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概率分析,地球是銀河系或全宇宙中唯一的智慧文明的概率有多大?

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我基本上認(rèn)同地球是宇宙唯一智慧文明概率為零的意見,但還有說法。

其實(shí)現(xiàn)在要確定地球是全銀河系唯一文明或者不唯一文明的結(jié)論還為時(shí)過早,是全宇宙唯一文明或不唯一文明的結(jié)論就更毫無根據(jù)。這是因?yàn)槿祟惉F(xiàn)在的觀測還很“近視”,只看到附近一點(diǎn)點(diǎn)區(qū)域。

別看現(xiàn)在最大最優(yōu)良的望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)看到了130多億光年的星系,但那只是個(gè)模糊的影子。有朋友會說,既然是個(gè)影子,怎么有那么多數(shù)據(jù)呢?質(zhì)量、大小、元素都說得一套一套的?

這就是科學(xué)家們通過幾百年努力得來的理論和技術(shù)支撐了。通過各種量天尺,如超新星標(biāo)準(zhǔn)燭光、光譜紅移量可以得到天體的距離;通過引力效應(yīng),可以測算出天體的質(zhì)量大。煌ㄟ^光譜分析,可以得到天體所包含的元素比例。

但是,這些數(shù)據(jù)是大概的,有無生命和文明根本看不到。

現(xiàn)在所有的光年外遠(yuǎn)距離觀測都還是模糊不清的,只看到光點(diǎn),根本無法看清細(xì)節(jié)。

不要說看到130億光年距離的文明,就是現(xiàn)在能夠觀測到周邊100光年的恒星,看到的都還只是一個(gè)亮點(diǎn),甚至連恒星的圓面也看不到。據(jù)說迄今只有參宿四能夠看到圓面,那是因?yàn)樗螅嚯x又不遠(yuǎn)的緣故。

對于迄今為止發(fā)現(xiàn)的4000多顆太陽系外行星,基本都是靠凌星法測出來的,真正通過望遠(yuǎn)鏡觀察到的行星沒幾顆。所謂凌星法就是行星的公轉(zhuǎn)軌道面正好在人類視線與恒星的中間,當(dāng)行星轉(zhuǎn)到人類視線與恒星中間時(shí),會部分遮住恒星光芒,恒星的光度會發(fā)生變化,人們就是靠這點(diǎn)微弱的光變來“猜”這顆行星的存在。

除此之外還有視向速度法和微引力透鏡法等,基本都是靠“猜”出來的,再通過一些引力攝動(dòng)測算,得出這個(gè)行星與恒星的距離關(guān)系、質(zhì)量大小等。

即便那些被直接觀測到的行星,也幾乎就是一兩個(gè)像素大小,根本無法知道上面有什么。所以,在這樣一種背景下,人類有能力妄下定論認(rèn)為地球是宇宙唯一文明嗎?

宇宙星系達(dá)10萬億之多,人類的目光還只在自己家門口。

銀河系就有4000億顆恒星,而現(xiàn)在通過深場觀測,即便一小片天區(qū),在遙遠(yuǎn)的宇宙深處,都有秘密麻麻的星系。

最令人震撼的就是哈勃極深場照片,這張簡稱為“XDF”的照片是哈勃望遠(yuǎn)鏡選取經(jīng)歷十年研究的一塊干擾因素最小的深空區(qū)域,取景范圍只有滿月角直徑的十分之一,也就是約1%滿月面積,盯著那里看了三年,曝光總時(shí)間達(dá)到113天,得到了迄今為止一張最深邃宇宙深處的照片。(見上下圖)

這張照片上可以分辨出至少3000多個(gè)星系,距離我們最遠(yuǎn)的達(dá)到130多億光年,是宇宙大爆炸后4億多年誕生的星系。科學(xué)家估計(jì),僅這片小小天區(qū),有10000個(gè)星系以上。而這片天區(qū)只是位于赤經(jīng)3h 32m 40.0s,赤緯-27°47' 29"(J2000)天爐座的一小片天區(qū),面積只是全天的12700000分之一。

而宇宙星系是各向同性的,在任何方位的宇宙深處,都有同樣多的星系。這樣宇宙星系就至少有數(shù)千億個(gè),這還僅僅是人類已經(jīng)看到的星系數(shù)量測算,實(shí)際上人類目前的觀測手段,很可能還有許多星系并沒有看到,因此一些科學(xué)家估計(jì),宇宙星系數(shù)量有萬億乃至10萬億之多。

人類現(xiàn)在連自己的星系,甚至連太陽系有沒有生命都還沒弄清楚,怎么可能能夠斷定宇宙中有沒有其他文明存在呢?

