1、外星文明都在哪？费米悖论告诉你可能的答案每个人在美好的夜晚看到这样漫天璀璨的星光时都会有所感触。文章来源：蝌蚪五线谱有些传统的人会为这样的美景和浩瀚的宇宙而震惊，而我会觉得现实崩塌，接下来半个小时都行为异常。但是，每个人都会有所感触。物理学家费米也有感触“他们都在哪儿呢？”真正的星空似乎是广阔无垠的但是我们所看到的一切离我们都很近。在非常晴朗的夜晚，我们最多能够看到 2500 颗恒星(大约是银河系所有恒星的万分之一)，而几乎所有这些星星距离地球都不到 1000 光年(也就是银河系直径的 1%)。所以我们真正看到的是这样的：在讨论有关恒星和星系的话题时，让大多数人都感觉很抓狂的一个问题是，“其他
2、的智慧生命都在哪里？”让我们用一些数字来说明一下银河系中有很多恒星(1000 亿到 4000 亿颗)，而在可观测到的宇宙中，也有差不多这么多数量的星系所以在可观测到的宇宙部分，就有大约 1022 到 1024 颗恒星。这就意味着，地球上每有一粒沙，宇宙中就有 10000 颗恒星。关于宇宙中到底有多大比例的恒星是“像太阳一样”(具有类似的大小、温度和发光度)，科学界还没有形成一致的意见，一般认为是在 5%到 20%之间。即 使按照最保守的估计(5%)，并且恒星的总量也选取最低的值(1022)，那么宇宙也存在 5 万亿亿颗像太阳一样的恒星。关于有多大比例的像太阳一样的恒星周围，有像地球一样的行星(
3、具有允许液态水存在的类似的温度条件，能够支持与地球上的生命类似的生命)，也存在争 论。有人认为这个比例高达 50%，不过我们在这里选择美国科学院院报最近的一项相对保守的估计22%。也就是说，在宇宙中，至少有 1%的恒星周围 围绕着像地球一样有可能适合生命存在的行星即一共有 10000 亿亿颗像地球这样的行星。那么，地球上每有一粒沙，宇宙中就有 100 颗像地球一样的行星。下一次你去海滩玩儿的时候，可以想象一下这个数字有多么庞大。你脚下的这一摊可能就是几十个星系接下来我们只能完全靠猜测了。我们假设，在形成 10 亿年后，有 1%像地球一样的行星上出现了生命(如果真是这样，地球上有多少粒沙，宇宙中
4、就有多少存 在着生命的行星)。我们再假设，在1%这样的行星上，生命发展到了像地球上的生命这样高级的形式。那就意味着，在我们可以观测到的宇宙范围内，存在着 1 亿 亿个智慧的文明。回到我们所在的银河系，并对银河系中恒星的数量采用同样最保守的估计(1000 亿颗)，估计有10 亿颗像地球一样的行星，有 10 万个智慧的文明。“地外智慧搜寻组织”(SETI)是一个专门接听其他智慧生命发出的信号的组织。如果银河系中真的存在 10 万个甚至更多的智慧文明，即使其中只有很小一部分发射过无线电波、激光或其他试图与其他文明联系的信号，SETI 的卫星列阵是不是应该接收到过这样的信号呢？但是没有。一个信号也没有
5、。从来都没有。他们都在哪儿呢？这是很奇怪的。我们的太阳是比较年轻的。有很多比太阳老得多的恒星，周围围绕着老得多的像地球一样的行星，这在理论上意味着，那里应该存在着比地球高级得多的文明。例如，让我们比较一下 45.4 亿岁的地球，和一颗假想的 80 亿岁的行星 X。如果行星 X 的发展道路和地球一样，我们看一看他们今天的文明应该发展到了什么程度。(以橙色的时间跨度为参考，来表示绿色的时间跨度有多么大。)一个文明的科技领先我们 1000 年，就足以使我们震惊，就像中世纪的人会对我们今天的世界感觉震惊一样。一个领先我们 100 万年的文明可能是我们完全无法想象的，就像大猩猩无法想象人类的文明一样。而
6、行星 X 的文明领先了我们 34 亿年?有一种叫做“卡尔达肖夫等级”的分类方法，根据智慧文明使用的能量，将他们分成了三个等级：第一等文明能够使用他们所在的行星上的所有能量。我们还不属于第一等文明，但是我们已经非常接近了(Carl Sagan 提出了一个公式，根据这个公式，我们处于 0.7 等的位置)。第二等文明能够利用他们所在的恒星上的所有能量。我们还停留在第一等级的大脑，很难想象怎么有人能做到这一点，但是我们尽了最大努力，想象出了一个类似戴森球的东西。第三等文明将另外两等远远甩在了后面，他们可以利用的能量相当于整个银河系的能量。如果这听起来有些难以置信，你可以回忆一下前面提到的行星 X，以及
