在回答這個問題之前,非常有必要先講一下宇宙學最基本的原理,平庸原理。
在宇宙學的研究范疇里,平庸原理占據著極為重要的地位,是現代天文學家探究宇宙天體演化所倚重的關鍵原理。其核心要義可用“平庸”二字精準概括,即我們所處的宇宙位置以及所處的演化階段,都毫無特殊性可言,皆是極為普通、平凡的存在。
不妨通過幾個生動的例子來加深對平庸原理的理解。
假設我們要全方位研究某個細菌的完整生命周期,并不需要時刻緊盯著這一個細菌,通過持續不斷地拍攝照片來記錄其成長過程。
我們僅需對一片細菌群體拍攝一張照片,基于所有細菌演化進程具有相似性這一假設前提,便能借助這張照片,知曉該細菌在各個年齡階段呈現出的形態。
同樣的道理,倘若外星人試圖研究人類從呱呱墜地到生命終結的整個樣子,他們也不必耗費時間與精力,全程跟蹤觀察某一個人的完整一生。在同一時刻,盡可能廣泛地收集眾多人類的照片,就足以實現這一研究目的。
將這一原理應用到星系研究領域,著名的哈勃深空場照片便是絕佳例證。
在極其微小的144弧秒區域,其范圍僅占整個天空的2400萬分之一,哈勃望遠鏡卻成功拍攝到多達3000多個星系。由此可見,我們無需親自對銀河系的演化過程展開實際觀測(況且受多種因素限制,這幾乎難以做到),僅僅憑借這樣一張照片,便能清晰看到星系在不同階段的演化狀態,進而深入了解我們所在的銀河系。
這里面同樣蘊含著一個假設前提,即我們的銀河系在廣袤宇宙中,不過是一個極為普通、毫無特殊之處的星系。同理,倘若我們認定人類文明也是平庸的,那么在研究文明的演化歷程時,只需全面了解現階段宇宙中各類文明的具體情況即可。因為我們有理由相信,宇宙中必定充斥著處于不同發展階段的文明。
將自身平庸化,已然成為我們探索宇宙的一種廣泛且常用的方法。
然而,令人疑惑的是,為何會有人認為人類文明可能是宇宙中的首個文明呢?
這一觀點的出現,主要是為了解釋著名的費米悖論。
費米悖論指出,如果人類文明是一個平庸的文明,基于這一前提,宇宙中理應存在大量處于不同發展階段的文明。在這些文明之中,必然有相當一部分文明的發展程度遠超地球文明,甚至存在比人類文明先進數百萬年乃至數億年的超級文明。
畢竟,在宇宙的宏大時間尺度下,幾百萬年不過是轉瞬即逝的短暫瞬間。回顧人類文明的進化歷程,僅僅在文明誕生后的幾千年時間里,人類便成功制造出太空飛船。以此類推,那些比人類文明先進百萬年乃至數億年的超級文明,其科技發達程度必定超乎我們的想象,他們理應具備探測到地球,甚至跨越遙遠距離飛臨地球的能力。
但現實情況卻是,他們究竟身在何處呢?
