說到“尋找外星人”,不得不提及費米悖論。
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很多人對費米悖論的理解存在一個根本性誤區,認為只有達到“宇宙殖民”級別的文明,才有可能被人類發現。
但事實上,費米悖論在1950年由物理學家恩里科·費米提出時,核心語境并非“殖民文明”,而是“為什么我們看不到任何外星智慧生命的痕跡”。
當時的科學家們經常討論的,是與20世紀人類文明水平相近的“無線電廣播文明”——也就是能夠主動發射、接收無線電信號,具備初步航天探索能力,但尚未實現星際航行的文明。
這是因為在那個時代,無線電技術是人類最先進的遠距離通信手段,科學家們自然會假設,其他智慧文明也可能會使用類似的方式進行星際交流。
但后來的科學計算徹底打破了這一幻想。
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人類日常產生的無線電訊號,比如電視廣播、手機通信、雷達信號等,其傳播衰減速度極快,且能量密度極低。以距離地球最近的比鄰星b(距離約4.2光年)為例,這些日常無線電訊號要想被比鄰星b上的文明接收,對方需要建造直徑高達數萬千米的巨型天線——這個尺寸遠超地球的直徑(約1.27萬千米),即便對于掌握了先進航天技術的文明來說,也是一項極其龐大且不切實際的工程。
更重要的是,人類的無線電訊號在傳播過程中,會被星際塵埃、宇宙輻射等干擾,信號強度會快速衰減,到達比鄰星時早已變得微弱不堪,根本無法作為發現地外文明的有效手段。
這背后的核心問題的是:在當前階段,我們根本沒有找到一種有效的方法,去發現宇宙中可能存在的外星文明。
人類現有的觀測能力和星際航行能力,相對于銀河系乃至宇宙的龐大尺度來說,實在是太過微弱,就像大海中的一滴水,試圖窺探整個海洋的全貌。
銀河系的直徑約為20萬光年,包含至少3000億顆恒星,而人類目前能夠進行詳細觀測的,僅僅是距離地球幾十光年范圍內的極少數恒星系統。
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在這種情況下,談論“他們都在哪”,就如同一幫太監在討論將來第200代孫子姓什么——前提本身就不成立,討論再多也毫無意義。
要理解人類觀測能力的局限,最簡單的方式就是看看我們對太陽系內天體和地外行星的成像效果。我們總以為人類已經“征服”了太陽系,能夠清晰地觀測到太陽系內的每一個天體,但事實并非如此,即便是太陽系內的大型天體,我們的觀測效果也遠遠達不到“清晰”的程度。
先看太陽系內的情況:
2018年11月10日,科學家通過大口徑天文望遠鏡發現了天體2018 VG18,它運行在海王星軌道之外,屬于柯伊伯帶天體。
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從公布的圖像來看,這顆天體只是一個模糊的白色光點,看起來就像是顯微鏡下的細菌,毫無細節可言。但實際上,2018 VG18的直徑高達500~600千米,比地球上大多數城市的面積還要大得多——比如北京市的面積約1.6萬平方千米,而2018 VG18的表面積超過78.5萬平方千米,相當于49個北京市的大小。就是這樣一顆體型龐大的“大石頭”,用人類目前最先進的地面大口徑天文望遠鏡觀測,也只能得到如此模糊的影像,可見我們觀測能力的局限。
再看新視野號探測器的觀測成果。
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2017年12月,美國國家航空航天局(NASA)的新視野號探測器,在飛掠太陽系邊緣時,拍攝到了“2012 HZ84”與“2012 HE85”兩顆天體的照片,打破了有史以來人類最遠探測照片的紀錄。這兩顆天體同樣位于柯伊伯帶,直徑均在數百千米左右,但從照片上看,它們也只是模糊的光點,無法分辨任何表面細節。
亡神星是另一顆典型的柯伊伯帶天體,它的直徑約為950千米,到太陽的平均距離約59億千米——這個距離是地球到太陽距離的40倍左右。
