费米悖论

1933年，俄国科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基提出一个观点：如果地外文明真的存在的话，那他们应该会派出代表来拜访人类，或给人类留下一些表示他们存在的痕迹，但现实的情形却不是这样。

齐奥尔科夫斯基认为：地外文明觉得人类还没做好准备。

1950年，建立了人类第一台可控核反应堆的意大利物理学家恩利克·费米在和朋友讨论不明飞行物时，提出了一个疑问：“Where is everybody？”（他们都在哪）

费米认为：如果银河系存在大量先进的智慧文明，那为什么地球上连外星飞船或探测器之类的证据都找不到呢。

这种情形太不可思议了。

假设地球在广阔的宇宙中并不算很特殊，我们人类也并不是独一无二存在的。

在这个基本前提下我们可以估算：

银河系有几千亿颗恒星，哪怕只有万分之一的概率出现地球这样的行星，也有几千万个“地球”了，再有万分之一的概率进化出智慧文明，那也至少应该有几千个像人类一样的文明。

在尺度方面，银河系的直径大约10万光年，如果按照百分之一的光速计算，1000万年就可以从银河系这头飞到那头了，即便是按照千分之一光速的保守速度计算，1亿年也能横贯整个银河系了。

以无线电波传播速度为参考，它们和光的传播速度是一样的，再相对于地球46亿年的历史来说：

理论上早就应该有无数智慧文明发射的无线电信号到达了地球才对。

1975年，英国学者维尤因发表了一篇论文，首次把齐奥尔科夫斯基和费米的观点称作是一个悖论：“所有的逻辑，所有的反人类中心主义，让我们确信，人类在宇宙中并不是唯一。地外生命一定是存在的，可事实却是，我们仍然没有接触到任何地外文明。”

同一年，美国学者迈克尔·哈特在一篇论文中针对地外文明的现状，列举了四种假想：

1、对地外文明而言，进行星际旅行还不可行；

2、从动机分析，地外文明不打算和人类进行接触；

3、地外文明刚刚出现不久，和人类接触还需时间；

4、地球已经被外星文明拜访过了，只是我们不知道。

对于这几种情形，哈特认为都不成立。

地外文明根本不存在？

哈特的这篇论文发表之后，立刻引发了科学界对地外文明存在与否的讨论和纷争。

1960年，美国天体物理学家法兰克·德雷克使用射电望远镜开始了人类第一个地外文明搜寻计划，史称“奥兹玛计划”，这也是人类历史上第一个由科学家代表官方实施的地外文明搜寻计划。

这台射电望远镜的口径为26米，德雷克选择搜寻21厘米波长信号来寻找地外文明。

无线电信号的波长有无穷多个，我们怎么知道地外文明用的就是21厘米波长信号呢？

这是因为宇宙中最多的元素是氢元素，任何地外文明在科技水平发展到一定程度时都会对氢元素进行深入研究。

而21厘米射电波长辐射是由氢原子在量子跃迁过程中发出的微波波长，所以它很可能是被地外智慧文明最早认识和运用的。

事实证明21厘米的电磁波信号确实存在于宇宙中。

1977年，前苏联科学家用大型射电望远镜接收到了“哇信号”。这是所有接收到的信号之中，最有可能是来自外星文明的信号，但可惜的是，在之后的探索中却毫无收获。

用计算机将这个电波信号记录成一段由字母和数字组成的六位数字符串，当天文学家杰瑞·艾姆看到这个数据时，立刻在空白处写下了一个词——wow。

寻找地外文明计划实施至今已经有61年之久，但是没有发现任何确切的证据证明他们的存在，这使得费米悖论成为了一个极为开放的问题，就连广大群众也作出了各种各样的大胆猜测。

五种具有代表性的假说

一、动物园假说：

1973年，美国作家约翰·鲍尔提出了一个针对费米悖论的假想，他的观点建立在三个基本前提上：

1、只要满足存在和进化出生命的条件，生命就会出现；

2、生命会在宇宙中的许多星球上出现；

3、宇宙中遍布智慧文明，只是人类没有察觉到。

鲍尔推测有某些地外文明的科技水平会持续发展，这种文明最终会成为某些大型星系中最先进的文明形态，从而取得整个星系的掌控权，随后会把落后的文明形态摧毁、征服或同化掉。

例如地球上的人类作为一种高等智慧生物，往往会留置出一些野生动植物保护区，让这些动植物在其中不受干扰的自由发展，而它们也根本不会意识到人类管理者的存在。

鲍尔由此大胆地猜测，地球就是一个被先进的地外文明设置的一个“动物园”，他们在宇宙中默默地控制和观察着地球生物的进化和发展，所以人类始终不能接触到任何其它的地外文明形态。

二、隔离假说：

1987年，天体物理学家马丁·福格提出一个构想，其中描述了早期银河系文明的起源、扩张和交流的简单模型。

1、第一代恒星群出现，它们主要集中在银河系的旋臂上；

2、银河系最初的基本生命形态诞生；

3、第一代银河系文明出现，并在星系内“殖民”发展；

4、银河系被一种先进文明统治；

5、银河系内的几种文明基于共同利益建立“银河法典”；

6、太阳系形成；

7、地球被拜访，原始生物被发现；

8、太阳系被隔离。

按照福格的构想，在太阳系形成之前，智慧生命已经出现在银河系中，并且进入了一个稳定时期，没有侵略和扩张行为，领土和人口问题都已解决。

在这个模型之下，地球便处于一个或多个高级文明的隔离之中，他们让地球文明单独存在，为他们的研究提供一种不受打扰的生命进化和文明发展的模式。

三、天文馆假说：

2001年，英国著名科幻小说家巴克斯特在一篇文章中提出了“天文馆假设”。

他认为人类很可能生活在一个“虚拟世界”里，一个被高级智慧文明设计出来的“仿真世界”。

这和1998年的电影《楚门的世界》中所描述的情节类似，男主角楚门居住的小镇上竟然设置着5000多个摄像头。楚门的父亲、母亲、朋友、妻子、情人、朋友、同事、同学甚至是不相干的路人全都是演员，他的一切都被全世界的观众所注视着。

