科学家们(科学家们第二季)

 

费米悖论实际上是一个由来已久的命题。早在1950年，当著名的意大利裔美国物理学家恩里克·费米（Enrique Fermi）在讨论不明飞行物和外星人的问题时，他突然想到了这样一句话：Where are they？（他们在哪里？）要理解这个问题的原因，真的需要费些口舌。在物理学领域，费米一直以其惊人的估算能力而闻名，费米脱口而出的这句话，Where are they？正是因为他出色的估算能力。

他意识到的问题是，银河系的大小只有10万光年，有100亿年的历史。即使以千分之一的光速（事实上，人类已经拥有了这样的导航技术），智能文明也只需要1亿年就可以探索和殖民整个银河系。作为物理学家，费米显然不能接受这样的矛盾。他觉得一定是哪里搞错了。

哪里搞错了呢？这是科学家们几十年来一直想知道的问题。今天，我们列举了各种可能性，但没有一种被观察证实。在灵感创作上，这是科幻小说作者的福音，因为，它们每个完美借鉴都能写出出一部完美宇宙设定的科幻小说。刘慈欣三体给出的答案是，宇宙智慧文明处于黑暗森林法则中。作为一个三体的铁杆粉丝，我认为这样是一个可以写出好的小说的设定，但仅仅是小说。从现代天文学来看，这样的故事设定是不太科学的。

要知道，确定一颗恒星是否从遥远的地方孕育出了更高的智慧文明是相对容易的。根据热力学第二定律，文明必须消耗大量能量才能生存，而大规模的能量捕获手段（如戴森球体）将不可避免地影响其恒星的光谱模式。就算是人类等比较低的文明建立的天文台也可以同时测量数千颗恒星的光谱。此外，恒星的物理学是一门相对成熟的学科，它几乎可以解释我们接收到的任何恒星的光谱类型。

此外，宇航局在早已退休的开普勒太空望远镜的数据库中，发现了许多类地行星。这些行星不仅在体积和质量上接近地球，而且在母恒星的可居住区内运行。考虑到开普勒太空望远镜只探测了银河系的非常小的一部分，换句话讲，银河系中不是有数量惊人的类地行星吗？因此，这两个相互矛盾的天文发现使得费米悖论更加奇怪和难以解释。就好像我们不小心闯进了一个房间。那里本来应该有很多人，但现在一个人也没有。在这样一个神秘的房间里，我们会脱口而出一句话：他们在哪里？

也许我们的宇宙确实处于一种极度沉默的状态，而这个状态符合奥卡姆剃刀定律。

任何不利于这一推断的结论都将迫使我们做出一些额外的假设，这将大大降低这些结论在数学上的可靠性。例如，三体中的暗森林法则给出了一种外星文明的观点，这种文明似乎处于极度沉默的状态，但实际上是拥挤的。为此，刘慈欣给出的附加假设是技术爆炸和怀疑链。不管这两个假设在外星文明中是否可靠，技术爆炸的概念本身就具有西方科技史的浓厚色彩。

回到正题上来，让我们回到大沉默这个话题上来。说到大沉默，这个词来自人们在多年实施Ozma计划后得出的无奈结论。由美国天文学家德雷克（德雷克公司的支持者）领导的Ozma项目旨在通过无线电波发现太阳系附近的生物标志物信号。该项目于1960年4月正式启动。

监测工作已经断断续续地进行了三个阶段，但没有取得有价值的结果。尽管后来的计划如米塔、凤凰城和SETI得到了实施，但他们什么也没有得到。这种不寻常的宇宙无线电沉默似乎向人们展示了隐藏在寒冷星空背后的某种浩瀚和荒凉。这样的一个结果甚至改变了20世纪许多天文学家对宇宙生命和宇宙智慧的认识。

难道说宇宙中只有我们在寻找其他外星智慧生物吗？人类文明真的代表了银河系的最强文明吗？在这一点上，我们必须提到所谓的大过滤器理论，它给出了大沉默的可能原因。为此，我们试着考虑一个像阿西莫夫银河帝国一样伟大的智慧文明。它是如此巨大，以至于它的足迹覆盖了无数的行星系统，因此寻找其文明的发源地已成为一个考古问题。

对于这样一种文明，我们可以想象的任何自然和人为灾难似乎不太可能触及它的基础。换句话说，这样的文明几乎是不朽的。不幸的是，费米悖论告诉我们，这种文明就像18世纪的永动机，在现实中其实并不存在。没有热力学定律保证的永动机，但是费米悖论呢？大筛选理论认为，在银河中，文明发展的早期，必须有一个或多个大筛子，智慧文明也不太可能跨越这些筛子。

