講真，外星人存在的概率是多少？

2020-08-25 火星社會

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對星際旅行者來說可以忽略不記


1961年，著名天文學家和天體物理學家弗蘭克·德雷克提出了一個腦洞極大的「奇葩」方程式——德雷克方程式，用於估算任意時刻銀河系中外星文明的數量。


不過，這個方程式其實只是一個概率論證，而非真正求解，德雷克提出它完全是一次出色的「營銷事件」，為了讓他一手創立的SETI,Search for extraterrestrial intelligence即搜尋地外文明計劃，又名「鳳凰計劃」得到關注。

所以，這個方程式本質上僅僅停留在理論範疇，因為它的大部分變量本身還都還是未知數，舉一個例子你就秒懂看，譬如高智生命能夠進行通訊的概率。（儂講啥類？？？）


所以即便現在天文學家可以盡情地談論新恆星的形成速度以及系外行星裡可能存在的恆星數量，但他們仍然無法準確說出宇宙中到底有多少顆行星存在生命，或是又有多少像地球一樣適宜人類居住的星球。

不過科學家們從來就是一群最擅長「搞事情」的人，近期哥倫比亞大學的大衛·基平教授就迎難而上進行了一項統計分析，並且得出了一個「驚人」的結論：


充盈著生命的宇宙將是未來「最受青睞的投資」。（「半佛」老師聽了想打人，劃掉，這不是廢話嗎？）


但身為是哥倫比亞大學天文學系助理教授、太陽系行星和衛星研究人員、哥倫比亞「酷世界實驗室項目」負責人的基平教授「談投資」是認真的。


這個名為「酷世界」並研究酷世界的實驗室的目的就是：探測和分析未來人類可能居住的星球在哪兒？有多少？


而他最新發表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究在考慮了地球生命的時間序列後，提出了一個疑問：如果這種時間序列是有規律可循並如莫比烏斯環這般重複出現的，那麼「重演」智慧生命出現的概率大概是多少呢？


▲讓文科生風中凌亂的德雷克方程式本尊

最後，他總結了四個讀起來繞口，思考起來燒腦的「廢話」可能性（格式不禁讓人想起了阿西莫夫的「機器人三定律」）：

  • 生命常有，且多有智慧
  • 生命罕有，但多有智慧
  • 生命常有，但鮮有智慧
  • 生命罕有，且鮮有智慧


為了進一步證明自己的觀點，基平教授又用了一種被稱為「貝葉斯推斷」的概率學統計法來佐證自己的觀點。


如果細說貝葉斯推斷，恐怕萬字都不夠，在這裡我們就簡單粗暴地總結為這麼幾點（排名不分先後）：

  • 這個方法是為了把概率量化
  • 這個方法不再強調概率的客觀性而是引入了部分主觀性的數據，即根據生活中的經驗「想像」的數據，也就是所謂的「先驗性」
  • 用這個方法推斷的結果是動態的



這就是為什麼儘管它是統計學基礎方法，卻更多地被應用在科學，工程，哲學，醫學，體育和法律上的原因。


因為通常這類問題的研究對象的不確定性太高，但在實際生活中我們有時候不得不落到行動層面，即決策。


因此在回答這個問題之前，基平教授和他的團隊只能「先驗」地從地球生命時間表出發，在通過對海床沉積物中的鋯石、細菌及其他化石中碳13含量的數據檢測分析後，科學家們認為：



大約在35億年前地球上就已經出現了生命，也就是大約在行星形成後的10億年。沒概念？人見人愛的恐龍出現是在大約2億4千萬年前。在地質時期角度看，地球生命形成的速度可以用「快」來形容。