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即便是哈勃太空望遠鏡拍攝的亡神星照片,也只能看到一個模糊的圓形光點,無法看清其表面的地形、地貌,更無法判斷其是否存在任何生命活動的痕跡。
創神星的情況也類似。它的直徑約1060~1110千米,到太陽的平均距離為65.4億千米,比亡神星還要遙遠。
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哈勃太空望遠鏡拍攝的創神星照片,同樣是模糊的光點,只能通過光譜分析推測其表面可能存在冰和巖石,但無法獲得更詳細的信息。
太陽系內的天體觀測尚且如此,太陽系外的行星觀測就更加困難了。由于系外行星距離地球極其遙遠,且自身不發光,只能反射宿主恒星的光線,因此觀測難度極大,我們目前所能拍攝到的系外行星影像,幾乎都是模糊的光斑,甚至無法確定其具體的形態。
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比如左下的紅色模糊發光體,是行星2M1207 b,它是人類最早發現的系外行星之一,估計質量有3~10倍木星質量,屬于氣態巨行星。但從觀測圖像來看,它只是一個微弱的紅色光點,無法分辨其大氣結構、是否有衛星等關鍵信息。
這張圖片來自天文學家的長期觀測,他們使用了大型地面望遠鏡,經過長時間的曝光才捕捉到這一影像。
哈勃望遠鏡拍攝的北落師門b,更是一個典型的“烏龍事件”。
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最初,科學家們認為這是一顆圍繞北落師門恒星運行的系外行星,但后續的研究發現,它其實只是一團星際塵埃,由于反射恒星的光線,才被誤認為是行星。這一案例充分說明,我們的觀測能力甚至無法準確區分目標到底是行星、塵埃,還是其他天體,更談不上發現其中可能存在的文明活動痕跡。
即便是目前人類拍攝到的最清晰的系外行星影像,比如歐洲南方天文臺超大望遠鏡拍攝的系外行星PDS 70b,也只是一個模糊的橙色光斑。
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PDS 70b是一顆年輕的氣態巨行星,距離地球約370光年,質量約為木星的5倍,雖然我們能夠通過影像判斷它的大致位置和運動軌跡,但無法看清其表面的任何細節。
恒星HD181327的星盤,行星會在那里誕生
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系外行星HIP 65426b,十字與圓圈是遮光板擋住的恒星的位置
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恒星HR8799與行星HR8799e
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除此之外,恒星HD181327的星盤影像、系外行星HIP 65426b的影像、恒星HR8799與其四顆行星的影像,也都是類似的模糊光斑。
還是恒星HR8799,四個行星
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其中,HIP 65426b的影像中,十字與圓圈是遮光板擋住的恒星位置,目的是為了避免恒星的強光掩蓋行星的微弱光線——即便如此,我們也只能看到行星的大致輪廓,無法獲得更多有用的信息。
在這種“萌萌噠”的觀測能力之下, 如果有能讓我們看到的疑似文明活動現象與疑似生命現象,其規模必須大得太過出離憤怒,大到足以突破我們觀測能力的局限,以至于我們根本無法下任何明確的結論。
比如,只有當外星文明建造了足以影響整個恒星系、甚至整個星系的巨型結構時,我們才有可能通過觀測其對周圍天體、光線的影響,察覺到它們的存在。
