在回答這個問題前我要先講一下宇宙學最基本的原理柜砾,平庸原理湃望。平庸原理是現(xiàn)代天文學家研究宇宙天體演化所依據(jù)的一個重要原理。
這個原理的核心概念就是兩個字:平庸痰驱。
即我們在宇宙中所處的位置和演化的階段证芭,都是平庸的。
舉個例子担映,比如我們要研究某個細菌的一生檩帐,不需要盯著這個細菌連續(xù)不斷地拍照片,我們只需要對著一片細菌拍一張照片另萤,那么就知道這個細菌在所有年齡階段的形態(tài),這里面有一個假設的前提诅挑,就是我們知道所有細菌的演化過程都是差不多的四敞。
如果外星人要研究人類從出生到死亡的樣子,也不需要盯著一個人完整的一生拔妥。只需要在同一時刻得到盡可能多的人類照片就可以了忿危。
換成星系也一樣,我想你一定聽說過哈勃深空場這張照片没龙,在144弧秒铺厨,也就是占整個天空2400萬分之一的范圍內(nèi),哈勃望遠鏡拍攝到了3000多個星系硬纤,每個星系內(nèi)都有幾千億顆恒星解滓。
我們不需要親自觀測我們的銀河系是怎么演化的(我們也無法觀測),我們只需要一張照片筝家,就可以看到星系演化的各個階段洼裤,從而了解我們所在的銀河系。同樣溪王,這里也有一個假設的前提腮鞍,就是我們的銀河系是宇宙中平庸的星系值骇。
那么如果我們的文明也是平庸的,要研究文明的演化過程移国,也只需要知道現(xiàn)階段宇宙中各文明的情況就行了吱瘩,因為我們的宇宙中充滿著處于不同階段的文明。
將我們自己平庸化是我們研究這個宇宙的一種普遍的方法迹缀。那為什么會有人認為我們可能是宇宙中的第一個文明呢使碾?
其實是為了解釋費米悖論。
費米悖論是說裹芝,如果人類文明是一個平庸的文明部逮,也就是說宇宙中存在大量處于不同階段的文明,這里面必然有相當比例是超過地球文明的嫂易,這些文明中也必然存在超過地球數(shù)百萬乃至數(shù)億年的文明存在兄朋,因為幾百萬年也只不過是宇宙尺度下的轉(zhuǎn)眼一瞬而已。根據(jù)人類文明的進化史來看怜械,人類僅僅在文明出現(xiàn)幾千年的時間里就可以造出太空飛船颅和,那超過人類文明百萬年乃至數(shù)億年的文明應該早就有人類難以想象的發(fā)達科技,一定可以探測到地球缕允,甚至飛臨到地球峡扩,那他們在哪里呢?
宇宙的規(guī)模和時間尺度決定了生命的誕生不是地球上的一個孤立事件障本,那么就必然存在外星生命教届,外星文明也應該存在,可是這個結(jié)論與目前觀測結(jié)果相悖驾霜。
為了解釋費米悖論案训,人們提出了各種假說。
一共有兩種可能:
1粪糙、外星文明確實不存在强霎。
2、外星文明存在但是沒找到蓉冈。
這不是廢話嘛城舞,是的,我們接著往下分寞酿。
不存在外星文明又可以分成兩種可能性家夺。
①唯一論,人類是宇宙中第一個文明伐弹。
②滅絕論秦踪,宇宙中其他地方曾經(jīng)出現(xiàn)過智慧生物,但因為某些原因滅絕了,現(xiàn)在只剩下我們了椅邓。
有外星文明但是沒找到可以分成三種可能性柠逞。
③過濾論,文明無法突破技術(shù)瓶頸景馁,或者被我們所不知道的宇宙規(guī)律過濾掉了板壮。
④孤島論,外星文明距離我們太遙遠合住,所以我們無法接觸绰精。
⑤黑暗森林,外星文明距離我們并不遙遠透葛,但是他們故意隱藏了起來笨使。
先講講①唯一論。
解釋費米悖論最簡單粗暴的方式就是:
人類是宇宙中第一個文明或者第一批文明僚害。
那么費米悖論的前提硫椰,即人類文明是平庸的本身就錯了,前提都錯了萨蚕,那么悖論自然也不成立了靶草。
有些人試圖證明生命誕生和智力發(fā)展的概率有多么小來說明人類是唯一的文明,但是這是相對的岳遥,我們還得知道宇宙有多大奕翔。
宇宙中文明的數(shù)量=行星數(shù)量 × 文明誕生的概率
一個趨于無限大,一個趨于無限小浩蓉,因為人類的存在派继,我們至少已經(jīng)知道,這個無窮小沒有占上風捻艳。因為行星數(shù)量 × 文明誕生概率≥1.