基於此基平教授推斷：對於條件和進化時間表與地球相似的行星，生命形成的可能性非常高，他甚至給出了3：1這樣的明確數字。


但如果行星的進化時間表和地球差異較大的話，複雜生命的出現就很難推測了。甚至於基平覺得，如果地球演化現在重頭再來一遍的話，未必會有智慧生命出現。


更值得反思的是，之所以得出現在的結論，完全是基於手頭擁有的事實和數據，其中依然有很多的不確定性和「未解之謎」。



例如：在地球形成了海洋之後，單細胞生物沒花幾億年就誕生了，但真核生物和多細胞生物卻花了15到20億年才出現。


更「迷思」的是「寒武紀生物大爆發」，這個奠定了地球生物多樣性的高潮事件，又花了近10億年才發生。最後，基平教授指出，他的這項研究應該被視為一種假設，而不是結論。


因為基於方法論的數據分析是無法提供確鑿證據的，和德雷克方程式一樣，它只能提供基於地球上已發生事件的概率，即思考的依據。



說白了，就是鼓舞人們跳出思想的繭房，去相信地球之外的宇宙是一個多元的、豐富的、充滿生命的宇宙。


儘管從統計學角度來說，地外存在智慧生命的希望「渺茫」，但希望還是要有的，我們人類應該像《星際迷航》中的星際學院中的「學員們」那樣保持好奇心，不放棄去尋找地外智慧生命的念頭。


或許，對於「生命、宇宙和一切的答案」在我們真正製造出足以觀測的下一代超級望遠鏡和星際探測器之前，我們還是只能用「42」來解答。



參考資料：

https://www.universetoday.com/146308/what-are-the-odds-of-life-emerging-on-another-planet/#more-146308