而在近未來,我們最現實的觀測目標,也只是在100光年內的系外行星上探測大氣污染——這需要等待詹姆斯韋伯太空望遠鏡的進一步觀測成果,即便如此,也只能判斷行星大氣中是否存在異常的化學物質,無法直接證明生命或文明的存在。
以下是目前人類能夠觀測到的、可能與文明活動相關的巨大規模現象的例子,這些現象的規模之大,遠超自然天體的常規形態,但其成因至今尚未完全明確,也無法排除是文明產物的可能。
第一個例子是星際塵埃雙螺旋結構。
在對等離子體中的塵埃進行的模擬實驗中,科學家們發現,塵埃顆粒會在等離子體的作用下,自動排列成雙螺旋結構。
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這種雙螺旋結構具有非常特殊的性質:它可以吸引其他塵埃顆粒而“生長”,就像生命的生長過程一樣;還可以自我復制成兩個相同的螺旋,具備一定的“繁殖”能力;更重要的是,螺旋結構的半徑會隨著不同分段而變化,這說明它具有信息編碼能力——這比晶體和熱帶風暴的有序性前進了一大步,晶體的有序性是固定不變的,熱帶風暴的有序性則是暫時的、無規律的,而這種雙螺旋塵埃結構的有序性,具備了信息傳遞和復制的可能,更接近生命的特征。
2006年3月15日,加州大學洛杉磯分校的天文學家通過斯皮策太空望遠鏡,在距離銀河系中心黑洞300光年處,發現了一片巨大的雙螺旋結構星云,其長軸長達80光年——這個長度相當于757萬億千米,是地球到太陽距離的5000萬倍。
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我們知道,銀河系中心黑洞周圍存在著強大的電磁場,其中99%的物質都處于等離子態,而科學家通過實驗已經證明,等離子體中的塵埃可以形成具備信息編碼能力的雙螺旋結構。
因此,有科學家推測,在這片雙螺旋星云所在的區域,有可能存在小林泰三在科幻作品中喜歡描寫的等離子生物——這種生物以等離子體為載體,不需要固體的軀體,能夠在高溫、高壓的極端環境中生存,其文明活動可能會影響周圍的塵埃分布,形成我們觀測到的雙螺旋結構。當然,這只是一種推測,目前還沒有任何直接證據能夠證明這一點。
第二個例子是方形星云。
MWC 922是一個距離地球約5000光年的星云,它最特殊的地方在于,其結構包含銳利的直角,呈現出完美的方形形態。
在宇宙中,自然形成的天體和星云,大多呈現出圓形、橢圓形或不規則的形態,像MWC 922這樣具有明確直角的方形星云,在已知的星云中極為罕見。
你覺得它的形狀自然么?
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很多科學家認為,這種特殊的方形結構,有可能是外星文明活動的產物——比如,外星文明可能在這片區域建造了巨型的能量收集裝置,或者進行了某種大規模的天體改造工程,從而形成了這種非自然的方形結構。
當然,也有科學家提出了自然形成的假說,認為這種方形結構可能是恒星噴發物質與周圍星際介質相互作用的結果,但目前還沒有足夠的證據來驗證這一假說。科學家在觀測報告中明確表示,MWC 922的形態“超出了常規自然星云的形成規律”。
第三個例子是各種疑似超構造物的天體和星系。
提到外星文明的超構造物,最著名的就是戴森云——這是物理學家弗里曼·戴森在1960年提出的一種假說,他認為,當文明發展到一定程度,會需要大量的能量,而最有效的能量來源就是恒星。
因此,文明會建造大量的太陽能收集裝置,圍繞恒星排列成一個巨大的結構,將恒星的能量盡可能地收集起來,這種結構就被稱為戴森云。
戴森云的一個重要特征是,它會吸收恒星的可見光,然后以紅外線的形式釋放能量,因此,從遠處觀測,擁有戴森云的恒星系統,會呈現出“可見光暗淡、紅外線異常明亮”的特征。
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而我們已經在M33星系(也稱為三角座星系,距離地球約295萬光年)中,發現了一個符合這一特征的不明天體。
