词条 | 费米悖论 |
释义 | 1950年的一天,诺贝尔奖获得者、物理学家费米在和别人讨论飞碟及外星人问题时,突然冒出一句:“他们都在哪儿呢?”这句看似简单的问话,就是著名的“费米悖论”。 “费米悖论”隐含之意是,理论上讲,人类能用100万年的时间飞往银河系各个星球,那么,外星人只要比人类早进化100万年,现在就应该来到地球了。换言之,“费米悖论”表明了这样的悖论:A.外星人是存在的——科学推论可以证明,外星人的进化要远早于人类,他们应该已经来到地球并存在于某处了;B.外星人是不存在的——迄今为止,人类并未发现任何有关外星人存在的蛛丝马迹。 悖论基础阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。 费米悖论的第一点,即尺度问题,是一个数量级估计:银河系大约有2500亿(2.5 x 1011)颗恒星,可观测宇宙内则有70泽(7 x 1022)颗。即使智慧生命以很小的概率出现在围绕这些恒星的行星中,那么仅仅在银河系内就应该有相当大数量的文明存在。这也符合平庸原理的观点,即地球不是特殊的,仅仅是一个典型的行星,具有和其他星体相同的规律和现象。有人用德雷克公式来支持这个论点,尽管这个式子的基础正在受到质疑。 费米悖论的第二点是对尺度观点的答复:考虑到智慧生命克服资源稀缺的能力和对外扩张的倾向性,任何高等文明都很可能会寻找新的资源和开拓他们所在的恒星系统,然后是涉足邻近的星系。因为在宇宙诞生137亿年之后,我们没有在地球或可观测宇宙的其他地方,找到其他智慧生命存在的切实可靠的证据;可以认为智慧生命是很稀少的,或者说我们对智慧生命的一般行为的理解是有误的。 费米悖论的发展费米悖论亦称费米佯谬,在费米提出之后,该佯谬得到了不断的发展,如今被称为“齐奥尔科夫斯基(K. Tsiolkovsky)·费米·维尤因(D. Viewing)·哈特(M. Hart)·蒂普勒(F. Tipler)佯谬”,这些人都曾参与了费米佯谬的讨论并提出了重要观点。 1959年,《Nature》发表了一篇想象力十足的文章《寻求星际交流》——它如今已被该领域研究者奉为“经典中的经典”,两位天文学家科科尼和莫里森提出,可以利用微波辐射来探测银河系其他文明的构想。稍后,一位年轻的天文学德雷克于1961年提出一组方程解,用来估测银河系中存在地外文明星球的数量是多少。“德雷克方程”现在被看作是理论上对费米佯谬的第一次正式回应。 1975年,哈特在皇家天文社会学学报上发表论文《关于地球上地外文明缺席的解释》,首次把费米佯谬作为一个严肃的概念来讨论。针对费米的问题,他提出四种解释:1、对地外文明而言,进行星际旅行还不可行。2、从动机分析,地外文明不打算和人类进行接触。3、地外文明刚刚出现不久,和人类的接触还需要一段时间。4、地球已经被外星文明拜访过了,只是我们不知道而已。哈特逐一进行讨论后,认为以上四个理由都不成立,由此得出的反推结论只能是:地外文明根本不存在。 哈特的文章获得了出奇高的关注率,大量的科学家开始积极关注费米佯谬,并提出了自己的意见。以观点激进而闻名的蒂普勒极力主张,用一种理论上能进行自我复制的“冯·诺依曼探测器”来代替无线电搜索。格瑞恩在论文《大沉默:关于地外智慧生命的争论》中,则认为德雷克方程的各项参数设置存在缺陷,并提出补充建议。 费米悖论解决方法在物理学家史蒂芬·韦伯2002出版的《地外文明在哪儿?》一书中,列举了费米佯谬的50种解决方案,主要可以归纳为以下三个方面 一、宇宙中不存在别的文明。 二、外星文明是存在的(或曾经存在过),但它们迄今为止还无法和我们接触。 三、外星文明已经来到地球,只是我们不知道。 影响“费米悖论”自成,在天文学界就有着相当的影响,因为它是基于科学探知的事实:古老的银河系,已有约100多亿年的年龄,而银河系的空间直径却只有大约10万光年,就是说,即使外星人仅以光速的千分之一翱翔太空,他们也不过只需1亿年左右的时间就可以横穿银河系——这个时间远远短于银河系的年龄。而且仅从数学概率上分析,在浩瀚的宇宙里,应该有着众多的类似地球的适合于生命存在的星体。并且这其中,有些星体的年龄要远远大于地球,因此,它们上面的生命进化,也要远远早于地球上的人类。 “费米悖论”生成几十年来,人类对太空的探索已有长足的进展。宇宙飞船已经参观或探测了太阳系中绝大部分的行星及其主要卫星,天文学家还追踪了成千上万颗星球发出的微波信号。但是,这些搜寻行动一无所获,人类并没有发现能够证明外星人存在的生命信号。“费米悖论”的实质就是否定外星文明的存在:既然我们至今还未发现外星人的蛛丝马迹,为什么还要相信它呢? “费米悖论”在天文学界广有市场,许多著名的科学家对此持赞成的态度。 中国作家刘慈欣的科幻小说《三体Ⅱ黑暗森林》以“黑暗森林”法则(宇宙社会学)对费米悖论进行了一种可能的解释。其大意是指宇宙形如黑暗森林,各个文明形如黑暗森林中孤行的猎人,一旦暴露了自身的存在,由于各文明之间距离上的遥远性、互相所构成的猜疑链、以及各自在技术水平上发展的不均衡性,就会给自身的存在带来威胁。结果就是导致意识到此法则的各文明不主动暴露自身的存在,依此解释了费米悖论“外星人在哪呢?”的问题。按照“黑暗森林” 理论,成熟的文明都拥有“清理其他文明”和“隐藏自己”的本能。所以他们不会贸然出现,更不会广播自己。 |
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