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自从我们意识到夜空中的那些亮点都是恒星后,我们就一直想知道我们在宇宙中是否是孤独的。事实上,科学家也相信类似地球的进化过程也发生在我们银河系内外的许多其他行星上。然而,自 1960 年代初 寻找外星生命开始以来,尽管进行了大量的技术努力,包括部署了大型射电望远镜,但到目前为止,还没有探测到人造来源的无线电信号(除了我们自己的)。那么其他智慧生命到底在哪里呢?

这个问题总结了所谓的费米悖论的核心问题:1950 年,物理学家恩里科·费米假设地球上的演化在宇宙中并不例外,鉴于我们宇宙的年龄(138 亿年),应该还有许多其他文明出现,其中许多文明在科技上可能比我们的更加先进。有些文明甚至可能太古老了,以至于他们极有可能探索其他星球并殖民。但到目前为止,我们还没有找到外星智慧生命存在的证据。

人类还是太渺小,费米悖论最终解释?黑暗森林理论(可能)是错的

在讨论为什么我们迄今无法探测到任何智慧外星物种之前,我们需要先了解一下银河系中我们应该能够与之交流的外星文明数量。粗略估计(具有许多不确定性)由德雷克方程提供。该方程是概率性的,因此它无法提供精确的结果——可能的上限和下限之间的变化取决于对其因素的假设。我们可以将方程中的每个因素作为一种过滤器应用——通过添加额外的过滤器,总数会越来越小。

这些因素是:

1. 我们银河系中恒星形成的平均速率;

2. 拥有行星的恒星所占的比例;

3. 可能支持生命存在的行星平均数量(每颗拥有行星的恒星);

4. 可以支持生命并在某个时候发展生命的行星的比例;

5. 有生命的行星并继续进化成智慧生命的比例;

6. 开发出一种将可探测到的存在迹象释放到太空的技术的文明比例

7. 这些文明向太空释放可探测信号的时间长度。

根据对每个因素的假设,可以确定我们应该能够接触到的文明数量可能非常广泛:从 1到大约 1560 万个(维基百科德雷克方程)。2020 年 6 月,诺丁汉大学的天文学家根据天体物理估计(维基百科-Communication with extraterrestrial intelligence)报告了我们银河系中可能存在 30 多个智能外星文明。

基于德雷克方程及其众多因素,对费米悖论有多种可能的解释。仅举几个:

· 因子 5 可能比早期估计的要低得多,因此智能生命的形成几乎是不可能的,所以至少在我们的银河系中,我们是孤独的;

· 我们银河系中没有其他文明开发出将可探测信号释放到太空的技术,因为所有文明在其历史上的某个时刻都会自我毁灭(例如通过大规模杀伤性武器);

· 我们位于银河系的一个区域,与其他文明相距太远,而这些文明还没有达到技术水平,无法及时释放可探测信号。

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在对费米悖论的众多可能解释中,有一种近年来非常流行——即所谓的黑暗森林理论。它在刘慈欣的“三体”小说三部曲中流行,其第二部分的标题为“黑暗森林”。这个假设在因子 6 中找到了对费米悖论的解释,它归结为:虽然我们银河系中可能有大量先进的文明有能力向太空释放可探测信号,但他们选择不这样做。为什么?因为揭示它们的存在可能会产生潜在的破坏性后果。技术上更先进的文明可能会先发制人地消灭其他文明,以防止其他文明先发制人。

黑暗森林假设以博弈论为基础:由于外星物种无法有效地相互交流(考虑到它们之间的距离很远,以及不同的语言、交流方式和文化概念),假设最坏的情况是其他文明将在第一次相遇时消灭我们。但是,无法确定其他文明在军事上比我们自己的文明强还是弱,因此最好的策略是首先保持沉默,不要向其他文明透露我们的存在。

实际上,如果进攻方文明技术足够先进,甚至可能不需要征服另一个文明的太阳系——发送一个可能会或可能不会及时到达的军事探测器就足够了(即使需要数百地球年或更长时间),其他文明可以达到足够先进的技术水平,可以有效防御来袭的探测器。

如果人类历史有任何指导意义,那么更占优势的文明确实已经征服或摧毁了劣等文明——自愿或非自愿的,无论是否有事先的沟通尝试。

从黑暗森林假说的角度来看,所有与其他文明的自愿或非自愿交流尝试都是愚蠢的,因为暴露我们的存在可能会导致我们的毁灭。在像地球这样的行星规模上似乎不可能的事情——躲避征服者——在广阔的太空中很可能成为可能。

事实上,即使在斯蒂芬霍金等一些知名科学家中,黑暗森林假说也获得了一些支持。他们指出,考虑到我们银河系的年龄,可能存在至少有 10 亿年历史的外星文明,并且可能拥有到达和摧毁我们的技术能力——毕竟,在他们看来,我们和原始人一样对他们来说就像蚂蚁对我们一样。

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但是现在已经太晚了,因为第一个无线电通信信号实际上是在 19 世纪后期发出的,所以大约 120 年前,从第二次世界大战开始,我们的无线电通信活动才真正开始爆炸式增长。由于这些信号的非定向性和弱点,地面无线电信号不太可能让外星文明意识到我们的存在和位置,但是,有许多尝试(自 1970 年代以来)将定向高能信号发送到其他恒星系统。这些信息通常包含数学和其他科学信息,如原子序数、人类基因组、我们太阳系和地球家园的描述以及人体的描述。所以根据黑暗森林的假设,这是一个非常糟糕的主意。也许注定要消灭我们的致命探测器已经在路上了……或者是吗?

