費米佯謬

在麥可·懷特《地外文明探秘》一書中,“費米佯謬”一詞僅在序言中出現過一次,並被稱為“與中世紀教皇浮誇相差無幾的狂妄話語”。儘管作者對其頗為不忿,但有意思的是,書中所涉及大部分內容,火星生命、生命起源問題、德雷克方程、SETI計畫(Search for Extraterrestrial Intelligence縮寫,尋找地外文明)、地外行星以及超空間旅行的構想,卻都跟解答費米的提問息息相關——這本身也算帶有一點“佯謬”色彩。

基本簡介

幾種對費米佯謬的解釋幾種對費米佯謬的解釋

所謂“費米佯謬”,其實只是物理學家費米當年隨口說的一句大白話:如果地外文明存在的話,它們早就應該出現了(Iftheyexited,They'dbehere)。這話背後的含義是:如果我們不相信地球是宇宙間唯一的文明,或者說我們承認在宇宙間出現其他高等文明的機率不為零,那么考慮到宇宙是如此的廣大,其年齡是如此的長久,則宇宙間必定已經有了許許多多高等文明。那么,它們在哪兒呢?為什麼我們至今還沒有遇見一個呢?

由於費米的巨大聲望(此時他獲得諾貝爾獎已經十多年了),此話流傳開後,一些人將其稱為“費米佯謬”(Fermi Paradox)。
“費米佯謬”雖然只是費米隨口說的一句大白話,但背後還是有理論依據的。宇宙被認為是“無限”的——無論是時間上還是空間上都是無限的。那么,如果我們不相信地球是宇宙間唯一的文明,或者說我們承認在宇宙間出現其他高等文明的機率不為零,則宇宙間必定已經有了許許多多高等文明。

關於“費米佯謬”,西方人已經提出了五十多種解釋,大致可以分成三大類:一、地外文明已經在這兒了,只是我們無法發現或不願承認;二、地外文明存在,但由於各種原因,它們還未和地球進行交流;三、地外文明不存在。

由於費米的巨大聲望(此時他獲得諾貝爾獎已經十多年了),此話流傳開後,一些人將其稱為“費米佯謬”(Fermi Paradox)。

背景資料

在麥可·懷特《地外文明探秘》一書中,“費米佯謬”一僅在序言中出現過一次,並被稱為“與中世紀教皇浮誇相差無幾的狂妄話語”。儘管作者對其頗為不忿,但有意思的是,書中所涉及大部分內容,火星生命、生命起源問題、德雷克方程、SETI計畫(Search for Extraterrestrial Intelligence縮寫,尋找地外文明)、地外行星以及超空間旅行的構想,卻都跟解答費米的提問息息相關——這本身也算帶有一點“佯謬”色彩吧。

地外文明探索歷程中,火星曾是解決費米問題的最大希望所在。1895年,天文學家洛韋爾在幾篇論文中提及的“火星大運河”,一度把人們對火星人的好奇引誘到極致,儘管最後無功而返,但從此卻使得與此相關的幻想變得綿綿不絕。懷特在書中所介紹的來自火星的隕石艾倫山84001”,再次讓人們對火星生命已經喪失殆盡的信心重被點燃,但最終的研究結果傾向於表明,這多半也是空歡喜一場。

火星並非是人們考慮可能存在地外生命的唯一目標。1959年,Nature上發表了一篇想像力十足的文章《尋求星際交流》——它如今已被該領域研究者奉為“經典中的經典”,兩位天文學家科科尼(Giuseppi Cocconi)和莫里森(Philip Morrison)提出,可以利用微波輻射來探測銀河系其他文明的構想。稍後,一位年輕的天文學德雷克於1961年提出一組方程解,用來估測銀河系中存在地外文明星球的數量是多少。“德雷克方程”現在被看作是理論上對費米佯謬的第一次正式回應。

論題解釋

第1類解釋中,包括“動物園假說”——認為地球就是先進外星文明專設的一個宇宙動物園,外星文明儘量避免和人類接觸,只是默默地觀察著人類,所以人類始終未能接觸到它們,甚至可能永遠不會發現它們。又有“隔離假說”——因為知識是最有價值的資源,先進外星文明為此留下能產生生命形式的地球不受干擾地單獨存在著,為它們提供原生態的宇宙文明信息資源。以及“天文館假說”——人類很可能是生活在一個虛擬世界裡,這是一個由高級智慧生命設計出來的仿真“天文館”,為我們製造出一種宇宙中不存在其它智慧生命的幻像。這個“天文館”甚至有可能僅僅是意識層面的,即高級外星文明弄出一個人工宇宙的幻象來,直接植入地球人類的意識中。除此之外,第1類解釋中,還有主張外星人已經混雜在地球人類中間的;主張智慧外星人類似全能上帝,宇宙就是它們創造的;甚至主張地球人類本身就是外星人——只是這個主張並不能消解“費米佯謬”。

