為什么我們還沒有找到外星人？

一篇有關費米悖論的論文讓你不得不信，我們可能永遠也無法找到外星人。

圖片來源：迪奧·李/Vox.com

記得小時候，一個夏天的夜晚，我和媽媽辨認著夜空中閃爍的恒星、流星和行星。

突然，我看到一個發(fā)光的物體，它的光從亮到暗不斷的波動，不像飛機航行燈那樣閃著紅光，而且移動的速度太慢，也不像是一顆流星。

顯而易見，那是外星人的飛船。

然而我的興奮沒能維持多久，媽媽解釋說那是一顆衛(wèi)星在軌道上運行時反射的太陽光。我?guī)е洗菜X去了：那時電視里正在播《X檔案》（譯注：《X檔案》(The X-Files)是克里斯·卡特等執(zhí)導，大衛(wèi)·杜楚尼、吉蓮·安德森等主演的一部科幻電視系列?。?，每周兩集。我很想發(fā)現(xiàn)點什么證明X檔案里的故事是真的。

時至今日，人們依然愿意相信外星生物的存在。好萊塢電影和人們的想象中都可見一斑，甚至科學家也對此抱有希望。大約在20世紀初，無線電技術(shù)出現(xiàn)后不久，科學家們就開始尋找外星信號。自20世紀80年代以來，全球各地的天文學家團隊一直在正式地搜尋地外文明(SETI)。

然而持續(xù)的搜尋似乎只證明了宇宙中生命的缺乏。

現(xiàn)在，牛津大學的一個研究小組就這個謎題提出了新的觀點。6月初，人類未來研究所(FHI)的安德斯·桑德伯格、埃里克·德雷克斯勒和托比·奧德發(fā)表了一篇論文，可能會一勞永逸地解迷費米悖論——即我們對外文明存在性的過高估計和缺少相關證據(jù)之間的矛盾。

這篇論文采用了全新的統(tǒng)計方法，重新提出了這樣一個問題:“宇宙中只有我們嗎?”，并得出了突破性的結(jié)論:我們地球人不僅可能是銀河系中唯一的智慧生物，而且有大約50%的可能性我們在整個可觀測宇宙中也是唯一的。

這個發(fā)現(xiàn)有助于思考外星生物存在的可能性，而對于我們重新認識地球上生命在不久的將來可能面臨的滅絕風險，它們可能更為重要。

他們都在哪兒？

1950年的一天，在洛斯阿拉莫斯國家實驗室工作的物理學家恩里科·費米（Enrico Fermi）在和同事共進午餐的時候，提出了他的經(jīng)典問題：“（那些外星人）他們都在哪兒呢？”

他一直在思考一個問題，即為何地球之外存在其他生命的證據(jù)少得驚人。在一個已經(jīng)存在了大約140億年、孕育了超過10萬億個恒星的宇宙中，費米推斷一定存在著其他的智慧文明。那么他們在哪里?

對于這個問題我們?nèi)匀粵]有答案，而隨著時間的推移費米悖論只會得到更多的支持。自20世紀50年代以來，人類已經(jīng)登上了月球，向太陽系外發(fā)射了探測器，甚至還為了好玩把一輛電動跑車送上了繞太陽運行的軌道。如果我們能在不到100萬年的時間里，從簡陋的木制工具發(fā)展到如此高超的工程技術(shù)，那么在這個已經(jīng)存在了138億年的宇宙中，其他文明應該有很大的機會發(fā)展到類似的水平，甚至遠遠超過這個水平?

他們文明擴張時肯定會有一些殘留的無線電信號或視覺線索被我們觀測到。

這篇論文是如何另辟蹊徑地解決費米悖論的呢？

宇宙如此浩瀚，準確估計小綠人（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，將7個“參數(shù)”相乘估算出N，即在某一特定時刻，我們銀河系里可發(fā)現(xiàn)的文明數(shù)量:

?