從宇宙的規模以及漫長的時間尺度來分析,生命的誕生絕非地球上的孤立偶然事件,因此外星生命乃至外星文明理應存在。然而,這一合理推斷卻與目前人類的實際觀測結果相互矛盾,這便是著名的費米悖論。
為了破解這一悖論,人們充分發揮智慧,提出了各式各樣的假說,歸納起來主要有以下三種可能方向:其一,外星文明確實不存在;其二,外星文明存在,但彼此之間尚未知曉對方的存在;其三,外星文明存在,并且他們已經發現了我們,只是我們并不知情。在此需要說明的是,像“政府已經發現外星人,但對公眾隱瞞”這類假設,因其過于偏向陰謀論,缺乏足夠的事實依據,所以在此暫不予以考慮。
外星文明不存在的兩種可能性。
1.唯一論
在解釋費米悖論的眾多觀點中,有一種最為簡單直接的理論,即唯一論。該理論認為,人類是宇宙中第一個文明,甚至可能是唯一的文明。倘若這一觀點成立,那么費米悖論所基于的“人類文明是平庸的”這一前提本身就是錯誤的。既然前提錯誤,那么費米悖論自然也就不攻自破了。
從數學模型的角度來看,宇宙中文明的數量可以通過一個簡化的公式來大致估算,即宇宙中文明的數量=行星數量×文明誕生的概率。在這個公式中,行星數量是一個趨于無限大的數值,而文明誕生的概率則趨于無限小。
但由于人類文明的切實存在,我們至少能夠確定,在這場無限大與無限小的“較量”中,無窮小并未占據上風,因為行星數量×文明誕生概率≥1。這里所提及的公式,實際上是對德雷克公式的一種高度簡化形式。
在實際情況中,宇宙中文明的數量,本質上就是宇宙尺度的宏大浩瀚與生命及文明誕生概率的微乎其微這兩者之間的相互博弈。倘若無限大占據主導,那么宇宙中文明的數量將會相當可觀;反之,若無窮小占據優勢,宇宙中文明的數量則可能為零。但人類文明的存在這一事實,明確無誤地告訴我們,宇宙中文明的數量至少為1。
為了更直觀地感受宇宙的宏大尺度,我們不妨來進行一番形象的描述。
目前,我們已經了解到宇宙中星系的分布呈現出相對均勻的狀態。經科學估算,宇宙中的星系數量大致處于千億級別。倘若將銀河系視作宇宙中一個規模中等的星系,那么每個星系所包含的恒星數量同樣也在千億級別。
如此一來,宇宙中的恒星數量至少為1千億乘以1千億。
這個龐大的數字或許讓人難以形成直觀概念,打個比方,這個數量大約是地球上所有沙子數量的 10000倍,這里所指的沙子涵蓋了沙漠、海灘等地球上各個角落的沙子。這僅僅是恒星的數量,而宇宙中行星的數量更是遠超于此。據估算,廣義概念上的類地行星數量,大約是地球上沙子數量的100倍。
設想一下,假如我們在某一天突然發現地球上某一粒沙子具有獨特的特殊之處,此時,我們真的能夠輕易認定它就是地球上唯一一粒特別的沙子嗎?答案顯然是否定的,在如此龐大的基數面前,這種可能性微乎其微。同理,在浩瀚無垠的宇宙中,僅僅因為我們尚未發現其他文明,就斷言人類是唯一的文明,同樣缺乏足夠的說服力。
2.滅絕論
滅絕論認為,宇宙直至最近才逐漸演變到適合生命發展的狀態。在這個全新的階段,人類以及其他可能存在的文明,都正朝著更高級別的文明形態發展。我們恰好處于第一批有機會向高級文明邁進的行列之中,這是因為宇宙首次出現了如此漫長且相對穩定、和平的時期,為文明的孕育與發展提供了適宜的環境。
而在我們之前,或許曾經也有文明嘗試發展,但在尚未進化成為超級文明之前,就因遭受各種宇宙災難或其他不利因素的影響,最終走向了滅絕。