這個天體在近紅外和可見光波段非常暗淡,但在中紅外波段,卻是整個M33星系中第二亮的天體,更是M33星系中第一亮的恒星級天體。
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這個天體的光譜特征,與戴森云的預測特征高度吻合,但目前我們還無法確定它到底是戴森云,還是某種特殊的自然天體——比如,一顆處于演化末期的恒星,或者一個被塵埃包裹的巨型行星。
除了戴森云,卡爾達肖夫文明等級指數Ⅲ型文明的居住星系,也可能呈現出特殊的形態。
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卡爾達肖夫文明等級是蘇聯天文學家尼古拉·卡爾達肖夫在1964年提出的一種文明分類方法,根據文明能夠利用的能量規模,將文明分為三個等級:Ⅰ型文明能夠利用所在行星的全部能量,Ⅱ型文明能夠利用所在恒星系統的全部能量(比如建造戴森云),Ⅲ型文明能夠利用所在星系的全部能量。
按照這一分類,Ⅲ型文明的技術水平已經達到了能夠操控整個星系的程度,它們的居住星系,很可能會呈現出與自然星系截然不同的形態。傳統上,橢圓星系被認為是恒星形成過程已基本結束的星系,主要由衰老中的恒星組成,偶爾有少量的恒星形成,因此通常呈現出黃色或紅色;而螺旋星系則在旋臂上有大量高熱的年輕恒星,因此呈現出淡藍色。但實際上,紅色的螺旋星系與藍色的橢圓星系都是實際存在的,這其中就可能有Ⅲ型文明活動的痕跡。
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我們已經知道,至少有8個幾乎不發射紫外線的紅色螺旋星系,其中5個還具有很強的中紅外發射——這與常規的淡藍色螺旋星系完全不同。
常規的螺旋星系之所以呈現淡藍色,是因為其旋臂上的年輕恒星會發射大量的紫外線;而這些紅色螺旋星系幾乎不發射紫外線,說明它們的年輕恒星數量極少,甚至幾乎沒有新的恒星形成。
但它們卻具有很強的中紅外發射,這意味著它們正在釋放大量的熱量,這種熱量來源很可能不是恒星,而是文明活動——比如,Ⅲ型文明正在將整個星系的藍色恒星(年輕、高溫、釋放大量紫外線)拆解為紅矮星(年老、低溫、釋放少量紫外線,主要釋放紅外線),這是一項需要操控整個星系能量的超級工程,只有Ⅲ型文明才能完成。
在“壓倒性異常”方面,Messier 105(NGC 3379)也是一個典型的例子。
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這是一個橢圓星系,但與傳統的橢圓星系不同,它充滿了新生恒星——按照自然演化規律,橢圓星系的恒星形成過程已經基本結束,不應該有如此多的新生恒星。因此,有科學家推測,這可能是Ⅲ型文明在該星系中進行恒星改造工程的結果,他們通過某種技術手段,促進了恒星的形成,從而讓這個橢圓星系呈現出了異常的形態。
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還有PGC 54559,這是一個距離地球約6.12億光年的星系,它具有極其特異的形態,直徑約10萬~12萬光年,與常規的橢圓星系、螺旋星系都截然不同。這種特異形態的星系,在我們觀測到的河外星系中占比不到千分之一,其成因至今尚未確認。
雖然有科學家提出了自然形成的假說,但沒有人能斬釘截鐵地證明,它們不可能是文明的產物——畢竟,對于Ⅲ型文明來說,改造整個星系的形態,并非不可能的事情。
看到這里,你應該能明白一個關鍵問題了:就算外星文明擁有神或惡魔般的力量,能夠將星系當橡皮泥一樣隨意揉捏,就算他們的載具或軀體比太陽系還要大,在宇宙這樣巨大的距離上,依靠我們這“渣渣”觀測力,也根本看不到他們本身,只能看到他們留下的巨型產物。而即便是上面那些非常特異的星系和天體,我們也無法準確區分,它們到底是自然形成的,還是外星文明活動的產物——因為我們的觀測能力,還不足以捕捉到足夠的細節,來驗證這些假說。
那要怎么才能確定某個天體或現象是文明的產物呢?難道真的要人家專門捏一個等邊三角形給我們看嗎?
