為什麼我們還沒有發現外星人?
一篇關于費米悖論的論文讓你不得不相信,我們可能永遠找不到外星人。

圖檔來源:Dior Lee/Vox.com
我記得有一個夏夜,我和母親認出了夜空中閃爍的星星、流星和行星。
突然,我看到一個發光的物體,它的光線從明暗波動,不像飛機的導航燈那麼紅,移動得太慢,不能像流星一樣起作用。
顯然,這是一艘外星飛船。
但我的興奮并沒有持續太久,我母親解釋說,這是衛星在軌道上反射的太陽光線。我失望地上床睡覺:《X檔案》正在電視上播出,這是一部由克裡斯·卡特、大衛·達頓、吉莉安·安德森主演的科幻電視連續劇,每周播出兩集。我很想找出一些東西來證明X檔案中的故事是真實的。
直到今天,人們仍然願意相信外星人的存在。好萊塢電影和人們的想象力是看得見的,甚至科學家也充滿希望。在20世紀初無線電技術出現後不久,科學家們開始尋找外星信号。自1980年代以來,世界各地的天文學家團隊一直在正式尋找外星文明(SETI)。
然而,正在進行的搜尋似乎隻能證明宇宙中缺乏生命。
現在,牛津大學的一個研究小組為這個難題提出了一個新想法。六月初,人類未來研究所(FHI)的安德斯·桑德伯格(Anders Sandberg)、埃裡克·德雷克斯勒(Eric Drexler)和托比·奧爾德(Toby Auld)發表了一篇論文,可以一勞永逸地消除費米悖論,即我們對外部文明存在的高估與缺乏相關證據之間的沖突。
使用一種新的統計方法,這篇論文重新審視了這個問題",并得出結論,我們地球上可能不僅是銀河系中唯一的智能生物,而且我們有50%的機會成為整個可觀測宇宙中唯一的智能生物。
這一發現可能有助于思考外星生命的可能性,這對于我們重新了解地球生命在不久的将來可能面臨的滅絕風險可能更為重要。
他們都在哪裡?
1950年的一天,在洛斯阿拉莫斯國家實驗室工作的實體學家恩裡科·費米(Enrico Fermi)在與同僚共進午餐時問了他一個經典問題:"他們在哪裡?""
他一直在思考,為什麼地球以外的其他生命幾乎沒有什麼證據。在一個已經存在了大約140億年并産生了超過10萬億顆恒星的宇宙中,費米推斷一定還有其他智能文明。那麼他們在哪裡呢?
我們仍然沒有這個問題的答案,随着時間的推移,費米悖論隻會得到更多的支援。自1950年代以來,人類一直在月球上,将探測器送出太陽系,甚至将電動跑車送入圍繞太陽的軌道以示樂趣。如果我們能在不到一百萬年的時間裡從簡陋的木制工具發展到如此優越的工程技術,那麼在一個已經存在了138億年的宇宙中,其他文明是否應該有很好的機會發展到類似的水準,甚至更高?
随着文明的擴充,我們肯定會觀察到一些殘餘的無線電信号或視覺線索。
本文如何以不同的方式解決費米悖論?
宇宙是如此浩瀚,以至于要準确估計小綠人(外星人)存在的可能性并不容易。
1961年,天文學家弗蘭克·德雷克(Frank Drake)提出了一個公式,該公式将七個"參數"相乘,以估計N,即在給定時刻可以在我們的銀河系中發現的文明數量:
圖檔來源:徐明
德雷克方程隻是科學計算外星生命可能性的粗略工具。然而,在缺乏更好的方法的情況下,它仍然是天文學家計算外星人智能生命可能性的唯一方法。這個公式很難确定,因為雖然其中一些參數,如R,即每年形成的新恒星的數量,相對清晰,但其他參數的選擇仍然高度不确定。
以L為例,它代表了可探測文明的平均壽命。回顧過去地球文明的平均長度,得出一個非常低的假設并不過分。如果你看看羅馬人,印加人或埃及人的曆史,這個參數的值似乎最多是幾百年。但另一方面,如果一個文明可以傳播到可以星際旅行的程度,你會認為它至少會持續數十億年。
如此巨大的不确定性使得德雷克方程的結果最終取決于使用它的人是樂觀還是悲觀。這就是為什麼以前的論文産生了從10到十億不等的N值。
正如天文學家、SETI的聯合創始人吉爾·泰特(Jill Tate)在2000年接受《國家地理》雜志采訪時指出的那樣,"德雷克方程正在與我們無法确定的事情一起工作。
為了克服這種不确定性,人們試圖為每個參數選擇不同的估計值,有些是保守的,有些是樂觀的,有些是介于兩者之間的,然後取平均值。
然而,FHI研究人員在他們題為"解決費米悖論"的論文中質疑這種方法。在本文中,他們示範了這種将參數配置設定給高N值的方法是如何正确的,進而将悖論誤認為是正确的。
這是因為簡單而粗暴地選擇一些估計點并将它們塞入德雷克方程中并不能權衡我們對每個參數的看法。例如,假設三位科學家對L的估值有不同的看法:
Image caption 科學家科學家說:"L在1到10之間"
科學家B認為:"L在10到100之間"
C科學家認為:"L在100到1000之間"
如果你取一個從1到1000的所有可能整數的基本線性平均值,這意味着科學家C的意見将對科學家A的結果産生90倍的影響,因為在他的值範圍内,可能的整數數量是A科學家的90倍。如果使用連字測量刻度,則基于一個數量級,當數量存在較大範圍差異時,每個刻度之間的數字是一定的值。),使每個科學家的意見範圍對應一個數量級,那麼這三種意見将得到更平等的對待。
是以,研究人員将所有估計值轉換為中位數的刻度,并進行了數百萬次模拟,以獲得統計上更可靠的N值。然後,他們使用貝葉斯方法分析了這些結果,這些方法在數學上包括了我們尚未發現外星智能生物的資訊(因為沒有證據表明外星人存在本身!)