7、再发展 34 亿年可能导致的文明差距。如果行星 X 上的某个文明和我们人类类似，并且一直发展到了第三等文明，他们当然有可能掌握了星际旅行技术，甚至可能在整个星系中建立殖民地。关于星系内的殖民是如何实现的，有一个假设是制造能够行驶到其他行星的机器，用 500 年左右的时间在新的行星上用原材料进行自我复制。要殖民整个星系大约需要 375 万年，对于以 10 亿年为单位来计算时间的宇宙来说，这不过是一眨眼的时间。(嗯，一眨眼的时间。)我们继续来猜测，如果有 1%的智慧生命能够存在得足够长，成为能够殖民整个星系的第三等文明，那么根据上面的计算，仅在银河系就有至少 1000 个第三等文明，他们的存在很可
8、能是非常引人注目的。但是我们没有看到任何信号，没有听到信号，也没有任何文明来探访我们。他们都在哪儿呢？欢迎来到费米悖论。我们不知道费米悖论的答案我们所能做的就是做一些“可能的解释”。如果你问十位不同的科学家，他们会给出十种不同的答案。人类曾经争论过地球是不 是圆的，太阳是不是绕着地球转，出现闪电是不是因为宙斯。这些似乎都很古老吧？在费米悖论这个问题上，我们的了解基本上就是这个程度。我们可以把对费米悖论的解释大致分为两类一类解释假设，之所以没有没有发现第二类和第三类文明的信号，是因为根本就不存在这样的文明；另一类解释假设，我们之所以没有看到或听到任何信号，是因为以下原因：解释群组 1：我们没有收
9、到更高等文明(第二类和第三类文明)的信号，是因为不存在更高等的文明。 持这种观点的人指出了非排他性的问题，对于任何“存在更高等的文明，但是由于某种原因，他们都没有与我们进行任何形式的联系”这类的说法，持本观点的 人是断然否定的。群组 1 的人看重数学计算。数学计算结果表明，应该有几千个甚至几百万个更高等的文明，那么他们中至少应该有一个例外，会与地球联系。即使 某个理论对 99.99%的更高等文明有效，还有 0.01%的更高等文明和他们不一样，我们应该能意识到他们的存在。因此，群组 1 认为，一定是不存在极度高级的文明。而且，因为数学计算表明，仅在银河系就有几千个更高等的文明，那么一定还有某种数
10、学计算没有考虑到的东西。这个东西被称为“大过滤器”。大过滤器理论认为，在从准生命形式向第三类智慧发展的过程中，存在着一些点，在这些点上有一些障碍是所有或者几乎所有的生命都无法穿越的。在如此漫长的计划过程中，有些阶段是生命很难甚至完全无法跨越的。这些阶段就是大过滤器。如果这个理论是正确的，一个很大的问题是，这个大过滤器会存在于什么阶段？当涉及到人类的命运时，这个问题就变得非常重要了。根据大过滤器存在的阶段不同，我们可能面对三种不同的现实：我们是很罕见的，我们是最早的智慧生命，或者大过滤器在我们前方。1. 我们是很罕见的(我们已经通过了大过滤器)我们希望大过滤器已经被我们甩在了后面我们设法通过了它
11、，这意味着能够达到人类这种智力水平的生命是非常少的。下面的图表显示，只有两个物种通过了大过滤器，而人类就是其中的一种。这解释了为什么不存在第三等文明，但是这也意味着，人类可能是目前极少数突破大过滤器的例外中的一个。这意味着我们还有希望。从表面上看，这有点像 500 年前的人觉得地球是宇宙的中心这意味着我们是特殊的。但是，有一种被科学家称为“观察选择”的效应，表明智慧生命都喜欢认为自己是独特的，不管 他们实际上真的很独特还是很普通。所以我们不得不承认，至少我们有可能是特殊的。如果我们真的很特殊，我们究竟是什么时候变得特殊的呢也就是说，我们通过了哪一个几乎挡住了其他所有物种的脚步的进化阶段呢？一种
