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費(fèi)米悖論外星人存在嗎

外星人是來(lái)自遙遠(yuǎn)星系的神秘生物,或許他們有超智慧,或許他們是細(xì)胞核小得只能用顯微鏡看到。外星人的樣貌總是充滿了神秘,在電影《ET》中,他們是大腦袋的類人生物,在奧特曼中,他們可能是各種各樣的怪獸……從古至今,外星人一直是人類想象力的源泉。

那么,外星人真的存在嗎?還是他們只是用來(lái)給我們帶來(lái)一些科幻娛樂(lè)的角色?我們必須承認(rèn),外星人是一個(gè)非常模糊的概念。對(duì)于一些人來(lái)說(shuō),外星人是指智慧生命體,擁有高度發(fā)達(dá)的科技和社會(huì)結(jié)構(gòu),甚至可能到達(dá)了地球。而對(duì)于另一些人來(lái)說(shuō),外星人可能是微生物或原始生命形式,存在于遙遠(yuǎn)的星球上。

歷史上,人類一直對(duì)外星人充滿好奇和幻想。古代的文化和神話中充斥著各種外星生物的形象。從古埃及人的獨(dú)眼巨人到北歐神話中的火山巨人,我們可以看到人類對(duì)未知生物的狂熱想象。當(dāng)然,這些傳說(shuō)和神話可能只是人類試圖解釋那些無(wú)法理解的自然現(xiàn)象的努力,但它們也體現(xiàn)了我們對(duì)于外星生命的無(wú)盡好奇。

隨著科學(xué)的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展,我們開始尋找更多的證據(jù)來(lái)支持外星生命的存在。天文學(xué)家通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到了數(shù)以億計(jì)的行星,其中至少有500億顆星球具備適宜生命存在的條件。這就引出了著名的費(fèi)米悖論,恩利克·費(fèi)米提出的問(wèn)題:如果外星文明如此普遍,為什么我們還沒有接收到來(lái)自它們的信號(hào)或發(fā)現(xiàn)它們的存在?

費(fèi)米悖論

很少人知道,費(fèi)米悖論一開始并不是費(fèi)米提出的,而是出自蘇聯(lián)航天之父康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基1933年的一份手稿。手稿中寫道:如果外星文明真的存在,那么應(yīng)當(dāng)發(fā)生兩件事,他們要么拜訪過(guò)地球,要么給地球發(fā)送了信號(hào)。齊奧爾科夫斯基的意思很簡(jiǎn)單:因?yàn)橹两裎覀冞未發(fā)現(xiàn)外星人的存在,因此宇宙中實(shí)際上不存在外星文明。

那么問(wèn)題來(lái)了,為什么會(huì)叫費(fèi)米悖論呢?原因就是1950年,恩里克·費(fèi)米和他的朋友一起談?wù)摿诉@個(gè)話題。

恩利克·費(fèi)米(Enrico Fermi)是一位意大利裔美國(guó)物理學(xué)家,被廣泛認(rèn)為是20世紀(jì)最重要的物理學(xué)家之一。他在多個(gè)領(lǐng)域做出了重要的貢獻(xiàn),包括量子力學(xué)、核物理學(xué)和粒子物理學(xué)。他第一個(gè)成功解釋了由貝塞爾函數(shù)描述的β衰變的物理過(guò)程,并提出了費(fèi)米黃金法則,用于描述粒子衰變的概率。他還發(fā)展了統(tǒng)計(jì)力學(xué)中的費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì),描述了一類粒子(費(fèi)米子)的行為,這對(duì)理解電子結(jié)構(gòu)和凝聚態(tài)物理至關(guān)重要。

在核物理學(xué)領(lǐng)域,費(fèi)米在20世紀(jì)30年代首次將人工放射性同位素用于研究,開創(chuàng)了核反應(yīng)堆的研究領(lǐng)域。他是芝加哥大學(xué)物理系教授,被授予了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),以表彰他對(duì)人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)和對(duì)核反應(yīng)的研究。在第二次世界大戰(zhàn)期間,費(fèi)米參與了美國(guó)研究核彈的曼哈頓計(jì)劃,對(duì)核鏈反應(yīng)的理論和設(shè)計(jì)做出了貢獻(xiàn)。

費(fèi)米并不完全贊同齊奧爾科夫斯基的看法,他提出了一種估計(jì)外星文明存在概率的方法。我們觀測(cè)到的宇宙中有數(shù)以百億計(jì)的星系,每個(gè)星系中有數(shù)以百億計(jì)的恒星,就算其中只有一小部分恒星系擁有行星系統(tǒng)和適宜生命存在的條件。這其中又只有一小部分能發(fā)展出智慧生命,這小部分中的小部分中,又有小部分能發(fā)展出可觀測(cè)的技術(shù)和通信能力。這個(gè)概率到這里已經(jīng)非常小了,但是在數(shù)量趨近無(wú)窮的宇宙恒星系中,外星文明存在的數(shù)量也很大。

后來(lái)有個(gè)叫弗蘭克·德雷克提出了一個(gè)估算銀河系中存在可與人類進(jìn)行通信的外星文明數(shù)量的數(shù)學(xué)方程,稱為德雷克公式(N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L)。經(jīng)過(guò)計(jì)算,僅在銀河系中就應(yīng)該至少有數(shù)以千計(jì)的文明。

于是兩個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生了矛盾:宇宙中應(yīng)該存在大量外星文明,但為什么我們沒有觀測(cè)到任何一個(gè)外星文明存在的跡象?

