一個8維度的模型告訴你，人類想找到外星人還早著呢

到底有沒有外星人存在？這是一個困擾我們很多年的問題。2010 年，天文學家 Jill Tarter 和他的同事就曾提出，外星文明的信號也許遍布了整個銀河系，只是相比之下，我們觀察到的宇宙範圍十分的渺小。如果把搜尋外星文明比作在海水中找到一條魚，那麼我們搜尋過的部分只是一杯水的容量而已。

最近，來自賓西法尼亞的天文學家，Jason Wright 及其同事建立了一個數學模型，來量化人類目前為止搜尋過的宇宙。這個模型有八個維度，除了空間的三個維度之外，還有信號的五個維度，它們是信號頻率範圍，重複率，信號極化和調製，傳輸帶寬，和靈敏度。

從 60 年代開始人類開始收集宇宙信號開始，這八個維度均有所涉及。其中，三維空間是以太陽係為中心，半徑向外延伸三萬光年的宇宙空間，代表人類探索過的宇宙區域；除了普通的三維空間之外，模型中的其它參數也很重要，重複率越高的信號越好分析，重複率越低的信號越不可靠。

這個八維空間有多大？在進行了簡單的積分運算後，Jason 給出了答案： 6.4E116m5Hz2s/W。而天文學家探索過的佔比，只是上面這個體積的 5.8E-18 分之一。據此，我們可以對 Jill Tarter 的海水比喻給出一個量化精確版本：地球上海水總量是 1.335E21 升，所以目前為止搜尋過的範圍只有 7700 升，也就是 7.7 立方米，三個家用浴缸就能裝得下。

雖然比 Tarter 原話中的「一杯水」要大得多，但比起整個海洋來說還是太小了。但是這並不能說明我們對外星人的探索是失敗的，相反，我們的搜尋才剛剛開始。

無論是 JillTarter 還是 JasonWright，他們都在努力回答一個問題：外星人到底在哪裡？這個問題出自著名的費米悖論。

1950 年的一天，諾貝爾獎獲得者、物理學家費米在和別人討論飛碟及外星人的問題時，突然冒出一句：「他們都在哪兒呢？」這句看似簡單的問話，就是著名的「費米悖論」。

一方面，宇宙顯著的尺度和年齡意味著高等地外文明應該存在。基於科學探知的事實：古老的銀河系，已有約 100 多億年的年齡，而銀河系的空間直徑卻只有大約 10 萬光年，就是說，即使外星人僅以光速的千分之一翱翔太空，他們也不過只需 1 億年左右的時間就可以橫穿銀河系——這個時間遠遠短於銀河系的年齡。而且從數學概率上分析，在浩瀚的宇宙里，應該有著眾多的類似地球的適合於生命存在的星體。並且這其中，有些星體的年齡要遠遠大於地球，因此，它們上面的生命進化，也要遠遠早於地球上的人類。

然而另一方面，這個假設卻得不到充分的證據支持。從 1960 年代以來，有過各種各樣的尋找證據的嘗試，很多項目仍在進行中。但是，人類並沒有達到星際旅行的水平，這種探索只能通過遠距離進行。

這種限制導致我們只能去探索那些對環境造成顯著影響的文明，或者是該文明產生了能被遠距離探測的信號，比如射電輻射。目前全世界有很多搜尋地外文明的團體，他們統稱地外文明搜尋計劃（SETI）。這些組織致力於用射電永遠鏡等先進的設備接收從宇宙深處傳來的磁波，從中發現有規律的信號，希望藉此發現地外文明。

這種方式只對有一定科技水平的文明有效，對於沒達到相應技術水平的文明，就不太可能被地球探測得到了。即使是人類，使用電磁輻射的歷史也不過 一百年之久。我們最早發出的電磁波才達到了一百光年遠的地方，相比於銀河系 10 萬光年的半徑，這個距離可以忽略不計。

而最早的人信息編碼的地球名片是 1974 年以阿雷西博信息的形式發射向太空。該信息共有 1,679 個二進位數字 (ASCII)，而且 1,679 這個數字只能由兩個質數相乘，因此只能把信息拆成 73 條橫列及 23 條直行，這是假設該信息的讀者會先將它排成一個長方形。如果把它排成 23 條橫列，它會變成白色雜訊，相反如果把它排成 73 條橫列，便可排出下圖中的一幅信息。

目前這條信息達到了 44 光年遠的地方，而是用了質數作為信息載體，因為數學是宇宙中的通用語言。它可能會被一些外星文明截獲，信息被破解，更大的可能是就此遊盪在宇宙深處。

信息被外星文明截獲，是不是我們的外星文明搜尋計劃就大功告成了？別高興的太早了，任何人類發出的信息都有可能招來殺身之禍。

科幻作家劉慈欣在他的作品《三體》中描述了宇宙的另一番景象。他說「宇宙像是一座黑暗森林，每個文明都是帶槍的獵人，像幽靈般潛行於林間，輕輕撥開樹枝探索外界，同時竭力不發出腳步聲隱藏行蹤，因為林中到處都有和他一樣潛行的獵人。如果他發現了別的生命，能做的只有一件事：開槍消滅之。在這片森林任何人視他人為地獄，永恆的威脅來源、永恆的資源搶奪者，只有先下手為強的不變思維才能抵消未來潛在風險，任何暴露自己存在的生命都將很快被消滅。」

這是科幻小說中的內容，但也有很強的現實意義。它建立在兩條假設之上：

1、生存是文明的第一需要

2、文明不斷增長和擴張, 但宇宙中的物質總量基本保持不變。

在這個基礎上，兩個文明相遇時，雙方的第一反應就是保護自己，從而會互相猜疑。加上距離間隔以及文化，特種差異，宇宙文明間的猜疑一旦形成就會艱不可摧，最終導致文明之間無法判斷彼此的善惡並最終驅使兩方相互敵視。

在這種規則下，技術等級較高的文明傾向於隱藏自己，使其他文明難以探查。暴露自己的文明在黑暗森林打擊中被消滅。生存選擇的結果是所有的文明都變得難以發現。這也算是對費米悖論的一個可能的解釋了。

參考：