錯過了這一篇,你可能再也不會懂什麼是「費米悖論」了

「費米悖論」真是一個長盛不衰的話題。我來講講其他回答中沒有提到的內容吧。

目錄

1. 費米悖論

2. 第一類解釋:智慧生命在宇宙中十分稀少

2.1. 稀有地球假說

2.2. 大過濾器

2.3. 我們可能是第一批智慧生命

3. 第二類解釋:我們無法察覺它們的存在

3.1. 它們一直在呼喊,但我們沒有聽見

3.2. 我們探索的時間太短了

3.3. 它們不屑於和我們聯繫

3.4. 它們刻意隱藏自己

4. 人類文明被隔離了

4.1. 動物園假說

4.2. 天文館假說

4.3. 虛擬世界假說

5. 總結

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1. 費米悖論

宇宙浩瀚無垠,尺度之大超出我們的想像。然而,當我們面對或者波瀾壯闊,或者光怪陸離的天文奇觀,目不暇給的時候,卻往往會生出這樣的疑惑:除了我們,宇宙中還有其他智慧生命嗎?它們在哪裡?物理學家恩里克 費米也提出了這樣的問題。

  1. 銀河系中有數十億和太陽類似的恆星,其中很多比太陽系古老 10 億年以上。
  2. 其中一些恆星很可能會有類似地球的行星,它們很可能也會孕育智慧生命。
  3. 其中部分智慧生命可能會發展出星際飛行的科技。
  4. 即使以我們現在能夠想像的科技飛行,它們也能夠在一百萬年內飛遍整個星系。

但是,我們為什麼沒有在太空中看見一個智慧生命的影子呢?這就是著名的費米悖論(Fermi Paradox)。

如果宇宙中存在科技水平遠遠超過人類的智慧生命,它們會用怎樣的方式來發展自己的文明呢?戴森球是一個著名的設想。一個可以利用恆星所有能量的 II 型文明可以建造一個包含整個恆星的巨大球殼,完全吸收恆星的輻射能量。一個完整的殼體從工程上來說難度很大,所以比較可行的方案是建造大量衛星或太空城市,讓它們像蜂群一樣圍繞恆星旋轉。這種戴森蜂群(Dyson Swarm)從技術上來說起點很低,而且可以逐步增加。似乎我們今天的技術距離這個設想也不太遙遠。

戴森球遮住了恆星的可見光部分,所以會讓恆星從肉眼或光學望遠鏡中消失,但是它自己卻會因為吸收能量,溫度升高而釋放出紅外線。在特殊的天文儀器下,這種紅外線輻射就像黑夜中的蠟燭一樣明顯。

如果對於先進的外星文明來說,戴森球也是一個合理的設想,那麼,我們應該看見銀河系中大量恆星都被掩蓋在戴森球內,只向我們發出黯淡的紅外線。然而,我們目前連一個戴森球也沒有發現。這個問題就是戴森困境(Dyson Dilemma)。

如果一個外星文明想要把自己的領地擴散到整個星系,它並不需要很高的速度。一個低速文明可以製造大量可以自己複製的馮諾依曼探測器(Von Neumann probe),把它們朝各個方向射向太空。當它們降落在行星上時,可以利用行星上的材料複製自己,然後繼續在星系中擴散。假如一個外星文明覺得這是一個可行的方案,那麼它只需要幾百萬年的時間就能把探測器布滿整個銀河系。

幾百萬年看起來很長,但是和宇宙 140 億年的年齡相比,只是時間長河中的一朵小小浪花。然而,我們也沒有觀察到哪怕一個來自外星文明的馮諾依曼探測器。

自從費米悖論出現以來,人們嘗試了很多不同的解釋。總的來說,這些解釋大致可以分為 3 類。

2. 第一類解釋:智慧生命在宇宙中十分稀少

2.1. 稀有地球假說(Rare Earth hypothesis)

費米悖論的前提是,宇宙中的恆星和行星數量都很大,應該能產生很多像地球人類這樣的文明。但是,「稀有地球」假說卻認為,事實並非如此。從下面列舉的因素中,你可以看到像地球這樣的行星,在宇宙中是多麼稀少。