其實,這也并非不可能。
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科學家們在宇宙微波背景輻射中,就發現了巨大的同心等邊三角形——宇宙微波背景輻射是宇宙大爆炸后殘留的熱輻射,是宇宙中最古老的光,它的分布應該是相對均勻的,但這些同心等邊三角形的存在,打破了這種均勻性。
目前,沒有人知道這些同心等邊三角形的成因,只能確定,它們不是“宇宙多次炸開又坍縮留下的痕跡”,而這種高度規則的幾何結構,恰恰是文明活動的典型特征——自然過程很難形成如此完美的等邊三角形結構。當然,這也只是一種推測,目前還沒有足夠的證據,證明這些同心等邊三角形就是外星文明的“信號”。
如果我們暫時拋開觀測力的局限,換一個角度來問:人類為什么還沒有被外星文明接觸?這個問題,其實也有很多個層面的理由,每一個理由都能在一定程度上解釋費米悖論。
第一個理由,是人擇原理。
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人擇原理的核心思想是:我們之所以能夠觀測到某個現象,是因為這個現象的存在,是我們能夠存在并進行觀測的前提。
放到費米悖論中,這個原理可以這樣解釋:如果人類曾經遭遇過會跑到地球上來跟人類接觸的外星力量,那么人類大抵在那個時候就已經滅亡了——滅亡的原因可以有很多種:他們可能有意攻擊地球,將地球作為殖民地或資源掠奪地;
他們也可能無意間造成了巨大的破壞,比如他們的星際載具進入太陽系時,引發了小行星撞擊、軌道混亂等災難;
抑或他們帶來了外星微生物,這些微生物對人類來說是致命的,引發了全球性的瘟疫。而我們現在能夠存活下來,能夠思考“費米悖論”這個問題,恰恰是因為我們從未遇到過這樣的外星力量——這就是人擇原理的體現:只有那些沒有被外星文明接觸、能夠安全發展的文明,才能有機會去思考“為什么沒有發現外星文明”。
第二個理由,是曲速飛行的毀滅性。
很多人都幻想過,外星文明能夠掌握曲速飛行技術,能夠以超光速的速度穿越宇宙,來到地球。但實際上,曲速飛行技術如果真的存在,它將是一種壓倒性的毀滅力量。
根據目前的物理學理論,曲速飛行的原理是通過扭曲時空,讓飛船所在的時空區域“收縮”,而飛船前方的時空區域“膨脹”,從而實現超光速飛行。
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但這種時空扭曲,會產生極其強大的能量沖擊波,能夠輕易摧毀路徑上的一切常規物質——無論是行星、小行星,還是星際塵埃,都會在這種沖擊波的作用下被撕碎。
更重要的是,曲速飛行的原理,與第一類永動機的距離也就半步之遙——它需要操控時空的能量,這種能量規模遠超人類目前的想象,甚至可能違背現有的能量守恒定律。
對于掌握了這種力量的外星文明來說,靠近任何普通天體(比如地球、太陽)都是毫無必要的,除非是為了將其摧毀——因為普通天體的存在,只會干擾他們的時空扭曲,甚至可能對他們的飛船造成損壞。
從銀河系目前的樣子來看,即便有這樣的文明在活動,他們也很少碾爆天體——畢竟,銀河系的結構相對穩定,沒有出現大規模的天體被摧毀的痕跡,這也從側面說明,即便存在掌握曲速飛行技術的文明,他們也沒有大規模地在銀河系內活動,更沒有來到地球。
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我們可以想象一下這種場景:一艘處于曲速飛行狀態的外星宇航工具,飛進太陽系,它所產生的時空扭曲沖擊波,會瞬間卷入并摧毀內太陽系的所有行星,包括地球;即便它只是從內太陽系一閃而過,也會造成嚴重的軌道混亂,導致地球的軌道發生偏移,要么被太陽吞噬,要么被拋出太陽系,最終導致地球氣候嚴重變化,地球的宜居性大幅下降,人類文明也會因此滅亡。
第三個理由,是哥白尼原則。
哥白尼原則的核心是:地球和人類,在宇宙中并不特殊,只是宇宙中無數普通行星和文明中的一個。
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地球在宇宙中非常渺小和平庸——它只是銀河系中一顆普通的巖石行星,位于銀河系的邊緣區域,既不是銀河系的中心,也不是恒星密集的區域,沒有任何特殊的位置優勢;人類文明也只是宇宙中可能存在的無數文明中的一個,我們的技術水平、文明程度,在宇宙中很可能只是處于中等甚至偏低的水平。
因此,掌握先進技術的外星力量,沒有任何道理就非得跑來看我們,更沒有道理被我們發現。
就像我們人類,會花費大量的時間和精力,去觀察地球上的一只螞蟻嗎?
