的直觉估算,考虑到宇宙的尺度和年龄,智慧文明扩散到整个银河系所需的时间,相比宇宙年龄短得多。可证据却为零。这个矛盾简单,却深不见底。
用数字看这份诡异
可观测宇宙估计有约 2000 亿个星系,每个星系拥有数千亿颗恒星。整个宇宙的恒星总数在 10 的 22 到 24 次方的量级。
其中一部分有行星,行星中又有一部分宜居,宜居行星中又有一部分真的诞生了生命,其中再有一部分演化出智慧——无论给每个环节套上多苛刻的过滤,全宇宙智慧文明归零在统计上都极难成立。
况且,宇宙年龄约 138 亿年,太阳系诞生于约 46 亿年前——比太阳系古老几十亿年的星系比比皆是。假如那里演化出了智慧生命,就该存在比我们先进几百万年、几亿年的文明。
那样的超高度文明,很可能已经扩张到整个星系。哪怕以光速 1% 这样保守的速度,殖民整个银河系所需的时间估计也只有几百万年——与宇宙年龄相比不过一瞬。然而,无线电信号、飞船的踪迹、建造物的证据,什么都没有找到。
德雷克方程
1961 年,弗兰克·德雷克提出了估算银河系内可通信文明数量的方程。
这个方程把恒星形成率、拥有行星的比例、宜居行星的比例、实际诞生生命的比例、演化出智慧的比例、拥有通信技术的比例、文明存续的时长相乘。
各参数的估计因人而异,结果也从“银河系内有数千个文明”到“只有地球”横跨极大范围。近年系外行星的发现让前几个参数(恒星拥有行星的比例、位于宜居带的比例)清晰了不少,但从生命诞生概率往后的参数,依然停留在猜测层面。
各种假说
针对费米悖论,人们提出过众多假说,大致可分为“他们不存在”系和“他们存在但看不见”系。
大过滤器假说
这一假说认为,在文明走向宇宙的路上,某处存在“几乎无法逾越的屏障”:生命诞生、演化出多细胞生物、智慧的发展、文明的存续……某个环节的概率低到极致,绝大多数文明都倒在那里。
可怕的是,这道过滤器“在过去”还是“在未来”,含义截然不同。若在过去,我们已经通过了它,是幸运的例外;若在未来,文明达到一定水平后就注定自我毁灭。
从这个角度出发,“在火星上发现微生物化石”被认为是“坏消息”:生命诞生越容易,大过滤器就越不在生命诞生的环节,而更可能在未来等着我们。
动物园假说
高度文明知道我们的存在,却只观察不干涉——就像人类在保护区观察野生动物。先进文明或许恪守着类似《星际迷航》“最高指导原则(Prime Directive)”的不干涉准则。
黑暗森林假说
因刘慈欣的科幻小说《三体》而闻名的假说:宇宙中的文明彼此畏惧,保持沉默。宇宙资源有限,其他文明皆是潜在威胁;在确认对方是否友好之前先发制人才最安全——因此所有文明都把“不被发现”放在第一位。
其他假说
还有“文明蜷缩进模拟世界”的假说:足够发达的文明会发现,构建虚拟世界远比探索物理宇宙高效,于是对外部宇宙失去兴趣。
对我们的意义
费米悖论从根本上叩问着人类在宇宙中的位置。
如果宇宙中真的空无一人,那么人类也许就是宇宙唯一的智慧。这是无边的孤独,也是无边的责任——宇宙中唯一的智慧若自我毁灭,宇宙理解自身的尝试就永远断绝了。
反过来,如果宇宙其实文明遍布、只是我们找不到,那暴露的就是我们技术与认知的局限。想到人类至今只探索了宇宙的一个小小角落,急着下结论恐怕为时尚早。
宇宙观测的相关悖论
以下是与费米悖论同样涉及宇宙观测之谜的相关悖论。
结语
本文解读了“费米悖论”。
70 多年前抛出的“他们都在哪儿?”,至今没有人给出决定性的答案。以宇宙之辽阔,外星人存在本是理所当然,其踪迹却为零——这个事实越想越让人发毛。
又或者,“找不到答案”这件事本身,就是最重要的讯息。
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