最近又是SpaceX上天,
又是NASA发现一箩筐类地行星,
感觉人类的宇宙征服大业指日可待呀。
讲道理,
人类都这么努力了,
为什么到现在为止连一个外星人的影子都还没见着?
这就是今天我们要讲的
健哥指黑板:费米悖论
我们的古人夜观天象,知天下大事
诸葛亮和关羽还有另外两个酱油人物在打三国杀,诸葛亮右手拿着本来的手牌,左手拿着另外4张牌盯着仔细看(三国杀里面的造型)
这个叫费米的物理学家夜观天象,
却问了个无厘头的问题:
费米看着星空,疑惑地问到:人都他妈的去哪了?
当然了,这里的「人」指的是外星人,
而费米这样问并不是没有原因的,
因为宇宙实在太尼玛大了。
在最最晴朗的夜空中,
我们能大概看到2500个跟太阳同等级别的恒星。
蛋蛋(星星眼):2500个太阳····
健哥:这大概是银河系恒星数量的一亿分之一。
蛋蛋(无语):...
而这2500个恒星,
大部分距离我们1000光年以内。
蛋蛋(晕):1000光年····好远
健哥:这大概是银河系直径的百分之一
蛋蛋(无语):...
所以,我们平时看到的浩瀚星海,
在银河系里就是那么个鼻屎大的区域:
银河系里的恒星加起来大概有1000到4000亿个。
那现在人类可以观测到的宇宙有多大呢?
对应银河系里的每一颗恒星,
宇宙里就有一个银河系。
图示:太阳---->(4000亿个太阳) 银河系----->(4000亿个银河系)可观测宇宙
因此可观测宇宙里的恒星数量加起来一共就有
10的22次方 到 10的24次方 个(10000000000000000000000~1000000000000000000000000)
也即是说,
对应地球上的每一粒沙子,
宇宙里就有10000颗太阳级别的恒星。
考虑上这些恒星中与太阳类似的概率,
和其行星系统里有类地行星的概率,
大概是百分之一,
所以对应地球上每一粒沙子
宇宙里就有100个地球这样的行星。
健哥:下次在沙滩上尽情奔跑的时候记得这件事哦~
一天,地球突然迎来了灭顶之灾,一个不明物体铺天盖地压下来,地面上所有人类,楼房都被压得粉碎,四处哀鸿遍野。
两个小孩(神)在沙滩上嬉戏,
一个突然停下来看着脚底,另外一个人问:怎么了?
那个小孩说:不知道为什么突然有种愧疚感。
上面的数据是有科学研究支撑的,
但是接下来我们就只能瞎猜了,
假设所有的这些「地球」里面有1%出现了生命,
而其中再有1%的生命进化到了地球的程度,
那算下来全宇宙就有一百万亿个类地球文明,
光是银河系就有100000个这样的文明。
这其中哪怕只有1%的文明尝试与外界进行联系,
那地球上专门负责搜索外星文明的组织SETI,
应该早已收到各种风格迥异的问候了。
可是那么多年过去了,
不要说外星人的问候,
就连外星人的脚印....
外星人的影子...
毛都没有!
一个八爪鱼造型的外星人面无表情地说:恩,我们确实没有毛。
更尴尬的事情还在后面。
我们的地球是非常年轻的,
才45.4亿岁,
宇宙里比地球老的星球那是大有球在,
比如拿一个80亿岁的星球跟地球比一比:
假设这个80亿岁的行星的发展历程与地球是相似的,
那今天它发展到哪个地步了呢?
是的,你没有看错
这个行星比地球领先了34.6亿年。
文:比一个文明领先1000年的观感,就像北宋的一个人来到了现代一样。
图:奥斯卡颁奖典礼上,主持人宣布:奥斯卡最佳影片,爱····月光男孩!
包青天坐在观众席上,周围的人都冲着他鼓掌,包青天一脸懵逼
文:比一个文明领先一百万年的观感,就像大猩猩来到现代人类社会一样:
图:一个金刚爬上帝国大厦顶端,摸着后脑勺一脸懵逼
而一个文明比地球领先了34.6亿年的行星......
