一篇关于费米悖论的新论文有力地说明了为什么我们也许永远找不到外星人
依稀记得童年的夜晚,我常和母亲一起仰观吐曜,细数这片黑幕上的点点滴滴。
突然,一个明暗节奏平稳的物体出现在我的视线。常识告诉我,没有闪烁的红灯,它不会是一架飞机,更不是瞬时划过天际的流星。
这是外星人无疑了。
然而母亲正经的解释浇灭了我的兴奋——那只是一颗沿着轨道旋转的用来捕捉太阳的人造卫星。我失望地躺在床上,心想:每周两期的X档案,多希望这是真的呀。
如今,人们对“寻找外星人”的执念,依然可以在好莱坞电影,公众,甚至是科学家们的想象中找到影子。早在无线电技术问世后不久的二十世纪之交,科学家们就开始寻找外来信号,自八十年代以来,全球的天文学家一直在积极参与正式的“搜寻地外文明计划”(SETI)
SETI@home程序运行时的影像----维基百科
然而,我们似乎依然是宇宙中独一无二的生命。
牛津大学的一组研究人员为这个难题给出了新的视角。2018年6月初,人类未来研究所(FHI)的安德斯·桑德伯格(Anders Sandberg),埃里克·德雷克斯勒(Eric Drexler)和托比·奥尔德(Toby Ord)发表了一篇论文,该论文可能为费米悖论提供了一个解答,即我们所期待的外星信号与宇宙中明显缺乏的信号之间的矛盾。
本文使用新的统计方法,再次提出了“我们是否是独一无二的?”这样的一个问题,并得出一些具有开创性的结论:地球人不仅可能是银河系中唯一的智慧文明,即使纵观整个可观察的宇宙,一半的概率也是唯一的。
尽管这些发现对于外星人存在的可能性多了一种思考,但更重要的是,这些发现能够在一定程度上帮助我们重新定义应对地球生命在不久的将来面临灭绝风险的方法。
大家都去哪了?
1950年,物理学家恩里科·费米(Enrico Fermi)在洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)工作,午餐时突然对同事们大呼:大家都到哪儿去了?
费米一直以来都在琢磨为何会缺少证据来证明地球以外确实有生命存在。我们的宇宙已经存在了约140亿年,段时间里产生了超过10万亿亿颗恒星,因此费米则推断一定还有别的的文明存在于这硕大的宇宙中。但是,他们究竟在哪儿?
费米悖论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。-----维基百科
这依然是个未解之谜,而费米悖论跟着时间的推移只会更加顽固。自二十世纪五十年代以来,人类一直行走在月球之上,我们不仅向太阳系发射了探测器,甚至还把一辆电动跑车送上太阳公转轨道“以此取乐”。我们能在不到一百万年的时间里从原始的木制工具发展到这些工程壮举,那么,在这个拥有138亿年历史的宇宙中,一定会有足够的时间和空间供其他文明进步到类似的水平,甚至远超人类文明。
我们的天文望远镜总有机会捕捉到蛛丝马迹。
这篇文章为什么和科学家们的做法不同,并不试图解开费米悖论?
宇宙无穷大,很难精准锁定“小绿人”的位置。
1961年,天文学家弗兰克·德雷克(Frank Drake)推算出一个公式,将7个参数相乘,从而估算出N,即在给定的时间点,银河系中可探测文明的数量:
德雷克方程只能说是个工具,用来激发有关地球外生命可能性的科学讨论,但是,在没有一点合理选择的情况下,它仍然是天文学家计算外星智能概率的唯一方法。 这是有方程是有瑕疵的,因为虽然某些参数(例如R *-新恒星形成速率/单位:年)相对较为认可,其他参数仍很模糊。
以可探测文明的平均寿命L为例,如果我们放眼过去地球上文明的平均寿命,则将其取为低值并非没有道理。如果罗马人、印加人或埃及人都无所作为,他们的历史怎会延续几百年。
另一方面,你可能会说,一旦一个文明在技术上足够先进,先进到能够实现星际旅行,它就可以持续几十亿年。
这种巨大的不确定性使得德雷克方程容易受到乐观或悲观主义者的攻击。这在以前的科学论文中得到了反映,其结果给出的N值范围从10到数十亿不等。
2000年,SETI联合创始人、天文学家吉尔·塔特(Jill Tarter)在接受《国家地理》采访时雄辩地指出:“德雷克方程式是一种组织我们无知的绝妙方式。”
有人尝试通过为每个参数值选择几个保守的、中间的和乐观的最佳估计值,然后对它们取平均值,来克服这个弱点。
在他们的新论文《解除费米悖论》(Dissolving the Fermi Paradox)中,FHI的研究人员对这种方法提出了质疑,他们论证了这种方法产生的N值通常远远高于它应该产生的值,从而营造了一种悖论的假象。
这是因为仅仅选择几个点的估计值并将它们代入德雷克方程会给我误导。以三个科学家为例,这是他们对L值有不同的看法:
如果在所有可能的整数值(从1到1000)中取一个正常的线性平均值,那么你会隐含地将科学家C的观点考虑成90倍于科学家A的观点。如果用对数标度来表示上述情况,使每个科学家的范围对应一个数量级,那么这三种观点则会被更均等地表示出来。
因此,研究人员以对数尺度表示了所有可能值的范围,并进行了数百万次模拟,以获得更可靠的N值。随后,他们对这些结果应用了一种称为贝叶斯更新的技术。 这在某种程度上预示着在数学上整合了我们尚未发现的地外情报信息(因为缺少外星人的证据本身就是证据!)。
这个两阶段的过程产生了惊人的结果:根据目前的天体生物学知识,我们是银河系中唯一的文明的可能性为53%至99.6%,而我们是可观察到的宇宙中唯一的文明的可能性为39%至85%。
这在某种程度上预示着我们所知道的生命是极为罕见的,之所以我们无法察觉,是因为它们可能远远超出人类的宇宙学视界。
生命不应该罕见,对吧?
