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人類為何沒發(fā)現(xiàn)外星人,難道沒有任何文明發(fā)展到星際殖民階段?

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說到“尋找外星人”,不得不提及費米悖論。



很多人對費米悖論的理解存在一個根本性誤區(qū),認為只有達到“宇宙殖民”級別的文明,才有可能被人類發(fā)現(xiàn)。

但事實上,費米悖論在1950年由物理學(xué)家恩里科·費米提出時,核心語境并非“殖民文明”,而是“為什么我們看不到任何外星智慧生命的痕跡”。

當(dāng)時的科學(xué)家們經(jīng)常討論的,是與20世紀(jì)人類文明水平相近的“無線電廣播文明”——也就是能夠主動發(fā)射、接收無線電信號,具備初步航天探索能力,但尚未實現(xiàn)星際航行的文明。

這是因為在那個時代,無線電技術(shù)是人類最先進的遠距離通信手段,科學(xué)家們自然會假設(shè),其他智慧文明也可能會使用類似的方式進行星際交流。

但后來的科學(xué)計算徹底打破了這一幻想。



人類日常產(chǎn)生的無線電訊號,比如電視廣播、手機通信、雷達信號等,其傳播衰減速度極快,且能量密度極低。以距離地球最近的比鄰星b(距離約4.2光年)為例,這些日常無線電訊號要想被比鄰星b上的文明接收,對方需要建造直徑高達數(shù)萬千米的巨型天線——這個尺寸遠超地球的直徑(約1.27萬千米),即便對于掌握了先進航天技術(shù)的文明來說,也是一項極其龐大且不切實際的工程。

更重要的是,人類的無線電訊號在傳播過程中,會被星際塵埃、宇宙輻射等干擾,信號強度會快速衰減,到達比鄰星時早已變得微弱不堪,根本無法作為發(fā)現(xiàn)地外文明的有效手段。

這背后的核心問題的是:在當(dāng)前階段,我們根本沒有找到一種有效的方法,去發(fā)現(xiàn)宇宙中可能存在的外星文明。

人類現(xiàn)有的觀測能力和星際航行能力,相對于銀河系乃至宇宙的龐大尺度來說,實在是太過微弱,就像大海中的一滴水,試圖窺探整個海洋的全貌。

銀河系的直徑約為20萬光年,包含至少3000億顆恒星,而人類目前能夠進行詳細觀測的,僅僅是距離地球幾十光年范圍內(nèi)的極少數(shù)恒星系統(tǒng)。



在這種情況下,談?wù)摗八麄兌荚谀摹保腿缤粠吞O(jiān)在討論將來第200代孫子姓什么——前提本身就不成立,討論再多也毫無意義。

要理解人類觀測能力的局限,最簡單的方式就是看看我們對太陽系內(nèi)天體和地外行星的成像效果。我們總以為人類已經(jīng)“征服”了太陽系,能夠清晰地觀測到太陽系內(nèi)的每一個天體,但事實并非如此,即便是太陽系內(nèi)的大型天體,我們的觀測效果也遠遠達不到“清晰”的程度。

先看太陽系內(nèi)的情況:

2018年11月10日,科學(xué)家通過大口徑天文望遠鏡發(fā)現(xiàn)了天體2018 VG18,它運行在海王星軌道之外,屬于柯伊伯帶天體。



從公布的圖像來看,這顆天體只是一個模糊的白色光點,看起來就像是顯微鏡下的細菌,毫無細節(jié)可言。但實際上,2018 VG18的直徑高達500~600千米,比地球上大多數(shù)城市的面積還要大得多——比如北京市的面積約1.6萬平方千米,而2018 VG18的表面積超過78.5萬平方千米,相當(dāng)于49個北京市的大小。就是這樣一顆體型龐大的“大石頭”,用人類目前最先進的地面大口徑天文望遠鏡觀測,也只能得到如此模糊的影像,可見我們觀測能力的局限。

再看新視野號探測器的觀測成果。



2017年12月,美國國家航空航天局(NASA)的新視野號探測器,在飛掠太陽系邊緣時,拍攝到了“2012 HZ84”與“2012 HE85”兩顆天體的照片,打破了有史以來人類最遠探測照片的紀(jì)錄。這兩顆天體同樣位于柯伊伯帶,直徑均在數(shù)百千米左右,但從照片上看,它們也只是模糊的光點,無法分辨任何表面細節(jié)。