2.1.1. 成年的穩定星系

幼年的星系十分活躍,含有大量像類星體(Quasar:星系核中的活躍黑洞)和超新星這樣的宇宙殺手,它們釋放出的輻射可以殺死一切生命。而像銀河系這樣的成年星系早已度過了放蕩不羈的少年時光。如果沒有和其他星系碰撞合併(NASA 說大約 37.5 億年之後銀河系就會和仙女系大碰撞,最後融合,請問碰撞最先會發生什麼?過程呢? - Mandelbrot 的回答),它只會在平靜中走向時間的盡頭。

另外,幼年星系中恆星都比較年輕,構成生命必需的重元素(氫和氦以外的元素)很少,而且多數集中在星系核,而強烈的輻射已經把這裡變成了生命的禁區。

2.1.2. 星系內的宜居帶

和恆星系一樣,星系內也有宜居帶。生命誕生需要在恆星中合成的重元素,並且必須遠離恆星活動劇烈的星系核和旋臂,以避開強烈的輻射區域。這樣,宜居帶只能在星系中部的環形區域。以銀河係為例,它的宜居區就是距離中心 13000 到 33000 光年的環形區域。

很多恆星在星系中的公轉軌道偏心率很大。在距離星系核很近的時候,它們可能會穿越一些危險區域,所以這樣的軌道會周期性的清除剛剛冒頭的生命萌芽。

2.1.3. 合適的恆星

大型恆星壽命很短,比如藍巨星的壽命往往只有幾百萬年,遠遠不夠複雜生命的出現和演化。而小型恆星(紅矮星)雖然壽命很長,但是它們卻並不適合於生命星球。它們的能量輸出功率很小,生命行星只能緊挨著它才能取暖。但是紅矮星的能量輸出極不穩定,常常會用狂暴的能量噴發把近軌道的行星烤焦(如何看待「離太陽系最近的比鄰星發現宜居類地行星,可能還有水」? - Mandelbrot 的回答)。只有像太陽這樣的中型恆星才能為生命提供穩定而且足夠的能量 來源。

宇宙中很多恆星位於雙星系統中。兩顆恆星之間的引力干擾會嚴重影響行星的軌道,往往導致行星被拋出軌道,在寒冷孤寂的太空中獨自流浪(如果太陽系是一個雙恆星的星系,那地球應該是什麼樣的運轉軌道,地球人的生活會是什麼樣的? - Mandelbrot 的回答)。如果太陽有一顆伴星,那麼在它們互相接近的時候,伴星的引力會擾動奧爾特雲,把大量的彗星送進內太陽系,給地球生物圈帶來滅頂之災。

2.1.4. 恆星系的宜居帶

恆星系內的宜居帶指距離恆星不太遠,也不太近,溫度適合液態水存在的區域。只有在這個區域內,我們已知的生命形式才能產生和演化。

但是,我們應該意識到,宜居帶是一個動態的區域。恆星在它的生命周期中,輸出能量不停發生變化。比如,太陽從誕生到今天,輸出功率一直在提高。同時,宜居帶也會隨之移動。在這個過程中,行星必須一直停留在宜居帶內,才能讓智慧生命誕生,並且發展到星際文明階段。

同時,行星公轉軌道的偏心率也是一個不容忽視的問題。如果偏心率太高,行星在宜居帶和非宜居帶之間來回穿行,生命是不可能萌芽的。

2.1.5. 大行星護盾

在太陽系中,木星是內太陽系行星的護盾。它用巨大的引力清空了自己軌道附近的小行星,並且抵擋住多數來自外太陽系的小行星炮彈,讓地球生物有一個安定的環境,可以按部就班地發展。對於其他恆星系來說,擁有這樣一個大行星護盾對智慧生命的發展也是極為有利的。

然而,這只是一種未經證實的假說。木星確實為地球抵擋了很多來自外太陽系的小行星和彗星轟炸,但是同時也把很多原本不會進入內太陽系的小行星和彗星拉了進來。把兩者的效果結合起來看,木星對地球到底是有利還是有害,目前並沒有定論。連最近的計算機模擬也沒有給出確定的答案。

