為什么我們還沒有找到外星人？

一篇有關(guān)費(fèi)米悖論的論文讓你不得不信，我們可能永遠(yuǎn)也無法找到外星人。

圖片來源：迪奧·李/Vox.com

記得小時(shí)候，一個(gè)夏天的夜晚，我和媽媽辨認(rèn)著夜空中閃爍的恒星、流星和行星。

突然，我看到一個(gè)發(fā)光的物體，它的光從亮到暗不斷的波動(dòng)，不像飛機(jī)航行燈那樣閃著紅光，而且移動(dòng)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(yùn)行時(shí)反射的太陽光。我?guī)е洗菜X去了：那時(shí)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(dǎo)，大衛(wèi)·杜楚尼、吉蓮·安德森等主演的一部科幻電視系列?。恐軆杉?。我很想發(fā)現(xiàn)點(diǎn)什么證明X檔案里的故事是真的。

時(shí)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(xué)家也對(duì)此抱有希望。大約在20世紀(jì)初，無線電技術(shù)出現(xiàn)后不久，科學(xué)家們就開始尋找外星信號(hào)。自20世紀(jì)80年代以來，全球各地的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)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(xué)的一個(gè)研究小組就這個(gè)謎題提出了新的觀點(diǎn)。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(huì)一勞永逸地解迷費(fèi)米悖論——即我們對(duì)外文明存在性的過高估計(jì)和缺少相關(guān)證據(jù)之間的矛盾。

這篇論文采用了全新的統(tǒng)計(jì)方法，重新提出了這樣一個(gè)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?cè)谡麄€(gè)可觀測(cè)宇宙中也是唯一的。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)有助于思考外星生物存在的可能性，而對(duì)于我們重新認(rèn)識(shí)地球上生命在不久的將來可能面臨的滅絕風(fēng)險(xiǎn)，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(guó)家實(shí)驗(yàn)室工作的物理學(xué)家恩里科·費(fèi)米（Enrico Fermi）在和同事共進(jìn)午餐的時(shí)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(gè)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(gè)已經(jīng)存在了大約140億年、孕育了超過10萬億個(gè)恒星的宇宙中，費(fèi)米推斷一定存在著其他的智慧文明。那么他們?cè)谀睦?

對(duì)于這個(gè)問題我們?nèi)匀粵]有答案，而隨著時(shí)間的推移費(fèi)米悖論只會(huì)得到更多的支持。自20世紀(jì)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(cè)器，甚至還為了好玩把一輛電動(dòng)跑車送上了繞太陽運(yùn)行的軌道。如果我們能在不到100萬年的時(shí)間里，從簡(jiǎn)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(gè)已經(jīng)存在了138億年的宇宙中，其他文明應(yīng)該有很大的機(jī)會(huì)發(fā)展到類似的水平，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個(gè)水平?

他們文明擴(kuò)張時(shí)肯定會(huì)有一些殘留的無線電信號(hào)或視覺線索被我們觀測(cè)到。

這篇論文是如何另辟蹊徑地解決費(fèi)米悖論的呢？

宇宙如此浩瀚，準(zhǔn)確估計(jì)小綠人（外星人）存在的可能性并不容易。

1961年，天文學(xué)家弗蘭克·德雷克(Frank Drake)提出了一個(gè)公式，將7個(gè)“參數(shù)”相乘估算出N，即在某一特定時(shí)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(duì)于科學(xué)地計(jì)算外星生命可能性來說，德雷克方程只是一個(gè)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(xué)家計(jì)算外星智慧生命可能性的唯一方法。這個(gè)公式很難得出確定的結(jié)果，因?yàn)殡m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(duì)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(gè)參數(shù)為例，它代表一個(gè)可探測(cè)文明的平均壽命?；仡櫼幌逻^去地球文明的平均長(zhǎng)度，我們得出一個(gè)很低的假設(shè)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(duì)這個(gè)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(gè)文明能發(fā)達(dá)到可以進(jìn)行星際旅行的程度，你會(huì)認(rèn)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(xué)家吉爾?塔特在2000年接受《國(guó)家地理》雜志采訪時(shí)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(jìn)行運(yùn)算?！?/p>