亡神星是另一顆典型的柯伊伯帶天體,它的直徑約為950千米,到太陽的平均距離約59億千米——這個距離是地球到太陽距離的40倍左右。



即便是哈勃太空望遠鏡拍攝的亡神星照片,也只能看到一個模糊的圓形光點,無法看清其表面的地形、地貌,更無法判斷其是否存在任何生命活動的痕跡。

創(chuàng)神星的情況也類似。它的直徑約1060~1110千米,到太陽的平均距離為65.4億千米,比亡神星還要遙遠。



哈勃太空望遠鏡拍攝的創(chuàng)神星照片,同樣是模糊的光點,只能通過光譜分析推測其表面可能存在冰和巖石,但無法獲得更詳細的信息。

太陽系內(nèi)的天體觀測尚且如此,太陽系外的行星觀測就更加困難了。由于系外行星距離地球極其遙遠,且自身不發(fā)光,只能反射宿主恒星的光線,因此觀測難度極大,我們目前所能拍攝到的系外行星影像,幾乎都是模糊的光斑,甚至無法確定其具體的形態(tài)。



比如左下的紅色模糊發(fā)光體,是行星2M1207 b,它是人類最早發(fā)現(xiàn)的系外行星之一,估計質(zhì)量有3~10倍木星質(zhì)量,屬于氣態(tài)巨行星。但從觀測圖像來看,它只是一個微弱的紅色光點,無法分辨其大氣結(jié)構(gòu)、是否有衛(wèi)星等關(guān)鍵信息。

這張圖片來自天文學(xué)家的長期觀測,他們使用了大型地面望遠鏡,經(jīng)過長時間的曝光才捕捉到這一影像。

哈勃望遠鏡拍攝的北落師門b,更是一個典型的“烏龍事件”。



最初,科學(xué)家們認為這是一顆圍繞北落師門恒星運行的系外行星,但后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn),它其實只是一團星際塵埃,由于反射恒星的光線,才被誤認為是行星。這一案例充分說明,我們的觀測能力甚至無法準(zhǔn)確區(qū)分目標(biāo)到底是行星、塵埃,還是其他天體,更談不上發(fā)現(xiàn)其中可能存在的文明活動痕跡。

即便是目前人類拍攝到的最清晰的系外行星影像,比如歐洲南方天文臺超大望遠鏡拍攝的系外行星PDS 70b,也只是一個模糊的橙色光斑。



PDS 70b是一顆年輕的氣態(tài)巨行星,距離地球約370光年,質(zhì)量約為木星的5倍,雖然我們能夠通過影像判斷它的大致位置和運動軌跡,但無法看清其表面的任何細節(jié)。

恒星HD181327的星盤,行星會在那里誕生



系外行星HIP 65426b,十字與圓圈是遮光板擋住的恒星的位置



恒星HR8799與行星HR8799e



除此之外,恒星HD181327的星盤影像、系外行星HIP 65426b的影像、恒星HR8799與其四顆行星的影像,也都是類似的模糊光斑。

還是恒星HR8799,四個行星



其中,HIP 65426b的影像中,十字與圓圈是遮光板擋住的恒星位置,目的是為了避免恒星的強光掩蓋行星的微弱光線——即便如此,我們也只能看到行星的大致輪廓,無法獲得更多有用的信息。

在這種“萌萌噠”的觀測能力之下, 如果有能讓我們看到的疑似文明活動現(xiàn)象與疑似生命現(xiàn)象,其規(guī)模必須大得太過出離憤怒,大到足以突破我們觀測能力的局限,以至于我們根本無法下任何明確的結(jié)論。

比如,只有當(dāng)外星文明建造了足以影響整個恒星系、甚至整個星系的巨型結(jié)構(gòu)時,我們才有可能通過觀測其對周圍天體、光線的影響,察覺到它們的存在。

而在近未來,我們最現(xiàn)實的觀測目標(biāo),也只是在100光年內(nèi)的系外行星上探測大氣污染——這需要等待詹姆斯韋伯太空望遠鏡的進一步觀測成果,即便如此,也只能判斷行星大氣中是否存在異常的化學(xué)物質(zhì),無法直接證明生命或文明的存在。

以下是目前人類能夠觀測到的、可能與文明活動相關(guān)的巨大規(guī)?,F(xiàn)象的例子,這些現(xiàn)象的規(guī)模之大,遠超自然天體的常規(guī)形態(tài),但其成因至今尚未完全明確,也無法排除是文明產(chǎn)物的可能。

第一個例子是星際塵埃雙螺旋結(jié)構(gòu)。

在對等離子體中的塵埃進行的模擬實驗中,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),塵埃顆粒會在等離子體的作用下,自動排列成雙螺旋結(jié)構(gòu)。