2.1.6. 沒有熱木星

熱木星(Hot Jupiter)是指距離恆星非常近的氣態巨行星。它們通常形成於距離恆星較遠的地方,通過軌道遷移來到恆星身邊。如果有一個熱木星在近恆星軌道運行,它的巨大引力會慢慢把周圍的類地行星從宜居區拖出去。另外,熱木星的遷移路線會和類地行星的軌道交叉,所以它的遷移過程很可能已經毀滅掉類地行星上的生命環境了。

從現在對太陽系外行星的探索來看,熱木星並非宇宙中的奇葩,而是十分普遍的現象。

2.1.7. 沒有大量小行星撞擊

對於這一點大家應該都不會陌生。6500 萬年前滅絕恐龍的小行星就是一個活生生的例子。如果一個恆星系中有大量混亂的小行星活動,連大行星護盾也無能為力。也學少數簡單的生命形式能夠倖存,但是複雜的生命甚至智慧生命肯定是無法倖存的。

2.1.8. 大型衛星

相對於地球本身的大小而言,月球是一個大得異乎尋常的衛星。這個大號的衛星在地球生命演化歷程中扮演了至關重要的角色。

首先,月球幫助地球形成了穩定的自轉軸,進而形成了穩定的季節;其次,月球的幫助地球減緩了自轉速度,避免了極端的氣候;最後,月球引起的潮汐在生命發展的初期也起到了重要的作用。如果沒有月球,地球上應該還是會出現生命,但是要產生複雜的智慧生命難度就要大得多了。

地球得到月球的過程是一個十分偶然的小概率事件。在地球的幼年,太陽系比現在混亂得多,遊盪著大量的原始行星。其中一顆與火星大小相仿的行星和地球碰撞,碎片最終形成了月球。在太陽系中,這樣的事件只在地球身上發生過一次。

2.1.9. 板塊運動

板塊運動是構造行星表面的關鍵機制。如果沒有或者只有過於微弱的板塊運動,陸地會被水循環過程逐漸侵蝕,消失,讓地球變成一個水世界。沒有了陸地,也就不能生火,不能冶煉金屬,甚至連四肢都不會存在,智慧生命也就成了無根之木。

這裡我們也可以看到行星上的水量也十分關鍵。如果水太多,整個地球表面會完全被海洋覆蓋。

板塊運動也把埋藏在地球深處的金屬礦藏帶到地表,讓人類得以開發利用。回顧人類發展史,我們可以看到利用各種金屬,在人類文明的演化過程中起到了何等重大的作用。

2.1.10. 大氣層

如果行星太小,它的引力不足以保住大氣層。即使它在早期產生了某種原始大氣,也會很快消散在太空中。失去了大氣層的保護,連水也會和行星分道揚鑣。相反,如果行星質量太大,它可能會形成過於濃密的大氣層,讓陽光也無法達到地面,生命也就失去了最重要的能量 來源。

行星的磁場也對大氣層有保護作用。恆星會向太空中釋放大量的帶電粒子。這些粒子會帶走行星的大氣層。如果行星有足夠強度的磁場,就能夠讓這些粒子的運行方向發生偏轉,與行星擦肩而過。

以上就是稀有地球假說的簡單介紹。它並沒有告訴你在銀河系或者可觀察宇宙中有多少個像地球一樣可以孕育生命的行星,這在很大程度上取決於你自己的判斷。如果你是一個樂觀主義者,你可能會計算出銀河系中還能有超過百萬的候選者;如果你比較悲觀,可能你會發現在整個可觀察宇宙中也不會超過 100 個。如果幾億個星系中才會出現一個潛在的生命行星,那麼費米悖論也不是那麼難於理解了:遙遠的星系中可能有別的文明,但是它們太遠了,不但沒有辦法過來,連發送信號也不可能。

2.2. 大過濾器

大過濾器理論的觀點是,即使類似地球的生命星球有很多,它們也只是為生命的出現提供了一些必要的條件。生命是否會真的出現,然後發展出智慧,最終成為星際文明,還需要經歷很多被稱為大過濾器的關卡。在每一個大過濾器面前,生命都可能失敗,就此滅絕或者停滯不前。