为了说明为什么黑暗森林假说不是费米悖论最可能的解释,将做出几个假设,主要论点基于:

1. 所有生命形式,包括外星生命形式(智能或原始),都由作为群体一部分的个体组成。群体成员之间的关系可以是从非常原始(细菌)到高度复杂(如人类社会)的任何事物。

2. 智能生命只有经过一个叫做进化的漫长发展过程才能出现。进化在整个宇宙中可能不会遵循相同的规则,但可以假设一个更高级的物种比原始物种需要更长的时间来发展。

3. 所有以个体形式存在并以群体形式组织的智能生命形式,一旦总人口增长超过某个阈值,就会组织成派系。不同的群体开始形成并进入不同的地理区域。在复杂的社会中,个人可以属于不同层次的多个派系。

4. 智能物种可以通过以下特征与非智能物种区分开来,这些特征都必须满足:复杂的语言(不一定是语音语言),规划和执行协调行动的能力(基于考虑未来事件的几种结果和情景) 以及积累和存档知识并将这些知识传给后代的能力。

5. 智能物种能够创造技术、改进技术并将技术代代相传。

即使其中一些假设过于无法适用于所有可能的智能外星物种,但我坚信,如果存在智能外星文明,这些特征将适用于其中的大多数。

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在地球上,假设 3 中提到的最重要的派别现在被称为国家。如果我们的历史告诉我们一件事,那就是组建一个所有国家都服从的世界政府是非常困难的。为什么国家要放弃他们的军事力量给世界政府?国际体系具有无政府结构而非等级结构——最能描述国家内部组织的组织原则实际上是等级结构。联合国不是一个世界政府,而是一个协调各个国家行动的论坛,以便为所有人带来更好的结果并防止危机和战争。迄今为止,联合国的成功充其量是非常有限的。这是因为国际体系中的国家是主权国家。

因此,如果我们将这些假设应用于外星文明,结果证明在很长一段时间内决定保持沉默和不向外太空发射任何信号(尽管技术存在)是不可能的。仅仅是因为总会有个人和团体的想法不同。应用于我们的星球:假设有国家禁止其国家内所以人发射信号到宇宙太空,那为什么所有其他国家都应该这样做呢?

黑暗森林假说的根本缺陷其实是宇宙爱好者非常熟悉的一种非常幼稚的简化:“一种文化,一种统治者”的简化。每当星际飞船 访问一个星球(第一次接触或其他)时,通常都会有某种星球政府或甚至是一个单一的统治者,可以为整个星球做出决定。

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黑暗森林假说隐含地假设外星文明作为一个实体在很长一段时间内具有一致的行为。这根本不太可能——即使它适用于一个物种,它也绝对不适用于所有物种。是的,有一天可能会有一个世界政府可以让所有派系或国家遵守可能的 。但是在通往那个未来的道路上,将会有更多的尝试与外星文明进行交流。

那么大家都在哪里呢?如果黑暗森林假说不是费米悖论最可能的解释,那么解释是什么?相信在我们的银河系中可能有成千上万个拥有外星生命形式的世界。然而,可能只有极少数——可能除了地球之外没有——拥有智能外星生命形式。即使还有其他文明——也许它们的生命和技术进化需要更长的时间,或者需要更长的时间才能发射和接收信号。一些外星文明可能不会不断向外太空发送足够强的信号,以至于我们可以在数百或数千个地球年之后接收到它们。此外,他们可能将少数信号发送到错误的方向(从我们的角度来看,实际上有很多错误的方向)。

让我们正确看待这种行为:我们在技术上能够接收来自外太空的信号的时间只有几十年——第一台射电望远镜仅在 1932 年建造。与人类存在的整个时间跨度相比,89年是一个非常短的时间段。即便人类存在的时间与地球年龄(大约45亿年)相比,也是很短的时间段……考虑到太空的浩瀚,信号需要穿越太空到达我们的时间很长,我们真的可以在使用无线电后得出结论吗?望远镜仅使用了 几十 年,外星文明不存在(或它们正在隐藏)是因为我们还没有接收到它们的信号?也许我们只需要再等几个世纪,同时确保他们不会破坏地球。

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