這種雙螺旋結(jié)構(gòu)具有非常特殊的性質(zhì):它可以吸引其他塵埃顆粒而“生長”,就像生命的生長過程一樣;還可以自我復(fù)制成兩個相同的螺旋,具備一定的“繁殖”能力;更重要的是,螺旋結(jié)構(gòu)的半徑會隨著不同分段而變化,這說明它具有信息編碼能力——這比晶體和熱帶風(fēng)暴的有序性前進了一大步,晶體的有序性是固定不變的,熱帶風(fēng)暴的有序性則是暫時的、無規(guī)律的,而這種雙螺旋塵埃結(jié)構(gòu)的有序性,具備了信息傳遞和復(fù)制的可能,更接近生命的特征。

2006年3月15日,加州大學(xué)洛杉磯分校的天文學(xué)家通過斯皮策太空望遠鏡,在距離銀河系中心黑洞300光年處,發(fā)現(xiàn)了一片巨大的雙螺旋結(jié)構(gòu)星云,其長軸長達80光年——這個長度相當(dāng)于757萬億千米,是地球到太陽距離的5000萬倍。



我們知道,銀河系中心黑洞周圍存在著強大的電磁場,其中99%的物質(zhì)都處于等離子態(tài),而科學(xué)家通過實驗已經(jīng)證明,等離子體中的塵??梢孕纬删邆湫畔⒕幋a能力的雙螺旋結(jié)構(gòu)。

因此,有科學(xué)家推測,在這片雙螺旋星云所在的區(qū)域,有可能存在小林泰三在科幻作品中喜歡描寫的等離子生物——這種生物以等離子體為載體,不需要固體的軀體,能夠在高溫、高壓的極端環(huán)境中生存,其文明活動可能會影響周圍的塵埃分布,形成我們觀測到的雙螺旋結(jié)構(gòu)。當(dāng)然,這只是一種推測,目前還沒有任何直接證據(jù)能夠證明這一點。

第二個例子是方形星云。

MWC 922是一個距離地球約5000光年的星云,它最特殊的地方在于,其結(jié)構(gòu)包含銳利的直角,呈現(xiàn)出完美的方形形態(tài)。

在宇宙中,自然形成的天體和星云,大多呈現(xiàn)出圓形、橢圓形或不規(guī)則的形態(tài),像MWC 922這樣具有明確直角的方形星云,在已知的星云中極為罕見。

你覺得它的形狀自然么?





很多科學(xué)家認為,這種特殊的方形結(jié)構(gòu),有可能是外星文明活動的產(chǎn)物——比如,外星文明可能在這片區(qū)域建造了巨型的能量收集裝置,或者進行了某種大規(guī)模的天體改造工程,從而形成了這種非自然的方形結(jié)構(gòu)。

當(dāng)然,也有科學(xué)家提出了自然形成的假說,認為這種方形結(jié)構(gòu)可能是恒星噴發(fā)物質(zhì)與周圍星際介質(zhì)相互作用的結(jié)果,但目前還沒有足夠的證據(jù)來驗證這一假說??茖W(xué)家在觀測報告中明確表示,MWC 922的形態(tài)“超出了常規(guī)自然星云的形成規(guī)律”。

第三個例子是各種疑似超構(gòu)造物的天體和星系。

提到外星文明的超構(gòu)造物,最著名的就是戴森云——這是物理學(xué)家弗里曼·戴森在1960年提出的一種假說,他認為,當(dāng)文明發(fā)展到一定程度,會需要大量的能量,而最有效的能量來源就是恒星。

因此,文明會建造大量的太陽能收集裝置,圍繞恒星排列成一個巨大的結(jié)構(gòu),將恒星的能量盡可能地收集起來,這種結(jié)構(gòu)就被稱為戴森云。

戴森云的一個重要特征是,它會吸收恒星的可見光,然后以紅外線的形式釋放能量,因此,從遠處觀測,擁有戴森云的恒星系統(tǒng),會呈現(xiàn)出“可見光暗淡、紅外線異常明亮”的特征。



而我們已經(jīng)在M33星系(也稱為三角座星系,距離地球約295萬光年)中,發(fā)現(xiàn)了一個符合這一特征的不明天體。

這個天體在近紅外和可見光波段非常暗淡,但在中紅外波段,卻是整個M33星系中第二亮的天體,更是M33星系中第一亮的恒星級天體。



這個天體的光譜特征,與戴森云的預(yù)測特征高度吻合,但目前我們還無法確定它到底是戴森云,還是某種特殊的自然天體——比如,一顆處于演化末期的恒星,或者一個被塵埃包裹的巨型行星。