一個有效的大過濾器需要滿足至少兩個條件。

  1. 生命演化能夠通過它的概率極低。假設你有很多行星出現了生命萌芽,但是在每一個大過濾器面前,都會淘汰掉一大批。最後走到星際文明這一步的行星數量極小,甚至可能是 0。這樣,這個理論就能解釋為什麼我們現在看到一個沉默的宇宙。
  2. 從通過一個大過濾器到通過下一個大過濾器所需要的時間很長。兩個大過濾器之間的漫長時間意味著生命在進行各種各樣的嘗試。在投擲了天文數字的骰子以後,終於出現了一個正確的數字。

換句話說,由於宇宙中大沉默的現狀,我們可以假定:阻止一個行星上出現星際文明的大過濾器幾乎必然存在。而對於人類文明來說,最重要的是知道它在什麼地方。我們是不是已經跨過去了,還是它在不遠的未來等著我們?

從今天的人類角度來看,地球上出現智慧生命和文明似乎是水到渠成的事,然而,其實這是一種觀察者偏見。回顧歷史,我們會看到很多很可能是大過濾器的階梯。

生命的起點是能夠自我複製的複雜分子。在地球上,這些分子是 RNA 和 DNA。這些分子是怎樣在地球上起源的,還是一個沒有答案的問題。實驗室的嘗試到目前為止只能產生像氨基酸這樣的小分子,而無法重現真正的生命創世紀。

目前發現的最早的化石形成於 35 億年前。在 38 億年前就沒有多少生命的證據了。真正的生命起源可能還要更早。但是無論如何,從地球形成以後,到生命出現,中間有一段至少幾億年的空白時間。這段時間表明,生命的起源需要很多概率非常小的偶然事件。

從 DNA 到單細胞生物是一個飛躍。細胞的出現為後面的許多階梯奠定了基礎。而原核與真核細胞的出現是其中至關重要的兩步。原核細胞沒有複雜的細胞器,DNA 也沒有螺旋化,是一種十分原始的細胞。而真核細胞解決了這些問題,提供了堅實的物質基礎幫助生命迎接後面的挑戰。從原核細胞到真核細胞的進化花費的時間長達 18 億年,而且在生物進化史上只發過一次,所以它也應該是一個十分合理的大過濾器。

由於類似的原因,我們還可以在大過濾器的名單中加入有性生殖、複雜的大腦等等。而另外一些生物演化的重要階梯,比如運動能力、多細胞生物、肢體、視覺、光合作用等等,它們都在不同的階段獨立出現過多次,所以不能算作大過濾器。

由於我們無法逆轉時間去觀察這些關鍵性階段,也缺少宇宙生命的大量樣本,所以無法準確的判斷它們是不是真正的大過濾器。但是,對於人類來說,意義更為重大的是,是不是還有大過濾器在星際文明的前面等著我們。

幾年或者幾十年之內,我們就會得知太陽系內,像火星和木衛二這樣的地方,是不是還有別的生命存在或者曾經存在過。如果有了肯定的發現,這無疑是探索宇宙和生命的里程碑,但是對人類文明來說卻是不折不扣的壞消息。如果火星上存在遠古的單細胞生物化石,那麼我們就可以認為,生命起源和細胞的出現都不是真正的大過濾器,因為我們的後院里就發生過至少兩次。基於相同的原因,如果在火星上發現類似哺乳動物這樣的複雜生物,這就更不妙了。這意味著在它出現以前的所有階梯都不是真正的大過濾器。而真正的大過濾器,可能就在前方不遠處等著我們。由於大過濾器通過的概率很小,人類文明的未來很不樂觀。

在人類文明的未來,可能有哪些因素會成為大過濾器呢?也許我們耗盡了地球上的化石燃料,也無法進入 II 型文明,也許人類內部的戰爭會毀掉我們這個物種,還有致命病毒、隕石撞擊、失控的人工智慧......