我們來體驗一下這個無限大有多大互艾。我們已經(jīng)知道宇宙中星系的分布是均勻的,根據(jù)哈勃深空場這張照片讯泣,我們可以得到宇宙中的星系數(shù)量大概是千億級別的,如果銀河系是宇宙中的一個中等大小星系阅悍,那么每個星系的恒星數(shù)量也是千億級別的好渠。宇宙中的恒星數(shù)量至少是1千億乘以1千億,沒概念了是吧节视,沒關(guān)系拳锚,這個數(shù)量差不多和地球上所有沙子的數(shù)量是一個級別的,包括沙漠里和海灘上所有的沙子寻行。這還只是恒星的數(shù)量霍掺,行星的數(shù)量應該更多。
如果某天,我們發(fā)現(xiàn)某一粒沙子有特別之處杆烁,我們是否會認為這是唯一一粒特別的沙子牙丽?
至于②滅絕論,我認為不可能兔魂。
因為太巧合了烤芦,剛好別的文明都滅絕了,只剩下地球文明析校,如果是這樣的話构罗,一定存在我們不知道的規(guī)律,把之前的所有文明都過濾掉了智玻,而且剛剛好遂唧,現(xiàn)在的宇宙只剩下我們了。這個假說和下面的過濾論有交集吊奢。
然后是③過濾論盖彭。
過濾論認為,文明的發(fā)展是會遇到瓶頸的事甜,到了一定階段以后谬泌,會遇到難以突破的困境,隨著行星壽命的消亡逻谦,這個文明也會走向消亡掌实。宇宙這種層層選擇的機制就像一把篩子一樣,把數(shù)量眾多的文明都過濾掉了邦马。
這對人類來說絕對不是好消息贱鼻,因為這意味著人類在未來也可能會到達技術(shù)的瓶頸,而別的文明都被阻擋了滋将,那么人類要突破這個瓶頸也基本是不可能的邻悬。
如果把生命的誕生當做是第一個篩子,文明的誕生當成是第二個篩子随闽,技術(shù)的瓶頸就是第三個篩子父丰,前兩個篩子人類已經(jīng)通過了,而第三個篩子還沒有文明能夠通過掘宪。
在這種解釋下蛾扇,悲觀地說,技術(shù)加速增長是一個偽命題魏滚,其實最近十幾年就有很多例子表明技術(shù)的爆炸式增長存在瓶頸镀首。例如最近幾年摩爾定律正在失效。再比如鼠次,拿和星際旅行最相關(guān)的航天技術(shù)來說更哄,從上個世紀60年代登上月球到現(xiàn)在芋齿,人類還是沒能踏上火星。理論物理和數(shù)學的突破也越來越緩慢成翩,越來越困難觅捆,從引力波到上帝粒子,每個實驗的成本都無比昂貴捕传,諾貝爾獎也不再是以前那樣能夠憑一己之力拿到的了惠拭,現(xiàn)在的自然科學領(lǐng)域的諾貝爾獎獲得者其實都應該頒給一整個團隊。理論突破的乏力導致的是技術(shù)發(fā)展的減緩庸论,悲觀的講职辅,很可能目前人類的技術(shù)發(fā)展速度已經(jīng)是巔峰了。
畢竟聂示,技術(shù)的爆炸增長本身就只是一種觀測或者推測罷了域携。
第四種解釋是④孤島論。
人類的物理屬性決定了人類能夠控制和利用世界的尺度鱼喉。人類目前發(fā)明的最大功率的機器和我們本身的物理屬性之間最多也就相差了7~8個數(shù)量級秀鞭。這就說明人類能夠改造和利用的宇宙空間也是有限度的。
舉個通俗的例子扛禽,如果人類和螞蟻差不多大小锋边,那么我們造出來的宇宙飛船能夠飛出地球嗎?肯定不行嘛编曼,很可能一陣風就把我們的飛船吹跑了豆巨。
對于人類來說,宇宙中可能也存在很多類似地球上的風這樣的阻隔掐场。比如距離的阻隔往扔,甚至距離可能對所有的文明來說都是一個不可逾越的阻隔。這就是孤島論熊户。
被困在孤島上的一個個文明之間當然無法相互聯(lián)系萍膛。