1981年，美国哲学家希拉里·普特南在《理性、真理和历史》一书中，用“缸中之脑”也为我们呈现出一个由计算机控制的大脑而产生出的虚幻世界。

还有在电影《黑客帝国》和《异次元骇客》之中，都设定了让我们震惊的虚拟世界。

虽然情节都很惊人眼球，然而深入地去想一想，我们会发现其中蕴涵的意义是深刻的。

“所有人都会质疑各自生活的真实性，就如同孩子们总爱询问自己是被领养的一样。”

四、珍稀地球假说

2000年，在《珍稀地球：为什么复杂生命形式在宇宙中如此稀有？》一书中，地质学家彼得·沃德和天文学家唐纳德·布朗李共同提出了“珍稀地球假说”。

这个观点与生物学领域的一项重大发现有关：在深海水域的高压之下，以及地表深层的灼热高温状态下，一些微生物仍然能够坚强的存活。

那么，在其它已知的行星上为什么没有发现生命存在的痕迹呢。

难道地球是唯一进化出复杂生命的行星吗？

五、“大过滤器”假说

“大过滤器”是美国乔治梅森大学教授罗宾·汉森提出的一种假说，他认为宇宙中智慧生命的演化存在着不确定的结果：能演化出有能力来进行星际通讯，以及星际旅行的文明极为稀少。

汉森为“大过滤器”设置了九个关卡：

1、存在有机物以及可能宜居的行星；

2、可自我复制的分子，如RNA和DNA；

3、简单的单细胞生命，如原核生物；

4、复杂的单细胞生命，如真核生物；

5、有性生殖，这个可以有；

6、多细胞生命；

7、脑量较大、使用工具的动物，如黑猩猩；

8、人类目前这个阶段；

9、星际探索和扩张阶段。

首先，在前4个关卡就会过滤掉绝大多数的文明起源，这是因为生命的诞生原本就是非常罕见的。

我们知道，地球上最初的原始生命花了将近十亿年才组合成功，而人类试图在实验室里重复这个过程却从未真正成功过。

还有从最简单的原核细胞演化了近二十亿年才形成复杂的真核细胞。

生命花费将近三十亿年的时间才能到达第4关，可见这个“大过滤器”假说还是有它的道理的。

问题是我们也没有其它的研究对象啊。

六、黑暗森林假说

2008年，作家刘慈欣在科幻小说《三体·黑暗森林》中提出一种与众不同的假说：

由于宇宙中资源的总量是恒定的，而生存是文明的第一需求，因此，文明在发展到一定阶段后，都在争夺有限的资源。一个文明如果暴露了自己的位置，是一件非常危险的事情，因为别的文明由于害怕自己被消灭，所以会率先消灭比自己弱小的文明。

有意思的是，人类文明的发展轨迹似乎正在印证刘慈欣的预言。

例如，最著名的便是霍金的预言，他曾多次发出警告：千万不要与外星人联络。

2005年3月，第六届宇宙太空和生命探测国际讨论会通过了一个寻找地外文明的文件，即圣马力诺标度。这份文件明确指出，试图给地外文明发送电波是危险的行为，而回应来自地外文明的电波更是危机的开始。

还有，国际航空学会发表了一份《寻找地球以外智慧生命国际公约》，并向全世界呼吁，在未征得国际组织研究批准前，不允许发送任何信号给地球以外的智慧生命。

难道科学家们发现了什么不可告人的秘密吗？

真相其实很简单

看了这么多异想天开且出人意料的假说之后，我们难免会陷入沉思，难道地外文明在我们身处的这个宇宙之中，真的是如此的神秘莫测吗？

从宇宙学的角度来看，用“人择原理”来解释我们至今没有发现地外文明是最简单直接的。

宇宙最神奇之处不是在于我们无法理解它，而是居然有一个作为观察者的我们在思考它。

1973年，澳大利亚物理学家布兰登·卡特提出了一个原理：

原理是很复杂的，简单来说，正是由于人类的存在，才能表现出我们所处的这个宇宙的特殊性；因为宇宙若不是现在这个样子，就不会出现我们这样的智慧生命来讨论它。

也就是说，宇宙是以一种精确的、固有的模式来存在的。无论我们怎么去分析它，推测它，思考它，宇宙都会按照它特有的模式演化下去。

我们永远不知道在这个宇宙之前曾有多少个失败的宇宙！

我们身处的这个宇宙中的各项基本常量很特殊，只要稍微有那么一点点的变化，那么，我们这个宇宙就会变得完全不同。

例如，宇宙的膨胀速度稍微快一点或慢一点，那么就永远不可能产生稳定的元素，任何生命形式都不会出现。

如果引力只要稍微强上个几十万分之一，那么，我们的宇宙就会如同失去支点一般轰然倒塌。

如果引力稍微弱个几十万分之一，那么，万物都不能结成团块，宇宙将永远是一个沉闷的，稀疏的无尽空间。

宇宙的这种完美的精确性让我们叹为观止。

其实，这些精确的宇宙常量根本不用我们费尽心思地去纠结和猜测，因为宇宙就是这样演化的。

结语

这就好像有人幸运地中了彩票大奖，我们并不需要去分析为什么只有他中了大奖，因为只要购买彩票的人数足够多，总有那么一个人会中头奖。

所以，我们根本不用奇怪为什么现在还没有发现地外文明。因为，只要假以时日，该来的总归要来。