2.3. 我們可能是第一批智慧生命

雖然宇宙的年齡已經有 140 億年了,但是生命的歷史可能並沒有那麼長。早期的宇宙中可能並不適合孕育生命。那時候可能恆星活動十分劇烈,太空瀰漫著致命的輻射等等。只是在最近的幾十億年內,環境才開始改善,宇宙逐漸變得對生命友好起來。在星系和恆星的身邊都出現了宜居帶,生命開始在適合的環境下誕生,並且發展到文明階段。

如果這種解釋是正確的,我們很可能是宇宙中的第一批智慧生命。我們無法聽到其他星際文明的聲音,是因為宇宙中還沒有超過我們的文明。

3. 第二類假說:我們無法察覺它們的存在

贊成這一類解釋的人們認為,智慧生命在宇宙中確實普遍存在,但是我們無法察覺它們。

3.1. 它們一直在呼喊,但我們沒有聽見

持這種觀點的人很多,其實也很容易理解。幾千年前,我們用烽火和信鴿傳遞消息,而現在可以用無線電與幾百億公里以外的太空探測器通信。因此,比我們先進上億年的外星文明很可能採用我們無法理解或無法掌握的方式向宇宙呼喊。而我們現在只是在傾聽來自太空的無線電信號。

然而這種觀點有明顯的弱點。即使一個外星文明掌握了先進的通信方式,它們也應該能夠想到採用低級的無線電方式呼叫落後的文明,除非它們對我們這樣的低等文明不屑一顧。其實,有問題的不是傳送信息的媒介,而是我們對傳送方式的設想。SETI(Search for Extraterrestrial Intelligence)假設外星文明會採用全方位廣播的方式向每個方向同時發送無線電信號,但是這樣的方式需要的能量太大了。無線電波在太空中傳送的衰減非常快,要用廣播的方式在星系內找到夥伴,需要的能量遠遠超過了一顆中型恆星的能量輸出。即使對於一個擁有整個恆星能量可以揮霍的 II 型文明來說,這也是難以承受的。

經濟和能耗是採用無線電呼叫不能迴避的問題。有鑒於此,物理學家 James Benford 和 George Benford 提出了基於燈塔機制的方案。

與廣播方式不同的是,燈塔只向一個方向發送信號,所以它需要的能量就 大大降低了。採用這種呼叫方式的外形文明可以把燈塔對準可能有文明存在的恆星,用高功率發送信號,然後再把燈塔轉向下一顆恆星,如此反覆。事實上,人類向太空發送的幾次無線電信號所採用的都是定向方式(地球在宇宙中的位置是否被暴露? - Mandelbrot 的回答)。另外,激光比無線電定向性更好,也可以用來傳送燈塔信號。

這並不意味著今天的人類可以用這樣的方式呼叫星系內的文明。它需要的能量是我們這樣連行星能量都無法充分利用的准 I 型文明所無法承擔的,但是對於 II 型文明來說就不是問題了。

燈塔信號的目的是為了告訴其他文明:「嗨,我在這裡。」 在燈塔信號的後面,它們可以選擇用較低的功率傳送更多的信息。如果我們被燈塔信號勾起了好奇心,就可以把大量的射電望遠鏡指向這個方向,用更高的精確度和更長的時間去搜索後面的消息。

燈塔機制也只是一種設想,但是它顯然比滿天空的掃描,尋找廣播信號要靠譜一些,是一種值得嘗試的方式。1977 年由俄亥俄州立大學的大耳朵望遠鏡收到的「Wow!」信號可能就是這樣一種燈塔信號。

雖然 Wow!信號的 來源一直未能確認,但人們仍然把它當做外星文明信號的最佳候選者。在之後的幾十年時間內,對同一片天空的觀察進行過很多次,都沒有接收到相同的信號。如果這是一個燈塔信號,它朝一個方向發射的時間非常短,短時間的觀察能夠再次遇上的概率很低。SETI 也沒有對這一片天空引起足夠的重視,它每年對這個方向監聽的時間只有幾個小時。

