費米悖論的一種解釋·紀念弗裡曼·戴森（一）

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本文為紀念弗裡曼·戴森而作：2月28日，弗裡曼·戴森在新澤西州普林斯頓附近的一家醫院去世，享年96歲。弗裡曼·戴森是一名頗有遠見的物理學家、數學家，曾為量子電動力學的建立做出了決定性的貢獻，並獲得過 1964 年諾貝爾物理學獎提名。他最為大眾所知的構想，是被稱為「戴森球」的巨型結構。

小時候，學齡前的我，夏天躺在稿秸涼蓆上乘涼，在一棵棗樹下，白天望著天上的白雲飄來飄去，幻想著白雲上面住著人家；夜晚望著滿天的繁星，幻想著那裡可能會有很多的世界。也會有很多像我一樣的小男生，躺在稿秸涼蓆上乘涼，也望著滿天的繁星，觀察著我們的星球。

穿越遙遠的時空，我把童年的問題帶到了今天，諸多靈感的疊加，終於有了一絲頭緒，我把我的想法整理出來，大體上形成了一種假說，可以作為費米悖論的一種解釋，稱為馮氏宇宙文明進化鍾假說，並在此基礎上做出了兩個預言，分別為馮氏星光漸滅預言和量子糾纏廣播預言。以下是思考的基本邏輯圖，後面我會詳細介紹這一個假說和兩個預言。對於不熟悉費米悖論、卡爾達肖夫指數、德雷克公式、戴森球等等屬於的讀者，我會稍微做一個概念的普及。

幾個基本概念

如果大家已經熟悉費米悖論、卡爾達肖夫指數、德雷克公式、戴森球這些概念，可以直接跳到宇宙文明進化鍾假說。

先來普及一下什麼是費米悖論，恩利克·費米（Enrico Fermi）是1938年諾貝爾物理學獎得主，楊振寧先生的老師。費米子、100號化學元素鐨、美國著名的費米實驗室（Fermilab）、芝加哥大學的費米研究院（The Enrico Fermi Institute） 都是為紀念他而命名的。1949年，費米還與楊振寧合作，提出基本粒子的第一個複合模型。

在1950年的一次非正式討論中，費米在和其他的物理學家在討論飛碟及外星人的問題時，突然冒出一句：&34;，如果銀河系存在大量先進的地外文明，那麼為什麼連飛船或者探測器之類的證據都看不到？&34;隱含之意是，理論上講，人類能用100萬年的時間飛往銀河系各個星球，那麼，外星人只要比人類早進化100萬年，現在就應該來到地球了。換言之，&34;表明這樣的悖論：A.外星人是存在的——科學推論可以證明，外星人的進化要遠早於人類，應該已經來到地球並存在某處。B.外星人是不存在的——迄今，人類並未發現任何有關外星人存在的蛛絲馬跡。

到底銀河系有多少星球可能有智慧生命呢？1961年，天文學家兼美國地外文明搜尋（SETI）組織創始人弗蘭克·德雷克，發明了一個公式，並利用這個公式去進行計算，結論是銀河系大約有12000個文明。

公式為：N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL

N=銀河系內可能與我們通訊的文明數量

Ng=銀河系內恆星數目

Fp=恆星有行星的比例

Ne=每個行星系中類地行星數目

Fl=有生命進化可居住行星比例

Fi=演化出高智生物的概率

Fc=高智生命能夠進行通訊的概率

FL=科技文明持續時間在行星生命周期中佔的比例

卡爾達舍夫等級（Kardashev scale）是一種用來衡量一個文明的技術的先進等級的方法，以一個文明能用來與通訊交流外行星的能量的多少為基礎。也就是說能用大量能量與外界溝通的行星，才可以算入卡爾達舍夫等級。

類型I ：該文明是行星能源的主人，這意味著他們可以主宰這顆行星以及周圍衛星能源的總和。

類型II ：該文明能夠掌控整個恆星系統的能源。

類型III ：該文明可以掌控銀河系這樣的星系的能源而為其所用。

當人類的文明進化到卡爾達舍夫等級類型II時，人類智慧就可以利用所有恆星的能源，人類就會建立一個包裹太陽的球殼，將所有太陽能關閉在其中，100%利用。這個球殼就稱為戴森球。

他認為，地球這樣的行星，本身蘊藏的能源是非常有限的，遠遠不足以支撐其上的文明發展到高級階段；而一個恆星－行星系統中，絕大部分能源——來自恆星的輻射——都被浪費掉了，目前我們太陽系各行星只接收了太陽輻射能量的大約 1/109。戴森認為，一個高度發達的文明，必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來，使得太陽的大部分輻射能量被截獲，只有這樣才可以長期支持這個文明，使其發展到足夠的高度。