宇宙文明可能很多,但要遇到的機(jī)會太難了。

上世紀(jì)60年代,美國天文學(xué)家法蘭克·德雷克,提出了一個(gè)用來推測“可能與我們接觸的銀河系智慧文明數(shù)量”公式,人們把它叫做德雷克方程。這個(gè)方程的表達(dá)式有兩種,即公式1為:N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL,公式2為:N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L。

這個(gè)公式的每一個(gè)符號都代表一個(gè)概率,比如N 代表銀河系內(nèi)可能與我們通訊的文明數(shù)量,Ng為銀河系內(nèi)恒星數(shù)目,fp為恒星有行星的比例等,這里就不詳細(xì)介紹了,有興趣的朋友可在網(wǎng)上搜看資料。

根據(jù)這個(gè)公式,人們并不能精確確定銀河系文明的數(shù)量,因?yàn)槠渲械娜我庖粋(gè)代碼都有很多的概率,因此出現(xiàn)了各種估計(jì)。根據(jù)這個(gè)方程,美國天文學(xué)家、科普作家卡爾薩根估計(jì),銀河系存在地外智慧的星球數(shù)量約為100萬顆;美國科幻作家阿西莫夫則認(rèn)為,這樣的星球應(yīng)有67萬顆;而法蘭克 德雷克本人較為保守的估計(jì)為10萬顆。

但也有人認(rèn)為,一個(gè)星系一般只會存在1個(gè)文明。

即便最不樂觀的估計(jì),一個(gè)星系一個(gè)文明,宇宙中也存在著幾千億乃至數(shù)萬億個(gè)文明,這是一個(gè)多么龐大的文明數(shù)量啊,可這些文明在哪兒呢?這就是所謂“費(fèi)米悖論”。這個(gè)悖論過去也多次說過,這里就不再贅述。

宇宙法則限制了文明的發(fā)展和交流?

廣袤無垠的宇宙既然有眾多的文明存在,為什么人類迄今沒有發(fā)現(xiàn)地外文明一根毛呢?我認(rèn)為是宇宙法則限制了文明的相互發(fā)現(xiàn)和交流。

首先,文明太稀少了。

即便是按照樂觀估計(jì),銀河系有100萬個(gè)文明,也僅為4000億顆恒星總量的40萬分之一,也就是40萬顆恒星中有可能有一個(gè)文明。而人類現(xiàn)在還在自己的太陽系里面爬行,太陽系外最近的恒星也距離4.22光年,憑人類目前能力,怎么可能在自己周邊40萬顆恒星中尋找到文明呢?

要知道銀河系恒星平均密度約340立方光年1顆恒星,在這么廣袤的空域?qū)ふ椅拿鞅却蠛漆橂y多了。我們太陽即便與最近的恒星比鄰星,按比例大小也只像是相隔千余公里的兩顆硬幣,要互相撞到一起或者找到都很難了,何況是40萬顆恒星中只有1個(gè)文明?按銀河系平均密度,40萬顆恒星所占天區(qū),最遠(yuǎn)的都相隔500多光年了,兩個(gè)文明就像相隔上萬公里的兩粒塵埃了,要“看到”和“碰到”有多難?

何況如果是一個(gè)星系只有一個(gè)文明,人類有生之年(毀滅之前)有這個(gè)能力能夠走出銀河系嗎?

其次,文明形式可能多種多樣,很難溝通。

宇宙不同星球環(huán)境千差萬別,有冷的有熱的,有有水的有沒有水的,有有氧氣的有沒有氧氣的,有大的有小的等等,很多人一直以來都認(rèn)為生命形式就只有地球這種環(huán)境才能產(chǎn)生,但科學(xué)界并不這么認(rèn)為,比如土衛(wèi)六是一個(gè)表面零下179.16℃的星球,而且大氣主要由氮組成,沒有氧或氧極微量,但科學(xué)家們高度懷疑上面有生命存在,而且是一種與地球完全不同的烷基生命。

因此宇宙中的文明很可能多種形式,有些完全出乎人類想象,其感知感覺交流通訊方式也完全與人類文明不一樣,這種文明要發(fā)現(xiàn)它或與它們交流就要更困難了。

再次,文明生存發(fā)展很難發(fā)展到高度階段。

宇宙對于文明的生存發(fā)展來說,太殘酷了,如地球就有諸多災(zāi)難威脅著人類文明的存續(xù),比如小行星撞擊、太陽能量爆發(fā)、地質(zhì)重大改變、極端氣候等等,隨時(shí)都可能摧毀地球文明和生態(tài)。

宇宙文明升級到高層次需要一個(gè)相當(dāng)長的穩(wěn)定時(shí)期,但宇宙很難給文明這個(gè)機(jī)會,比如超新星爆發(fā)、黑洞中子星相撞等極端事件頻發(fā),隔三差五就有一回,這些都是像人類這樣低等級文明無法應(yīng)對的。

尤其是伽馬射線暴,可以消滅數(shù)光年內(nèi)的一切生命和文明。因此有科學(xué)家認(rèn)為,在宇宙整個(gè)演化過程中,90%以上的文明都被伽馬射線暴清理了,這很可能是文明很難發(fā)展到高級狀態(tài)的原因。

而低等級文明是沒有能力走出自己的星系,甚至沒有能力發(fā)現(xiàn)哪怕最近相鄰恒星的文明的,何況宇宙文明本來就十分稀少。

這些綜合因素,就是人類迄今為止沒有發(fā)現(xiàn)有地外文明的原因。

而且很可能人類永遠(yuǎn)也發(fā)現(xiàn)不了地外文明,而其他的地外文明也永遠(yuǎn)找不到人類文明,更無法來到地球。但這并不說明宇宙中沒有文明存在,這就是宇宙中不存在地外文明的概率為零的理由。

但既然人類無法發(fā)現(xiàn)地外文明,也就不能證明地外文明的存在,因此從某種意義上來說,在沒有證明地外文明存在之前,也不妨認(rèn)為,地球就是宇宙中唯一文明,只不過需加上一個(gè)限制詞:迄今為止。

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