顯然不會——對于先進的外星文明來說,人類文明可能就像我們眼中的螞蟻一樣,渺小、落后,根本不值得他們花費時間和精力去接觸、去觀察。他們可能有更重要的事情要做,比如探索更遙遠的宇宙、改造更龐大的天體、提升自身的文明等級,而地球和人類,對他們來說,只是宇宙中一個無關緊要的角落。
第四個理由,是概率論。人類文明的歷史非常短暫——從人類祖先學會使用工具,到現在的現代文明,也只有幾十萬年的時間;而人類掌握無線電技術、能夠進行航天探索的時間,更是只有不到100年。
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相比之下,宇宙的年齡已經高達138億年,銀河系的年齡也有100億年左右。在如此漫長的時間里,即便宇宙中有大量的文明,它們出現的時間、發展的速度,也很可能與人類文明完全不同。
有些文明可能在數十億年前就已經出現,然后因為各種原因(比如小行星撞擊、核戰爭、資源枯竭、恒星死亡等)滅亡了;有些文明可能現在才剛剛出現,還處于原始階段,無法進行星際交流;有些文明可能雖然存在,但發展速度非常緩慢,至今還沒有掌握無線電技術,更無法進行星際航行。
因此,即便宇宙中有大量的文明,人類文明與它們相遇的概率也非常低——就像兩個在不同時間、不同地點行走的人,想要相遇,需要極其巧合的條件。
概率本身就決定了,即使宇宙中有大量的文明,地球也未必會被其他文明接觸到。
從費米悖論被提出的時候起,就有科學家通過概率計算得出結論:即便銀河系里有數百個星際文明,它們從未到達地球的概率仍然很高。
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這是因為,星際航行的距離太過遙遠,即便是以接近光速的速度飛行,從銀河系的一端飛到另一端,也需要20萬年的時間;而文明的存在時間是有限的,很少有文明能夠持續存在數十萬年、數百萬年,能夠堅持進行星際殖民和探索的文明,就更加稀少了。
自從21世紀初人工智能變得好用了一些以來,科學家們開始使用各種復雜的模型,來推算在有許多星際文明活動的銀河系里,地球從未被文明訪問的概率。這些模型結合了恒星分布、行星宜居性、文明演化速度、星際航行技術等多種因素,比過去少量科學家針對費米悖論算過的紙上數學模型,更加科學、更加精準,相關的論文也發表了一大批。
有科學家認為,地球文明在銀河系這樣的龐大星系內,可能是擁擠環境中的孤獨者——也就是說,銀河系中可能存在大量的文明,但它們彼此之間距離太過遙遠,相互隔絕,無法進行接觸,地球文明就是其中之一。
為了說明這個觀點,著名的南太平洋島嶼就是一個很好的例子——皮特凱恩群島(Pitcairn Islands)的例子。
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1790年1月15日,英國皇家海軍HMS Bounty號的9名叛逃者、18名塔希提人以及1名男孩,抵達了這個孤立的島嶼。
他們很快發現,自己并非這個島嶼的最早居民——波利尼西亞人在島上的蹤跡,可追溯至15世紀,但當他們重新發現這個島嶼時,島上已經無人居住。而1790年居住在島上的叛變者們,很快也因為內訌、疾病和資源匱乏而減員,最終只剩下少數人存活下來。
南太平洋散布著很多類似的可居住但孤立的島嶼,它們在很長時間里,代表著潛在的定居點,激勵著人們去尋找,但由于彼此之間距離遙遠,交通不便,這些島嶼上的居民,很難與其他島嶼的居民進行接觸和交流。
很多島嶼上的文明,都是獨立發展、獨自消亡的,從未與外界有過任何聯系。
科學家們認為,銀河系中的行星,就像南太平洋上的這些島嶼。
