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一个表面简单但细思极恐的话题--费米悖论

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飘墨劲旅

发表于 2018-3-16 00:47:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 东方耳 于 2018-3-16 00:53 编辑

     
     费米大神,相信不用我作任何推介了。这个细思极恐的话题,源自于一句极其简单的问话:“外星人在哪里?”

……
     很简单,是不?
     请问你怕不怕?
     哈!你说不怕?说明你根本没听懂这句话的潜在意思。
……

     我们回过头来看看我们地球吧。在我们过往的三至四千年中,我们建立数套语言体系,这些语言体系至今还在不断的修饰完善。在数百年前,人类普及了造纸术。一百年左右,电子科技才进入人类社会。二十年左右,只能手机才出现。


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      怎么样,这些变化伟大吧?但是大家有没有留意到这样一点,科技越发达,进步速度就越快,这里直接引申出一个问题,一个最直接的问题?如果一个文明比我们领先100年,他们的科技会到什么水平?一支火铳,只需要一两日的操作锻炼,就能灭掉一个十年功力的武林高手。多少支长矛都奈何不了一挺马克沁,只要给它足够的子弹。

      一个比我们领先100年的文明到底是什么样的呢?大家有没有在近代小说中看过《海底两万里》?有没有看过《格列佛游记》?有没有看过《时间机器》?这些小说中无不表现出,那个时代人们所能理解的未来完美世界的憧憬。但细问一下,我们现在能做出远比《海底两万里》中的鹦鹉螺好更复杂和精密的机器。我们现在的城市虽然未能悬浮在空中,但每一个城市无论规模,科技知识,和技术应用都远超《格列佛游记》中飞岛。而量子物理,相对论和高等数论为当今科学界最前沿提供了理论基础和依据,从宇宙膨胀学说到平行维度的,到中子星和黑洞的发现,都远比当时《时间机器》中所描述的科技要强大得多。

      两个相差100年的文明,估计落后者无法理解前面领先者。我们不敢想象我们花多少年能够达成超距离的星际旅行,至少我们当前没有成熟的理论去支持星际旅行的可行性。但不代表在我们未能看见的未来10年,100年,1000年甚至更长的时间尺度里面。

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      未来我们可能会穿越虫洞
(图片源自摩根费尔曼讲解的《穿越虫洞》)


        理解这点很重要,因为在1000至4000亿颗恒星的银河中,有一个发展比我们早10万年或者100万年的文明,相对于140亿岁的宇宙来说完全不是不可能的事情。

        这样的话,所有问题就回归到最前面的那句话:“外星人在哪里?”很可怕的一句话!在单单一个银河系中,就有数千亿粒恒星,每一个恒星可以带多个行星,这就意味着在宇宙中哪怕出现生命的概率再小,但在如此大的基数下,都应该能出现外星人。而且应该不少,但可怕的是我们至今,除了在某些阴谋论中,都未曾找到外星人存在的证据。哪怕蛛丝马迹都未曾真正找到过。

       自从这个费米悖论提出后,不少科学爱好者都提出了很多有建设性的想法。其中这一条我觉得比较客观的。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 ):

       公式中提及的参数
       N 代表银河系内可能与我们通讯的文明数量
       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

      公式1为:N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL[2]
         Ng银河系内恒星数目
         fL科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例       

      公式2为:N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L
         R*为银河系形成恒星的平均速率,
         L为科技文明寿命       

       上面的这条式子很长很烦,你这样想就对了,其实你不用太细看,你看见要乘以很多参数你就知道这条公式有多虚了,尤其是一堆概率和比例,千万不要把它们乘到你银行卡存款上去,我负责任地告诉你,你很可能会比销户。
       不过不爽归不爽,我们还是要认真看看这两条公式,有一个关键的参数,也是催生了这个关于人与人之间的恐怖主义。

       就是1式中的fL,和二式中的L。在解释这两个恐怖的参数之前,我们先解释另外一个参数fi。
       在这里或者有人会提出,恐龙存在的时间,也不短。它有1亿7千多年,但没有发展成类似我们这样的社会体制。对!这种情况在公式中已经提及,演化出高智生物的概率fi。但在前面说的大数据下,一切不是问题。

      
      