圖片來源：徐明

對于科學地計算外星生命可能性來說，德雷克方程只是一個粗糙的工具。然而，在沒有其他更好方法的情況下，它仍然是天文學家計算外星智慧生命可能性的唯一方法。這個公式很難得出確定的結(jié)果，因為雖然其中一些參數(shù)，如R*——即每年形成新恒星的數(shù)量——是相對比較清楚的，但其他參數(shù)的選值仍然存在巨大的不確定性。

以L這個參數(shù)為例，它代表一個可探測文明的平均壽命?；仡櫼幌逻^去地球文明的平均長度，我們得出一個很低的假設值也不算過分。而且如果參考羅馬人、印加人或埃及人的歷史，那么對這個參數(shù)的取值似乎最多就幾百年。但從另一方面來講，如果有一個文明能發(fā)達到可以進行星際旅行的程度，你會認為它的壽命起碼要持續(xù)數(shù)十億年。

如此巨大的不確定性，使得德雷克方程的結(jié)果最終取決于使用它的人是樂觀還是悲觀。這也是為什么前人的論文中得出的N值從10到數(shù)十億不等。

正如SETI創(chuàng)始人之一的天文學家吉爾?塔特在2000年接受《國家地理》雜志采訪時毫不留情地指出:“德雷克方程妙在用我們無法確知的東西進行運算?！?/p>

為了克服這種不確定性，人們嘗試為每個參數(shù)選取不同的估計值，這些估值有的保守，有的樂觀，還有些介于兩者之間，然后取它們的平均值。

然而FHI的研究人員在他們題為“解迷費米悖論”的論文中對這一方法提出質(zhì)疑。他們在該文里論證了用這種方法為參數(shù)賦值是如何得出過高的N值，從而誤以為悖論是正確的。

這是因為簡單粗暴地選擇一些估算點并將它們?nèi)M德雷克方程中，并不能很好地權(quán)衡我們對每個參數(shù)不同的見解。舉個例子，假設有三個科學家對L的估值有不同的看法:

圖解： A科學家認為：“L介于1到10之間”

B科學家認為：“L介于10到100之間”

C科學家認為：“L介于100到1000之間”

如果你對從1到1000的所有可能的整數(shù)值取一個基本的線性平均值，意味著C科學家的意見對結(jié)果的影響就會是A科學家的90倍，因為在他的取值范圍里，可能的整數(shù)值個數(shù)是A科學家的90倍。如果你用對數(shù)尺度（譯注：一個非線性的測量尺度，以數(shù)量級為基礎，每個刻度之間的商為一定值，用在數(shù)量有較大范圍的差異時。），讓每個科學家的意見范圍對應一個數(shù)量級，那么這三種觀點將會得到更平等的對待。

因此，研究人員將所有估計值轉(zhuǎn)換為對數(shù)尺度，并進行了數(shù)百萬次模擬，以獲得統(tǒng)計意義上更可靠的N值。然后，他們用貝葉斯法對這些結(jié)果進行了分析，也就是從數(shù)學上把我們還沒有發(fā)現(xiàn)外星智慧生物這個信息包含到計算中來(因為沒有外星人存在的證據(jù)本身就是證據(jù)!)。

經(jīng)過這兩個階段的計算分析他們得出了驚人的結(jié)果：根據(jù)目前已掌握的天體生物學知識，我們有53%到99.6%的可能是銀河系唯一的文明，有39%到85%的可能是可觀測宇宙中唯一的文明。

這意味著生命就是如此不可思議地稀有。即使存在其他的智慧生物，它們可能遠在我們的宇宙視界之外，因此我們永遠看不見它們。

但生命不應該如此稀有，不是嗎?