銀河系有多達3000億顆恒星,可能有數以億計的位于宜居帶的行星,這些行星上都有可能出現文明。但就像太平洋上的島嶼一樣,這些行星上隨機出現的文明,都是孤立的、彼此隔絕的——它們之間的距離太過遙遠,星際航行的難度太大,導致它們無法相互接觸。對于地球來說,沒有外星文明訪問,完全是一種自然現象,并不奇怪。
他還提出,文明在宇宙中的擴散,可能是一波波的——某個文明在發展到一定程度后,會進行星際殖民,擴散到周邊的恒星系統,但由于各種原因,這種擴散會逐漸停止;而在這之后,可能會有新的文明出現,進行新的擴散。
地球十分可能恰好處于這樣的孤立期——在等待跨銀河的文明造訪,但我們無法確定,當外星生物真的到來時,地球文明還是否存在。就像皮特凱恩群島曾經的定居者那樣,沒有任何事情能夠保證,當外界的文明到來時,島上的文明還能存活。
為了驗證這個觀點,科學家們進行了計算機模擬,模擬條件如下:
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將銀河系的一部分區域,劃分為邊長464光年的立方體,在這個立方體中,有10000個可居住的恒星系(以及220000個不可居住的恒星系);每個恒星都以每秒30千米的速度,像盒子里的氣體一樣隨機運動;文明發射的探測器,以每秒3000千米的速度運動——這個速度是目前人類探測器速度的100倍左右(人類目前最快的探測器是帕克太陽探測器,速度約為每秒160千米);文明可以向距離10光年內的可居住恒星系移民。
模擬結果顯示,在1000萬年間,有6948個可居住的恒星系被探測器探測到,但只有403個恒星系被成功殖民;模擬中出現了11個至少橫跨10個恒星系的星際文明,但還有許多可居住的恒星系,從未被任何文明探測過,即便它們夾在兩個星際文明之間,也依然處于孤立狀態。
這個模擬結果充分說明,即便是在有大量文明活動的情況下,仍然會有大量的可居住恒星系,因為距離、速度等因素,無法被其他文明接觸到,地球文明很可能就是其中之一。
除了以上這些理由,還有一種更具顛覆性的思路:我們確實是孤獨的,但這種孤獨,并不是因為宇宙中沒有其他文明,而是因為我們本身就是虛擬的——這就是模擬宇宙論。
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模擬宇宙論的核心觀點是:如果先進文明對“自己的過去”,或者“落后文明是怎么發展的”感興趣,而且有能力建立高度真實的模擬世界,那么他們就很可能會建立這樣的模擬世界,來研究模擬的文明。這個過程可以反復進行——一個先進文明可以模擬許多個落后文明;也可以多重嵌套——模擬出來的文明,發展到一定階段后,也可以建立自己的模擬世界,模擬更落后的文明。因此,在多重宇宙中,虛擬文明的數量,應該遠遠超過實體文明,我們人類文明,是虛擬文明的概率非常高。
2001~2003年,英國牛津大學哲學教授尼克·博斯特羅姆,首次系統地提出了類似的觀點。他認為,一臺和一顆行星質量差不多的非常先進的超級計算機,每秒可以進行10^42次運算——這個運算速度,遠超人類目前所有計算機運算速度的總和(人類目前最快的超級計算機,每秒運算速度約為10^18次)。
這樣的超級計算機,完全能夠運行人類規模的模擬,包括所有人的記憶、思想和感受,讓模擬中的人類,完全無法分辨自己是生活在真實世界,還是虛擬世界。
基于這個前提,博斯特羅姆提出了一個三難選擇,他認為,以下三個命題中,必有一個為真:
1. 文明發展到能夠運行高度真實模擬的幾率,趨近于0;
2. 先進文明有興趣模擬進化史的幾率,趨近于0;
3. 我們這樣的人,是先進文明模擬出來的幾率,趨近于1。