12、可能性是：大过滤器可能存在于非常靠近开端的地方所以生命能够出现就是非常罕见的。之所以会存在这样的可能性，是因为从地球存在到出现生命，用了将近 10 亿年的时间，也是因为我们曾经在实验室里尝试复制生命出现的过程，但是从来没有成功过。如果生命的出现就是一个大过滤器，就意味着地球之外不仅没有智慧生命，可能根本没有任何形式的生命。另一种可能性是：大过滤器可能存在与从简单的原核细胞向复杂的真核细胞进化的阶段。原核细胞出现后，用了将近 20 亿年才进化为复杂的真核细胞。如果大过滤器存在与这个阶段，宇宙中就会充满简单的原核细胞，几乎没有更高级的生命。还有很多其他的可能性，甚至有些人认为，人类成为智人的最后一
13、个阶段才是大过滤器。有很多进化阶段不可能成为大过滤器。任何有可能成为大过滤器的进化 阶段都必须是一个几十亿中选一的过程，在这个过程中，必须出现一个或多个极其反常的事情才能成就一个例外因此，从单细胞生命向多细胞生命进化的过程就 不能算是一个大过滤器，因为仅仅在地球上，它就在完全孤立的事件中发生了 46 次之多。由于同样的原因，如果我们在火星上发现了真核细胞的化石，就说明前面 提到的从简单细胞向复杂细胞进化的过程也不会是一个大过滤器(在进化链上处于这一步之前的所有步骤也都不是)，因为如果在地球和火星上都发生了这样的进 化，它就几乎不可能是一个几十亿中选一的过程。如果我们确实是罕见的，那可能是因为某
14、个侥幸的生物事件，但也可能是因为所谓的“罕见地球假设”。这个假设认为，虽然可能存在很多像地球一样的行星，但是地球有某些特殊的条件是格外适合生命生存的。2. 我们是最早的智慧生命我们可能是自大爆炸发生以来，最早到达智慧生命阶段的生命。我们和其他许多物种可能都正在向超级智慧生命进化，人类偶然在适当的时机成为最早进入超级智慧文明的物种之一。有很多现象会使这种可能变成现实，其中一个例子就是伽马射线暴的大量存在，我们在遥远的星系中会观测到这种巨大的爆炸。地球形成后几亿年时间，小行星 风暴和火山爆发才平息，生命才可能出现。宇宙中可能存在大量像伽马射线暴这样的事件，将附近的一切都焚烧殆尽，任何生命都无法跨越
15、这个阶段。人类现在可能 正处在天体生物学的过渡阶段，这是第一次生命有一个比较长的、不受打扰的进化阶段。3. 大过滤器在我们前面如果我们并不是罕见的，也不是进化比较早的，那么大过滤器肯定在我们前面。这表明，生命会进化到我们这个阶段，但是有某种东西阻止了生命进一步进化，达到更高的智慧而且人类也不可能是例外。一种可能是，大过滤器是定期出现的重大自然事件，比如前面提到过的伽马射线暴，只不过这些现象现在还没有发生，地球上的所有生命都会被突如其来的伽马射线暴毁灭，这只不过是时间问题。还有一种可能是，所有的智慧文明在技术达到某种水平后，都会走向自我毁灭。所以牛津大学的哲学家 Nick Bostrom 说，“
16、没有消息就是好消息”。如果在火星上发现了最简单的生命，那是个非常了不起的好消息，因为它说明我们已经将很多个大过滤器甩在了后 面。而如果我们在火星上发现了化石化的复杂生命，Bostrom 说，“那将是到目前为止最坏的消息，”因为那意味着大过滤器几乎肯定在我们前方并最终 会毁灭我们。Bostrom 相信，在说到费米悖论的时候，“夜空的沉默就是金”。解释群组 2：存在第二等和第三等文明而且我们没有收到他们的信息是有合理理由的。群组 2 的解释不认为人类是罕见的或进化最早的，相反，他们相信中庸原则。他们认为，我们的星系、太阳系、行星或智力水平没有任何特殊之处，除非你能找 到证据证明不是这样。他们也不认为，没有智慧生物存在的证据，就说明他们不存在因为我们只在距离地球 100 光年的范围内搜寻信号(这仅仅是整个银河系 的 0.1%)，所以有很多原因会导致我们没有搜寻到地外智慧生命发出的信号。可能性 1)超级智慧生命已经造访过地球，但是那时候人类还不存在。智人只有 50000 年左右的历史，那只是很短的时间。而有记录的历史更短，只有 5500 年。某些靠狩猎和采集为生的古代部落可能见过外星人，但是他们没办法把这一切告诉后人。可能性 2)银河系已经被殖民了，但是地球处于比较偏僻的地方。这就好像美洲已经成了欧洲人的殖民地，但是生活在加拿大北部的因纽特小部落却不知道这一点。