除了戴森云,卡爾達肖夫文明等級指數(shù)Ⅲ型文明的居住星系,也可能呈現(xiàn)出特殊的形態(tài)。



卡爾達肖夫文明等級是蘇聯(lián)天文學(xué)家尼古拉·卡爾達肖夫在1964年提出的一種文明分類方法,根據(jù)文明能夠利用的能量規(guī)模,將文明分為三個等級:Ⅰ型文明能夠利用所在行星的全部能量,Ⅱ型文明能夠利用所在恒星系統(tǒng)的全部能量(比如建造戴森云),Ⅲ型文明能夠利用所在星系的全部能量。

按照這一分類,Ⅲ型文明的技術(shù)水平已經(jīng)達到了能夠操控整個星系的程度,它們的居住星系,很可能會呈現(xiàn)出與自然星系截然不同的形態(tài)。傳統(tǒng)上,橢圓星系被認為是恒星形成過程已基本結(jié)束的星系,主要由衰老中的恒星組成,偶爾有少量的恒星形成,因此通常呈現(xiàn)出黃色或紅色;而螺旋星系則在旋臂上有大量高熱的年輕恒星,因此呈現(xiàn)出淡藍色。但實際上,紅色的螺旋星系與藍色的橢圓星系都是實際存在的,這其中就可能有Ⅲ型文明活動的痕跡。



我們已經(jīng)知道,至少有8個幾乎不發(fā)射紫外線的紅色螺旋星系,其中5個還具有很強的中紅外發(fā)射——這與常規(guī)的淡藍色螺旋星系完全不同。

常規(guī)的螺旋星系之所以呈現(xiàn)淡藍色,是因為其旋臂上的年輕恒星會發(fā)射大量的紫外線;而這些紅色螺旋星系幾乎不發(fā)射紫外線,說明它們的年輕恒星數(shù)量極少,甚至幾乎沒有新的恒星形成。

但它們卻具有很強的中紅外發(fā)射,這意味著它們正在釋放大量的熱量,這種熱量來源很可能不是恒星,而是文明活動——比如,Ⅲ型文明正在將整個星系的藍色恒星(年輕、高溫、釋放大量紫外線)拆解為紅矮星(年老、低溫、釋放少量紫外線,主要釋放紅外線),這是一項需要操控整個星系能量的超級工程,只有Ⅲ型文明才能完成。

在“壓倒性異?!狈矫?,Messier 105(NGC 3379)也是一個典型的例子。



這是一個橢圓星系,但與傳統(tǒng)的橢圓星系不同,它充滿了新生恒星——按照自然演化規(guī)律,橢圓星系的恒星形成過程已經(jīng)基本結(jié)束,不應(yīng)該有如此多的新生恒星。因此,有科學(xué)家推測,這可能是Ⅲ型文明在該星系中進行恒星改造工程的結(jié)果,他們通過某種技術(shù)手段,促進了恒星的形成,從而讓這個橢圓星系呈現(xiàn)出了異常的形態(tài)。



還有PGC 54559,這是一個距離地球約6.12億光年的星系,它具有極其特異的形態(tài),直徑約10萬~12萬光年,與常規(guī)的橢圓星系、螺旋星系都截然不同。這種特異形態(tài)的星系,在我們觀測到的河外星系中占比不到千分之一,其成因至今尚未確認。

雖然有科學(xué)家提出了自然形成的假說,但沒有人能斬釘截鐵地證明,它們不可能是文明的產(chǎn)物——畢竟,對于Ⅲ型文明來說,改造整個星系的形態(tài),并非不可能的事情。

看到這里,你應(yīng)該能明白一個關(guān)鍵問題了:就算外星文明擁有神或惡魔般的力量,能夠?qū)⑿窍诞?dāng)橡皮泥一樣隨意揉捏,就算他們的載具或軀體比太陽系還要大,在宇宙這樣巨大的距離上,依靠我們這“渣渣”觀測力,也根本看不到他們本身,只能看到他們留下的巨型產(chǎn)物。而即便是上面那些非常特異的星系和天體,我們也無法準(zhǔn)確區(qū)分,它們到底是自然形成的,還是外星文明活動的產(chǎn)物——因為我們的觀測能力,還不足以捕捉到足夠的細節(jié),來驗證這些假說。

那要怎么才能確定某個天體或現(xiàn)象是文明的產(chǎn)物呢?難道真的要人家專門捏一個等邊三角形給我們看嗎?