從目前的情況來看,命題1和命題2都不大可能為真。
首先,隨著科技的發展,人類的計算機技術、人工智能技術正在快速進步,我們已經能夠建立相對逼真的3D模擬世界,雖然還無法達到“高度真實”的程度,但很難說,未來的文明無法達到這一水平——因此,文明發展到能夠運行高度真實模擬的幾率,并不會趨近于0。
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其次,人類本身就對自己的過去、對其他文明的發展充滿了好奇,我們通過考古、歷史研究、生物學研究等方式,來探索文明的演化過程;如果先進文明的好奇心和人類類似,那么他們有興趣模擬進化史的幾率,也不會趨近于0。既然命題1和命題2都不成立,那么就只有命題3為真——我們很可能是先進文明模擬出來的虛擬存在。
特斯拉和SpaceX的創始人埃隆·馬斯克,也非常支持模擬宇宙論,他甚至經常在公開場合為虛擬現實造勢。他曾經說過:“我們可能生活在一個模擬世界中的最可靠理由在于,40年前我們在計算機模擬現實世界方面可以說是一無所有,40年后的現在我們有了逼真的3D模擬,能夠讓數百萬人同時在其中游戲,而且每年都在不斷改善。很快我們將擁有虛擬現實。如果這種提升速度持續下去,我們很快就無法將游戲與現實區分開。”
馬斯克甚至總結稱,我們生活在真實世界的可能性,僅有十億分之一。
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當然,模擬宇宙論也存在很多反對的觀點,其中最核心的反對觀點是:“這個宇宙的基本規則太過復雜,幾個輕子之間的相互作用,就需要壓倒性的計算力與存儲空間,這并不適合我們目前知道的任何計算機架構。”
也就是說,要模擬一個和我們現在所處的宇宙一樣復雜的世界,需要的計算力和存儲空間,是任何先進文明都無法實現的——畢竟,我們的宇宙中,有無數的天體、無數的粒子,它們之間的相互作用極其復雜,要模擬這一切,幾乎是不可能的。
但這樣的“證據”,自然會被哲學家笑止千萬。
他們認為,且不談我們對先進文明的計算機技術了解多少,倘若宇宙真的是模擬的,那么我們看到的一切,包括宇宙的基本規則、粒子的相互作用、計算力的局限,都是模擬者提供給我們的——模擬者可以設定模擬世界的規則,讓我們以為這個世界是極其復雜的,以為模擬這樣的世界需要巨大的計算力,但實際上,模擬世界的底層規則,可能遠比我們想象的簡單。
就像康威生命游戲那樣,它只有非常單純的規則:在一個二維網格中,每個細胞的生死由周圍8個細胞的狀態決定,遵循“生存、死亡、繁殖”的簡單規律。
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但就是這樣簡單的規則,在大尺度上,卻能制造出巨大的混亂和有序性,甚至能夠模擬出類似生命演化的過程。今年熱了一陣的斯蒂芬·沃爾夫勒姆數學結構,也是一樣的思路——通過簡單的底層規則,構建出復雜的上層結構。因此,模擬宇宙的底層規則,可能也非常簡單,只是我們被模擬者設定的認知所局限,無法察覺到這一點。
當然,要證明模擬宇宙論,也并非完全沒有可能。只要我們能找到這個模擬系統的嚴重錯誤,比如邏輯矛盾、物理規則的突然變化、數據漏洞等,就能證明這個理論。
根據這個系統的具體情況,這比研究其他的宇宙論可能還要簡單——畢竟,模擬系統總會有漏洞;但也可能,依靠我們目前的觀測能力和認知水平,根本找不到它的錯誤,或者這些錯誤看起來太像是自然機制,讓我們無法區分。
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