1950 年的一天,諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、物理學(xué)家費(fèi)米在與別人討論飛碟及外星人問題時(shí),突然冒出一句:“他們都在哪兒呢?” 這句看似簡(jiǎn)單的問話,引出了一個(gè)著名的科學(xué)論題 —— 費(fèi)米悖論。
從宇宙的宏大尺度來看,銀河系大約有 2500 億顆恒星 ,可觀測(cè)宇宙內(nèi)則有 700 垓顆。在如此龐大的恒星數(shù)量基礎(chǔ)上,即便智慧生命在行星中出現(xiàn)的概率極小,僅在銀河系內(nèi),也應(yīng)該存在相當(dāng)數(shù)量的文明。這一觀點(diǎn)符合平庸原理,即地球并非特殊,只是一顆典型的行星,具有和其他星體相同的規(guī)律和現(xiàn)象。
有人用德雷克公式來支持這一論點(diǎn),該公式通過一系列參數(shù)來估算銀河系中可能與我們通訊的文明數(shù)量,從理論上進(jìn)一步論證了外星文明存在的可能性。該公式為:
然而,現(xiàn)實(shí)卻與這種理論上的推斷形成了鮮明的對(duì)比。人類對(duì)宇宙的探索已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展,宇宙飛船已經(jīng)參觀或探測(cè)了太陽(yáng)系中絕大部分的行星及其主要衛(wèi)星,天文學(xué)家還追蹤了成千上萬顆星球發(fā)出的微波信號(hào)。但我們至今沒有發(fā)現(xiàn)任何能夠證明外星人存在的生命信號(hào),也沒有觀測(cè)到外星飛船或者探測(cè)器之類的證據(jù)。
這就產(chǎn)生了費(fèi)米悖論的核心矛盾:外星文明在理論上應(yīng)該廣泛存在,可我們卻沒有找到任何他們存在的蛛絲馬跡。
科學(xué)家們提出了多種假說,試圖解釋這一現(xiàn)象,每一種假說都從不同角度展現(xiàn)了宇宙的奧秘與未知。
宇宙的浩瀚超乎想象,可觀測(cè)宇宙直徑達(dá) 930 億光年 ,其中包含數(shù)千億個(gè)星系,每個(gè)星系又有數(shù)十億至數(shù)萬億顆恒星,行星數(shù)量更是難以計(jì)數(shù)。
在如此廣袤的空間中,文明之間的距離極其遙遠(yuǎn)。以旅行者號(hào)探測(cè)器為例,它是人類發(fā)射的飛得最遠(yuǎn)的探測(cè)器,1977 年發(fā)射后,經(jīng)過 40 多年飛行,截至 2025年,距離地球約 240 多億公里 ,但這在宇宙尺度下只是微不足道的距離。即便它以每秒約 17 公里的速度飛行,要飛出太陽(yáng)系(半徑約 1 光年)也需要數(shù)萬年,更別說前往其他恒星系。
無線電信號(hào)是目前人類探索外星文明的重要手段之一,但信號(hào)在宇宙中傳播也面臨巨大挑戰(zhàn)。由于宇宙空間極為空曠,信號(hào)強(qiáng)度會(huì)隨著距離增加而迅速衰減。
比如,阿雷西博信息于 1974 年向 2.5 萬光年外的 M13 球狀星團(tuán)發(fā)射,即使有外星文明接收到,以目前技術(shù),也很難在如此遙遠(yuǎn)距離下分辨和解讀這些信號(hào)。而且,信號(hào)往返需要數(shù)萬年,這種漫長(zhǎng)的時(shí)間延遲使得即時(shí)通信幾乎不可能,極大增加了文明間建立聯(lián)系的難度。
外星文明的發(fā)展階段可能各不相同。
一方面,有些外星文明可能還處于原始階段,尚未發(fā)展出先進(jìn)的科技,無法進(jìn)行星際旅行或發(fā)射可被人類探測(cè)到的信號(hào) 。就像人類在漫長(zhǎng)歷史中,大部分時(shí)間都處于原始社會(huì),沒有能力探索宇宙。另一方面,即使存在高度發(fā)達(dá)的外星文明,人類的探測(cè)方向也可能存在局限。