文:就算它用比光速慢得多的速度在星球间穿越,
图:外星人驾驶着蜗牛和皮皮虾在星际间穿越。
文:每个星球上用500年左右的时间完成殖民,
一开始在光秃秃的星球上,外星人在星球上插了个旗表示占领,然后像小狗一样在旗下撒泡尿。
500年过去之后
星球上已经发展处繁荣的城市,在城市市中心有一个一开始那个外星人小狗撒尿的喷泉石像(就像奥地利那个小孩尿尿的雕塑一样)
这个方法也能用375万年的时间完成整个星系的殖民。
按照我们之前的推算,
就算只有1%的文明能到达这个星际殖民的程度,
现在光银河系就应该有1000个这样的星际殖民文明了
而当我们用十亿年作为度量单位的时候,
375万年只不过是眨眼之间。
宇宙里的星球从一开始都是荒芜,
然后越来越多的文明在上面殖民(3-4幅图一幅幅递进,在星球上殖民的文明越来越多,到最后一幅图就非常拥挤)
上帝旁边一个神捅了捅上帝:快别眨眼了,快要挤不下了。上帝一脸懵逼
这1000个文明在银河系挤挤一堂,
而当我们在晴朗的夜空放眼望去,
费米看着晴朗的夜空
费米(抓狂):他妈的人呢?!
呐,
这就是费米悖论。
蛋蛋姐:那这是为什么呢?
健哥:现在大家也只能是瞎猜。
费米悖论没有答案,
哈姆雷特说过
人们说过,
一千人眼中就有一千个哈姆雷特。
我们现在对费米悖论的瞎猜,
就像当年大家对地球是圆的还是方的瞎猜一样。
两个古代人站在地球上(他们一个人的头是圆的一个人的头是方的),指着地面,一个人说「圆的!」,一个人说「方的!」地球在抠鼻
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不过这些瞎猜也大致可以分为两类:
第一类瞎猜认为:不存在更高等的文明
因为如果有更高等的文明的话,
我们早就能听到他们的声音了。
但是按照之前的推算,
应该是有很多高等文明才对,
所以一定有一个难以描述的原因让这些高等文明都消失了,
这个难以描述的原因就是:
大过滤器
大过滤器理论认为,
在生命出现前到高等文明出现之间,
所有文明无可避免地要碰上一堵高高的墙,
一堵高高的墙挡在中间, 墙这边是无数撞到墙上撞扁的低等文明
这个阶段就是大过滤器。
根据大过滤器可能出现的三个不同阶段,
人类有三种可能:
1.我们是已经越过了大过滤器的稀有物种,
一堵高高的墙挡在中间, 墙这边是无数撞到墙上撞扁的低等文明. 地球用撑杆跳成功跨过了高墙,在空中耍帅摆出了一个胜利的手势
2.我们在第一批发展得最快的文明,所以不存在更高等文明。
地球与其他一众文明(三体文明,塞伯坦文明等等)一起往前冲
3.大过滤器在我们前面,而且已经消灭了其他高等文明。
地球文明自己在往前冲,前面有几个撞到墙上去的文明,有撑杆跳过去的文明返现墙另一边是一个粪坑。
1.我们是已经越过了大过滤器的稀有物种
如下图所示,虽然越过大过滤器的文明是万里挑一的,但我们刚好就是天选之人。
蛋蛋姐:那这个大过滤器是发生在什么时候呢?
