网友提问:
外星人在哪里?费米悖论是什么?
优质回答:
在我们生命中的某个时刻,我们仰望夜空,怀疑我们是否在宇宙中都是孤独的。随着数万亿颗恒星的出现,许多星系类似太阳系,人们会认为生命的火花几乎有无限的机会迸发。我们甚至不必仰望星空去怀疑生命是否起源于另一个世界,我们可以在自己的后院里寻找——火星和木星的卫星欧罗巴都提供了微生物生命繁衍的诱人机会(尽管只是一个很小的机会)。
鉴于我们宇宙的浩瀚,我们似乎不可能独自在这里。外星人存在几率应该是确定的,对吧?如果是这样,那么外星人在哪里?为什么我们没有观察到任何证据?这些问题就是费米悖论的核心。然而,在我们深入探讨之前,我们需要了解一些关于德雷克方程。
德雷克方程是什么?
德雷克方程是一个数学方程,试图预测我们银河系中应该存在的智慧文明的数量。这就是它的样子:
这看起来很混乱。X的是,它实际上比看上去简单得多。我们会帮你把它分解的:
R=恒星形成的速率
Fp=有行星的恒星的百分比
Ne=能够维持生命的行星的百分比
Fl=这些行星中有一小部分实际上继续发展生命
Fi=有生命的行星中,实际上发展出智慧生命(即人类)的比例更小
Fc=开发允许检测的技术的百分比(例如,无线电信号)
L=这些文明释放可探测信号的时间长度
N=我们银河系中有可能与之通信的文明数量
所以,如果你把所有这些相乘起来,它应该能给你一个非常粗略的近似值,知道有多少文明存在。当我们把这些数字代入方程时,保守估计的文明总数约为1000个,而更X的估计则高达100000000个。没错,就在我们的银河系中,可能有多达1亿个文明。
那又有什么好处呢?这么高的数字,我们的银河系应该充满了外星文明,对吧?外星人都在哪里?
费米悖论
50年代在洛斯阿拉莫斯国家实验室工作时,一位名叫恩里科·费米的物理学家正准备和同事共进午餐。当他们走着的时候,他和他的同事们开玩笑地讨论了最近在当地报纸上看到的不明飞行物。费米对这些报道不屑一顾,漫不经心地问道:“大家都去哪儿了?“(指外星人)。当他和同事坐下来吃午饭时,谈话继续,但变得严肃了一些。最终费米变得足够认真,开始写下数学方程式,试图找出实际的赔率和百分比。
他知道,即使一个外星文明只是派出微小的机器人探测器穿越整个银河系,而不是自己去(冯·诺依曼机器),也只需要几百万年的时间就可以遍布整个银河系。然而,自从宇宙诞生以来,几十亿年过去了,在那时候,没有外星人,没有机器人探测器,也没有任何其他证据——只是一片寂静。我们没有看到任何迹象表明哪怕只有一个外星文明存在。
外星文明存在的可能性与我们还没有看到任何证据的事实相矛盾。这是自相矛盾的——这就是费米悖论。
费米悖论有问题吗?
我们相信,费米悖论的问题是,它根本不是真正的悖论。这个悖论假设我们现在应该和外星人有过接触,但这是一个不准确的假设。有许多关键因素与他假定的接触相违背。其中最明显的是:
距离
恒星之间的距离是如此之远,我们很难理解。不仅仅是为了实际旅行,也为了发送无线电信号。在这里,我们讨论了平方反比定律对无线电信号的影响。
如果有人站在日本的海滩上,能探测到加州海岸外落入太平洋的一块鹅卵石的微小波纹吗?事实上,要做到这一点要比试图在这些距离上收听外星文明的广播/电视广播容易得多。平方反比定律(信号退化的一种形式)使我们所有的广播和电视广播,在离地球只有几光年的地方与背景噪声难以区分。不幸的是,像《接触》这样的电影错了;外星人不会收看《大爆炸理论》的最新一集。我们的地面电视、广播和卫星广播没有足够的能量来抵消平方反比定律的影响。
技术
随着人类和社会的不断发展,我们的技术也在不断发展。随着我们技术的发展,我们的能源效率也在不断提高。无论是CPU使用更少的能源来更快地进行更多的计算,还是更节能的汽车、灯泡或冰箱,能源效率都与我们自身的技术进步密切相关。对于一个先进的外星文明来说,情况不会有什么不同。事实上,我们应该期望它们具有内在的效率。考虑到这一点,我们认为,相信一个先进的外星文明会像无线电信号一样低效地进行交流是愚蠢的。如果外星人没有使用无线电信号进行通信,那么尽管SETI等组织尽了最大努力,我们甚至都没有听。
他们可能正试图与我们(或任何其他愿意倾听的人)交流,但我们听不到,因为我们还不具备倾听的技术。这种情况的一个类比是,如果你在当地的公园,决定使用烟雾信号,试图与其他人沟通。如果你没有得到回应,你能断定地球上没有人类吗?对于外星文明来说,无线电信号可能是非常原始的,因为它们在传输数据方面效率很低,而且需要多少能量才能在这些遥远的距离上发送一个连贯的信号。
上面的漫画完美地说明了这些要点。
时间