第2類解釋中,又有幾條不同的路徑。比較唯物的路徑,如外星文明過於遙遠、它們目前還沒有和我們直接接觸的星際航行技術、它們也在向我們發射信號只是我們尚無能力接收或理解等等。另一條路徑,是構想外星文明對地球文明沒有興趣(比如嫌地球文明太原始),或它們對別處的文明更有興趣,或是外星文明認為與外界接觸是危險的。

第3類解釋中,相對比較簡單,基本上是論證人類的地球在宇宙中是獨一無二的。其中包括我們的太陽系和地球的環境獨一無二、生命進化到人類這個地步是機率極其微小的事件等等。這些解釋都可以歸結為“珍稀地球假說”。

大體而言,上述三類解釋中,第1、第2類都具有開放性,而第3類則從理論上關閉了探索外星文明的大門。

引發爭議

費米的提問通常被當作笑談,或被籠統地斥為粗暴的人類中心主義言論,而從另一個角度來看,這也暗示了SETI實踐者們所面臨的尷尬境地,多年以來,他們始終沒有找到任何相關證據來進行更有力的論證。

費米佯謬,除了在天文學物理學上引發討論,涉及領域還包括生物學、化學和地質學。懷特宣稱自己的《地外文明探秘》,“也許是一本獨一無二融合了人類心理學、相對論、量子力學、遺傳學宇宙學、空間工程和達爾文進化論的書”。事實上,這些理論也正是各路高手在試圖解決費米佯謬的過程中,一直所運用到的。不過,在沒有確切的證據出現之前,任何一種觀點都只能在一系列假設前提下得出——超空間旅行,作為重要的假設前提之一,也是備受爭議的問題。

到目前為止,甚至遙遠的未來,無論認為地外生命存在與否,都得面臨邏輯上的詰難:如果地球真的是宇宙中擁有智慧文明的唯一所在,為什麼人類所居住的這顆小小“暗淡藍點”就能如此特殊?如果真的存在地外文明,老問題又來了,他們在哪兒?依據科學界提出的各種觀點,物理學家史蒂芬·韋伯(Stephen Webb)2002年出版了一本書《地外文明在哪兒?》,其中專門列舉了解決費米佯謬的50種方案。費米本人當年可能壓根兒未曾料到,一句笑談被人揶揄出了一個詞,多年以後,影響力卻絲毫不遜於以他名字命名的其它物理學概念。

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外星人還沒與我們接觸是因為它們還沒有時間發現我們。外星人還沒與我們接觸是因為它們還沒有時間發現我們。

據一項最新的數學演算的結果,外星人造訪地球可能還需要相當長的一段時間。

1950年,諾貝爾獎得主恩里科·費米提出了這個最著名的問題:“外星人在哪裡?”他與物理學界的同行們討論了這樣提問的原因,如果宇宙中充滿生命,為什麼沒有一個人看到過外星人文明的任何跡象。

現在,數學家認為他能給出“費米佯謬”的答案。拉斯穆斯·布喬克來自哥本哈根的內爾斯·波爾研究所,他進行了如下推算:假如8顆以十分之一的光速飛行的探測器,每一顆都有能力發射8顆小探測器,那么,它們要探測包括4萬顆恆星的宇宙空間,將花費大約10萬年的時間。當他按照這個比例將探索範圍增加到我們所在的星系中的26萬個這種可居住的地帶,那么,探測器花費近100億年(也就是四分之三的宇宙年齡)才僅僅探測了其中星體的0.4%。

《新科學家》雜誌報導說,“關於“費米佯謬”,布喬克給出的答案是:外星人還沒與我們接觸是因為它們還沒有時間發現我們。布喬克說,如果只搜尋那些能居住的行星,尋找外星人的工作將會更有效。關於通過射電望遠鏡尋找外星人的做法,他也保持著“謹慎的樂觀態度”。

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