名师简介
魏然,九三学社社员,本硕毕业于北京大学,拥有多学科领域学位计22个。自201 4年起,于北大附中高中部开设科幻文学概论、科幻影视概论等科幻系列课程。其中科幻文学概论是大陆地区公立高中正式开设的首门科幻文学通识课程,该课程设计及教学实践的相关成果曾获北京市基础教育科学研究优秀论文一等奖。曾担任中国科普作家协会科普科幻教育讲师团成员、科普科幻青年之星计划评委,全球华语科幻星云奖(大众)评委,北京高校科幻知识竞赛命题人,有多篇作品发表于《科幻应该这样教》《中国教师报》《科普时报》《深圳商报》等。
“宇宙中只有人类吗?我们在宇宙中孤独吗?”“外星文明是否存在?”的问题不止困扰着你,对科学家们来说也一样。
那宇宙中到底有没有其他文明呢?想回答这个问题,还要从“费米悖论”说起。
恩利克·费米(1901 - 1954)是一位著名的物理学家,在宇宙高能射线和核物理领域做出过许
开创性的贡献,第100号元素镄就是以他的名字命名的,这可是十分有重量的荣誉。1950年,费米提出了一个问题:如果有外星人,他们在哪里?
根据科学家们的推算,银河系中的恒星有2000亿到4000亿颗,像银河系一样的星系在宇宙中有数千亿个,而宇宙的寿命至今约有138亿年。在如此广阔的空间和漫长的时间里,理论上不可能只诞生出地球人類这一个文明——生命有近乎无穷的时间和机会在宇宙中尝试生存和发展,我们没有理由认为生命的努力只在地球上获得了成功。这样看来,外星文明想必是存在的。
回到费米提出的问题,既然存在,那他们在哪里呢?
人类使用文字不过几千年,工业革命过去了不过几百年,如今,人类便已凭借自己的力量走出了地球,“旅行者1号”和“旅行者2号”甚至已经飞出了太阳系。这么看来,一个比我们先进的文明很容易就可以将自己的足迹遍布整个星系。尽管以人类目前所掌握的技术来看,这样大范围的旅行还需要几十万乃至上千万年的时间,但相比宇宙年龄而言,仍然很短暂。也就是说,我们面对着的,本应该是一个充满形形色色外星人,飞碟到处横冲直撞的热闹世界才对!而这,显然和眼前的现实世界相矛盾。
费米也是这样思考的,因此这个在推理上看似正确,却与常识相反的奇怪问题被称为“费米悖论”。
悖论,来自两个希腊词汇“相反”和“意见”的组合,意指自相矛盾的推理①。在“费米悖论”里,“外星人必然存在”的推理结论和“外星人无影无踪”的现实之间,就产生了难以调和的冲突。
这并不是第一次有人提出类似的想法,但费米将这个问题发扬光大了。他进行了一些关于外星文明存在概率的计算,让“费米悖论”成为一个严肃的科学问题。人们也在费米的基础上继续研究,七十多年来,尝试给出了数百种解答,这些解答可以分为以下几类。
第一类解答
外星文明是存在的,但没有交流的欲望。对于拥有先进科技的外星文明来说,人类可能就像动物或者细菌一样原始——我们恐怕没有兴趣和手上的细菌相互问好,外星人也一样。但这无法解释为什么所有的外星文明都隐藏在人类视野之外,难道真的没有文明愿意“屈尊”和人类接触吗?
第二类解答
外星文明是存在的,但惧怕和外界接触。正如刘慈欣在《三体》中所描述的黑暗森林景象,由于宇宙资源有限,文明之间必然会争夺生存空间。为防止泄露踪迹,被未知的高级文明毁灭,文明就像黑暗森林中提枪的猎人,隐藏自己,伺机消灭别人。但这无法解释自人类发明无线电波以来,地球在无线电波段上已经十分耀眼,不可能不引起外星文明的注意,而目前为止地球依然安全。
①例如“我正在说谎”便是一个著名的悖论。若假设“我正在说谎”是真的,那说明我正在说谎,意味着“我正在说谎”这句话是假的,与假设矛盾。若假设“我正在说谎”是假的,那说明我说的是真话,意味着“我正在说谎”这句话是真的,也和假设矛盾。
第三类解答
外星文明是存在的,也不排斥接触,但由于某些原因,我们尚未发现。可能我们使用的通信频率不一样,或是生活在不同的温度区间,或是看到的光波长不同,或是采用的数学系统从根本上就不一样……这使得不同文明之间可能早已相互接触,只不过彼此无知无识。但这不能解释为什么所有文明都和人类擦肩而过,缺少交集。
第四类解答
外星文明是存在的,也不排斥接触,但有不可抗力阻隔。可能根本就不存在那种能够支撑生命在相对较短时间内穿越星际的技术,即便科技无限发展,文明也只能被禁锢在母星所在的星系,直到宇宙的尽头。但这不能解释为什么不在意时间的无人飞船,甚至可能具备自我复制功能的飞船,也没能冲出故土,来到我们身边。
第五类解答
外星文明当下并不存在,我们是孤独的——这样的解答无疑是残酷的。可能生命的出现的确太罕见了,罕见到地球真的在宇宙中独一无二;也可能文明的寿命总是太短,智慧生命还来不及星际远航,接触其他文明,便已消亡;也可能生命和文明本身并不罕见,然而其诞生需要漫长的物质与环境演化作为积累,人类则足够幸运,作为智慧生命的先锋,刚好出现在生命萌动的宇宙黎明……这些解释都要求人类文明具有极端的特殊性。但纵观宇宙,银河系只是一个普通的星系,太阳只是一颗普通的恒星,这难以解释地球连同其上的生命为什么如此特别。
时至今日,“费米悖论”依然没有答案。当我们在夜晚仰望夜空的时候,兴许某颗星星上也有生命在仰望星空,思考着同样的问题。
实际上,无须接受严格的科学训练,每个人都能对“费米悖论”展开思考,给出自己的解答,在谜底最终揭晓之前,任何一种解答都可能是正确的。你要试试吗?
[责任编辑:杨竞】