缺乏联系的另一种可能性是时间。虽然大爆炸已经过去了数十亿年,但事情可能只是在最近才平静下来,安定下来,足以让生命进化到这个地步。早期的宇宙是一个极其混乱和暴力的地方,各种恐怖事件经常发生。我们所说的“灭绝级事件”可能经常发生。生命的开始可能只是因为小行星的撞击,一颗寿命极短的第一代恒星的爆炸,或者伽马射线的爆发而再次毁灭。伽马射线爆发是由一颗爆炸恒星发射的高能粒子束,在早期宇宙中更为常见。任何一颗被困在一个轨道上的行星都会毁灭其复杂的生命,需要从头开始。
事实上,地球已经经历了至少5次这样的灭绝级事件,而且在我们的未来可能会发生更多。谢天谢地,目前射程内没有恒星能够释放伽马射线爆发,但这种情况在遥远的未来可能会改变。如果一颗经过的恒星在大约100光年内变成超新星,并且它的两极指向地球,那么产生的破坏就足以抹去我们的臭氧层。如果一颗大得多的恒星经过地球附近,撞击地球大气层的破坏相当于整个半球面承受每平方公里1千吨ТNT。我们的整个地球的大气层很快就会消失。地表上的任何生命都会遭受10倍于致命剂量的辐射,最复杂的生活就会消失。
大过滤器
另一种可能性是所谓的“大过滤”假说。这个想法是经济学家罗宾汉森(robin hanson)在1996年的一篇在线文章中提出的,自那以后,它在费米悖论方面得到了相当多的认可和关注。在他的文章中,他将以下九个步骤描述为导致星系殖民化的”进化路径”:
正确的位置(有可居住行星的恒星系统和生命所需的“物质”)
X分子(如DNA)
简单的单细胞生命
复杂的单细胞生命
非无性X
多细胞/复杂生命
会使用工具动物(早期原始人类)
技术驱动的现代社会(这就是我们所处的位置)
殖民迸发(殖民其他世界和恒星系统)
大过滤器假设这些步骤中至少有一个是极不可能的。由于克服它的困难性,它被认为是阻碍智慧生命进化和进步的障碍。
如果罗宾汉森的大过滤假设是正确的,那就意味着下图中描述的下列选项之一是正确的。
缺乏联系的其他原因
缺乏接触还有很多其他的原因,其中一些原因倾向于站在常识的一边,而另一些则是相当幻想和“遥远的地方”。我们将研究其中的一些原因,并对每一个原因进行详细说明。
-生活在矩阵或模拟现实中-
不可否认,这是一个相当古怪的想法,没有确凿的证据来支持它。尽管如此,这是一个有趣的思维实验,它让人X,所以我们决定把它包括在内。这个假设声称人类文明生活在一个矩阵式的现实中。也就是说,我们生活的现实是一个计算机模拟或程序,我们的行为、交互和整个现实都依赖于程序员制定的任何规则或条件。如果这个模拟现实背后的策划者想让我们遇见外星人,那么我们就会遇见外星人。如果他们想让我们成为整个宇宙中唯一的生命,那么这就是我们存在的现实。程序员实际上是上帝。
至于为什么某个东西或某人会运行这样一个计算机程序,它可能是一个游戏、一个测试或某种实验。它甚至可以是一个简单的概念证明。可怕的是想知道当有人拔掉插头时会发生什么。
-聪明的生活总是导致自我毁灭-
这个理由假设,在智能生命能够殖民其他行星和恒星系统之前,它不可避免地会自我毁灭。方法包括毁灭地球上大部分人口的生物战、核战争、包括人为引起的气候变化在内的环境灾难,或在没有可行的替代方案的情况下耗尽所有行星的自然资源。它所需要的只是一个文明中有足够力量导致一个物种灭绝的坏角色,它已经结束了。
在我们自己的文明中,这样的事件几乎在这里发生过多次。在60年代,世界曾处于核战争的边缘。核战争也不一定非得被故意挑起——它可能是偶然发生的。如果有核国家的预警卫星系统的故障,发出错误的预警,很有可能发动了核打击。
-外星人已经来了-
一些人甚至认为我们还没有收到外星人的消息是因为外星人已经在地球上了。其中一些人认为,他们不是在隐藏和研究我们,就是已经在与某些人、组织和/或X进行沟通。至于不让人知道他们存在的原因,这些人认为,公众对外星生命的了解会导致恐慌、混乱、混乱、经济不稳定,甚至在民众中造成无X状态。
因为我们不知道“外星生命”会是什么样子,因为我们没有与外星生物互动,所以很可能它们与我们完全不同,以至于我们认不出他们,或者他们以一种我们无法察觉的形式存在——甚至可能以纯能量的形式存在。还有一种可能是,他们的技术非常优秀,即使他们和我们在同一个房间里,我们也不会注意到。亚瑟·C·克拉克曾经说过:“任何足够先进的技术都无法与魔法区分。”
如果他们先进的技术比我们自己的技术先进一个数量级,外星人对我们来说几乎就是上帝。它们也许能够操纵物质,使其保持不可见、看不见和听不到的状态。谁知道呢,也许他们对量子力学有着深刻的理解,可以利用量子隧道穿越最厚的墙壁或远距离传送。如果一个看不见的外星人可以使用我们甚至无法想象的技术,如果他们不想被注意到,我们又怎么可能希望注意到他们呢?