下一个问题是，我们的地球文明是不是越过了这些筛子？因此，大筛选理论的创始人罗宾·汉森（Robin Hansen）给出了九种可能的选择，按时间顺序如下：

① 适当的行星系统（即前面提到的类地行星）；

② 可自由复制的遗传大分子（如RNA和DNA）；

③ 单细胞生物；

④ 复杂单细胞生物；

⑤ 有性生殖；

空调、冰箱、电视等家电的运用寿命基本在10年左右。

⑥ 多细胞生物；

⑦ 能够使用工具；

⑧ 我们的水平；

⑨ 星际殖民。

第⑧条是人类文明的水平。所以我们之前的问题是：这些大筛子是来自上面列出的⑦条，还是盘踞在第八条与第九条之间？考虑到人类选择的原则，我们不可能意识到我们已经越过地筛子。在这一点上，行星物理学的一些发现将变得特别危险，因为它使我们能够看到被人类选择原则所掩盖的重要信息。例如，开普勒太空望远镜的发现基本上排除了第一个是大筛子的可能性，因为它证明了类地球行星在银河系中绝非罕见。

这是个坏消息。更糟糕的是，类似的发现可能会一直出现在火星探测任务中。如果有一天美国宇航局突然宣布他们的漫游者在火星表面成功地发现了某种原始的多细胞生物化石，即使在显微镜下只是模糊的一瞥，我们的处境也会非常糟糕。因为在这种情况下，我们几乎可以肯定多细胞生物仅在太阳系就赢得了两张选票。如果我们看看这个浩瀚的星系，外星生物的种类和恒河的沙子一样多！因此，传说中的大筛选要么是第七条，要么是它盘踞在人类文明的前沿并注视着我们。所以从这个意义上说，没有消息便是最好的消息。

接下来，让我们来看看大筛选处于人类文明前路的可能性又有多大。毫无疑问，我们的文明正处于一个快速变化的时代，这一进程是不可逆转的。即使是轻微的减速和倒退，也将是人类的灾难。人类的智者们继续探索未知的科学领域。这一过程就像是人与神之间的一场不能反悔的摸球游戏，每一项科学发现都相当于触摸上帝袋子里的一个彩球。不同的颜色代表不同的科学技术本质。基本上有无害的绿球，如太阳能技术和计算机技术；还有中性白球，如用火的使用；还有代表危险的红球，如克隆技术、核技术等；当然，有一个黑色的球代表死亡。目前，人类还没有捕捉到黑球，但这并不意味着黑球不存在。一旦黑球出现，就是所谓的大筛选出现的时刻。当然，还有一种可能，就是随着时间的推移，原本危险、中立甚至无害的球一夜之间突然变成了黑球，让我们措手不及。这种可能性确实存在，比如流行的人工智能技术。

在这里，我们可能对费米悖论的原因有自己的答案。是的，这是一个具有不同观点的开放话题。然而，从另一个角度来看，事情可能没有那么复杂，但智慧文明之间不可逾越的距离创造了今天的大沉默。想象一下，此时此刻，在银河系的另一端，恰好有一个智能文明向太阳系的方向发送信号。我们必须等待80000年才能收到它。人类文明能持续那么久吗？只要我们看看我们给地球生态系统带来了什么，就不难发现这可能真的是一个问题。

基于同样的考虑，要在某一时刻实现两种文明之间的单向对话，至少必须满足两个条件：一是足够高的文明率；第二，足够长的文明寿命。这里定义的文明寿命是从文明掌握无线电技术的那一刻开始计算的。

在这个标准下，人类文明只存活了110年。不幸的是，我们仍然对第一个条件的数值范围一无所知。即使是第二个条件，我们也只能根据自己的情况给出一个可能的下限。然而，令人震惊的是，这样一个极其简化的数学规划模型，经过一点分析，得出结论：不管宇宙文明形成得有多快，文明必须比一定的生命更长才能实现单向对话。生命的下限约为1000年。我们可以定性地理解这一结果：两个寿命太短的文明同时存在，而达成对话的可能性几乎不存在，因为其中一个文明在信号到达之前就消失了。

然而，这样一个简单的结果突然向我们提出了一个巨大的问题：费米悖论是不是意味着宇宙智慧文明的平均寿命远远低于1000年？对于人类文明来说，这一结果更令人不安，因为它似乎意味着致命的大筛子将在不久的将来深深扎根。

当然，上述讨论可能会在无知的人中引发一些末日恐慌情绪，但这并不是我们讨论费米悖论的初衷。

相反，它应该成为每个人类智者心中的警钟，不断提醒自己尊重自然，居安思危，敬畏自然。

目前的水污染问题越来越严重，所以大部分的家庭都安装了净水器产品，不过有的朋友在安装了净水器产品之后，却听说长期饮用净水器里面的水对身体有危害。

古人云：君子有所为，有所不为，说的就是这个理。

宿命论和机械论被扔进了历史的垃圾桶。展望未来，我们的文明是无限的。关于当前的经济发展和环境保护问题，至少有一件事会变得非常清楚：如果人类社会仍然推迟改变其能源结构，继续在碳排放问题上相互忽视和推诿，恐怕我们都会在有生之年看到我们文明的大筛子 。

数码家电总是占据我们消费支出的很大一部分。但是不能光买，还得用。一旦使用不当，轻则损坏机器，重则危害身体健康。