宇宙中的黑暗森林法則

多年來(lái),人們針對(duì)費(fèi)米悖論的兩個(gè)矛盾點(diǎn)給出了許多答案。其中認(rèn)為外星人存在的中國(guó)作家劉慈欣提出了最可怕的黑暗森林法則。

根據(jù)黑暗森林法則:宇宙是一個(gè)黑暗的森林,每個(gè)文明都像在黑暗森林中的獵物一樣,必須時(shí)刻警惕和隱藏自己,以避免被其他潛在的敵對(duì)文明發(fā)現(xiàn)和消滅。

文明之間的溝通和交流是非常危險(xiǎn)的行為。因?yàn)樵谟钪嬷,任何被發(fā)現(xiàn)的文明都可能成為其他文明的潛在威脅。因此,為了自我保護(hù),文明傾向于保持沉默,不主動(dòng)暴露自己的存在。

在黑暗森林中,每個(gè)文明的首要目標(biāo)是自我保護(hù)。當(dāng)一個(gè)文明意識(shí)到其他文明的存在時(shí),它會(huì)采取秘密和迅速的行動(dòng)來(lái)摧毀其他文明,以消除潛在的威脅。這是因?yàn)?strong>在宇宙中,無(wú)法判斷其他文明的意圖和動(dòng)機(jī),而且文明之間的技術(shù)差距可能是巨大的。因此,采取預(yù)防措施以防止其他文明的侵略是生存的必然選擇。

根據(jù)黑暗森林法則,宇宙中的文明被認(rèn)為是孤獨(dú)的存在。因?yàn)槊總(gè)文明都在黑暗中追求自身的利益和生存,而互相之間的合作和信任幾乎是不可能的。這種孤獨(dú)感源于文明之間的隔閡、技術(shù)差距和恐懼。

黑暗森林法則可以完美解釋費(fèi)米悖論的第二個(gè)問(wèn)題,即為什么我們至今未能發(fā)現(xiàn)外星文明的痕跡。

然而如果黑暗森林法則真的存在,那將導(dǎo)致最可怕的后果:人類這些年太鬧騰了。在小說(shuō)中,三體文明因?yàn)槭盏搅巳~文潔的信號(hào),這才知道了地球的坐標(biāo),準(zhǔn)備來(lái)侵略地球。而現(xiàn)實(shí)中發(fā)送信號(hào)的可不止一個(gè)人。如果黑暗森林法則存在,那么外星人可能已經(jīng)知道我們的坐標(biāo),侵略地球的星際艦隊(duì)可能已經(jīng)在路上了,這不由得讓人細(xì)思極恐。

尋找地外文明

自1960年開始,人類開始嘗試發(fā)現(xiàn)外星文明的各種方式,其中最著名的就是德雷克提出SETI計(jì)劃。SETI計(jì)劃使用射電望遠(yuǎn)鏡和其他設(shè)備,搜索來(lái)自宇宙的無(wú)線電信號(hào)和其他可能的跡象,以確定是否存在來(lái)自外星文明的傳播信號(hào)。研究人員通過(guò)觀測(cè)和分析宇宙中的無(wú)線電頻譜,尋找與自然源不同的、有意義的、人工的信號(hào)模式。我國(guó)貴州的世界上最大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡——五百米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡,也已經(jīng)加入了該計(jì)劃。

此外,著名物理學(xué)家霍金和俄羅斯投資人尤里·米爾納一起先后啟動(dòng)了突破攝星(Breakthrough Starshot)和突破聆聽(The Breakthrough Listen)計(jì)劃。其中突破聆聽計(jì)劃于SETI計(jì)劃類似,都是分析地球收到的各種信號(hào)是否存在外星信號(hào)。

而突破攝星則計(jì)劃研究數(shù)千個(gè)小型探測(cè)器。這些探測(cè)器將搭載太陽(yáng)帆和激光推進(jìn)系統(tǒng),利用激光推進(jìn)器將它們加速到接近光速的速度。這樣就能夠在幾十年內(nèi)到達(dá)附近的恒星系,并近距離拍攝其他恒星系的照片,最后再通過(guò)激光傳回地球,從而判斷外星文明是否存在。霍金生前和投資人都認(rèn)為外星人是存在的,在突破攝星和突破聆聽兩個(gè)計(jì)劃中一定會(huì)有所發(fā)現(xiàn)。

盡管費(fèi)米悖論和黑暗森林法則給人帶來(lái)了對(duì)外星文明存在的深深擔(dān)憂,但我們對(duì)尋找地外文明的努力并未停止。從SETI計(jì)劃到突破攝星和突破聆聽計(jì)劃,人類一直在不懈地探索宇宙,希望找到外星文明的蛛絲馬跡。

我們目前雖然尚未直接觀測(cè)到外星文明的存在證據(jù),但這并不意味著它們不存在。宇宙的廣袤和時(shí)間的尺度使得我們的搜索變得極其困難,而黑暗森林法則則提醒我們文明之間的隔閡和自我保護(hù)的本能。

然而,我們不能被恐懼所束縛。尋找地外文明的過(guò)程本身就是一項(xiàng)令人興奮的科學(xué)探索,它推動(dòng)著我們發(fā)展新的技術(shù)和觀測(cè)手段,拓展著我們對(duì)宇宙的認(rèn)知。無(wú)論最終結(jié)果如何,這個(gè)過(guò)程都讓我們更加了解自己和宇宙的奧秘。

或許,我們終將在宇宙的黑暗森林中發(fā)現(xiàn)其他文明的存在,或者我們將繼續(xù)獨(dú)自漂浮。無(wú)論怎樣,我們的求知欲和好奇心將繼續(xù)驅(qū)使我們前行,帶領(lǐng)人類走向未知。只有無(wú)懼挑戰(zhàn),人類才會(huì)越來(lái)越強(qiáng)。對(duì)此你怎么看呢?你覺得有外星人嗎?如果有,外星人為什么不現(xiàn)身?我們應(yīng)該去探索外星人嗎?

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