其實,這也并非不可能。



科學(xué)家們在宇宙微波背景輻射中,就發(fā)現(xiàn)了巨大的同心等邊三角形——宇宙微波背景輻射是宇宙大爆炸后殘留的熱輻射,是宇宙中最古老的光,它的分布應(yīng)該是相對均勻的,但這些同心等邊三角形的存在,打破了這種均勻性。

目前,沒有人知道這些同心等邊三角形的成因,只能確定,它們不是“宇宙多次炸開又坍縮留下的痕跡”,而這種高度規(guī)則的幾何結(jié)構(gòu),恰恰是文明活動的典型特征——自然過程很難形成如此完美的等邊三角形結(jié)構(gòu)。當(dāng)然,這也只是一種推測,目前還沒有足夠的證據(jù),證明這些同心等邊三角形就是外星文明的“信號”。

如果我們暫時拋開觀測力的局限,換一個角度來問:人類為什么還沒有被外星文明接觸?這個問題,其實也有很多個層面的理由,每一個理由都能在一定程度上解釋費米悖論。

第一個理由,是人擇原理。



人擇原理的核心思想是:我們之所以能夠觀測到某個現(xiàn)象,是因為這個現(xiàn)象的存在,是我們能夠存在并進行觀測的前提。

放到費米悖論中,這個原理可以這樣解釋:如果人類曾經(jīng)遭遇過會跑到地球上來跟人類接觸的外星力量,那么人類大抵在那個時候就已經(jīng)滅亡了——滅亡的原因可以有很多種:他們可能有意攻擊地球,將地球作為殖民地或資源掠奪地;

他們也可能無意間造成了巨大的破壞,比如他們的星際載具進入太陽系時,引發(fā)了小行星撞擊、軌道混亂等災(zāi)難;

抑或他們帶來了外星微生物,這些微生物對人類來說是致命的,引發(fā)了全球性的瘟疫。而我們現(xiàn)在能夠存活下來,能夠思考“費米悖論”這個問題,恰恰是因為我們從未遇到過這樣的外星力量——這就是人擇原理的體現(xiàn):只有那些沒有被外星文明接觸、能夠安全發(fā)展的文明,才能有機會去思考“為什么沒有發(fā)現(xiàn)外星文明”。

第二個理由,是曲速飛行的毀滅性。

很多人都幻想過,外星文明能夠掌握曲速飛行技術(shù),能夠以超光速的速度穿越宇宙,來到地球。但實際上,曲速飛行技術(shù)如果真的存在,它將是一種壓倒性的毀滅力量。

根據(jù)目前的物理學(xué)理論,曲速飛行的原理是通過扭曲時空,讓飛船所在的時空區(qū)域“收縮”,而飛船前方的時空區(qū)域“膨脹”,從而實現(xiàn)超光速飛行。



但這種時空扭曲,會產(chǎn)生極其強大的能量沖擊波,能夠輕易摧毀路徑上的一切常規(guī)物質(zhì)——無論是行星、小行星,還是星際塵埃,都會在這種沖擊波的作用下被撕碎。

更重要的是,曲速飛行的原理,與第一類永動機的距離也就半步之遙——它需要操控時空的能量,這種能量規(guī)模遠超人類目前的想象,甚至可能違背現(xiàn)有的能量守恒定律。

對于掌握了這種力量的外星文明來說,靠近任何普通天體(比如地球、太陽)都是毫無必要的,除非是為了將其摧毀——因為普通天體的存在,只會干擾他們的時空扭曲,甚至可能對他們的飛船造成損壞。

從銀河系目前的樣子來看,即便有這樣的文明在活動,他們也很少碾爆天體——畢竟,銀河系的結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,沒有出現(xiàn)大規(guī)模的天體被摧毀的痕跡,這也從側(cè)面說明,即便存在掌握曲速飛行技術(shù)的文明,他們也沒有大規(guī)模地在銀河系內(nèi)活動,更沒有來到地球。



我們可以想象一下這種場景:一艘處于曲速飛行狀態(tài)的外星宇航工具,飛進太陽系,它所產(chǎn)生的時空扭曲沖擊波,會瞬間卷入并摧毀內(nèi)太陽系的所有行星,包括地球;即便它只是從內(nèi)太陽系一閃而過,也會造成嚴(yán)重的軌道混亂,導(dǎo)致地球的軌道發(fā)生偏移,要么被太陽吞噬,要么被拋出太陽系,最終導(dǎo)致地球氣候嚴(yán)重變化,地球的宜居性大幅下降,人類文明也會因此滅亡。

