👽 关于“费米悖论”的一些资料摘选 🚀

惯性交替事件

  许多证据表明:寒武纪大爆发时期 大陆漂移非常频繁。事实上,大陆能在不到1500万年的时间内 从北极移到赤道 或从赤道移到北极。

  Kirschvink等人 提出了以下有争议的见解:相对于自转轴的大陆,质量分布的不均衡导致地球自转轴90°变化。这种结果造成气候和洋流在短期内发生剧烈变化 并影响整个地球。他们把这称之为“惯性交替事件”[Inertial Interchange Event],这种情形尚未被科学所证明,如果真发生了也是极不寻常。

  假如这样的事件,是比多孔动物门与珊瑚礁更复杂的生物的进化发展所需要的,我们便有了另一个「为何复杂生物在宇宙中不多见」的理由。

註:
  多孔动物门 是最原始的一类后生动物。除原生动物外的所有其他动物,统称后生动物。
  后生动物[Metazoa]是除原生动物外 所有其他动物的总称[后生动物亚界]。动物界除原生动物门以外的所有多细胞动物门类的总称。海绵动物门 属于侧生动物,真正的后生动物从腔肠动物门开始。
真后生动物
  在后生动物中,除中生动物和侧生动物[海绵动物]外,才是真后生动物[Eumetazoa]。它包括的类群,从腔肠动物[刺胞动物门 & 栉水母动物门]起,直到脊椎动物。
  依体制形态的对称情况,后生动物可分为:不对称动物[多孔动物门]、辐射对称动物[腔肠动物门、栉水母动物门、棘皮动物门 ;后者的对称是次生的,栉水母和某些珊瑚 则是左右辐射对称]和 两侧对称动物[其他所有门类]。

地球殊异公式

  以下论述参考了Cramer。瓦尔德和布朗尼 由德雷克公式引申出地球殊异公式。根据这一等式,在银河系中 拥有复杂生命的类地行星的数量是:

其中:

“地球殊异公式”
  N* 是银河系中的恒星数量。这一数字并不好估计,因为估计银河系的质量难度很大,更何况关于微小恒星的资料几乎没有。N* 至少是1千亿,并可能高达5千亿(如果银河系中存在着很多能见度低的恒星)。
  ne 是位于恒星的适居带的行星的平均数量。在复杂生命进化所需的时间内,行星表面的平均温度需适中(不能过高也不能过低),以便行星上的水分能始终维持在液体的状态下。由于受到该条件的限制,适居区域是相当狭窄的。因此ne = 1很可能是上限。
  我们假设。根据地球殊异假说,另外九个地球殊异参数[均为分数]的乘积不会比10^−10大,很可能实际值只有10^−12。如果是后者的话,N的值可能只有0或1那么小。瓦尔德和布朗尼 并没有真正去计算N的值,因为以下的地球殊异参数的值 大多只能被估量而已。
  fg 是位于星系的适居带的恒星的比重〔瓦尔德和布朗尼等人估计此参数值为0.1〕。
  fp 是银河系中拥有行星的恒星的比重。
  fpm 是拥有岩石的行星[非气体行星]的比重。
  fi 是拥有微生物的适居行星的比重。
  fc 是拥有复杂生命的行星的比重。
  fl 是在行星的生命周期内存在复杂生命的比重。
  fm 是拥有巨大卫星的适居行星的比重。
  fj 是拥有巨大气体行星的行星系统的比重。
  fme 是只引发低数量灭绝事件的行星比重。

  天文学家弗兰克·德雷克(Frank Drake)提出了两道方程解,被称为德雷克公式 (又叫德雷克方程 ):

公式①:

N=Ng•Fp•Ne•Fl•Fi•Fc•FL

公式②:

N=R*•Fp•Ne•Fl•Fi•Fc•L

  地球殊异公式和德雷克公式的不同之处在于:它没有将「复杂生物进化为拥有技术的智能生物」的因素考虑在内〔值得一提的是,瓦尔德和布朗尼 也不是演化生物学家〕。


Ng 银河系内恒星数目

fp 恒星有行星的比例

ne 每个行星系中类地行星数目

fl 有生命进化可居住行星比例

fi 演化出高智生物的概率

fc 高智生命能够进行通讯的概率

fL 科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例

公式②与公式①的区别在于:R*替代了Ng,L替代了fL。

R* 为银河系形成恒星的平均速率

L 为科技文明寿命

  德雷克公式 用来估测银河系中存在地外文明星球的数量是多少。“德雷克方程”被看作是理论上对费米佯谬的第一次正式回应。


  以类似的尺度、机率 和角度、视野来观察,地球属于适居带的行星,拥有且满足一切生物物种维持生命、生存和演化的所有条件。然而,事实上从地球历史中的显生宙开始至今,在这长达五亿多年的岁月间,以及数百万种的生物物种中,只有一个物种 成功演化成高等智慧生命。

