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人類一直好奇，我們?cè)谟钪嬷惺欠窆陋?dú)？宇宙的其他角落會(huì)不會(huì)存在外星人？它們有沒(méi)有可能與我們直接接觸？

其實(shí)早在 20 世紀(jì)中葉，就已經(jīng)有人回答了這些問(wèn)題。此人就是意大利大物理學(xué)家恩利克·費(fèi)米。

恩利克·費(fèi)米

費(fèi)米是 20 世紀(jì)物理學(xué)界的一個(gè)巨人，綽號(hào)原子核時(shí)代的建筑師。無(wú)論是理論還是實(shí)驗(yàn)，他都有登峰造極的造詣。比如說(shuō)，在理論方面，他因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了弱力a，在 37 歲那年就獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。而在實(shí)驗(yàn)方面，他也造出了世界上第一個(gè)核反應(yīng)堆。

由于造出了這個(gè)核反應(yīng)堆，費(fèi)米后來(lái)就加入了著名的曼哈頓計(jì)劃。當(dāng)此計(jì)劃造出的第一顆原子彈在美國(guó)新墨西哥州沙漠里試爆的時(shí)候，費(fèi)米就待在離試爆點(diǎn)不太遠(yuǎn)的一個(gè)觀察哨所里。

當(dāng)爆炸的沖擊波傳來(lái)的時(shí)候，費(fèi)米做了一個(gè)非常傳奇的實(shí)驗(yàn)：他從口袋里掏出了一把紙片，并撒向空中，而這些紙片被沖擊波吹到了他身后兩米遠(yuǎn)的地方。就是利用這個(gè)簡(jiǎn)單到不能再簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，費(fèi)米第一個(gè)估算出了原子彈爆炸威力，大概相當(dāng)于 2 萬(wàn)噸 TNT 炸藥。這個(gè)用一把紙片估算出來(lái)的數(shù)字，竟與后來(lái)美軍用精密儀器測(cè)出的結(jié)果相差無(wú)幾。言歸正傳。

1950 年的一天，費(fèi)米和幾個(gè)同事一起去餐廳吃午飯。走在半路上的時(shí)候，大家東聊西聊，就聊到了當(dāng)時(shí)在美國(guó)特別熱門(mén)的 UFO（unidentified flying object, 不明飛行物）的話題。費(fèi)米一直一言不發(fā)。但在吃午飯的時(shí)候，他突然大聲驚呼到：“那么它們（外星人）都在哪兒呢？”

這個(gè)問(wèn)題聽(tīng)起來(lái)似乎有點(diǎn)無(wú)厘頭吧？但事實(shí)上，這是一個(gè)極端深刻的問(wèn)題，以至于后人把它稱為了費(fèi)米悖論。

下面，我就給你詳細(xì)地講講費(fèi)米悖論到底是怎么回事。費(fèi)米悖論提出了兩個(gè)基本假設(shè)。

假設(shè)一：外星人在宇宙中普遍存在。

假設(shè)二：一些高度發(fā)達(dá)的外星文明擁有星際旅行的能力。

這兩個(gè)假設(shè)聽(tīng)起來(lái)都特別合理。很難想象，在至少擁有 1018億顆恒星的浩瀚宇宙中，地球是唯一的生命綠洲。也很難相信，所有的智能生命都會(huì)被困死在自己的行星上，無(wú)法到其他的世界去看一看。但費(fèi)米悖論說(shuō)的就是這兩個(gè)看似特別合理的假設(shè)，卻會(huì)導(dǎo)致一個(gè)極端荒謬的結(jié)論。

地球

我們就以銀河系為例。目前的天文觀測(cè)表明，銀河系已經(jīng)存在了超過(guò) 100 億年，其直徑為 20 萬(wàn)光年，擁有超過(guò) 1000 億顆恒星?，F(xiàn)在，讓我們基于費(fèi)米悖論的兩大基本假設(shè)，來(lái)分析一下銀河系的狀況。如果假設(shè)一是對(duì)的，我們不妨假設(shè) 1% 的恒星擁有像地球一樣的宜居行星。這樣一來(lái)，整個(gè)銀河系中將擁有 10 億個(gè)生命綠洲。

如果假設(shè)二是對(duì)的，那么就有智能文明可以進(jìn)行星際旅行。就算它們只能像《流浪地球》那樣以 1% 的光速進(jìn)行旅行，那它們也只要花 2000 萬(wàn)年就可以穿越整個(gè)銀河系。

現(xiàn)在讓我們把這兩個(gè)假設(shè)合在一起。假設(shè)這 10 億個(gè)文明世界，有一億分之一的概率進(jìn)化成能進(jìn)行星際旅行的超級(jí)文明。那么在 100 多億年的時(shí)間里，這10 個(gè)超級(jí)文明足以殖民整個(gè)銀河系超過(guò) 5000 次。換言之，它們至少可以建立5000 個(gè)銀河帝國(guó)。