第三個理由,是哥白尼原則。

哥白尼原則的核心是:地球和人類,在宇宙中并不特殊,只是宇宙中無數(shù)普通行星和文明中的一個。



地球在宇宙中非常渺小和平庸——它只是銀河系中一顆普通的巖石行星,位于銀河系的邊緣區(qū)域,既不是銀河系的中心,也不是恒星密集的區(qū)域,沒有任何特殊的位置優(yōu)勢;人類文明也只是宇宙中可能存在的無數(shù)文明中的一個,我們的技術(shù)水平、文明程度,在宇宙中很可能只是處于中等甚至偏低的水平。

因此,掌握先進技術(shù)的外星力量,沒有任何道理就非得跑來看我們,更沒有道理被我們發(fā)現(xiàn)。

就像我們?nèi)祟?,會花費大量的時間和精力,去觀察地球上的一只螞蟻嗎?

顯然不會——對于先進的外星文明來說,人類文明可能就像我們眼中的螞蟻一樣,渺小、落后,根本不值得他們花費時間和精力去接觸、去觀察。他們可能有更重要的事情要做,比如探索更遙遠的宇宙、改造更龐大的天體、提升自身的文明等級,而地球和人類,對他們來說,只是宇宙中一個無關(guān)緊要的角落。

第四個理由,是概率論。人類文明的歷史非常短暫——從人類祖先學(xué)會使用工具,到現(xiàn)在的現(xiàn)代文明,也只有幾十萬年的時間;而人類掌握無線電技術(shù)、能夠進行航天探索的時間,更是只有不到100年。



相比之下,宇宙的年齡已經(jīng)高達138億年,銀河系的年齡也有100億年左右。在如此漫長的時間里,即便宇宙中有大量的文明,它們出現(xiàn)的時間、發(fā)展的速度,也很可能與人類文明完全不同。

有些文明可能在數(shù)十億年前就已經(jīng)出現(xiàn),然后因為各種原因(比如小行星撞擊、核戰(zhàn)爭、資源枯竭、恒星死亡等)滅亡了;有些文明可能現(xiàn)在才剛剛出現(xiàn),還處于原始階段,無法進行星際交流;有些文明可能雖然存在,但發(fā)展速度非常緩慢,至今還沒有掌握無線電技術(shù),更無法進行星際航行。

因此,即便宇宙中有大量的文明,人類文明與它們相遇的概率也非常低——就像兩個在不同時間、不同地點行走的人,想要相遇,需要極其巧合的條件。

概率本身就決定了,即使宇宙中有大量的文明,地球也未必會被其他文明接觸到。

從費米悖論被提出的時候起,就有科學(xué)家通過概率計算得出結(jié)論:即便銀河系里有數(shù)百個星際文明,它們從未到達地球的概率仍然很高。



這是因為,星際航行的距離太過遙遠,即便是以接近光速的速度飛行,從銀河系的一端飛到另一端,也需要20萬年的時間;而文明的存在時間是有限的,很少有文明能夠持續(xù)存在數(shù)十萬年、數(shù)百萬年,能夠堅持進行星際殖民和探索的文明,就更加稀少了。

自從21世紀(jì)初人工智能變得好用了一些以來,科學(xué)家們開始使用各種復(fù)雜的模型,來推算在有許多星際文明活動的銀河系里,地球從未被文明訪問的概率。這些模型結(jié)合了恒星分布、行星宜居性、文明演化速度、星際航行技術(shù)等多種因素,比過去少量科學(xué)家針對費米悖論算過的紙上數(shù)學(xué)模型,更加科學(xué)、更加精準(zhǔn),相關(guān)的論文也發(fā)表了一大批。

有科學(xué)家認為,地球文明在銀河系這樣的龐大星系內(nèi),可能是擁擠環(huán)境中的孤獨者——也就是說,銀河系中可能存在大量的文明,但它們彼此之間距離太過遙遠,相互隔絕,無法進行接觸,地球文明就是其中之一。

為了說明這個觀點,著名的南太平洋島嶼就是一個很好的例子——皮特凱恩群島(Pitcairn Islands)的例子。



1790年1月15日,英國皇家海軍HMS Bounty號的9名叛逃者、18名塔希提人以及1名男孩,抵達了這個孤立的島嶼。

他們很快發(fā)現(xiàn),自己并非這個島嶼的最早居民——波利尼西亞人在島上的蹤跡,可追溯至15世紀(jì),但當(dāng)他們重新發(fā)現(xiàn)這個島嶼時,島上已經(jīng)無人居住。而1790年居住在島上的叛變者們,很快也因為內(nèi)訌、疾病和資源匱乏而減員,最終只剩下少數(shù)人存活下來。