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       想象中的蜥蜴人,摘自百度图库


       前面我们已经提问过过,如果一个存在了比我们早1~100万的文明会是怎样?对于这个情况,我作为一个拥有半桶水的物理学爱好者(可能还真连半桶都不足)。我参考和给予了一下4种解释。当然这四种解释,说假设可能更合理,因为都没有证明。

       解释1,最消极的可能:就算让我们再发展100万年都达不到星际旅行的水平,因为物理定律本身就限制了,地球有机生命体作长距离迁徙。这是我自己最不喜欢的答案,彻头彻尾的悲观学派。但是强大的《相对论》中的光速不变原理牢牢地支撑着这路学说。我暂且把它放在第一位,我们不能突破光速,外星人也解决不了这个问题,所以他们逐渐不再想这个问题。

       解释2,最阴谋的可能:外星人已经到访过地球,或者在宇宙的某一个角落检视着人类,又或者已经和地球上的某一部分人取得联系,但不被公开。这个说法,很多民间UFO组织,外星人组织都十分支持,甚至说月球还是太空人的飞船。这种说法,总让我们觉得外星人不太友好的样子,不过如果你觉得这个说法已经很恐怖的话,那就错了,下面的更恐怖。

      解释3,弗雷克方程式中的参数也许并不相互独立。比如说,生命能居住的星球可能和文明寿命存在,本身就存在一定函数关系,导致了后者会被大概率锁定在一个特定的数值之内。用一句通俗一点的话来说,如果一个能够给予生命发展的星球,它本身的多变性和各种不确定因素,同时也限制了该星球的科技寿命。再通俗一点的说,假如人类要通过100万年才能达到宇宙旅行,其实在还远不到100万年的时间,人类就被灭绝了,原因不详。当然这种假设仅限于自然选择的基础上,但如何和解释2的阴谋论结合的话,你就更可怕了。正如刘慈恩的三体所说,暴风雨中充满黑森林法则。

      当然这些都只是猜测,但我们找不到外星人存在的证据,这是不争的事实。到底是他们不愿和我们见面,还是不能和我们见面,还是根本不存在。正是一个细思极恐的问题“外星在哪里?”
      通常说硬币有两面,您也来选一下这枚硬币,哪一面才是不太恐怖的?一面是假如宇宙中不只有我们一个单一文明,另外一面是宇宙中真的只有我们一种文明。


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摘自百度图片





今晚尝试写一篇很烂的科普,致敬伟大的史蒂芬霍金。
Albert zy Chen
2018/3/16
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发表于 2018-3-16 09:51:05 | 显示全部楼层
一直觉得外星人是真的存在的。想象一下,整个宇宙是个游戏场,所有生物都在游戏中,包括外星人,有一只看不见的手在操控着这个游戏,哪一天玩游戏的人烦了,抬手一推,世界末日。然后再重新来过,一个新的文明开始
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发表于 2018-3-27 15:01:25 | 显示全部楼层
耳朵有空写科幻吧,相信一定很受欢迎
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 楼主| 发表于 2018-3-28 10:52:53 | 显示全部楼层
凌寒 发表于 2018-3-27 15:01
耳朵有空写科幻吧,相信一定很受欢迎

一直再写,只是打打停停的样子
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发表于 2018-3-28 22:59:27 来自手机 | 显示全部楼层
我总觉得我们这些人应该能写出优秀的作品,但两个原因约束到了我们,一是读书太少!二是阅历不厚!当我打开想象之门之后,却撞到不专不博的墙上!实实在在痛
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发表于 2018-3-29 13:58:32 | 显示全部楼层
阿金逍遥2050 发表于 2018-3-28 22:59
我总觉得我们这些人应该能写出优秀的作品,但两个原因约束到了我们,一是读书太少!二是阅历不厚!当我打开 ...

同感。另外有太多俗事羁绊
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 楼主| 发表于 2018-4-14 11:29:55 | 显示全部楼层
凌寒 发表于 2018-3-29 13:58
同感。另外有太多俗事羁绊

千里之行始于足下,一味的空想不会有任何改变的
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发表于 2018-4-16 13:48:48 | 显示全部楼层
东方耳 发表于 2018-4-14 11:29
千里之行始于足下,一味的空想不会有任何改变的

是,那就开始行动吧~
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