經過兩個階段的計算分析,他們得出了驚人的結果:根據我們目前對天體生物學的了解,我們擁有銀河系唯一文明的53%至99.6%,以及銀河系唯一可觀測文明的39%至85%。
這意味着生命是非常罕見的。即使有其他智能生物,它們也可能遠遠超出我們的宇宙視界,是以我們永遠不會看到它們。
但生活不應該如此罕見,不是嗎?
需要澄清的是,該論文的作者似乎沒有明确斷言外國人的存在;相反,他們沒有明确指出外國人的存在。但根據我們目前掌握的關于這七個參數的資訊,我們可能是宇宙中唯一的參數。随着我們獲得更多的資訊,它将改變外星人的可能性。例如,如果我們從彗星或其他行星上的非生命物質中觀察到另一個原始生命過程,則fl參數的不确定性将大大降低。
盡管缺乏明确的結論,但他們的發現引起了轟動,特别是當SpaceX首席執行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)在推特上寫道:
這就是為什麼我們必須成為一個太空文明,並將我們的生命延伸到其他星球,以儲存人類智慧之火。
- 埃隆·馬斯克(@elonmusk),2018年6月25日
很多人認為這篇論文是"人類集中制"和"狹隘思維"的結果,在他們看來,隻要我們地球人在某種程度上是特殊的,隻是出于人類的傲慢。
這在一定程度上是可以了解的,因為智能生命在宇宙中極為罕見的想法是完全違反直覺的。既然我們人類是真實的,其他智能生命,如海豚、章魚等也是真實的,同樣的原因,地球上可以存在的生命也必須存在于地球之外。
但僅憑這一點并不能證明智能文明無處不在。無論是半個機會還是微小的1036,隻要能夠意識到問題并問自己,就是生命已經成功起源的标志。
這種現象被稱為觀察者選擇效應 - 因為觀察者本身在觀察事件的可能性時會影響他對事件的判斷,進而産生觀察到的偏差。由于我們隻有一個資料點(我們自己),我們沒有可靠的方法來預測智能生命的真正可能性。我們可以自信得出的唯一結論是,它(外星智能)是可能的。
如果我們真的是宇宙中唯一的人,這是好消息還是壞消息?
我們可能獨自存在于宇宙中,無論你是否同意,你都面臨着嚴肅的科學和哲學問題。我們應該對此感到非常高興嗎?還是應該失望?如果人類是宇宙中唯一有意識和深思熟慮的實體,這對我們意味着什麼?
最後一個問題至關重要。這不僅是因為我們以破壞生态平衡的高速度消耗自然資源,而且因為我們的科學和技術在人類曆史上第一次達到了如此高的水準,以至于我們完全取決于我們來看看整個人類是否有未來。我們花了數年時間生産的核武器足以多次殺死地球上的每個人,我們把它們置于我們上司人的蓄意控制之下,并威脅要發動攻擊。每十年,我們都開發了新技術,帶來了巨大的好處和巨大的損害。
随着新年鐘聲的敲響,原子科學家的公告将世界末日的時鐘定在了最接近午夜的位置。與此同時,許多生存風險專家的估計表明,到本世紀末,完全滅絕的可能性為5%至19%——這種可能性太大,無法接受,因為事關人類的生存。
這場黑暗的賭博不僅影響了今天活着的70億人,也影響了未來數百億人的生存機會。顯然,如果我們要考慮到對未來的責任,我們迫切需要共同采取行動。
正如卡爾·薩根(Carl Sagan)在他1990年的《蒼白藍點》(Pale Blue Dot)演講中所說的那樣:"在這個廣闊的空間裡,不會有救世主從天而降,将我們從我們給自己設定的困境中拯救出來。地球是唯一已知的滋生生命的世界。......地球是我們的地方。"
他是對的,特别是考慮到論文的結論。如果人類真的是宇宙中唯一存在的文明,那麼我們才真正對宇宙的規模負責。
作者:麗芙·博埃裡
FY: 蕾妮
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