網(wǎng)友解答: 最近，加拿大科學(xué)家觀察到了宇宙中快速射電暴FRB的重復(fù)信號，有人說這是外星人發(fā)來的問候。一時間，有關(guān)外星人的話題再次變得炙手可熱。外星人存在嗎？我們不妨來談?wù)動嘘P(guān)外星人的一個

最近，加拿大科學(xué)家觀察到了宇宙中快速射電暴FRB的重復(fù)信號，有人說這是外星人發(fā)來的問候。一時間，有關(guān)外星人的話題再次變得炙手可熱。

外星人存在嗎？我們不妨來談?wù)動嘘P(guān)外星人的一個著名悖論：費米悖論。

費米出生于意大利，他的夫人具有猶太血統(tǒng)。在二戰(zhàn)之前為了躲避納粹的迫害，二人逃到了美國，并加入美國國籍。

費米是二十世紀(jì)物理學(xué)界的扛把子之一。他提出的“費米-狄拉克統(tǒng)計”“中微子”“弱相互作用”等物理模型，都是上個世紀(jì)物理學(xué)的重要分支。費米在美國主持了制造原子彈的“曼哈頓計劃”，與奧本海默并稱為原子彈之父。他不僅自己獲得了諾貝爾獎，學(xué)生中也有六人獲得諾貝爾獎，其中就包括我們熟知的楊振寧和李政道。

在1950年的一天，費米和幾位芝加哥大學(xué)的同事吃過午飯在一塊兒閑聊，談到了外星人的話題。費米突然問道：那么他們都在哪呢？其他幾位教授突然意識到：這是一個很難回答的問題。后來，“外星人在哪”就被稱為費米悖論。

所謂悖論，是一個命題通過某種合理的邏輯過程，得到自相矛盾的結(jié)果。為什么一個疑問句也可以稱為悖論呢？

費米特別擅長于通過簡單的方法估算復(fù)雜的物理問題，這些問題被稱為費米問題。在外星人問題上，費米又一次發(fā)揮了自己的專長：他估算了宇宙中大約有多少個超過人類的文明。

我們知道：可觀測宇宙的直徑大約有900億光年。因為宇宙在膨脹，距離我們越遠，宇宙膨脹的速度越快。超過900億光年以外的宇宙，膨脹的速度超過了光速，我們沒有辦法獲得關(guān)于那里的任何信息。

在這個廣袤的宇宙中，分布著大約1000億個像銀河系一樣的星系。每個星系中又有1000億到10000億顆恒星。有些恒星質(zhì)量太大，壽命比較短；有些恒星質(zhì)量太小，發(fā)光不穩(wěn)定。要想孕育出生命，就需要與太陽質(zhì)量差不多大的恒星?？茖W(xué)家估計這樣的恒星數(shù)量在5%~20%之間。

在類太陽恒星周圍，存在著許許多多的行星。有些行星距離恒星太近，溫度太高，有些行星距離太陽太遠，溫度太低，這些行星都不具備生命產(chǎn)生的條件。只有那些類似于地球一樣遠近適中的行星才能產(chǎn)生像人類這樣高度發(fā)達的文明。科學(xué)家們估計擁有這種行星的恒星數(shù)量大約占總體的20%-50%。

現(xiàn)在我們有個合適的恒星和行星，但是生命的產(chǎn)生過程本身也是十分復(fù)雜的?？茖W(xué)家在實驗室中模擬原始地球的各種條件，也僅僅人工制造了氨基酸，還沒有創(chuàng)造出哪怕是最原始的生命形態(tài)。但是，漫長的時間又是生命生成的有力武器。我們假設(shè)在這些適合生命存在的星球中，經(jīng)過數(shù)十億年的演化，僅有萬分之一的星球發(fā)育出了高智慧生命。

綜合以上數(shù)據(jù)，我們把類太陽恒星、類地球行星的數(shù)量都取下限1%，就可以得出宇宙中高智慧文明的數(shù)量。

為了上上述估計更加準(zhǔn)確，美國國家射電天文臺（綠岸天文臺，即小說《三體》中紅岸天文臺的原型）的天文學(xué)家弗蘭克德雷克提出了一個更加詳細(xì)的公式，用以估算人類能夠接觸到的銀河系內(nèi)的高智慧文明數(shù)量，按照德雷克公式，人們計算出的應(yīng)該能與地球接觸的地外文明數(shù)量應(yīng)該在數(shù)千到數(shù)萬個之間。

