费米悖论｜我们看到外星人的概率，比看到外国人的概率还要高？！

人类一直好奇，我们在宇宙中是否孤独？宇宙的其他角落会不会存在外星人？它们有没有可能与我们直接接触？其实早在 20 世纪中叶，就已经有人回答了这些问题。此人就是意大利大物理学家恩利克·费米。

费米是 20 世纪物理学界的一个巨人，绰号原子核时代的建筑师。无论是理论还是实验，他都有登峰造极的造诣。比如说，在理论方面，他因为发现了弱力 a，在 37
岁那年就获得了诺贝尔物理学奖。而在实验方面，他也造出了世界上第一个核反应堆。由于造出了这个核反应堆，费米后来就加入了著名的曼哈顿计划。曼哈顿计划当此计划造出的第一颗原子弹在美国新墨西哥州沙漠里试爆的时候，费米就待在离试爆点不太远的一个观察哨所里。

当爆炸的冲击波传来的时候，费米做了一个非常传奇的实验：他从口袋里掏出了一把纸片，并撒向空中，而这些纸片被冲击波吹到了他身后两米远的地方。就是利用这个简单到不能再简单的实验，费米第一个估算出了原子弹爆炸威力，大概相当于 2 万吨 TNT 炸药。这个用一把纸片估算出来的数字，竟与后来美军用精密仪器测出的结果相差无几。言归正传。1950
年的一天，费米和几个同事一起去餐厅吃午饭。走在半路上的时候，大家东聊西聊，就聊到了当时在美国特别热门的 UFO（unidentified flying object, 不明飞行物）的话题。费米一直一言不发。但在吃午饭的时候，他突然大声惊呼到：“那么它们（外星人）都在哪儿呢？”

这个问题听起来似乎有点无厘头吧？但事实上，这是一个极端深刻的问题，以至于后人把它称为了费米悖论。下面，就给你详细地讲讲费米悖论到底是怎么回事。费米悖论提出了两个基本假设。

假设一：外星人在宇宙中普遍存在。

假设二：一些高度发达的外星文明拥有星际旅行的能力。

这两个假设听起来都特别合理。很难想象，在至少拥有 1018 亿颗恒星的浩瀚宇宙中，地球是唯一的生命绿洲。也很难相信，所有的智能生命都会被困死在自己的行星上，无法到其他的世界去看一看。但费米悖论说的就是这两个看似特别合理的假设，却会导致一个极端荒谬的结论。

我们就以银河系为例。目前的天文观测表明，银河系已经存在了超过 100 亿年，其直径为 20 万光年，拥有超过 1000 亿颗恒星。现在，让我们基于费米悖论的两大基本假设，来分析一下银河系的状况。

如果假设一是对的，我们不妨假设 1% 的恒星拥有像地球一样的宜居行星。

这样一来，整个银河系中将拥有 10 亿个生命绿洲。如果假设二是对的，那么就有智能文明可以进行星际旅行。就算它们只能像《流浪地球》那样以 1% 的光速进行旅行，那它们也只要花 2000 万年就可以穿越整个银河系。现在让我们把这两个假设合在一起。假设这 10 亿个文明世界，有一亿分之一的概率进化成能进行星际旅行的超级文明。那么在 100 多亿年的时间里，这10 个超级文明足以殖民整个银河系超过
5000 次。换言之，它们至少可以建立5000 个银河帝国。

这意味着，我们看到外星人的概率，其实应该比我们看到外国人的概率还要高！而费米悖论问的是，那些外星人都在哪儿呢？费米悖论告诉我们，那两个基本假设，至少有一个是错的。如果假设一是错的，就会导致所谓的稀有地球假说。其核心观点是，地球就是宇宙中唯一的生命绿洲。

地球一般认为，地球之所以能孕育生命，是因为它同时满足以下 7 个条件：

银河系中心相当平静，没有处于危险的活动状态；

太阳系与银河系中心距离适中，位于所谓的星系宜居带内；

太阳质量适中，既不是温度很高还特别短命的蓝巨星，也不是温度很低还常常爆发超级耀斑的红矮星；

地球能让液态水存在的恒星宜居带内；

地球有木星这个保护神，从而避免了大量小行星和彗星的撞击；

地球很偶然地获得了月球这个大型卫星，从而拥有了稳定的自转轴及合适的自转速度；

地球拥有合适的大气和磁场，从而阻止了液态水的蒸发，并把危险的太阳风拒之门外。

稀有地球假说认为，在整个宇宙中，只有地球能同时满足这 7 个条件。如果其他的系外行星上都没有任何生命，费米悖论自然就迎刃而解了。如果假设二是错的，就会导致所谓的大过滤器假说。其核心观点是，没有任何一个文明能发展到星际旅行的阶段。

为了便于理解，你不妨把智能生命的进化当成是一款有很多关的大型游戏。每一关的最后都有一个特别难对付的大 BOSS，那就是所谓的大过滤器。如果打不赢某一关的 BOSS，生命的进化就会卡在这一关，而无法进入下一关。大过滤器假说认为，把守着最后一关，也就是星际旅行关的，是一个特别恐怖的大
BOSS，不管什么文明都打不赢。因此，没有任何一个文明能进行星际旅行。这样的话，费米悖论也就不再是问题了。无论是稀有地球假说，还是大过滤器假说，都会导致一个共同的结论，那就是宇宙大寂静。

你可以把宇宙想象成一片狂暴而黑暗的大海，智能文明就是漂浮在大海上的一座座小小的孤岛。由于永不停歇的惊涛骇浪，没有哪个智能文明可以制造出能在海上航行的船。

因此，他们永远感知不到其他智能文明的存在。这种孤独而绝望的处境，就是所谓的宇宙大寂静。如果宇宙大寂静的图像真是对的，那么所有的智能文明都注定要永远困在自己的孤岛上。他们就只能悄悄地诞生，悄悄地兴盛，悄悄地衰败，最后悄悄地灭绝。

作者：王爽

图源：网络

版权归原作者所有