需要澄清的是，論文的作者似乎并沒有明確地斷言外星人是否存在; 只不過以我們目前掌握的有關這七個參數(shù)的信息來看，我們很可能是宇宙中的唯一。隨著我們掌握更多的信息，這些新的信息會相應地改變外星人存在的可能性。例如，如果我們觀測到彗星或其他行星上有另一個從非生命物質(zhì)中產(chǎn)生初等生命的過程，那么fl參數(shù)的不確定性將大大縮小。

盡管沒有明確的結(jié)論，他們的研究成果還是毫無懸念地引起了轟動，尤其是SpaceX的首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克還為此發(fā)表了推文：

正因如此，我們才必須成為太空文明并把我們的生命延伸到其他的行星上去，以此來保存人類智慧的火種。

—?埃隆·馬斯克 (@elonmusk) , 2018年6月25日

許多人認為這篇論文是“人類中心論”和“思想狹隘”的結(jié)果，在他們看來，只要認為我們地球人在某種程度上是特殊的，都只不過是出于人類的傲慢。

這在一定程度上是可以理解的，因為智慧生命在宇宙中極其稀有這個想法完全違背了直覺。既然我們?nèi)祟愂钦鎸嵈嬖诘?，其他一些智慧生命如海豚、章魚等也是真實存在的，同理，在地球上能存在的生命一定也能存在于地球以外的地方。

可單憑這一點并不能證明智慧文明無處不在。無論真正的可能性高達二分之一，還是微乎其微的1036分之一，僅僅是能夠清醒地意識到這個問題并反問我們自己，就已經(jīng)代表著生命已經(jīng)成功起源了。

這一現(xiàn)象被稱為觀察者選擇效應——因為觀察者在觀察一個事件的可能性時本身就會影響他對該事件的判斷，從而產(chǎn)生觀測的偏差。由于我們只有一個數(shù)據(jù)點(我們自己)，我們沒有可靠的方法來預測智慧生命存在的真正可能性。我們能自信地得出的唯一結(jié)論是，它（外星智慧）是可能存在的。

假如我們真的是宇宙唯一，這是好消息還是壞消息?

我們可能孤獨地存在于宇宙之中，無論你是否同意這個說法，你都要面對由此產(chǎn)生的嚴肅的科學問題和哲學問題。對此我們應該覺得無比慶幸？還是應該大失所望? 如果人類是宇宙中唯一有意識有思想的實體，這對于我們又意味著什么?

最后一個問題極為重要。不僅僅因為我們正在以破壞生態(tài)平衡的高速消耗著自然資源，更是因為在人類歷史上，我們的科技第一次達到了如此的高度，整個人類能否有未來完全取決于我們自己。我們花幾年時間制造出來的核武器足以殺死地球上每一個人很多次，我們還把這些武器置于各國領導人任性的控制之下，威脅一觸即發(fā)。在每一個十年間我們都發(fā)展出新的技術(shù)，這些技術(shù)在帶來巨大好處的同時也帶來了巨大的破壞。

新年鐘聲敲響的時侯，《原子科學家公報》(Bulletin of Atomic Scientists)將“末日之鐘”(Doomsday Clock)調(diào)到了最接近午夜的時刻。與此同時，眾多生存風險專家的估計表明，到本世紀末，人類完全滅絕的可能性在5%到19%之間——因為賭注是人類的生死存亡，這個概率實在太大了，完全無法接受。

這場黑暗賭博影響的不僅僅是今天活著的70億人，還有未來數(shù)百億億人能否有生存的機會。很明顯，如果考慮到對未來負責的話，我們迫切需要共同行動起來。

正如卡爾·薩根(Carl Sagan)在1990年發(fā)表的《暗淡藍點》(Pale Blue Dot)演講中所說的那句名言:“在這廣闊無垠的空間，不會有救星從天而降來拯救我們脫離自己設下的困境。地球是目前已知的唯一一個孕育生命的世界。......地球是我們的立足之地。”

他說的沒錯，尤其是鑒于這篇論文的結(jié)論。假如人類真的是宇宙中唯一可能存在的文明，那么我們就真正肩負著宇宙尺度的責任了。

BY: Liv Boeree

FY: Renee

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