也就是說，如果我們接受了上面的數(shù)據(jù)，宇宙中應(yīng)該有數(shù)以萬億計的智慧生命。就算僅僅看銀河系這宇宙中的滄海一粟，也應(yīng)該有成千上萬的智慧文明存在。人類并不孤單。

外星存在高度發(fā)達的文明，那么這些文明應(yīng)該早就與人類有過接觸了。為了解釋這件事，我們首先介紹一種劃分文明等級的方法：卡爾達肖夫指數(shù)。

前蘇聯(lián)天文學(xué)家尼古拉.卡爾達肖夫提出了一種區(qū)分文明等級的方法。他指出：文明的發(fā)展必須依賴能源，因此對能源的不同利用程度就標(biāo)志著文明的不同等級。

第I型文明表示可以充分利用所在行星（如地球）的能源，功率大約為10^16W.

第II型文明表示可以充分利用所在恒星（如太陽）的能源，功率大約為10^26W.

第III型文明表示可以充分利用所在星系（如銀河系）的能源，功率大約為10^36W.

目前，人類的卡爾達肖夫指數(shù)大約在0.7，也就是還沒有達到第一級文明。日裔美國物理學(xué)家加來道雄認(rèn)為：人類還需要大約100~200年才能達到I型文明，然后經(jīng)過數(shù)千年達到II型文明，再經(jīng)過數(shù)十萬年才能達到III型文明。

不過，宇宙的年齡有138億年，地球的年齡只有46億年，也就是說，地球在宇宙中還是相對年輕的星球，有許多類地星球年齡比地球大。只要那些星球上的文明比地球人早幾十萬年，那么它們現(xiàn)在就可以達到III型文明了。

如果某種生命達到了高度發(fā)達的文明，那么它們必然會思考兩個問題：如何為自己提供更多的能源？如何對宇宙進行探索。高發(fā)達的文明對能源的需求是巨大的，而為了防止因為宇宙中的災(zāi)難或者恒星能源消耗殆盡，它們必然會對宇宙進行探索和開發(fā)，尋找新的家園。一個高度發(fā)達的文明必然是在強烈好奇心的驅(qū)使下取得科技成就的，而廣袤的宇宙正充滿了無限的神秘。

數(shù)學(xué)物理學(xué)家弗里曼·戴森設(shè)想了一種利用恒星能源的方式：戴森球。

戴森設(shè)想：高度文明為了充分利用恒星能量，可以用一個布滿太陽能板的球?qū)⒑阈钦肿?。而且，這個球并不需要一步到位建設(shè)好，可以首先建設(shè)一個由許多小飛行器組成的戴森環(huán)，然后演變?yōu)榇魃淙夯虼魃荨?/p>

雖然戴森球的設(shè)想還有許多物理問題和工程問題需要解決，但這的確不失為一種充分利用太陽能的良好方法。戴森球吸收太陽能后可以為文明提供巨大的能量，同時溫度升高，向外發(fā)射紅外線，如果真的是這樣，我們應(yīng)該能探測到好多高度文明建設(shè)的戴森球，但事實是我們?nèi)祟悘奈窗l(fā)現(xiàn)外星戴森球的痕跡。

宇宙浩瀚無垠，不過科學(xué)家也設(shè)想了一種探索宇宙的合理方式：馮諾依曼探測器。

我們知道：生命都具有自我復(fù)制的能力。生命可以從外界環(huán)境中獲得能量和材料，組成自己或者自己的下一代。其實，機器也有自我復(fù)制的可能，例如計算機病毒就有自我復(fù)制的能力。

馮諾依曼探測器就是這樣一種具有自我復(fù)制能力的機器。它們被發(fā)射到一個新的星球上，就會根據(jù)指令搜索這個星球，找到適當(dāng)?shù)牟牧?，用以?fù)制自己。然后吸收足夠的能量后再發(fā)射到更多的星球上?？茖W(xué)家們估計，如果某個高度發(fā)達的文明制造出了一臺馮諾依曼探測器，那么在幾百萬年的時間內(nèi)探測器就會布滿整個銀河系，當(dāng)然也包括地球。