我將在第2部中，討論一個有關戴森球的問題，如果以太陽中心為球心，利用所有地球的材料，在一個天文單位之處，也就是地球現在的位置上做一個球殼，把太陽包裹在其中，這個球殼的厚度將是多少？

馮氏宇宙文明進化鍾假說

從哥白尼的時代開始，地球不再是宇宙的中心，這就將地球文明平庸化了。後來也有科學家提出地球文明的平庸學說，地球只不過是在銀河系上百萬個文明中普普通通的一個文明，並沒有什麼特殊之處。結合了平庸學說、正態分布、達爾文進化論、卡爾達舍夫文明等級假說，我把這幾個方面結合起來，提出了馮氏宇宙文明進化鍾假說。

按照卡爾達舍夫文明等級，地球文明處於0.7的位置，根據地球文明平庸論，宇宙中的其他文明，應該也和我們處於相同的文明等級，或者說所有的文明呈正態分布，在置信區間內，其他文明有非常大的概率和地球文明並駕齊驅，也同樣處於0.7的位置。

整個宇宙的各個文明的發展，文明逐步進化，沿著卡爾達舍夫文明等級向前行進，以近似的時間共同達到卡爾達舍夫文明等級I、II、III。

宇宙文明的正態分布理論，我們可以回顧歷史去看，可以找到很多的類似的現象，比如說在地球上各個大洲，都發現了相同歷史時期在巖洞裡面的巖畫，仿佛智人之間是心靈相通的。再有一個例子就是不同文明文字的誕生，四大文明古國，古代埃及，古代巴比倫，古代印度和古代中國，仿佛都是在同一時期發明了文字，在埃及發明了象形文字，蘇美爾人發明了楔形文字，中國的甲骨文，印度河流域的印章文字。

當孔子在中國創立儒學的同時，釋迦牟尼在印度創立了佛教，蘇格拉底也在古希臘點燃了文明的曙光。他們居然生活在同一時期。

如果宇宙文明進化鍾理論成立的話，我們就可以推導出一系列的推論出來。第1個推論，也就是第1個預言，是馮氏星光熄滅預言。

星光熄滅預言

根據宇宙文明進化鍾理論，所有宇宙文明在經歷一段時間之後，在T1附近，同時達到卡爾達舍夫文明等級II型文明。在這個時間點上，所有的文明都建立起了戴森球，通過戴森球將整個恆星的能量包裹住，100%利用了所有恆星的能量，在戴森球之外沒有光線遺漏出來，就好像星光熄滅了一樣。

由於星球之間有比較大的距離，在戴森球封閉之前最後的光子，根據星球之間的距離，要經過若干年才會抵達其它星球。假設距離我們最近的星球是半人馬座，距離我們4.3光年，當半人馬座的恆星被戴森球包裹住，也要經過4.3年以後，我們才會看到半人馬座的恆星星光熄滅。

當所有恆星的文明都達到了二級文明，星光會在同一時間全部熄滅，但從地球上觀察，我們會看到距離我們100光年的星球，要100年之後才會星光熄滅；距離我們一萬光年的星球，要到1萬年之後星光才會熄滅。由於銀河系的直徑有10萬光年，太陽位於銀河一個支臂獵戶臂上，至銀河中心的距離大約是26,000光年，因此大約在76,000年以後，整個銀河系的星光將全部熄滅。

位于波江星座距離地球150億光年區域可能存在&34;，橫跨35億光年。所謂宇宙牆就是一個空洞區域，看不到任何星光。也有可能是那些文明已經率先達到了卡爾達舍夫文明等級II型文明，已經建立好戴森球，星光已經熄滅。當然你會說這可能是一個問題，是不是意味著那些星球文明比我們領先150億年，並不符合文明平庸理論，但是這可以用正態分布的小概率事件來解釋。當然，如果說你把宇宙大爆炸理解為一個氣球在膨脹，空洞區域也可能是吹破的氣球局部，這是我的吹破氣球假說，以後我再撰文說明。

量子糾纏廣播預言

在宇宙文明發展到一定程度，但是鑑於恆星之間廣袤的距離，還是很難實現星際間旅行，但是星際間的通訊是可能的，要想實現超光速的通信，目前只有三種速度，可能超過光速，分別是蟲洞技術，也就是時空間彎曲，宇宙膨脹速度，和量子糾纏。前兩種由於消耗的能量過大，實現的可能性非常小，因此最有可能的星際間通訊，會由第1個文明發展的領頭羊，發明出量子糾纏廣播能力，發送量子糾纏信號到銀河系的每一顆星球。

這種量子糾纏廣播信號的體現形式，就是類似於一種海市蜃樓的景象，領頭羊文明發明出這種技術，就會通過宇宙廣播的形式，到那個時候，我們地球人也能夠接收到這種信號。

（本文作者為《升華洞察》頭條號主編馮升華）

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