第五種解釋是⑤黑暗森林理論。
這是劉慈欣在《三體》中提出的理論嚷堡,其實之前早就有科學家提出類似的理論蝗罗,只是沒有大劉這樣的推理過程。
在這個理論中蝌戒,宇宙就是一片黑暗叢林串塑,所有的文明都秉持叢林法則,要么消滅別人瓶颠,要么被消滅。
外星文明為了生存正在隱蔽刺桃,所以我們無法發(fā)現(xiàn)他們粹淋。
作為小說設定,這個理論非常精彩,但是在現(xiàn)實中可能性很低桃移。因為我們?nèi)祟愐呀?jīng)主動發(fā)出過聲音屋匕,而且還在繼續(xù)發(fā)出(METI計劃),根據(jù)平庸原理借杰,肯定存在別的文明也會發(fā)射無線電过吻,那么這個宇宙中也應該到處充滿著智慧生物的無線電才對。
以上就是對于費米悖論的5種假說蔗衡,我們可以發(fā)現(xiàn)纤虽,除了“人類是宇宙中第一個文明”這個唯一論的解釋外,還有別的理論也可以解釋費米悖論绞惦,我個人更傾向于過濾論和孤島論逼纸。過濾論等于否認了技術(shù)爆炸,但是技術(shù)發(fā)展本來就不可能無限加速下去济蝉,它總會有一個天花板杰刽。而孤島論基本否定了人類殖民其他星系的可能。所以很多人寧愿相信唯一論也不想相信過濾論和孤島論王滤。
是啊贺嫂,真好,又可以美美地睡一覺了:因為我們是第一個文明雁乡,所以我們有無限的可能性第喳,我們的技術(shù)會爆炸式發(fā)展,我們可以殖民整個宇宙蔗怠。
最后關(guān)于宇宙深處是否存在外星文明墩弯,我相信是有的。
我們先了解一下寞射,人類是怎么尋找外星文明的渔工。
主要有兩種方法。一種是天文觀測桥温,一種是深空探測引矩。
天文觀測主要是通過射電望遠鏡,收集外星文明發(fā)出的可能的無線電信號侵浸。最顯著的成果是上世紀70年代“SETI計劃”發(fā)現(xiàn)的那個窄頻無線電信號“WOW”旺韭。
而?深空探測目前最顯著的成果是美國NASA的火星探測車發(fā)現(xiàn)了火星表面季節(jié)存在的液態(tài)水。
天文觀測
從人類第一次發(fā)送無線電信號到現(xiàn)在已經(jīng)過去了100多年掏觉,我們的無線電傳播的空間大概是一個半徑100多光年的球区端。具體范圍就是下圖中的藍點。
但其實這些人類無意中發(fā)射的無線電波信號會被地球的電離層反射澳腹,穿過大氣層后就所剩無幾了织盼,再經(jīng)過幾光年后就難以從背景噪聲中分辨出來了杨何。
要讓無線電信號傳遞到其他行星,需要做到以下幾點:
1沥邻、對準目標發(fā)射信號危虱。
2、有足夠大的功率唐全。
3埃跷、對方能夠解碼。
無線電信號要傳到地球當然也一樣邮利,外星文明要在茫茫宇宙中剛好對準地球弥雹,我們才能收到信號。所以外星文明的數(shù)量只要不是非常多近弟,那么我們沒有收到無線電信號就是可能的缅糟。
深空探測
我們目前連火星現(xiàn)在或者曾經(jīng)是否存在過生命都還沒有搞清楚,更不要說那么多別的類地行星了祷愉。這需要航天技術(shù)的進一步發(fā)展窗宦。
總之,我們所做的探索外星文明的工作還太少太少二鳄,怎么能夠簡單地就得出我們是唯一的這個結(jié)論呢赴涵。
退一步將,即使我們是唯一的文明订讼,將來等我們有了足夠的技術(shù)髓窜,我們可以將最初級的起源生命體發(fā)散到宇宙中去,讓他們?nèi)ビ钪嫔钐幧l(fā)芽欺殿。
至少寄纵,第一層宇宙篩,生命的誕生脖苏,我們幫助他們完成了程拭。