然而實際上，我們至今為止沒有發(fā)現(xiàn)任何類似馮諾依曼探測器的裝置。

費米等科學(xué)家通過估算得到了外星文明應(yīng)該存在的結(jié)論，并且通過合理的邏輯推演出外星人制造的戴森球、馮諾依曼探測器應(yīng)該被人類發(fā)現(xiàn)，但實際上人類卻沒有發(fā)現(xiàn)任何外星人的痕跡，于是就產(chǎn)生了費米悖論。

如何才能調(diào)和外星人應(yīng)該存在和外星人沒有被觀測到的矛盾呢？在幾十年的時間里，科學(xué)家們提出了上百種解釋，目前沒有一種解釋能成為公認(rèn)的答案，但卻為各種科幻小說提供了不少素材。

我們可以把這些解釋大概的分為三類，分別是地球稀有說、無法察覺說、人類隔離說。

地球稀有說是指：產(chǎn)生人類這樣高度發(fā)達文明的條件是非?？量痰?，高度文明的數(shù)量遠遠低于我們之前的估計，如果人類不是第一個，也是第一批這樣的高度文明。因為要形成生命，不僅僅需要距離恒星遠近適當(dāng)，還需要有大量的重原子、需要適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量產(chǎn)生合適的大氣、需要一定的磁場來防御宇宙的離子風(fēng)暴、需要原理小行星帶減少彗星的撞擊等等。地球是非常幸運的，它恰好滿足所有的條件，所以才產(chǎn)生了生命。

還有一種地球稀有說是大過濾器理論。生命發(fā)展到一定階段，就會面臨滅絕的風(fēng)險，稱為過濾器，極少數(shù)的生命才能通過過濾器。宇宙中有成千上萬的低等文明，通過第一個過濾器后數(shù)量就少得多，通過第二個過濾器后數(shù)量更少…

例如：從原核生物到真核生物可能就是一個過濾器，地球上的原核生物經(jīng)過十幾億年的時間才變?yōu)檎婧松?。各種天災(zāi)也可能是過濾器，如彗星撞擊、超新星噴發(fā)等。高等文明發(fā)達的科技也可能是一種大過濾器，人類制造的核武器，以及未來為開發(fā)太陽制造的先進設(shè)備，都可能造成人類的滅絕。假如對于宇宙中所有生命都存在過濾器，就不難理解為什么我們至今還沒有發(fā)現(xiàn)超級文明了。所以，有科學(xué)家指出：在外星發(fā)現(xiàn)生命不是什么好事，這可能意味著人類還沒有通過大過濾器，在未來人類可能面臨滅頂之災(zāi)。

第二類解釋“無法察覺”說認(rèn)為：外星文明其實一直在我們周圍，只是因為某些原因我們沒有察覺到他們的存在。比如，有人認(rèn)為外星文明其實一直在向外發(fā)射無線電信號，只是受到功率和能源的限制，這些無線電信號并不是無縫銜接的。人類探索宇宙的歷史也不過幾十年，有可能在這幾十年中，地球剛好處于外星無線電信號的縫隙之中，所以我們沒有探測到這些信號?；蛘撸庑俏拿鞯耐ㄓ嵎绞讲⒉皇请姶挪?，而是一種更加先進、我們無法理解的方式。還有人認(rèn)為，外星人與人類存在過大的差異，造成人類無法感覺到外星生命的存在。舉例來說：我們生活的世界遍地都充滿了細(xì)菌，但是細(xì)菌由于體積大小和思維能力的限制，它們并不能理解人類的存在。人類就好像這些細(xì)菌，我們無法理解外星生命的形態(tài)。還有更夸張的說法認(rèn)為，外星生命的生存維度與我們生活的三維空間不同，由于維度差異，我們也無法接觸到外星人。