  仅仅只是人类,而非多种多元的高等智慧生物并存于地球上。这一点显示了:在“相同条件”下,“高等智慧生命”并非轻易能够出现和存在。同地球殊异假说一般,这或许为费米悖论提供了一个答案。


  中国作家刘慈欣的科幻小说《三体Ⅱ:黑暗森林》以“黑暗森林”法则(宇宙社会学)对费米悖论进行了一种可能的解释。其大意是指:宇宙中诞生的文明,由于相互之间距离极其遥远,使得文明之间的沟通非常困难;各星球上诞生的文明,其思维方式、价值观、甚至基本逻辑思维方式和基本生命构成都有着巨大的差距。
  正由于各文明之间距离上的遥远性、互相所构成的猜疑链、以及各自在技术水平上发展的不均衡性,一旦被外星文明获知自己的存在,就很可能给自身的生存带来威胁。
  其结果必然导致:具有一定成熟度和技术水平的文明,都意识到宇宙的丛林法则,各文明不主动暴露自身的存在。“宇宙形如黑暗森林,各个文明形如黑暗森林中带枪的猎人”。依此解释了费米悖论“外星人在哪呢?”的问题。
  按照“黑暗森林” 理论,成熟的文明都拥有和“藏好自己,做好清理”的本能。所以他们不会贸然出现,更不会暴露自己的位置。

  英国天体生物学家沃森曾参照地球智慧生命的演化过程,建立过一个数学模型。分析结果显示:在其他行星上找到智慧生命的可能性非常低。

  他认为,任何一颗行星 都不会为生命的演化提供无限长的时间 。像地球这样的行星,其适合生命生存的时期 受太阳亮度的影响,超过一定时间后,适合生命生存的时期也将随之结束。

  其结论是:如果假定生命演化的时间为40亿年,那么,在一颗类地行星上出现智慧生命的可能性不超过0.01%[万分之一]。


  最近俄罗斯的Igor Bezsudnov和乌克兰国立技术大学的Andrey Snarski提出一项新的解释。他们的理论基于这样一个基本假设:文明单靠自身无法进行无限扩张,孤立的文明的发展会达到一个巅峰,之后终将灭亡或者崩溃。每个文明都有特定的寿命时间。衰退的主要原因是技术发展的限制,失去对外扩张的兴趣,与外界终止接触,获取不了新的技术和资源。由此他们提出一种与黑暗森林相反的法则:当文明之间在空间和时间上足够靠近时,会发生相互接触,思想和文化的相互交流将促进彼此的发展并增加文明存在的时间。

  作为物理学之类的“硬”科学,时常都是“一将功成万骨枯”。我们在教科书上学到的理论看似确定无疑,但如果倒退些年头,恐怕只是众多不确定理论当中的一个而已,幸运在大多数同时代的理论都被证明有误、无情地枪毙了。目前所做的研究当中,绝大多数将会被证明为错误的研究。只有少数会被保留下来,写入未来孩子们的教科书里。但问题是,我们不知道哪一个会被保留。因此,不能放过任何一种可能,继续在未来的谬误中前行!

  相对比较“软”的心理学就不需要那么悲壮了。心理学理论更像是盲人摸象,大家都是某种程度地对的,互相学习,互相补充。基本属于铁饭碗,不用担心砸了,顶多是被打入冷宫。

  也别把科学家都想得太高深莫测了。松鼠沐右自爆行业内幕:本研究思路只是计算机模拟方面的科学家们在论文生产流水线上的一个通用模式。你可能已经听说过用计算机模拟生态系统、气候变化之类的先例了,所谓费米也不例外,无非是把复杂问题转化为极其简单的模型。只要能够解出问题的大方向(定性),甚至都不用给出具体数字(定量)就可以发表了。这些研究往往没多大实际价值,不过也不失为一个新观点,于是科学家便可以申请基金,发表论文了。


  1950年,意大利物理学家费米提出了这样一个问题:如果宇宙中存在技术远远超出人类的外星智慧文明,那么,为什么我们还未能观察到这种超级文明?这个问题现在被称为费米悖论。

参考资料:

从黑暗森林到银河联邦——对费米悖论的新回答 | 科学松鼠会

百度百科:费米悖论

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