健哥:很久很久以前···
有一种说法是大过滤器发生在最最开始的时候,
也就是生命的出现本来就是非常稀有的。
这是因为生命用了大概十亿年才在地球上出现,
而我们竭尽全力想要在实验室里复制这个过程,
却从来没有成功过。
如果「生命起源」真的就是大过滤器的话,
别说什么高等文明了,
茫茫宇宙中可能连其他生命都不存在。
女娲在用泥土捏人,捏了成千上万次,终于捏成功了一个活的小人,地上全是碎了一地的泥土人偶的身体部分
「大过滤器发生在过去」还有其他可能性,
比如耗时二十亿年的原核细胞到真核细胞的跨越算其中一个,
但从单细胞到多细胞的进化就不算了,
因为这个过程光是在地球就发生了46次,
而能称得上大过滤器的跨越,
起码都要是在十亿分之一的概率水平。
一个大漏斗,十亿个文明进去,只有地球一个出来了,大过滤器上有个原核-->真核的标签, 单细胞-->多细胞的标签被打了一个大叉
所以,如果我们在火星上发现了真核细胞化石的话,
那刚刚说到的原核细胞到真核细胞也不能算了,
因为地球和火星都发生过的话,
就不能叫做十亿分之一了。
2.我们是第一批文明,不存在更高等文明
如果大过滤器不是出现在过去,
那我们只有求神拜佛希望,
我们是属于第一批发展到现在这个阶段的文明,
因为过去在宇宙里,
隔两天一个伽马射线暴就会把所有东西都烧焦。
而这最近几十亿年间宇宙环境相对较友好,
生命第一次可以不受打扰地繁衍这么久,
伽马射线(酒店清洁员工)来到一个客房门前,门前把手挂着一个牌子写着「正在繁衍,请勿打扰」
所以地球人类文明才有可能发展到现在。
如果是这样的话,
有可能其实大过滤器是不存在的。
3.大过滤器就在我们前面,妈的!
如果大过滤器不是发生在过去,
我们又不是第一批智能文明的话,
那么第一类瞎猜(不存在高等文明)的可能性就只有一个:
即大过滤器就在我们的未来,
并且把其他到达它的高等文明都灭绝了。
这个大过滤器可能是伽马射线暴这样的天灾,
地面上的人被一束束射线烧焦成黑炭(全身炸毛发黑只有一个眼睛那种感觉)
也可能是文明内战这样的人祸。
阿富汗总统(穆斯林着装)和trump 两个人拿着个网球拍在互相打一个核弹
反正它已经消灭了绝大多数碰上它的文明,
而人类极可能也不能幸免。
这也是为什么牛津大学的哲学家Nick Bostrom说过:
Nick说:「没有消息就是最好的消息」
因为即使是在火星上发现最简单的生命形态,
那说明生命的产生也并没有那么稀有了,
从而它就不可能是大过滤器。
这就大大减少了「我们已经跨越了大过滤器」的可能性。
如果在火星上发现了复杂生命的化石的话,
那么这应该会是人类历史上最糟糕的新闻了,
因为这几乎就等于说明大过滤器就在我们的未来,
而火星文明比我们先一步碰到大过滤器并因此灭绝。
马斯克捂脸哭笑:别说了,我不送人过去了还不行么
健哥:以上就是第一类瞎猜。
蛋蛋:那第二种呢?
第二类瞎猜认为:高等文明是存在的,只是我们不知道
第二类观点觉得根本没有什么大过滤器,
人类至今也只搜索了距离地球100光年距离的信号而已,
不过是银河系直径的百分之零点一,
高等文明还是很可能有的。
以下是这类瞎猜的几种常见的解释:
1.外星文明已经来过地球,只是那时候人类还不存在,毕竟人类有记载的历史也就5000多年而已。
一个大猩猩看到远处飞来一只飞碟,
大猩猩伸手一摘,把飞碟当帽子戴在头上
2.宇宙中存在超级恐怖的捕食文明,所以大部分文明都很识相地不对外公布自己的位置。
地球拿着个大喇叭对宇宙大叫:「有人吗?!」 其他远处的有高等文明的星球都在笑地球傻逼
3.宇宙中有很多各种各样的信号和噪声,而我们由于技术太原始,听到的都是错的信息。
一个高等文明发出了一个信号:『你好』, 这边地球听到的是「@#¥%¥」
4.高等文明早已经在我们周围,只不过我们太过原始,以至于无法感知他们的存在。
一群蚂蚁在搬运食物
突然一些大柱子从天而降,把蚂蚁们吓了一跳
原来是一些小朋友在用棍子在挑逗蚂蚁
天上突然下起了瓢泼大雨,下朋友丢下棍子纷纷躲避
原来是高等文明的人在小便
无论费米悖论的真相是第一种瞎猜,
还是第二种瞎猜,
到现在我们也还是只能瞎猜。
虽然人类已经踏上了地球食物链的顶端,
但对宇宙那浅薄得如初生婴儿般的认识,
就足以让我们在面对浩瀚繁星之时,
心存敬畏,
保持谦卑。
注:关于费米悖论的资料来源于wait but why的官方文章:
http://waitbutwhy.com/2014/05/fermi-paradox.html