南太平洋散布著很多類似的可居住但孤立的島嶼,它們在很長時間里,代表著潛在的定居點,激勵著人們?nèi)ふ?,但由于彼此之間距離遙遠,交通不便,這些島嶼上的居民,很難與其他島嶼的居民進行接觸和交流。

很多島嶼上的文明,都是獨立發(fā)展、獨自消亡的,從未與外界有過任何聯(lián)系。

科學(xué)家們認為,銀河系中的行星,就像南太平洋上的這些島嶼。

銀河系有多達3000億顆恒星,可能有數(shù)以億計的位于宜居帶的行星,這些行星上都有可能出現(xiàn)文明。但就像太平洋上的島嶼一樣,這些行星上隨機出現(xiàn)的文明,都是孤立的、彼此隔絕的——它們之間的距離太過遙遠,星際航行的難度太大,導(dǎo)致它們無法相互接觸。對于地球來說,沒有外星文明訪問,完全是一種自然現(xiàn)象,并不奇怪。

他還提出,文明在宇宙中的擴散,可能是一波波的——某個文明在發(fā)展到一定程度后,會進行星際殖民,擴散到周邊的恒星系統(tǒng),但由于各種原因,這種擴散會逐漸停止;而在這之后,可能會有新的文明出現(xiàn),進行新的擴散。

地球十分可能恰好處于這樣的孤立期——在等待跨銀河的文明造訪,但我們無法確定,當(dāng)外星生物真的到來時,地球文明還是否存在。就像皮特凱恩群島曾經(jīng)的定居者那樣,沒有任何事情能夠保證,當(dāng)外界的文明到來時,島上的文明還能存活。

為了驗證這個觀點,科學(xué)家們進行了計算機模擬,模擬條件如下:



將銀河系的一部分區(qū)域,劃分為邊長464光年的立方體,在這個立方體中,有10000個可居住的恒星系(以及220000個不可居住的恒星系);每個恒星都以每秒30千米的速度,像盒子里的氣體一樣隨機運動;文明發(fā)射的探測器,以每秒3000千米的速度運動——這個速度是目前人類探測器速度的100倍左右(人類目前最快的探測器是帕克太陽探測器,速度約為每秒160千米);文明可以向距離10光年內(nèi)的可居住恒星系移民。

模擬結(jié)果顯示,在1000萬年間,有6948個可居住的恒星系被探測器探測到,但只有403個恒星系被成功殖民;模擬中出現(xiàn)了11個至少橫跨10個恒星系的星際文明,但還有許多可居住的恒星系,從未被任何文明探測過,即便它們夾在兩個星際文明之間,也依然處于孤立狀態(tài)。

這個模擬結(jié)果充分說明,即便是在有大量文明活動的情況下,仍然會有大量的可居住恒星系,因為距離、速度等因素,無法被其他文明接觸到,地球文明很可能就是其中之一。

除了以上這些理由,還有一種更具顛覆性的思路:我們確實是孤獨的,但這種孤獨,并不是因為宇宙中沒有其他文明,而是因為我們本身就是虛擬的——這就是模擬宇宙論。



模擬宇宙論的核心觀點是:如果先進文明對“自己的過去”,或者“落后文明是怎么發(fā)展的”感興趣,而且有能力建立高度真實的模擬世界,那么他們就很可能會建立這樣的模擬世界,來研究模擬的文明。這個過程可以反復(fù)進行——一個先進文明可以模擬許多個落后文明;也可以多重嵌套——模擬出來的文明,發(fā)展到一定階段后,也可以建立自己的模擬世界,模擬更落后的文明。因此,在多重宇宙中,虛擬文明的數(shù)量,應(yīng)該遠遠超過實體文明,我們?nèi)祟愇拿鳎翘摂M文明的概率非常高。

2001~2003年,英國牛津大學(xué)哲學(xué)教授尼克·博斯特羅姆,首次系統(tǒng)地提出了類似的觀點。他認為,一臺和一顆行星質(zhì)量差不多的非常先進的超級計算機,每秒可以進行10^42次運算——這個運算速度,遠超人類目前所有計算機運算速度的總和(人類目前最快的超級計算機,每秒運算速度約為10^18次)。

這樣的超級計算機,完全能夠運行人類規(guī)模的模擬,包括所有人的記憶、思想和感受,讓模擬中的人類,完全無法分辨自己是生活在真實世界,還是虛擬世界。

基于這個前提,博斯特羅姆提出了一個三難選擇,他認為,以下三個命題中,必有一個為真:

