005/666 脑洞:外星人在哪里?关于"费米悖论"的猜想

1950年的一天赠获诺贝尔物理学奖的费米在与同事吃午饭的路上,与同事讨论当时流行的UFO报到,突然话题一转,费米突然的问:“他们在哪儿?”

一句简单的问话,就是著名的“费米悖论”,隐含之意是,以人类现有的化学工质飞船,以银河100000多光年的直径,人类用100万年就可以到达银河中所有的星球,那么外星文明只要比人类早进化100万年(100万年对于宇宙来说不过弹指一挥间),应该早就到达地球了,可为什么我们并未与之接触?

费米悖论讲述的是有关尺度和概率的论点和稀少的论据之间矛盾,是对地外文明存在性过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。宇宙巨大的尺度与年龄意味着高等地外文明应该存在,但是这个假设得不到充分的证据支持。

费来悖论的第一点:


即尺度问题;银河系大约有2500亿颗恒星,而在宇宙中可观测到的就有70泽(即7×10^22)颗,由法兰克.德雷克于1960年提出的“绿岸公式”推测可能与我们接触的银河系外星球高智文明的数量:

N=Ng×Fp×Ne×F1×Fc×L 

或  N=R×Fp×Ne×F1×Fi×Fc×L

意思为:银河系内可能与我们接触的银河系地外高智文明数量=银河系内恒星数目(Ng)×恒星有行星的概率(Ne)×每个行星系中类地行星数目(Fi)×有生命进化可居住的行星比例(Fi)×进化出智慧生命的比例(Fc)×技术文明持续时间占所居行星寿命中比例(L)

参数解读:

Ng——银河系中恒星数目

由天文望远镜,射电望远镜,哈勃,开普勒太空望远镜观测,银河系中估算有4000亿颗恒星,而宇宙中已经发现了数十亿个星系与银河系相当,宇宙中恒星的数量是无比巨大的,这为生命的存在提供了很大可能性。

Fp——恒星有行星的比例

一般来说恒星形成都伴随行星产生,但是天文观测得知银河系中超过50%都是双星或者多星系系统。对于双星系与多星系是否会形成行星,还有待研究,不排除多星系系统存在行星的可能。

由大量观测结果,一般认为Fp小于0.5

Ne——每个行星系中类地行星的数目

通过对于太阳系可居带的宽度估计,我们太阳系的CHZ(持续可居带)在0.4AU,基本等于靠近太阳的千颗行星的平均距离。因此太阳型恒星应有一颗行星处于CHZ中。

通过恒星光谱推算,银河系中太阳型有恒星占20%。

Ne保守取0.2

FL——有生命进化可居住恒星比例

对于生命的产生是随机事件还是必然事件的问题是无法确定的。

我认为通过对称破缺与物质循环,只要一个类地行星处于可居带中,存在大气与地壳运动而带动的物质循环,必然会产生生命。

见米勒实验,雷电、海洋与强还原性大气会合成氨基酸,这是生命之源。另外星际间有大量有机分子,可通过彗星带到行星上,构成行星最早的有机物,可以判断,位于可居带的类地行星进货出生命的机会很大,如果地球不是特异的话。

从更远的方面来看,生命并不一定需要水、氧气,他们可能以人类无法想象的形态存在,如果人类总把视野放在与自己相似的东西上,可能会错过许多奇妙的生命。

生命可能无所不在。

我对FL值态度乐观

Fi——演化智生物的概率

Fi是我们最无法定义的。究竟什么才算智能?

海豚算不算智能?人类算不算智能?

为什么地球46亿年的历史,上亿种生物。生生又灭灭,唯有人类进化出“智能”?

智能是偶然的吗?

对于过于高级的文明来说,我们人类算是智能吗?

那智能又是什么?智能又如何产生?是生有环境的必然选择,还是量子扰动的偶然事件?

我认为生命是行星演化必然的结果,智能是偶然的。如果一个星球上能源食物丰富并不会耗尽,那有进化出智能的必要吗?再说智能真是天大的优势吗?自诩智慧的人类却消灭不了微小细菌,后者几乎可以在任何在地方大量生存,这不是另一种优势吗?这不是更适宜生存吗?这有产生智能的必要吗?