伽馬射線暴就是一個典型的例子。
通過先進的天文觀測設備,我們能夠捕捉到來自遙遠星系的伽馬射線暴現象,這些現象實際上是幾十億年前發生的宇宙事件。此外,超新星爆發同樣具有巨大的破壞力,極有可能導致其周圍行星上的生命徹底滅絕。
回顧地球的發展歷程,在早期階段,地球經歷了漫長的火山頻繁爆發以及劇烈的地殼移動時期,經過漫長的演變,才逐漸迎來了適合生命發展的穩定階段。以此類推,在過去的宇宙中,很可能也曾以更高的頻率頻繁發生類似的災難事件。而直到現在,宇宙才首次為生命提供了一個能夠相對穩定、不被過多干擾地生存與發展的較長時間段。
外星文明存在但相互不知曉的三種可能性。
1.過濾論
過濾論指出,文明在發展進程中并非一帆風順,而是會遭遇諸多瓶頸。當文明發展到一定階段后,往往會陷入一些難以突破的困境。隨著其所依托的行星壽命逐漸走向盡頭,該文明最終也將不可避免地走向消亡。宇宙就如同一個擁有層層篩選機制的巨大篩子,在漫長的歲月中,將數量眾多的文明逐一過濾淘汰。
這意味著,在歷史長河中,或許曾經有大量文明都發展到了與地球文明現階段相當的水平。然而,由于技術瓶頸的限制或其他復雜原因,沒有任何一個文明能夠成功突破這一關鍵階段,進一步進化成為高級文明。對于人類而言,這無疑不是一個好消息。因為這暗示著在未來,人類同樣可能面臨技術瓶頸的阻礙。倘若其他文明都未能成功跨越這一障礙,那么人類想要突破的可能性也極為渺茫。
若將生命的誕生視為第一道篩選關卡,文明的誕生作為第二道關卡,那么技術瓶頸無疑就是第三道關卡。值得慶幸的是,人類已經順利通過了前兩道關卡。
但令人擔憂的是,截至目前,還沒有任何一個文明能夠成功跨越第三道關卡。
從這一角度悲觀地來看,技術加速增長或許只是一個不切實際的偽命題。在現實中,有諸多事例能夠為這一觀點提供佐證。
例如,近年來,曾經被廣泛認可的摩爾定律逐漸顯現出失效的跡象。在計算機領域,芯片的集成度提升速度逐漸放緩,不再像過去那樣遵循摩爾定律所預測的快速增長趨勢。又如,與星際旅行密切相關的航天技術領域,自上個世紀60年代人類成功登上月球以來,在相當長的一段時間里,人類始終未能成功踏上火星。
此外,理論物理和數學領域的研究突破也變得愈發艱難和緩慢。以引力波和希格斯玻色子(即所謂的“上帝粒子”)的研究為例,每一項相關實驗都需要投入巨大的成本,且不再像過去那樣,憑借個人的力量就能夠在這些領域取得重大突破。
如今,自然科學領域的諾貝爾獎獲得者往往不再是單個個體,而是一整個龐大的研究團隊。理論突破的乏力,直接導致了技術發展速度的減緩。從悲觀的角度預測,當前人類的技術發展速度或許已經達到了頂峰,未來很可能面臨發展停滯的困境。畢竟,技術的爆炸式增長在很大程度上僅僅是基于現有的觀測和推測,缺乏確鑿的、可持續的證據支撐。
2.孤島論
孤島論認為,人類自身的物理屬性從根本上限制了人類能夠掌控和利用世界的尺度范圍。目前,人類所發明創造的最大功率的機器,與人類自身的物理屬性相比,兩者之間的差距最多僅在7-8 個數量級。這一現象充分表明,人類能夠改造和利用的宇宙空間很可能存在著固有的限度。
為了更形象地理解這一觀點,我們可以設想一個場景:假如人類的體型與螞蟻相差無幾,那么以我們的能力所制造出來的宇宙飛船,是否能夠成功飛出地球呢?