James Benford 建議 SETI 修改監聽策略,提高接收到燈塔信號的機會。他建議,把大量射電望遠鏡指向銀河系中心恆星密度最大的方向,因為這個方向能夠接收到燈塔信號的概率最大。同時,也應該把一些望遠鏡指向相反的(銀河系邊緣)方向,以便能夠接收到回應的信號。

也許,外星文明一直在用我們能夠理解的方式朝我們呼喊,只是我們聽錯了方向。

3.2. 我們探索的時間太短了

這種解釋的前提是:星際文明雖然存在,但是壽命都不太長。

在宇宙的生命像一條平靜流淌的大河,偶爾會蹦出一朵小小的浪花,也就是先進的星際文明。它們會試圖向太空發射信號,呼喚其他文明,然後悄悄的消失了。 隨之而來的是更長時間的靜默,直到下一個星際文明出現。人類試圖從太空中獲得外星文明的無線電信號只有短短几十年時間。如果這種解釋成立的話,我們在這段時間內碰巧遇上銀河系內存在星際文明的概率很低。

在眾多費米悖論的解釋中,這應該算是比較弱的一條。如果一個文明進入了星際時代(比如 II 型文明),它可以迅速把自己擴張到更大的範圍內。即使是採用我們可以想像的馮諾依曼探測器,也可以在很短的時間內佔領整個星系。有這樣大的範圍,它對於滅絕性的災難的抵抗力肯定會 大大提高。

另外,即使它們已經滅絕,它們對自己的恆星進行的改造工程應該留下不少痕迹,比如戴森球的殘骸。這也是和現在的觀察結果相矛盾的。

3.3. 它們不屑於和我們聯繫

比人類更先進的外星文明可能不屑於和我們這樣的低等文明聯繫,就像我們從來不會和螞蟻對話一樣。

即使這種傲慢的外星文明確實存在,也肯定不是全部。我們之所以不和螞蟻對話,是因為螞蟻根本沒有和人類對話的能力。如果螞蟻能夠和人類對話,我想全世界的昆蟲學家都會爭先恐後地展開這項實驗。即使普通人也會孜孜不倦的嘗試和身邊的動物(如家裡的貓狗)交流。

這種交流的困難在外星人和人類之間並不存在。即使外星人不會指望從我們這裡學到先進的科技,它們也會對我們獨特的生物圈和人類文化感興趣,就像人類學家們熱衷於研究原始部落的習俗一樣。好奇心是科學發展必不可少的因素。作為一個先進的星際文明,想必好奇心是不會小的。

3.4. 它們刻意隱藏自己

這一條不用詳細說明了,大家對《三體》中的黑暗森林都不陌生。這個解釋認為:星際文明都小心翼翼的隱藏自己,唯恐被黑暗中的獵人發現。或者宇宙中藏匿著一些超級捕食者,它們在太空中搜尋敢於冒頭的幼稚文明,找到了以後就毫不猶豫地消滅掉。它就像一個玩打地鼠遊戲的小孩,掄著榔頭,時刻準備著砸向下一個探出頭來的地鼠。

宇宙中可能確實存在這種惡意的星際文明,所以對於我們這樣的低等文明來說,貿然向宇宙中發出消息可能招致滅頂之災。但是,把自己隱藏起來並不是避免攻擊的最好辦法。以人類今天的科技能力,已經能夠在銀河系中尋找行星,並且開始用分析行星大氣光譜等手段尋找潛在的生命星球。超級文明肯定會有更精確的方法尋找生命星球。當它的目光落到一顆行星上的時候,這顆行星就無法繼續隱藏下去了。從長遠來看,要在黑暗森林中保護自己,最好的辦法是迅速發展,把自己推向 II 型或 III 型文明文明,增強防禦能力,並把自己的文明擴展到宇宙的更大範圍。

4. 人類文明被隔離了

如果你相信星際文明大量存在,但是卻無法解釋為什麼我們面對一個沉默的宇宙,可能會懷疑:是不是人類文明被有意隔離了?