Fc——高智生命能够进行通迅的概率

Fc值很难估算,卡尔萨在著作中乐观地估计Fi×Fi×Fc约为0.3%。

那么,N的大小就紧密取决于L了。

FL——文明持续时间占行星生命的周期比例

这是方程最大的变数,一个文明能持续多长?这取决于文明本身。

我们从无知晓具体规律,我们的研究对象太少,只有人类文明一个,却也未确定人类文明FL值,人类文明史在宇宙中是偶然还是典型?

人类文明是脆弱的,小行星撞击,超级火山爆发,能源极度缺乏,核战争,世界性大战,都有可能轻而歇举地毁灭人类文明。人类占地球历史的FL太小,不到万分之一,是否别的文明也是这样,刚开始就要自取灭亡了吗?

有人为了这个数值引入狂人率来大致表示FL,过于复杂,不作说明。

如果人类文明还未与外星文明接触就被自己灭亡,这是多么悲哀啊!对于宇宙来说,人类有存在过吗?


由德雷克公式估算:

N很大时为100万个;美国科幻作家阿西莫夫则认为,这样的文明有67万个,德雷克本人认为,应有10万个这样的文明。但不论取值再保守,地球文明的出现是宇宙演变的结果,由于自然法则在宇宙中的普遍性,导致地球文明诞生的因素也出现在广阔宇宙的某处。所以一定有存在地外文明。

但以人类所现有的飞船,用100万年就可以到达银河中所有的星球,在浩瀚的宇宙中,应有着许多类似地球的适合生命存在的星体,其中有此年龄远大于地球,因此,那些星球上面的生命进化,应早于地球,100万年不过是弹指一挥间,只有星球平均寿命的千万分之一。这么说来比人类先进100万年的文明很多,这么说他们早就到达地球了,可他们在哪儿?


费来悖论的第二点:


是对尺度论点的答复,考虑到高智生命克服资源稀缺与对外扩张的倾向性,任何高智文明都会去资源,开拓他们的行星系统,然后涉足临近的星系。因为在宇宙诞生137亿年后,我们没有找到任何高智生命存在的切实可靠证据,可以认为智慧生命是稀少的,或者说,我们对智慧生命的一般行为认识都是错误的。

如果银河系中有大量先进的地外文明,那为什么连飞船探测器都观测不到,另一个紧密相关的问题,大沉默——即使星际航行是难以实现的,如果文明普遍存在的话,为什么我们探测不到其它文明发射的电磁信号?

于是,问题变成了“为什么我们看不到高智生命的迹象?”

足够高等的文明应该能在可观测的宇宙较大范围内被看到,即使这种文明很稀少,尺度问题是讨论证明了其存在的可能性,或存在过一段时间的可能性。因此他们在相当长一段时间内能被观测到的,我们的视野范围应该能找到许多他们存在的迹象。然而,没有任何确切的地外文明观测证据。 


下面是我的猜想


可以分三大点:

一、外星文明是存在的,只要我们无法发现或不愿承认。

二、外星文明虽然存大,但由于各种原因,它们愿或无法与地球交流同。

三、宇宙中不存在其他文明,或现在不存在


一、外星文明是存在的,只要我们无法发现或不愿承认。

1. 文明的反向扩张

当过爱因斯坦助手的科学家弗里曼. 戴森于20世纪中叶提出了一个很有创意的理论假设——戴森球。技术上级其先进的文明并不是海难球救者,他们不会花费时间能量向太空发送信息,也无兴趣在宇宙中龟爬,花费几十万年的时间去探索宇宙。要能存活足够长的时间,那么该文明必须面对能源枯竭的厄运,这是文明进化过程中的一个重要的坎,不想枯死在黑暗中,文明若想迈过这道坎,必然要走相同的路:建造一个巨大的集光器——包围恒星的球形太阳能板,用一个壳体或云状物罩住整个恒星以收集尽可能多的能量。

试想一个生活在戴森球中的文明,他们是最一毛不拔的铁公鸡,他们不让球内的任何能量、物质逃出球外,这有助于充分利用能源。不溢出任何物质,辐射出尽可能少的能量,所以人类是无法把这个戴森球从宇宙微波被景中识别出来的,人类无法把先进文明从宇宙背景中识别出来。也就是说高级文明是无法被低级文明观测到的。

对于能源枯竭的问题,高级文明可以选择另一种方法解决——把自身缩小或降低能量物质依存度,在实现物质总量不改变的情况下,资源总量增加,这就是文明的反向扩张。文明可能把自己缩小到分子、原子,甚至量子层次。由于人类科学对形态肤浅的认识与对微观的难以察觉,我们无法设想观测到反向扩张后的文明。