1. 文明發(fā)展到能夠運行高度真實模擬的幾率,趨近于0;

2. 先進文明有興趣模擬進化史的幾率,趨近于0;

3. 我們這樣的人,是先進文明模擬出來的幾率,趨近于1。

從目前的情況來看,命題1和命題2都不大可能為真。

首先,隨著科技的發(fā)展,人類的計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)正在快速進步,我們已經(jīng)能夠建立相對逼真的3D模擬世界,雖然還無法達到“高度真實”的程度,但很難說,未來的文明無法達到這一水平——因此,文明發(fā)展到能夠運行高度真實模擬的幾率,并不會趨近于0。



其次,人類本身就對自己的過去、對其他文明的發(fā)展充滿了好奇,我們通過考古、歷史研究、生物學(xué)研究等方式,來探索文明的演化過程;如果先進文明的好奇心和人類類似,那么他們有興趣模擬進化史的幾率,也不會趨近于0。既然命題1和命題2都不成立,那么就只有命題3為真——我們很可能是先進文明模擬出來的虛擬存在。

特斯拉和SpaceX的創(chuàng)始人埃隆·馬斯克,也非常支持模擬宇宙論,他甚至經(jīng)常在公開場合為虛擬現(xiàn)實造勢。他曾經(jīng)說過:“我們可能生活在一個模擬世界中的最可靠理由在于,40年前我們在計算機模擬現(xiàn)實世界方面可以說是一無所有,40年后的現(xiàn)在我們有了逼真的3D模擬,能夠讓數(shù)百萬人同時在其中游戲,而且每年都在不斷改善。很快我們將擁有虛擬現(xiàn)實。如果這種提升速度持續(xù)下去,我們很快就無法將游戲與現(xiàn)實區(qū)分開?!?/p>

馬斯克甚至總結(jié)稱,我們生活在真實世界的可能性,僅有十億分之一。



當(dāng)然,模擬宇宙論也存在很多反對的觀點,其中最核心的反對觀點是:“這個宇宙的基本規(guī)則太過復(fù)雜,幾個輕子之間的相互作用,就需要壓倒性的計算力與存儲空間,這并不適合我們目前知道的任何計算機架構(gòu)?!?/p>

也就是說,要模擬一個和我們現(xiàn)在所處的宇宙一樣復(fù)雜的世界,需要的計算力和存儲空間,是任何先進文明都無法實現(xiàn)的——畢竟,我們的宇宙中,有無數(shù)的天體、無數(shù)的粒子,它們之間的相互作用極其復(fù)雜,要模擬這一切,幾乎是不可能的。

但這樣的“證據(jù)”,自然會被哲學(xué)家笑止千萬。

他們認為,且不談我們對先進文明的計算機技術(shù)了解多少,倘若宇宙真的是模擬的,那么我們看到的一切,包括宇宙的基本規(guī)則、粒子的相互作用、計算力的局限,都是模擬者提供給我們的——模擬者可以設(shè)定模擬世界的規(guī)則,讓我們以為這個世界是極其復(fù)雜的,以為模擬這樣的世界需要巨大的計算力,但實際上,模擬世界的底層規(guī)則,可能遠比我們想象的簡單。

就像康威生命游戲那樣,它只有非常單純的規(guī)則:在一個二維網(wǎng)格中,每個細胞的生死由周圍8個細胞的狀態(tài)決定,遵循“生存、死亡、繁殖”的簡單規(guī)律。



但就是這樣簡單的規(guī)則,在大尺度上,卻能制造出巨大的混亂和有序性,甚至能夠模擬出類似生命演化的過程。今年熱了一陣的斯蒂芬·沃爾夫勒姆數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu),也是一樣的思路——通過簡單的底層規(guī)則,構(gòu)建出復(fù)雜的上層結(jié)構(gòu)。因此,模擬宇宙的底層規(guī)則,可能也非常簡單,只是我們被模擬者設(shè)定的認知所局限,無法察覺到這一點。

當(dāng)然,要證明模擬宇宙論,也并非完全沒有可能。只要我們能找到這個模擬系統(tǒng)的嚴(yán)重錯誤,比如邏輯矛盾、物理規(guī)則的突然變化、數(shù)據(jù)漏洞等,就能證明這個理論。

根據(jù)這個系統(tǒng)的具體情況,這比研究其他的宇宙論可能還要簡單——畢竟,模擬系統(tǒng)總會有漏洞;但也可能,依靠我們目前的觀測能力和認知水平,根本找不到它的錯誤,或者這些錯誤看起來太像是自然機制,讓我們無法區(qū)分。

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