需要明确的是,该论文的作者似乎并未就是不是真的存在外星人做出任何明确的主张; 简而言之,我们目前对这七个参数的了解表明了我们很可能是独一无二的。 随着新信息的获得,这种可能性随时会得到更新。例如,如果我们在一颗彗星或另一颗行星上发现第二个“无中生有”的实例,即从无生命物质中产生生命的过程,那么这将大大缩小fl参数的不确定性。
尽管如此,他们的结果的确引起了不小的轰动,尤其是在SpaceX首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)发布推文之后:
(这正是我们通过成为太空文明并向其它星球伸出生命扩张之手的原因——维护人类自我意识的光芒)
许多人觉得这篇论文充满了“人类中心主义”和“狭窄”,他们则认为,把地球人标榜成“与众不同”和“特殊”是人类傲慢自大的结果。
但其实,在某种程度上也不是不能理解,因为认为宇宙中有智慧的生命极其罕见的观点完全是违反直觉的。我们与海豚和章鱼等其他有智慧的生命共存,由此我们才假设这些生命在地球之外的地方一样可以存在。
但是,这并不能证明智慧的文明无处不在。 真正的可能性究竟是二分之一,还是万亿兆分之一,是否能自问自答取决于生命已经成功起源的事实。
这种现象称为观察者选择效应——因为观察者必须先观察事件,所以考虑事件的可能性时会出现偏差。 又由于我们只有一个数据点(us),因此我们没有可靠的方法来预测到真实的可能性。 唯一可以确定的,是它确实存在。
理应为我们的形影单只拍手叫好吗?
无论站在哪一边,这个论题无疑点燃了科学和哲学问题。作为绝对稀有的物种,我应该举杯庆祝还是感到失望? 对于人类来说,成为宇宙中唯一有意识的实体又意味着什么?
最后一个问题至关重要。我们不仅在以不可持续的速度消耗我们的环境资源,而且我们已到达了人类历史的第一个技术阶段,我们的命运将由自己做主。 在短短几年之内,我们制造了足够的核武器,足以消灭地球上每个人许多次,并将一触即发的权力赋予我们的领导人。 每十年都给我们大家带来了新颖的技术,对巨大的善良和巨大的破坏都有持续不断的增加的潜力。每十年都是一次技术革新,这些新技术具有好坏并行的潜力。
随着新的一年的来临,《原子科学家公报》将末日时钟拨到了午夜的时刻。 同时,据各风险专家的估计,到本世纪末,人类完全灭绝的可能性在5%至19%之间,考虑到利害关系,这个概率显然大得令人无法接受。
这种暗黑系赌博不仅影响了当今活着的70亿人,而且考虑到数十亿未来永远都无法存在的后辈们,我们是有道德负担的,那么很显然,我们迫切地需要动员全体采取行动。
这是一张由旅行者一号拍摄的著名地球照片之一,显示了地球悬浮在太阳系漆黑的背景中。亦由这张照片使美国著名天文学家卡尔·萨根博士因而得到灵感写成了《暗淡蓝点》---维基百科
正如卡尔·萨根博士在1990年为其非虚构作品《暗淡蓝点》的演讲中所说的那样:“在这浩瀚无垠的宇宙中,没有一点迹象表明我们会从其他地方得到帮助。地球是迄今为止已知的唯一一个孕育生命的世界,是我们立足的地方。”
作者: vox
FY: Liv Boeree
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