目前,人類主要以自身為標(biāo)準(zhǔn),基于碳基生命的條件去尋找地外生命,比如尋找類似地球的行星,具備液態(tài)水、適宜溫度和大氣層等條件 。但宇宙中生命形式或許多種多樣,可能存在以硅基、氨基等為基礎(chǔ)的生命,甚至是人工智能形式的生命,它們的生存環(huán)境和特征與人類差異巨大,人類現(xiàn)有的探測(cè)方法可能無法發(fā)現(xiàn)它們。
此外,不同文明的技術(shù)水平差距也可能導(dǎo)致難以發(fā)現(xiàn)彼此。如果外星文明科技遠(yuǎn)超人類,他們的通信方式、交通工具等可能是人類無法理解和探測(cè)的 。反之,若外星文明科技不如人類,他們也無法探測(cè)到人類或引起人類注意。
還有黑暗森林假說。
黑暗森林假說由劉慈欣在科幻小說《三體》中提出,雖源自科幻作品,但引發(fā)廣泛討論。該假說基于兩條公理:生存是文明的第一需要;文明不斷增長(zhǎng)和擴(kuò)張,但宇宙中的物質(zhì)總量保持不變 。同時(shí)引入猜疑鏈和技術(shù)爆炸兩個(gè)概念。猜疑鏈指文明間無法確認(rèn)對(duì)方是否為善意,也無法確認(rèn)對(duì)方是否認(rèn)為自己為善意,這種不確定性導(dǎo)致文明間相互猜忌。技術(shù)爆炸意味著科技發(fā)展具有不確定性,一個(gè)原本不起眼的文明可能因某項(xiàng)關(guān)鍵科技突破而迅速?gòu)?qiáng)大。
在黑暗森林假說的框架下,宇宙就像一座黑暗森林,每個(gè)文明都是帶槍的獵人 。在這片森林中,任何一個(gè)文明都不敢輕易暴露自己的位置,因?yàn)橐坏┍话l(fā)現(xiàn),就可能被其他文明視為威脅而遭到打擊。比如,在小說《三體》中,三體文明發(fā)現(xiàn)地球文明后,因擔(dān)心地球文明發(fā)展威脅到自身,便決定對(duì)地球發(fā)動(dòng)攻擊 。這一假說從生存競(jìng)爭(zhēng)和資源爭(zhēng)奪角度,解釋了外星文明為何隱藏自己,不與人類接觸,為費(fèi)米悖論提供了一種獨(dú)特而引人深思的解釋。
大過濾器假說。
大過濾器假說認(rèn)為,生命從誕生到發(fā)展成為能夠進(jìn)行星際旅行的高級(jí)文明,需要經(jīng)歷多個(gè)極其苛刻的階段,每個(gè)階段都像是一個(gè)過濾器,大部分文明可能在某個(gè)階段被淘汰,無法發(fā)展到能被其他文明發(fā)現(xiàn)的程度 。這些階段包括行星的形成、生命的起源、從簡(jiǎn)單生命到復(fù)雜生命的演化、智慧生命的出現(xiàn)以及發(fā)展出星際旅行的技術(shù)等 。
例如,生命起源是一個(gè)充滿不確定性的過程,需要合適的化學(xué)物質(zhì)、環(huán)境條件等多種因素的巧合,這可能就是一個(gè)難以跨越的過濾器。即使生命成功起源,從原核生物進(jìn)化到真核生物,再到多細(xì)胞生物的演化過程中,也面臨著各種挑戰(zhàn),如環(huán)境變化、物種競(jìng)爭(zhēng)等,很多文明可能在這些階段就走向滅絕 。如果人類已經(jīng)通過了大部分過濾器,那么宇宙中其他文明可能大多還停留在早期階段,尚未發(fā)展出能夠與人類交流的能力,或者已經(jīng)在發(fā)展過程中滅絕。
除上述假說,還有一些有趣觀點(diǎn)。
“動(dòng)物園假說” 認(rèn)為,外星文明可能早已發(fā)現(xiàn)地球和人類,但他們把地球當(dāng)作一個(gè) “動(dòng)物園” 或 “自然保護(hù)區(qū)”,只是在遠(yuǎn)處觀察人類的發(fā)展,不進(jìn)行干涉,就像人類觀察野生動(dòng)物一樣 。
“虛擬世界假說” 則提出,我們所感知的宇宙可能是一個(gè)高度發(fā)達(dá)文明創(chuàng)造的虛擬程序,人類只是這個(gè)虛擬世界中的一部分,所以找不到真實(shí)存在的外星文明 。
這些假說雖然缺乏直接證據(jù),但為思考外星文明問題提供了獨(dú)特視角,激發(fā)著人類不斷探索宇宙的奧秘,去驗(yàn)證這些充滿想象力的觀點(diǎn)是否與現(xiàn)實(shí)相符。
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