這意味著，我們看到外星人的概率，其實(shí)應(yīng)該比我們看到外國(guó)人的概率還要高！

而費(fèi)米悖論問(wèn)的是，那些外星人都在哪兒呢？

費(fèi)米悖論告訴我們，那兩個(gè)基本假設(shè)，至少有一個(gè)是錯(cuò)的。

如果假設(shè)一是錯(cuò)的，就會(huì)導(dǎo)致所謂的稀有地球假說(shuō)。其核心觀點(diǎn)是，地球就是宇宙中唯一的生命綠洲。

一般認(rèn)為，地球之所以能孕育生命，是因?yàn)樗瑫r(shí)滿足以下 7 個(gè)條件：

①銀河系中心相當(dāng)平靜，沒(méi)有處于危險(xiǎn)的活動(dòng)狀態(tài)。

②太陽(yáng)系與銀河系中心距離適中，位于所謂的星系宜居帶內(nèi)。

③太陽(yáng)質(zhì)量適中，既不是溫度很高還特別短命的藍(lán)巨星，也不是溫度很低還常常爆發(fā)超級(jí)耀斑的紅矮星。

④地球是一顆金發(fā)女郎行星，處于能讓液態(tài)水存在的恒星宜居帶內(nèi)。

⑤地球有木星這個(gè)保護(hù)神，從而避免了大量小行星和彗星的撞擊。

⑥地球很偶然地獲得了月球這個(gè)大型衛(wèi)星，從而擁有了穩(wěn)定的自轉(zhuǎn)軸及合適的自轉(zhuǎn)速度。

⑦地球擁有合適的大氣和磁場(chǎng)，從而阻止了液態(tài)水的蒸發(fā)，并把危險(xiǎn)的太陽(yáng)風(fēng)拒之門(mén)外。

稀有地球假說(shuō)認(rèn)為，在整個(gè)宇宙中，只有地球能同時(shí)滿足這 7 個(gè)條件。如果其他的系外行星上都沒(méi)有任何生命，費(fèi)米悖論自然就迎刃而解了。

如果假設(shè)二是錯(cuò)的，就會(huì)導(dǎo)致所謂的大過(guò)濾器假說(shuō)。其核心觀點(diǎn)是，沒(méi)有任何一個(gè)文明能發(fā)展到星際旅行的階段。

為了便于理解，你不妨把智能生命的進(jìn)化當(dāng)成是一款有很多關(guān)的大型游戲。每一關(guān)的最后都有一個(gè)特別難對(duì)付的大 BOSSa，那就是所謂的大過(guò)濾器。如果打不贏某一關(guān)的 BOSS，生命的進(jìn)化就會(huì)卡在這一關(guān)，而無(wú)法進(jìn)入下一關(guān)。

大過(guò)濾器假說(shuō)認(rèn)為，把守著最后一關(guān)，也就是星際旅行關(guān)的，是一個(gè)特別恐怖的大 BOSS，不管什么文明都打不贏。因此，沒(méi)有任何一個(gè)文明能進(jìn)行星際旅行。這樣的話，費(fèi)米悖論也就不再是問(wèn)題了。

無(wú)論是稀有地球假說(shuō)，還是大過(guò)濾器假說(shuō)，都會(huì)導(dǎo)致一個(gè)共同的結(jié)論，那就是宇宙大寂靜。

浩瀚而孤獨(dú)的宇宙

你可以把宇宙想象成一片狂暴而黑暗的大海，智能文明就是漂浮在大海上的一座座小小的孤島。由于永不停歇的驚濤駭浪，沒(méi)有哪個(gè)智能文明可以制造出能在海上航行的船。因此，他們永遠(yuǎn)感知不到其他智能文明的存在。這種孤獨(dú)而絕望的處境，就是所謂的宇宙大寂靜。

如果宇宙大寂靜的圖像真是對(duì)的，那么所有的智能文明都注定要永遠(yuǎn)困在自己的孤島上。他們就只能悄悄地誕生，悄悄地興盛，悄悄地衰敗，最后悄悄地滅絕。

人類很可能會(huì)被永遠(yuǎn)困在地球這座孤島上，沒(méi)有和其他智能文明接觸的機(jī)會(huì)。那么人類應(yīng)該做些什么來(lái)面對(duì)宇宙大寂靜的永恒孤獨(dú)呢？是爾虞我詐、以鄰為壑？還是聚在一起、抱團(tuán)取暖？

作者：王爽

圖源：網(wǎng)絡(luò)

編輯：張潤(rùn)昕

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