答案顯然是否定的。
在這種情況下,一陣普通的風都有可能輕易地將我們的飛船吹離既定軌道,使其無法順利完成飛行任務。對于人類而言,在廣袤的宇宙中,可能同樣存在著許多類似地球上的風這樣的阻礙因素。其中,距離就是一個極為顯著且可能對所有文明都構成不可逾越障礙的因素。這便是孤島論的核心觀點,即各個文明如同被困在孤島上的居民,彼此之間由于距離等多種阻隔因素的存在,根本無法實現相互聯系與溝通。
孤島論從本質上否定了文明之間相互聯系的可能性,這種觀點相較于技術瓶頸所帶來的影響更為嚴峻。
因為它意味著人類自身的能力極限,從根本上決定了我們無法突破宇宙中存在的各種阻隔。實際上,在人類目前已知的宇宙現象中,已經存在著這樣一種絕對的阻隔,那就是宇宙的超光速膨脹。我們通常所說的宇宙,準確來講是“可觀測宇宙”。
然而,在可觀測宇宙之外,還存在著相當一部分宇宙區域,由于這些區域正以超光速的速度遠離我們,它們所發出的光永遠無法抵達地球,同樣,我們也永遠無法追上它們。倘若在這些視界之外的宇宙區域中存在文明,那么這些外星文明與我們之間,從理論上來說,將永遠無法建立起聯系,這是一種基于宇宙基本規律的、絕對不可逾越的隔絕狀態。
或許很多人會對宇宙的超光速膨脹與相對論中關于光速限制的理論產生疑惑,認為兩者之間存在矛盾。
但實際上,這兩者并不沖突。
宇宙的超光速膨脹本質上是空間的膨脹,正是由于空間的這種超光速膨脹特性,導致宇宙被劃分成了許多相互之間沒有因果聯系的區域。而相對論中所提及的速度限制,僅僅適用于宇宙中的某一個特定區域,并不適用于整個大尺度的宇宙空間。
每一個文明以自身為中心,都存在著一個特定的“可觀測宇宙”范圍。
在這個可見宇宙范圍之外,就是該文明絕對無法與之建立聯系的區域。倘若每一個文明的“可觀測宇宙”中都僅僅只有自身這一個文明存在,那么這無疑就形成了一種絕對的孤島狀態。盡管目前我們的可觀測宇宙范圍實際上還在不斷擴大,但這一現象背后涉及到諸多復雜的宇宙學原理,在此暫不展開詳細探討。
在此,我們還可以進一步引申出關于宇宙結局的探討。
目前,科學界關于宇宙結局主要存在兩種主流假說,一種是熱寂說,另一種是大撕裂說。
接下來,我們簡單介紹一下大撕裂說。
大撕裂說是在2003年由科學家提出的一種假說。通過復雜的計算,科學家們發現,如果暗能量產生的斥力與宇宙的平均能量密度的比值小于-1,那么暗能量所產生的斥力將會持續不斷地增加。這種不斷增強的斥力最終將強大到足以將宇宙中所有的基本粒子都相互扯開。
更為驚人的是,根據部分科學家的預測,這一災難性事件的發生時間可能比我們想象的要快得多,大約僅需500億年(甚至有些科學家認為只需要150億年),宇宙中的所有基本粒子就將被徹底撕裂。
所謂的徹底撕裂,是指任意兩個基本粒子之間相互遠離的速度都將超過光速,屆時,宇宙中所有的相互作用都將不復存在。這種場景,或許才是真正意義上的極致“孤獨”。
但需要特別注意的是,目前人類對于暗物質和暗能量的了解還極為有限,大撕裂說僅僅只是一種基于現有理論和觀測數據所做出的假說,其真實性和可靠性還有待進一步的科學研究和驗證,我們不能僅僅依據這一假說就對宇宙的未來做出確定性的判斷。
3.黑暗森林法則
黑暗森林法則最初是由劉慈欣在其著名科幻小說《三體》中提出的理論概念。
實際上,在劉慈欣之前,就已經有科學家提出過類似的觀點,只不過劉慈欣通過精彩絕倫的推理過程,將這一理論以更加生動、形象的方式呈現給了廣大讀者。
在黑暗森林法則所描繪的宇宙圖景中,整個宇宙就如同一片深邃、寂靜且危機四伏的黑暗叢林。在這片叢林中,所有的文明都遵循著殘酷的叢林法則,即要么主動出擊消滅其他文明,要么時刻保持警惕,以免被其他文明發現并消滅。在這樣的生存環境下,外星文明為了自身的生存安全,紛紛選擇隱蔽自己的蹤跡,盡可能避免被其他文明探測到。