為了克服這種不確定性，人們嘗試為每個(gè)參數(shù)選取不同的估計(jì)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(fèi)米悖論”的論文中對(duì)這一方法提出質(zhì)疑。他們?cè)谠撐睦镎撟C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?yàn)楹?jiǎn)單粗暴地選擇一些估算點(diǎn)并將它們?nèi)M(jìn)德雷克方程中，并不能很好地權(quán)衡我們對(duì)每個(gè)參數(shù)不同的見解。舉個(gè)例子，假設(shè)有三個(gè)科學(xué)家對(duì)L的估值有不同的看法:

圖解： A科學(xué)家認(rèn)為：“L介于1到10之間”

B科學(xué)家認(rèn)為：“L介于10到100之間”

C科學(xué)家認(rèn)為：“L介于100到1000之間”

如果你對(duì)從1到1000的所有可能的整數(shù)值取一個(gè)基本的線性平均值，意味著C科學(xué)家的意見對(duì)結(jié)果的影響就會(huì)是A科學(xué)家的90倍，因?yàn)樵谒娜≈捣秶铮赡艿恼麛?shù)值個(gè)數(shù)是A科學(xué)家的90倍。如果你用對(duì)數(shù)尺度（譯注：一個(gè)非線性的測(cè)量尺度，以數(shù)量級(jí)為基礎(chǔ)，每個(gè)刻度之間的商為一定值，用在數(shù)量有較大范圍的差異時(shí)。），讓每個(gè)科學(xué)家的意見范圍對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)量級(jí)，那么這三種觀點(diǎn)將會(huì)得到更平等的對(duì)待。

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

經(jīng)過這兩個(gè)階段的計(jì)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(xué)知識(shí)，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(cè)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(yuǎn)在我們的宇宙視界之外，因此我們永遠(yuǎn)看不見它們。

但生命不應(yīng)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?cái)嘌酝庑侨耸欠翊嬖? 只不過以我們目前掌握的有關(guān)這七個(gè)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(huì)相應(yīng)地改變外星人存在的可能性。例如，如果我們觀測(cè)到彗星或其他行星上有另一個(gè)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(dòng)，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(rèn)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(rèn)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?yàn)橹腔凵谟钪嬷袠O其稀有這個(gè)想法完全違背了直覺。既然我們?nèi)祟愂钦鎸?shí)存在的，其他一些智慧生命如海豚、章魚等也是真實(shí)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(diǎn)并不能證明智慧文明無處不在。無論真正的可能性高達(dá)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(shí)到這個(gè)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(yīng)——因?yàn)橛^察者在觀察一個(gè)事件的可能性時(shí)本身就會(huì)影響他對(duì)該事件的判斷，從而產(chǎn)生觀測(cè)的偏差。由于我們只有一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(我們自己)，我們沒有可靠的方法來預(yù)測(cè)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(dú)地存在于宇宙之中，無論你是否同意這個(gè)說法，你都要面對(duì)由此產(chǎn)生的嚴(yán)肅的科學(xué)問題和哲學(xué)問題。對(duì)此我們應(yīng)該覺得無比慶幸？還是應(yīng)該大失所望? 如果人類是宇宙中唯一有意識(shí)有思想的實(shí)體，這對(duì)于我們又意味著什么?

最后一個(gè)問題極為重要。不僅僅因?yàn)槲覀冋谝云茐纳鷳B(tài)平衡的高速消耗著自然資源，更是因?yàn)樵谌祟悮v史上，我們的科技第一次達(dá)到了如此的高度，整個(gè)人類能否有未來完全取決于我們自己。我們花幾年時(shí)間制造出來的核武器足以殺死地球上每一個(gè)人很多次，我們還把這些武器置于各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人任性的控制之下，威脅一觸即發(fā)。在每一個(gè)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(shí)也帶來了巨大的破壞。

新年鐘聲敲響的時(shí)侯，《原子科學(xué)家公報(bào)》(Bulletin of Atomic Scientists)將“末日之鐘”(Doomsday Clock)調(diào)到了最接近午夜的時(shí)刻。與此同時(shí)，眾多生存風(fēng)險(xiǎn)專家的估計(jì)表明，到本世紀(jì)末，人類完全滅絕的可能性在5%到19%之間——因?yàn)橘€注是人類的生死存亡，這個(gè)概率實(shí)在太大了，完全無法接受。

這場(chǎng)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(jī)會(huì)。很明顯，如果考慮到對(duì)未來負(fù)責(zé)的話，我們迫切需要共同行動(dòng)起來。

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

他說的沒錯(cuò)，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(fù)著宇宙尺度的責(zé)任了。

BY: Liv Boeree

FY: Renee

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