2. 外星文明存在形式,人类无法理解

生命是什么,只是人类所定义的碳基生命吗?银河系中行星系种类很多,有许多与地球大不相同的的环境,看起来不适合生命产生。但这此都是从地球生物的进化历程上总结来的,不适用于其它星球。我们没有证据证明其他生命形式的不存在。类地行星、宜居带,都只是从狭义的碳基生命上来考虑,透着人类从未消磨过的狂妄自大。

试想一下一种地外文明,个体的本体是一种精密的石钟乳岩,水流流过巨量精细的室隙管道,量变引起质变,从而生产思绪,同时以简单的化学反应积累岩石,从而实现生长发育,亿年的寿年,从而进化成无比强大的智能,更甚者整个星球都是一个完整的生命个体。那这此石头算不算生命,也是智能吗?人类是绝不会发现这样的生命的,因为我们过于枉妄与狭隘。

可能地外生命以信息等各力场,能量波,引力波,种方式存在,那么文明就不再依靠物质,也不会被人类观测到,人类无法想象与理解,更别说发现了。

3. 目前调查手段不够

外星文明领先人类很多。据克拉克第三定律,任何非常进行的技术,初开都于魔法无异,暗示了,远先进于人类的外星文明可能拥有不被人类理解的调查手段。于人类看来便如神魔一样,或许神话传说中的异象都是外星文明造成,也许,一些基于纳米技术的信息采集装置正确遍布地球周围,却完全不被人类发现,技术上巨大的差距让我们如盲人一样看不到外星文明。

4. 集体上传

外星文明发展必然面临能源短缺,为了节约能源,或为了保证文明永不消亡,或为了躲避什么未知的不可抗力,选择建立越大的计算机矩阵,模拟出现实宇宙,然后集体上传意识,享受无限的时间与空间,在文明上传后,可能为了不让其它文明发现并打扰,会把自己的星球伪装成没有生命没有文明的芜荒之地。

5. 逃离本宇宙

某此超级文明科技发展到一定境界后,发现了宇宙的本质,发现了更深层次的规律,这让他们意识到宇宙发展对自己存在的威胁,或对宇宙一种不可抗力或对更高级文明的恐惧,他们选择逃离宇宙某一维度,升入其它维度空间或其它宇宙,所有洞察到这些的文明都选择了逃离,留下看似缺少生机的宇宙。

6. 人类探索宇宙,生命的时间还太短,还没能发现地外文明。

7. 人类已经发现外星文明,只不过为了避免恐慌,不敢不愿承认。

8. 文明之间存在时间与距离太远,不容易接触,地球或其它文明发现的交流信号不够大,淹没在宇宙微波背景辐射中。


二、外星文明虽然存在,但由于各种原因,它们不愿或无法与地球交流。

1. 黑暗森林假说,所有人反对所有人的战争

宇宙中诞生的文明,由于相互之间距离极其遥远,使得文明之间沟通非常困难,各星球上诞生的文明,其思绪方式,价值观,基本逻辑思维方式和基本生命构成有着巨大差距。由于文明之前距离上的遥远性,互相所构成的猜疑链,以及各自在技术水平发展的不均衡性,一旦被外星文明获自己的存大。就很可能给自身的存在,在这黑暗森林一样零道德的宇宙中,成熟的文明都是有“清理其它文明”和“隐藏自己”的本能,所以他们不会贸然存在,更不会广播自己。

暴露会招致毁灭。而正是这种强大,导致了文明之间的接触成为了不可能。这就是刘慈欣在小说中提出的“黑暗森林法则”,他在书中写到:“宇宙就是一座黑暗森林,每个文明都是带枪的猎人,像幽灵般潜行于林间,轻轻拨开挡路的树枝,竭力不让脚步发出一点儿声音,连呼吸都必须小心翼翼:他必须小心,因为林中到处都有与他一样潜行的猎人,如果他发现了别的生命,能做的只有一件事:开枪消灭之。在这片森林中,他人就是地狱,就是永恒的威胁,任何暴露自己存在的生命都将很快被消灭,这就是宇宙文明的图景,这就是对费米悖论的解释——被发现,即被毁灭! ”这是一种非常宏观的进化论解释:尝试与其他文明接触的行为会导致本文明的灭亡。换而言之,存活的文明就是不与其他文明接触的文明。