這也就解釋了為什么我們至今尚未發現外星文明的存在。
作為一種極具想象力的小說設定,黑暗森林法則無疑為讀者帶來了前所未有的閱讀體驗,在科幻文學領域具有極高的價值。
然而,從現實角度來分析,這一理論在實際宇宙中的可能性相對較低。因為在現實世界中,人類已經主動向宇宙中發射過無線電信號,并且目前仍在持續進行相關活動(例如METI計劃)。
根據平庸原理進行合理推斷,宇宙中必然存在著其他類似于人類的文明,他們同樣也會向宇宙中發射無線電信號。按照這一邏輯,宇宙中理應充斥著各種智慧生物發射的無線電波。但截至目前,我們并未探測到大量來自外星文明的無線電信號,這一現實情況與黑暗森林法則所預測的場景存在一定的偏差。
以上便是關于費米悖論的前五種主流假說。
接下來,我們將探討另外四種假說,這些假說均基于外星文明已經發現我們,但出于各種不同原因,并未向我們表明其存在的前提。
1.螞蟻假說
螞蟻假說認為,擁有高度發達技術的外星文明,可能由于自身文明的先進性和優越感,不屑于與人類文明進行聯系溝通,就如同在日常生活中,人類通常不會主動與螞蟻進行交流互動一樣。
然而,這一假說存在著兩個較為明顯的缺陷。
其一,即使我們假設在宇宙中確實存在部分傲慢自大、不屑與低級文明交流的外星文明,但從概率學的角度來看,宇宙中必然也存在著像人類一樣,對其他未知文明充滿好奇心和探索欲望的文明。這種傲慢在整個宇宙的文明體系中,不應被視為一種普遍存在的現象。只要宇宙中存在一定比例的友善且好奇的高級文明,那么從理論上來說,他們就應該會嘗試與人類文明建立聯系。
其二,人類并非從根本上不愿意與螞蟻進行溝通,而是由于螞蟻自身的生理結構和智力水平限制,導致其缺乏與人類有效溝通的能力。
實際上,如果真的存在一種可行的方式能夠與螞蟻進行交流,相信會有許多人對此表現出濃厚的興趣并積極參與其中。而對于外星文明與人類文明而言,情況則有所不同。
在科學研究中,我們普遍認為數學是一種在宇宙中通用的語言,因為任何一個能夠發展出科學技術的文明,都必然離不開對數學的運用。無線電作為電磁波的一種形式,也是人類目前用于宇宙通信的重要手段之一。
很難想象,一個在科技發展程度上超越人類文明的外星文明,竟然沒有掌握無線電相關技術。即便外星文明可能擁有更為先進、高效的通信方式,他們也理應充分考慮到宇宙中存在著眾多像人類這樣的低級文明,并嘗試采用這些低級文明能夠理解和破譯的手段與我們進行聯系。
2.動物園假說:文明的宇宙觀察站
當我們思索宇宙中最為珍稀之物,金子顯然難以入圍。雖說重金屬在地球范疇內頗為罕見,可一旦將視野拓展至宇宙的宏大規模,其數量便顯得不足為奇。事實上,宇宙間最稀有的,非生命莫屬,而從生命進化至文明,更是概率極低的小概率事件,這也使得宇宙中的文明愈發顯得彌足珍貴。
類比人類熱衷于研究動物習性、探究土著文化,外星文明中的宇宙社會學家與文明學家,極有可能也認為人類文明蘊含著極高的研究價值。
由此推測,宇宙中或許存在大量如同被圈養般的文明,高等外星文明借助對這些文明的研究,試圖回溯自身的發展歷程,而人類,不過是眾多被圈養文明中的一員。
在這個假說里,我們仿佛是宇宙動物園中的獨特展品,在毫不知情的情況下,成為外星學者觀察與研究的對象,他們或許在遙遠之處默默注視,記錄著人類文明的每一步發展,就如同人類在自然保護區觀察野生動物一般,盡量不干擾,只為獲取最純粹的文明演進數據。
3.黑幕假說:被遮蔽的真實星空
黑幕假說與《三體》中智子鎖死人類科技的情節有著異曲同工之妙。該假說認為,地球被一層神秘黑幕環繞,我們日常仰望所見的星辰大海,或許只是外星文明精心構建、想讓我們看到的虛假景象。