圖片來源於網絡，動圖來源於Giphy

文章僅為作者觀點，未必代表火星社會立場

翻譯：麥琪

編輯：惡狼哈爾（一個性別不明的科幻死忠粉）



—— 往期 回顧 ——

火星「芝士」 EP1 EP2 EP3

11區科學家要推翻火星起源說？

九號行星可能根本不是一顆行星？

火星不僅自帶光環還GET了歪頭殺？


相關焦點

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  • 外星人存在嗎？如何尋找外星人？
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  • 外星人存在的推算
    而宇宙到底有多少的恆星？周圍適合人類居住的類地球有多少個？存在外星生物的有多少個？存在高級文明生物的星球有多少？現在就讓我們推算一下： 我們生浩的太陽系在銀河系中，而光光銀河系大約就有有1000億顆恆星，那麼像銀河系一樣大的河外星系有多少個呢？目前人類已經發現的大約有10億個河外星系。
  • UFO肯定存在,外星人則未必
    其實當時只是作為人類探索太空的一種象徵，對被外星人收到根本就沒抱希望。因為宇宙實在太大，飛行器速度有限，能到達的空間也太有限。就算我們無法聯繫上外星人，那外星人是否存在這個宇宙中呢？上文說到，宇宙之大超乎我們的想像,宇宙中有多少個星系,每個星系中有多少顆恆星，每個恆星有多少個行星,每顆行星又有多少顆衛星，甚至有的衛星還有衛星。可以毫不誇張地說，如果宇宙是一個沙漠，宇宙中的星球比沙粒都要多。雖說孕育生命的條件非常苛刻，地球算是造物主的一個寵兒。但在如此眾多的星球中，類似的「寵兒」應該還不少。
  • 王東嶽講外星人存在？
    費米的這個追問包含的意思是這樣的，地球上產生人類，從機率上講，絕不可能人類獨在，因為人類只不過是一個自然界的造物，只要自然條件達到這個狀態，生命就會進入這個狀態，太陽系只是一個小小的星系，僅銀河系就有兩千到四千億顆恆星；天文學家今天發現大約有5%的恆星有行星；
  • 外星人存在的概率有多大？地球是宇宙中唯一誕生文明的星球嗎？
    一直以來，作為智慧生命的人類就在思考：外星人到底存不存在？客觀地說，至今還沒有任何足夠令人信服的證據來證明外星人真的存在，所謂的「證據」大多都是一些捕風捉影，或者一些惡作劇。但是這並不是說外星人就不存在，要知道宇宙是十分巨大的，並且恆星系之間的距離十分遙遠。
  • 關於外星人是否存在的「綠岸公式」
    這麼算下來銀河系中約有100萬顆行星存在生命。然而，即使這100萬顆行星上的生命體都已進化為我們人類這樣高級的生命體，而且還掌握著與其他星球進行通信的技術，我們和外星人相遇的概率還是很低。雖然我們與外星人相遇的機會不大，但是在宇宙的某個地方存在和人類一樣有智慧的生命體的概率卻相當高。
  • 與外星人相遇的概率有多高
    最近，美國影片《阿凡達》在全球熱播，人類與外星人相遇並攜手戰鬥的科幻故事讓人津津樂道。那麼，在真實的世界中，外星球是否存在和人類一樣有智慧的生命體呢？這個問題可以用概率來說明。　　判斷外星人是否存在有公式　　關於外星人是否存在，有一個著名的公式。
  • 宇宙真的有外星人的存在嗎,存在的話外星人都在哪裡?
    人們一直熱議的話題：外星人，從上個世紀開始，科學家就不斷的在宇宙中尋找外星人存在的證據，直到今天也沒有發現任何蹤跡。這不禁讓我們想問外星人真的存在。要知道宇宙浩瀚無垠，可觀測的範圍長達930億光年。在這930億光年內最少擁有上萬億個星系。
  • 從數學上講，地球並不是生命的唯一星球，為什麼找不到外星人？
    既然人類並不是宇宙的唯一生命，為什麼外星人還沒找到我們？生命，真的是一種很奇妙的存在，而有意識的生命顯得更加難能可貴，而人類就是這種存在。那麼除了地球外，是否存在和人類相似或者比人類智慧還高級的生命物種呢？這個答案真的眾說紛紜。從數學上講，地球幾乎不可能是唯一能夠維持生命的行星，那麼為什麼我們還是找不到外星人呢？
  • 為什麼說宇宙中肯定存在著外星人？其實人類自己就是最好的證據
    有關外星人的話題一直被人們津津樂道，大家都相信在宇宙中的某處一定會有外星人，在過去的日子裡，外星人愛好者一直在苦苦尋找外星人真實存在的證據，很多嚴謹的科學家也加入了他們的行列，然而事實卻給人們澆了一盆冷水，迄今為止，我們並沒有找到任何有價值的證據。
  • 外星人存在又添鐵證，古佛教揭示外星人存在，位置也被佛教標明
    外星人是否存在，當今科學界還沒有一個共識。支持外星人一定存在的人認為，宇宙中至少有兩萬億個星系，每個星系約有兩千五百億顆恆星。這樣算下來，宇宙中應該約有五千萬億億個類似太陽系的星系。根據概率可以算出，在如此大的基數之下，宇宙中肯定是存在外星生命的。而反對這一說法的人的論據則十分簡單，目前為止沒有任何可以證明外星生命存在的證據。
  • 外星人真的存在嗎?也許我們自己就是最好的證據!
    長久以來，外星人愛好者通過各種方法，試圖找到外星人存在的證據，其中包括很多的科學家（例如SETI），但到目前為止，人們並沒有找到什麼像樣的證據。這確實很令人沮喪，但大家有沒有想到過，也許我們自己就是最好的證據呢？我們人類從何而來？目前科學界一般都認為，我們人類是由最簡單的生命，花了很長的時間一步一步演化而來。那麼這個是最初的生命又是怎麼來的呢？
  • 銀河系中有多少外星人？
    在銀河系中有多少地外文明？© ESO 自宇航時代開始，人類就神往宇宙中是否存在其他智能生命形式。無數小說和電影以外星人為主角，甚至英國前首相溫斯頓·邱吉爾也曾思考過外星生命的形式。 如今，天文學家們以及SETI項目也在尋找地外文明的生命跡象。
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    為了探索宇宙，科學家對宇宙進行觀測，目前人類可觀測的宇宙只有930億光年，在930億光年之外的事物，我們卻無法得知，因此科學家推測外星文明是一定存在的。目前人類可觀測到的星係數量大約有2萬億個，這個數字對於人類來說已經很龐大了，但是放眼整個宇宙，行星的數量將超乎我們的想像。
  • 外星人佔領地球需要多少成本？我們來算一算
    按照科學家的預算，宇宙中存在著無數的外星人，這些外星人都比地球更加先進，更加厲害。那麼這些外星人為什麼不工大地球呢?科學家霍金認為，這是因為成本太高不足以回本。既然我們生活在這個宇宙中，就不能避開是否存在外星人這個話題，宇宙中的星係數量在1000億個數量級以上，地球僅是其中一個稱為銀河系的星系中一顆恆星周圍的巖質行星。
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