-地球是一个宇宙动物园-
另一个有趣的假设提出地球是宇宙“动物园”或“保护区”的一部分的观点。外星人可能X了我们银河系的一小部分,让我们自然地进化和发展。这可能是因为我们是某种吸引力,也可能是出于善意的目的,因为与外星人的接触可能会破坏或对我们自身的技术和社会发展产生负面影响。如果一个文明足够先进,那么从直接接触中,他们很难从远处或隐藏时获得什么好处,而接触的风险将是巨大的——无论是对人类还是对外星文明。
这些最初的外星文明可能在先前的第一次接触中有过不好的经历,这可能导致他们采用这种动物园的方式。他们可能在等待我们发展到某个阶段,然后再向我们展示自己。这可能与星际旅行的“基本指令”非常相似,在这个指令中,任何人都不允许接触或干扰原始的外星文明,直到这个文明达到某些标准。
-有目的的孤立-
外星人也有可能将自己与宇宙其他部分完全隔绝。让我们提出一个有趣的问题:如果你能成为不朽的人,在你认为的天堂或完美的乌托邦中生活数百万年,也许数十亿年,你会这样做吗?一个先进的外星文明可能正是通过将他们整个文明的思想上传到一台超级计算机上而做到了这一点。这台超级计算机将是如此先进,它使我们现在的超级计算机看起来像一个算盘。然而,从物质世界超越到数字虚拟天堂的一个缺点是,你和你的文明将与宇宙的其他部分隔离开来。他们没有探索和殖民通常荒凉和极其危险的银河系,而是选择在计算机模拟的乌托邦中永生。
这样一个文明将处于危险之中,相对而言没有防御能力,因此缺乏接触将符合他们的最大利益。如果另一个外星文明发现了他们的技术,并决定“拔掉插头”或是为他们自己盗取它,他们的整个物种将被消灭,他们的乌托邦也随之结束,他们的不朽也将终结。
孤立的另一个潜在原因是他们只是害怕。他们知道宇宙可能是一个充满敌意的地方,不愿冒险接触未知的外星种族。可能还有其他的外星种族非常掠夺,只想获得资源来养活它的文明,就像电影《独立日》里那样。如果存在这样的外来文明,最好保持安静和不被注意。
-我们真的很孤独-
最后,我们认为最不可能导致缺乏接触的原因是我们在这个宇宙中完全是孤独的。我们认为这是最不可能的原因,因为天文学家现在认为宇宙实际上是无限大的。
无限大意味着无限多的恒星,这意味着无限多的太阳系和行星,这也意味着生命进化的机会是无限的。更重要的是,这也意味着有无限的机会让智慧生命进化。既然它已经这样做过一次(人类),我们相信这是最不可能的原因之一。
其他网友回答
谢邀!
虽这个题目以往己多次涉及,但愿意借此机会作一梳理。
其实我和头条许多朋友一样,对外星人话题主要出于推理和联想。
推理主要依据是认为,星云物质传播生命因子,不应仅限于地球范围,而是由宇宙空间广泛传播。这是认为其他星球存在智慧生命的主要依据。咋天头条报道了科学家在星云物质中,发现了核苷酸这个组成生命遗传物质的重要部分。此前曾有多次报导了有关消息。
联想的主要对象是ufo这种不明飞行物,它的能力显然在人类之上。它们如此频繁地出现在地球上空,想必是有某种意义的。虽然不能将它们与外星人划上等号,因为没有证据。但是把它说成是自然现象也太牵强。我们甚至认为,可能存在一种星球远远早于地球的存在,那里的智慧生物有可能掌握曲速飞行等技术。
其实我们这些推理和想象,基本是直观和肤浅的认识,缺乏科学理论的基础知识,仅是表现出了对科学的兴趣和爱好。所以希望得到专家的指导和帮助。
其他网友回答
面对许多肯定外星人存在的观点,费米曾经提出一个问题“外星人在哪里”?从概率分布上结论来看,外星人必定存在 但现实是我们从来就没有(自地球诞生之日开始)见到过有外星人存在的实际证据,所以与推理结论相悖。
其他网友回答
费米悖论越来越被众人进行荒谬的延伸,由一个值得思考的问题变成妖魔化,污名化和恐怖化的来源。其实我们思考的方向应该是外星生命可能在哪里以及如何进行探索外星生命。根据地球生命进化难度,分为隐生宙生命和显生宙生命。目前我们还没有能力探测数光秒外隐生宙生命和数光年外显生宙生命的能力。在数光年外已经是截然不同的今昔两重天,而我们观测到的说到底只是过去的遥远外星的影像了。