2. 动物园假说

宇宙中的文明早就发现了地球文明的存在,地球文明可能存在异性,有着这些文明不具备的特点。

于是外星文明封锁了地球与周围空间,地球成了文明们用来观察研究的动物园,或者隔离危险的隔离区,他们们不来干涉,也不允许别人干涉,他们为了观察人类的自然行为,或为了隔离开危险的异族,故意不与我们接触并且阻断我们与外界文明的接触,就像在实验室为了做实验而排除外界干扰,人类被困在动物园的笼子里,或实验室的小黑屋中,无法与外界接触。

假设一种外星文明发现了地球与人类文明,他们充满好奇的去调查人类,却发现这是一个恐怖野蛮疯狂的种族,同族残杀,具有强烈自毁倾向,他们感到恐惧,却又真心希望其向好处发展,于是建立危险种族隔离区,待其自主发展。一有异端,立马毁灭。

3. 人类文明过于低级,不够资格与地外文明接触。

一般文明会经历技术奇异点,之后文明可能拿握了无比强大的科技,不用探测就能计算出宇宙各处的情况,不必要发射探测器,因为与地球文明技术差异太大,接触变得不必要或没有意义,也无法产生交流。

试想,你会与蚂蚁交流吗?你会把蚁群当作一个文明吗?你会注意昆虫叫声认为那是想与你交流的信号吗?不会,答案是肯定的,而作为蚁群的它们,也不会认为地面上的巨大山峰是文明的产物。就像我们宇宙的各种决定性质的参数精确地诡异,那个是另一个文明所设定的产物呢?

4. 人类对地外存在过于乐观

实际存在量较小,平均距离很大,星际航行很难穿越,连射电信号也淹没在宇宙背景中,变得微不可闻。文明是宇宙中一个个的孤岛,四面只有茫茫宇宙空间。

5. 文明因不可抗力周期毁灭,所有现有文明处于同一技术水平。


三、宇宙中不存在其他文明,或现在不存在。

1. 周期性末日武器

人类之所以未能发现任何地外文明的踪迹,是因为还存在一种还不为人类知晓的危险,迫使所有比人类智慧的地外文明保持沉默,这种危险变像一个类似于宇宙主宰的超级意识或神级文明,消灭所有发现的文明,或是一种以消灭宇宙中所有有机体为唯一使命的超智末日武器,它们遍布宇宙嶉有收到有文明的射电信号,就去攻击甚至消灭这些文明,所有对外发身信号的文明被毁灭,而幸存下来地外文明,则因害怕引起它们的注意而不感对外发射信号,选择了自闭,所以人类至今无法探测到地外文明的实际证据。

2. 文明有周期自毁倾向

在发展出无线电或太空飞行技术之前或之后很短时间内,技术文明可能有自我毁灭倾向,可能的灭绝方式有核战争,生物武器,意外的病毒染,纳米技术灾难,不理智的物理实验,失控的人工智能,环境恶化后的马尔萨斯灾难等。

技术文明要么会在长时间的发展星际通迅的过程中自我毁灭,要么掌握自己的命运,自我封闭,存活上亿年。自我毁灭可用热力学的观点来考察,目前生命是一个有序体系,可以维持自身且对抗熵增的趋势,而外部传输,或星际通迅会使系统变得不稳定。

文明可能至今为止都有不可逾越的周期,这周期占宇宙存在时间的比例太小,如时间线上一个个不连续的点,永远无法触到对方。

3. 只有地球上存在文明(稀有地球说)

认为地外文明不存在的人声称生命是很稀有的,或地球是特殊的,主张地球不是一颗典型的星球,而是特别甚至是独一无二的,这个现点掺杂了太多哲学与宗教背景。

智能文明的出现可能是进化的意外情况所致,人类智能可能是逃离性选择的结果,走上了意料之外的进化方向,而进化是一个前进目的,只能自然产生,进化出智能是十分罕见的。

稀在地球假说推崇地球生命和其形式过程,是人择原理的变体,它强调宇宙似乎特别适合人类文明,或宇宙是为了人类文明存在的,这种哲学与哥白尼原则相斥,后者认为宇宙中没有任何地方更优越。不断有证据说明人类不仅仅是地球上唯一拥有智能,语言,工具使用和制作能力的物种,大大的打击此论点。

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