這些外星文明的目的,并非如保護野生動物那般純粹,更大的可能性是將人類當作實驗對象。也許在宇宙的某個角落,存在著一個超級文明,他們一旦發現低級文明,便會在其周圍設置這樣一層黑幕,讓這些低級文明誤以為自身在宇宙中孤立無援。
在黑幕的籠罩下,人類對宇宙的探索與認知受到極大限制,就像被關在一個精心布置的舞臺內,所看到的一切皆為虛幻,而真實的宇宙模樣以及外星文明的真實意圖,被深深隱藏在黑幕之后 。
4.缸中之腦:虛擬世界的可能性
人類對世界的全部認知,歸根結底都源于自身的感知。
倘若失去視覺、嗅覺、聽覺、味覺、觸覺和痛覺,世界于我們而言,將淪為一片虛無。從某種角度看,這些感覺僅需大腦就能生成,這不禁讓人懷疑,我們或許只是浸泡在缸中的大腦。
看過《黑客帝國》的人,對此觀點想必不會陌生,只不過電影中是人工智能將人類禁錮在缸中,而在這個假說里,實施者可能換成了外星人。
空間和時間并非無限可分,空間存在最小單位普朗克長度,時間存在最小極限普朗克時間,這或許就是這個“虛擬世界”程序中的最小“像素點”,暗示著我們所處世界的虛擬本質。至于外星人這么做的緣由,有一種可能是,他們在模擬文明或宇宙的演化進程。
在我們感知中歷經138億年的漫長時光,對外星人而言,或許僅僅是加速了程序的運行時間而已。在這個假說設定下,外星人宛如掌控一切的“上帝”,但此“上帝”絕非宗教信徒所信奉的傳統意義上的神明。
需要明確的是,上述這些假說,更多是人類為全面探討可能性而進行的大膽設想,難以被證實或證偽,與宗教中上帝創造宇宙的說法類似,更多停留在思辨層面。
回顧對費米悖論的九種假說,我們不難發現,除“人類是宇宙中第一個文明”的唯一論解釋外,還有諸多理論能夠嘗試解讀費米悖論。
就個人而言,更傾向于過濾論和孤島論。
過濾論實際上否定了技術爆炸的無限性,畢竟技術發展不可能永無止境地加速,必然存在一個難以突破的上限。而孤島論從根本上否定了人類殖民其他星系的可能性。這或許也是許多人寧愿相信唯一論,也不愿接受過濾論和孤島論的原因——倘若人類是首個文明,那么便意味著擁有無限可能,技術能夠實現爆炸式發展,甚至有機會殖民整個宇宙。
那么,宇宙深處究竟是否存在外星文明呢?我堅信是有的。目前,人類探尋外星文明主要依靠兩種途徑:天文觀測與深空探測。
先談談射電望遠鏡的天文觀測。
自人類首次發送無線電信號至今,已過去100多年,這些信號在宇宙中傳播,形成了一個半徑100 多光年的球體范圍。
然而,人類不經意間發射的這些無線電波,會被地球電離層反射,穿越大氣層后,信號強度大幅衰減,傳播數光年之后,便會淹沒在宇宙背景噪聲之中,難以分辨。要使無線電信號成功抵達其他行星,需滿足幾個關鍵條件:精準對準目標發射、具備足夠強大的功率,以及確保接收方能夠成功解碼。
同理,外星文明的信號若要被地球接收,他們也必須在浩瀚宇宙中恰好對準地球發送信號。所以,只要外星文明數量并非多到難以想象,我們至今未接收到外星無線電信號,也并非難以理解。
再看深空探測,目前人類連火星當下或曾經是否存在生命都尚未完全確定,更別提眾多其他類地行星了。這無疑對航天技術的進一步發展提出了迫切需求。
總而言之,人類在探索外星文明的道路上,所做的工作還極為有限,遠不足以支撐我們草率得出人類是宇宙中唯一文明的結論。退一步講,即便人類真的是唯一文明,待未來技術成熟,我們也能夠將最原始的起源生命體播撒到宇宙各處,助力他們在宇宙深處生根發芽,完成生命誕生這“第一層宇宙篩”的關鍵步驟。
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