破解費米悖論:人類很可能在宇宙中是唯一的智慧文明

2021-02-08 太平洋電腦網

北京時間6月29日消息,據國外媒體報導,英國牛津大學人類未來研究所(Future of Humanity Institute)的一項新研究稱,人類很可能在宇宙中是唯一的智慧文明。在發表於近期《皇家學會報告》(Proceedings of the Royal Society of London)的論文中,研究人員寫道:「在我們可觀察的宇宙中,沒有其他智慧生命的可能性很大。」

德雷克公式(Drake Equation)的7個變量分別代表了7種可能與智慧生命有關的因素,包括銀河系內恆星形成的速率、恆星有行星的概率,以及能支持生命的行星數量等。

費米悖論的問題是,基於我們銀河系中估計的2000億到4000億顆恆星,以及至少1000億顆行星,為什麼到現在還沒有發現任何外星生命的跡象?

這篇論文的題目為《破解費米悖論》(Dissolving the Fermi Paradox)。20世紀50年代,物理學家恩裡科·費米提出了這一悖論。他問道,如果銀河系存在大量的地外文明,那為什麼連飛船或探測器之類的證據都看不到?

在新研究中,科學家利用概率分布來呈現最可能的場景,而不是歸於單個值。研究者發現,人類在銀河系中是唯一智慧文明的概率是53%~99.6%,而在可觀察宇宙中的「孤單」概率是39%~85%。

「其實我們不應該對看到一個空蕩蕩的星系感到驚訝,」研究作者安德斯·桑德伯格、埃裡克·德雷克斯和託比·奧德寫道。研究人員聲稱,他們的計算基於著名的德雷克公式(Drake Equation)。該公式的7個變量分別代表了7種可能與智慧生命有關的因素,包括銀河系內恆星形成的速率、恆星有行星的概率,以及能支持生命的行星數量等。

「對宇宙中應該充滿智慧生命的預測與德雷克公式等模型有關,該公式表明,即使智慧生命在一個給定地點發展起來的可能性很小,但如果有大量可能的地點,應該也會產生較大數量的潛在可觀察文明,」研究團隊稱,「我們的研究表明,這種悖論來源於類似德雷克公式等模型的使用,這些模型隱含地假定了高度不確定參數的確定性。」

研究團隊還表示,他們的工作與現有關於地外文明的研究「有著巨大的不同」。 「當模型轉換為表示不確定性的實際分布時,我們發現在可觀察宇宙中沒有其他智慧生命的可能性很大,因此,如果我們最終沒有探測到任何(外星智慧生命)跡象,也應該沒什麼好驚訝的,」研究團隊寫道,「這一結果解決了費米悖論,而且這麼做也不需要援引任何推測性的機制,在這些機制中,文明不可避免地無法對宇宙產生可觀察的效應。」

不過,研究人員也表示,他們並沒有排除發現外星人的可能性,諸如搜尋地外文明計劃(SETI)等機構的工作也並非毫無意義。「我們的結果並不表明SETI是毫無意義的,恰恰相反,」桑德伯格博士說,「這可以降低非常多的不確定性水平。」

「這篇論文顯示,天體生物學和SETI可以在降低某些參數的不確定性方面發揮著重要作用。我們發現的一個重要結論是,缺乏可觀察的智慧生命並不能讓我們斷定智慧生命不會持續很長時間:恆星並不能預示我們的末日!」桑德伯格博士補充道。

研究團隊還表示,他們的工作與現有關於地外文明的研究「有著巨大的不同」。

什麼是費米悖論?

費米悖論的問題是,基於我們銀河系中估計的2000億到4000億顆恆星,以及至少1000億顆行星,為什麼到現在還沒有發現任何外星生命的跡象?

這個悖論以義大利物理學家恩裡科·費米命名,他於1950年首次提出了這一問題。費米認為,儘管宇宙廣闊無比,但至今尚未探測到一個地外文明信號或工程項目的跡象,實在太不尋常了。他總結稱,肯定存在某種障礙,限制了具有智慧、自我認知和先進技術的太空殖民文明的興起。這種障礙有時被稱為「大過濾器」(Great Filter)。

科學家推論稱,如果阻止其他行星殖民化的主要障礙不在我們的過去,那麼阻止人類未來到達其他行星的障礙必定存在於我們的未來。英國物理學家布萊恩·考克斯(Brian Cox)認為,一個文明開始徵服其他星球所需的科學和技術進步,最終會導致它的滅亡。

「費米悖論的一個解釋是,運行一個具有毀滅自己能力的世界是不可能的,需要全球協作的解決方案來防止這種情況發生。可能的情況是,科學和工程的發展不可避免地超過政治體制的發展,從而導致災難。」

其他對費米悖論的可能解釋包括:宇宙中並沒有出現其他智慧生命;智慧生命是存在的,只是缺乏與地球交流的必要技術。

有些人認為,由於智慧文明之間的距離太過遙遠,因此無法實現任何形式的雙向交流。如果兩個文明相距數千光年,那麼在對話建立之前,其中一方(或者雙方)可能早已消亡。

還有人提出了所謂的動物園假說(Zoo hypothesis),即認為地球人類居住在「動物園」裡,外星人已經找到了地球,但既不造訪,也不入侵,而是像觀察動物園裡的動物一樣觀察人類,並允許人類自然演化。

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    費米是二十世紀物理學界的扛把子之一。後來,「外星人在哪」就被稱為費米悖論。所謂悖論,是一個命題通過某種合理的邏輯過程,得到自相矛盾的結果。為什麼一個疑問句也可以稱為悖論呢?費米特別擅長於通過簡單的方法估算複雜的物理問題,這些問題被稱為費米問題。在外星人問題上,費米又一次發揮了自己的專長:他估算了宇宙中大約有多少個超過人類的文明。我們知道:可觀測宇宙的直徑大約有900億光年。
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    讀到這邊你大概了解什麼是費米悖論了,下面是對於費米悖論的一點解釋,關係到人類的生死存亡,有點繞腦子,如果讀不懂不需要勉強。費米悖論沒有答案,我們至今只能提供可能的解釋而已。回想一下人類曾經爭論地球是圓的還是平的,地球繞著太陽轉還是太陽繞著地球轉,閃電是宙斯造成的,等等。這些想法在現在看來很好笑,但是我們現在對於費米悖論的解釋大概也就是這個程度。討論最多的解釋能夠分成兩大類,第一類認為根本不存在 II 型或者 III 型文明,第二類認為存在 II 型或 III 型文明,但是因為種種原因我們觀測不到她們。第一類解釋:並不存在 II 型和 III 型的文明。
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    關於費米悖論費米悖論:Fermi paradox,又稱費米謬論,闡述的是對地外文明存在性的過高估計和缺少相關證據之間的矛盾。宇宙驚人的年齡和龐大的星體數量意味著,除非地球是一個特殊的例子,否則地外生命應該廣泛存在。
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    不過近日,俄羅斯米特實驗室(MIET Lab)的頂級理論物理學家Alexander Berezin在一篇文章中表示,即使人類能夠通過星際移民前往其他星球,可能也會在地外文明的探尋中一無所獲,這是因為人類在進行星際殖民的活動時,往往會不自知的對外星生態環境造成破壞,以致原本生活在其中的外星生物消亡。