4.1. 動物園假說

這種解釋認為,地球實際上是一個超級文明的動物園。外星人早就知道了地球和人類的存在,但是它們選擇從一個安全的距離觀察,而不與人類接觸,就像人們參觀動物園一樣。

今天我們的動物園或自然保護區內,我們可以出於的目的觀察動物,也可以從科學的角度研究動物,但是無法回溯到過去,去觀察動物進化的和人類演化的歷程。對於一個生命十分漫長(比如上千萬年)的星際文明來說,建立一個地球這樣的動物園,就可以達到這個目的。也許,超級文明建立了大量的行星動物園,地球只是其中之一。

除非整個宇宙(或星系)的超級文明都結成同盟,決定採用相同的方式對待低等文明,並且每個超級文明內部的成員都嚴格遵守規定,否則這種隔離是無法有效實施的。只要有一個文明中的一個個體不遵守協議,它就會為地球打開動物園的大門。可以想像,要把所有超級文明聯合起來難度有多大。

4.2. 天文館假說

如果動物園假說讓你聞到一絲陰謀論的味道,那麼天文館假說在這條路上更進了一步。它的觀點是,地球周圍的宇宙環境是一個 III 型文明有意製造出來的天文幻象,目的是為了讓地球周圍的宇宙看起來沒有別的文明存在。也許這個超級文明為它能找到的所有低等文明都創建了這樣一個虛擬天文館,讓它們以為自己生活在一個孤獨的宇宙中。

如上圖所示,人類探索過的太陽系都在這個天文館之內,而真正的宇宙在它的邊界之外。

反對者認為,這樣的假說在科學上沒有任何意義,對解釋費米悖論沒有幫助。

4.3. 虛擬世界假說

沿著這條路走到一個極端的解釋是虛擬世界假說:我們周圍的世界,包括我們自己,都只是一個電腦中的模擬程序。

今天,計算機模擬已經成為很多領域的重要研究手段。我們甚至會建立簡單的宇宙模型去模擬宇宙演化過程。對於科技水平遠遠超過我們的外星文明,完全有可能運行更為複雜的模擬軟體來重現自己文明的早期歷史。當一個模擬系統內的文明科技程度達到一定水平,它們可以運行自己的模擬系統。這種模擬系統的深度可以一直延續下去。從這個角度來看,我們不但可能是模擬程序的一部分,甚至可能生存在一個「模擬系統內的模擬系統內的模擬系統......」中。

也許你認為要模擬整個宇宙所需要的計算能力和能量消耗都是驚人的,對於 II 型文明,甚至 III 型文明來說都難以承受。但是,我們可以從另一個角度來考慮:這個程序需要模擬的其實只是所有人的大腦。我們感知的一切,實際上都可以表現為大腦中的神經元活動。採用這種優化的模擬方式,一個恆星的能量用來驅動整個模擬系統應該綽綽有餘了。

俄羅斯套娃大腦(Matrioshka Brain)就是一種基於戴森球的計算機系統。它由多層戴森球殼組成。最內層球殼直接從恆星吸收能量,然後向外層釋放出廢棄的熱輻射,它的工作溫度與恆星表面溫度很接近。最外層球殼溫度最低,接近星際空間的溫度。這種結構最大限度地利用了恆星的能量,提供了恆星能夠支持的最大計算能力。

然而,這種解釋的問題在於無法證實。本質上,它和「上帝創造宇宙」的觀點沒有多大區別,只是這裡把上帝換成了超級程序員,所以它對解決費米悖論也沒有實質性的幫助。

5. 總結

其他無法分類的零散解釋還有很多,其中很多解釋都傾向於:外星人其實早就來到了地球上,只是我們不知道。具體的例子包括風靡一時的「遠古外星人」、羅斯維爾飛碟墜毀事件和常常見諸報端和網路的 UFO 目擊事件等等。但是這樣的解釋總是多多少少透露出一些偽科學的味道,所以在這篇回答中就不詳細講述了。

也許,人類確實是孤獨的,我們就是困守於這個藍色小球上面的卑微生物。在我們發現第一個地外文明之前,費米悖論是不會有答案的。所以我們只能努力把自己的觸角伸向太空,希望有一天看到一隻路過的飛鳥。但是無論如何,當你下次仰望星空的時候,應該可以在這個問題上產生更多的思考。


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