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我们看到外星人的概率,其实应该比看到外国人的概率还要高?!

 旭日东升0y84wc 2019-12-13


人类一直好奇,我们在宇宙中是否孤独?宇宙的其他角落会不会存在外星人?它们有没有可能与我们直接接触?
其实早在 20 世纪中叶,就已经有人回答了这些问题。此人就是意大利大物理学家恩利克·费米。

恩利克·费米
费米是 20 世纪物理学界的一个巨人,绰号原子核时代的建筑师。无论是理论还是实验,他都有登峰造极的造诣。比如说,在理论方面,他因为发现了弱力a,在 37 岁那年就获得了诺贝尔物理学奖。而在实验方面,他也造出了世界上第一个核反应堆。
由于造出了这个核反应堆,费米后来就加入了著名的曼哈顿计划。当此计划造出的第一颗原子弹在美国新墨西哥州沙漠里试爆的时候,费米就待在离试爆点不太远的一个观察哨所里。
当爆炸的冲击波传来的时候,费米做了一个非常传奇的实验:他从口袋里掏出了一把纸片,并撒向空中,而这些纸片被冲击波吹到了他身后两米远的地方。就是利用这个简单到不能再简单的实验,费米第一个估算出了原子弹爆炸威力,大概相当于 2 万吨 TNT 炸药。这个用一把纸片估算出来的数字,竟与后来美军用精密仪器测出的结果相差无几。言归正传。
1950 年的一天,费米和几个同事一起去餐厅吃午饭。走在半路上的时候,大家东聊西聊,就聊到了当时在美国特别热门的 UFO(unidentified flying object, 不明飞行物)的话题。费米一直一言不发。但在吃午饭的时候,他突然大声惊呼到:“那么它们(外星人)都在哪儿呢?”
这个问题听起来似乎有点无厘头吧?但事实上,这是一个极端深刻的问题,以至于后人把它称为了费米悖论。
下面,我就给你详细地讲讲费米悖论到底是怎么回事。费米悖论提出了两个基本假设。
假设一:外星人在宇宙中普遍存在。
假设二:一些高度发达的外星文明拥有星际旅行的能力。
这两个假设听起来都特别合理。很难想象,在至少拥有 1018亿颗恒星的浩瀚宇宙中,地球是唯一的生命绿洲。也很难相信,所有的智能生命都会被困死在自己的行星上,无法到其他的世界去看一看。但费米悖论说的就是这两个看似特别合理的假设,却会导致一个极端荒谬的结论。

地球
我们就以银河系为例。目前的天文观测表明,银河系已经存在了超过 100 亿年,其直径为 20 万光年,拥有超过 1000 亿颗恒星。现在,让我们基于费米悖论的两大基本假设,来分析一下银河系的状况。如果假设一是对的,我们不妨假设 1% 的恒星拥有像地球一样的宜居行星。这样一来,整个银河系中将拥有 10 亿个生命绿洲。
如果假设二是对的,那么就有智能文明可以进行星际旅行。就算它们只能像《流浪地球》那样以 1% 的光速进行旅行,那它们也只要花 2000 万年就可以穿越整个银河系。
现在让我们把这两个假设合在一起。假设这 10 亿个文明世界,有一亿分之一的概率进化成能进行星际旅行的超级文明。那么在 100 多亿年的时间里,这10 个超级文明足以殖民整个银河系超过 5000 次。换言之,它们至少可以建立5000 个银河帝国。
这意味着,我们看到外星人的概率,其实应该比我们看到外国人的概率还要高!
而费米悖论问的是,那些外星人都在哪儿呢?
费米悖论告诉我们,那两个基本假设,至少有一个是错的。
如果假设一是错的,就会导致所谓的稀有地球假说。其核心观点是,地球就是宇宙中唯一的生命绿洲。

一般认为,地球之所以能孕育生命,是因为它同时满足以下 7 个条件:
①银河系中心相当平静,没有处于危险的活动状态。
②太阳系与银河系中心距离适中,位于所谓的星系宜居带内。
③太阳质量适中,既不是温度很高还特别短命的蓝巨星,也不是温度很低还常常爆发超级耀斑的红矮星。
④地球是一颗金发女郎行星,处于能让液态水存在的恒星宜居带内。
⑤地球有木星这个保护神,从而避免了大量小行星和彗星的撞击。
⑥地球很偶然地获得了月球这个大型卫星,从而拥有了稳定的自转轴及合适的自转速度。
⑦地球拥有合适的大气和磁场,从而阻止了液态水的蒸发,并把危险的太阳风拒之门外。
稀有地球假说认为,在整个宇宙中,只有地球能同时满足这 7 个条件。如果其他的系外行星上都没有任何生命,费米悖论自然就迎刃而解了。
如果假设二是错的,就会导致所谓的大过滤器假说。其核心观点是,没有任何一个文明能发展到星际旅行的阶段。
为了便于理解,你不妨把智能生命的进化当成是一款有很多关的大型游戏。每一关的最后都有一个特别难对付的大 BOSSa,那就是所谓的大过滤器。如果打不赢某一关的 BOSS,生命的进化就会卡在这一关,而无法进入下一关。
大过滤器假说认为,把守着最后一关,也就是星际旅行关的,是一个特别恐怖的大 BOSS,不管什么文明都打不赢。因此,没有任何一个文明能进行星际旅行。这样的话,费米悖论也就不再是问题了。
无论是稀有地球假说,还是大过滤器假说,都会导致一个共同的结论,那就是宇宙大寂静。

浩瀚而孤独的宇宙
你可以把宇宙想象成一片狂暴而黑暗的大海,智能文明就是漂浮在大海上的一座座小小的孤岛。由于永不停歇的惊涛骇浪,没有哪个智能文明可以制造出能在海上航行的船。因此,他们永远感知不到其他智能文明的存在。这种孤独而绝望的处境,就是所谓的宇宙大寂静。
如果宇宙大寂静的图像真是对的,那么所有的智能文明都注定要永远困在自己的孤岛上。他们就只能悄悄地诞生,悄悄地兴盛,悄悄地衰败,最后悄悄地灭绝。
人类很可能会被永远困在地球这座孤岛上,没有和其他智能文明接触的机会。那么人类应该做些什么来面对宇宙大寂静的永恒孤独呢?是尔虞我诈、以邻为壑?还是聚在一起、抱团取暖?

作者:王爽

图源:网络

编辑:张润昕

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