再有一種比較流行的無法察覺說就是著名的“黑森林”法則了。宇宙就像一個黑森林，每一個文明都好像一個拿著獵槍的獵人，他們都具有摧毀其他文明的能力。一旦一個文明向外發(fā)射電磁波信號，就好像獵人在黑森林里面燃起了一個火把，他的位置就會被曝光，其他文明為了自身的安全一定要先下手為強，摧毀這個暴露的文明。所以，所有文明都小心翼翼的隱藏自己的位置，盡量不把自己的信息暴露在其他文明面前。這也是小說《三體》中的故事背景。只有人類這種初級文明才會不停的向外發(fā)射無線電信號，希望找到外星人，同時把自己置于危險之中。比如1974年，阿雷西博望遠鏡向距離地球25,000光年的球狀星團M13發(fā)送了一串二進制數(shù)字組成的信號，稱為阿雷西博信息。如果信息被地外智慧生命所接收并正確解讀，會得到如右圖所示的信息，它們表示1-10數(shù)字、DNA結(jié)構(gòu)、人的外形和太陽系的組成信息。

第三種解釋叫做“人類隔離”說，有一絲陰謀論的味道。這種說法認(rèn)為：外星人早就知道人類的存在，但是刻意將人類進行了隔離。比如，有一種叫做“動物園假說”的解釋，認(rèn)為外星人聯(lián)合起來對人類進行觀察，但是從不干擾人類的活動，人類就好像動物園里的動物一樣自由自在的生活，卻不知道自己不過是被人觀察的對象罷了。更進一步的“天文館假說”認(rèn)為：人類存在于一個外星人造的天文館中，人們感覺宇宙浩瀚無垠，也沒有其他生命，這一切不過是外星人的設(shè)計罷了。

最夸張的“缸中大腦”假說認(rèn)為人類早就被外星文明支配了，它們制造了一臺巨大計算機，由一個戴森球供給能量，人們的意識就是這個超級計算機模擬出來的，世界和人類其實都是虛擬的，與電影《黑客帝國》描繪的情景類似。

除了以上這些典型說法，還有許許多多的其他解釋。例如，有人認(rèn)為在宇宙中存在著一個超級文明，它懷揣著終極武器觀察著這個宇宙，一旦有一個文明發(fā)展到足以威脅自身的程度，它就會消滅這個新文明，從而保證自己的霸主地位。

雖然人類已經(jīng)走過了漫長的歷史，也有了許多科技成就，但是5000年的文明史相對于宇宙138億年的年齡，不過是一瞬之間。就在500年前，我們還在爭論地球究竟是不是平的，還在研究地球圍繞太陽旋轉(zhuǎn)還是太陽圍繞地球旋轉(zhuǎn)。在宇宙中，人類的發(fā)育依然處于胚胎階段，還有許多未知的問題等待著我們?nèi)ヌ剿鳌?/p> 網(wǎng)友解答:

你被“外星人”刷屏了嗎？最近，幾乎全世界各大媒體都報道了一個重大新發(fā)現(xiàn)。

2019年1月9日，加拿大天文學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表論文，稱他們接收到了來自遙遠星系的神秘?zé)o線電波信號，一些人認(rèn)為，這很可能是外星人發(fā)來的信息，隨后國內(nèi)一些自媒體也使用了類似字眼，吸引了大批不明真相的群眾。那么這些信號到底是不是外星人發(fā)出來的呢？

真相是，這種信號被稱為快速射電暴，理論學(xué)家已經(jīng)提出了各種各樣的理論來解釋它們的成因，一般認(rèn)為是中子星或黑洞的并合、特殊超新星的爆炸等原因。這是人類發(fā)現(xiàn)的第二個可復(fù)現(xiàn)的快速射電暴，網(wǎng)上傳言的2012年來自30億光年之外的信號，和2018年發(fā)現(xiàn)的來自15億光年之外的信號，其實來自兩個來自不同的區(qū)域的不同信號。

毫無疑問，這次的發(fā)現(xiàn)對天文學(xué)家來說是非常珍貴的，但是媒體貿(mào)然斷定這是外星人信號，其實是非常不負(fù)責(zé)任的。 雖然不排除外星智慧的跡象，但這種非同尋常的論斷需要有足夠的證據(jù)來支撐， 而我們目前掌握的觀測數(shù)據(jù)，還遠遠不夠到下結(jié)論的地步。