別找外星人了:模型顯示,宇宙裡或許只有我們?

牛津大學的研究者分析資料得出結論稱,地外智慧生物幾乎不可能存在。

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UFO想象圖 圖源:thedailybeast

科幻作品總在暗示宇宙裡還有智慧生物。但新模型顯示那不過是一廂情願。

儘管遇到了缺乏證據的小問題,今天大部分天體物理學家和宇宙學家還是相信地外智慧生物肯定存在。

這種假設後的邏輯似乎毫無問題。宇宙中有數十億的星系,每個都有數十億顆恆星,也會有數十億顆行星繞著其中一部分運轉。考慮到如此大的數量,從統計學上看,說整個體系中只有一次演化出了智慧生物非常保守。

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地外行星系統想象圖 圖源:astrobio.

但如果,這令人震驚的小可能性是真的呢?如果智人實際上是整個宇宙所有歷史中唯一一個發現無線電、建X射線觀測站、並且把飛船送進太空的物種呢?

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X射線觀測站概念圖 圖源:nasa

如果——儘管存在包裹在藍綠色爛泥中的地外行星——我們徹底沒有同伴呢?

這是英國牛津大學人類未來研究所的物理學家安德斯·桑德伯格、埃裡克·德雷克斯勒和託比·奧德的論點。在一篇發表在預印本網站上等待同僚評論的論文裡,三人組模擬了天體生物學的兩大試金石——費米悖論和德雷克方程——聯絡起來並以嚴謹的數學方式處理時的情況。

不得不說,結果並不樂觀,至少對於希望哪裡正孕育著至少一個外星文明的人來說如此。

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他們報告說,現有的對地外智慧生物存在機率的計算基於很多不確定性和假設,導致結果的誤差幅度達到了“多個數量級”。

把可能的化學和基因機制考慮進來,儘可能地限制這些因素,他們在發現中宣告以下結論,那就是“我們很有可能是孤獨的”。

費米悖論以物理學家恩里科·費米命名。他在1950年說,僅僅一個銀河系就有這麼多恆星,那麼考慮到宇宙的年齡,即使演化出智慧生物的可能性很小,也意味著人類現在應該清楚它們的存在。

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然而事實上,他接著說,我們沒有。考慮到智慧生物出現的可能性,這就很奇怪了。於是悖論來了,他問道:“它們在哪兒呢?”

美國天文學家弗蘭克·德雷克在1961年提出了德雷克方程,試圖圍繞費米的論點構造一個分析框架。他計算了宇宙中存在的智慧生文明的數量,不論我們實際上看不見它們。

德雷克的想法可以這樣表示:N = R ? fp ? ne? fl ? fi ? fc ? L

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德雷克方程 圖源:nasa

在等式中,N代表銀河系中能發射可探測的電磁訊號的文明數量,由模型中的其他因素決定。其他因素分別表示處於合適演化階段的恆星的比例,這些恆星有系外行星的比例,其中適合生命存在的行星比例,以及真正出現生命的行星比例。

這個總數在加進其他限制條件後會進一步減少——有生物的行星中出現智慧生物的比例,智慧生物中發明科技,能向宇宙中發射訊號的比例,以及的確將理論變成現實,發射了訊號的文明的比例。

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外星生物想象圖 圖源:sciencemag

這一切都很令人印象深刻,但與其說它科學不如說它“聽上去科學”。桑德伯格、德雷克斯勒和奧德愉快地引用了英國天文學家吉爾·塔特的話,將德雷克方程描述為“將我們的無知組織起來的好方法”。

研究者說,方程通常使用時的問題是,賦給大部分變數的引數值僅僅代表可能性最大的猜測——而且,猜測者對智慧生物存在可能性所持的樂觀或悲觀態度對結論有著很大的影響。他們說,結果裡經常用精細計算的天文資料乘上臨時估計的資料。

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他們引用了另一位英國天文學家,史蒂文·J·迪克的話:“也許科學史上從未有過一個這樣的方程,得出的結果差了八個數量級…每個科學家似乎都把自己的偏好和猜測帶進了這個問題。”

他們說,迪克說的還比較好聽。德雷克方程對可能性的許多計算結果相差數百個數量級。

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在一篇不是完全無關的附帶報道中,研究者們評論了瑞典裔美籍宇宙學家馬克斯·泰格馬克

近期

的計算,其中測算了宇宙中出現智慧文明的可能性。

泰格馬克認為兩個智慧文明間的距離沒有理由是個固定值,然後說——考慮到銀河系在可觀測的宇宙中不過滄海一粟,而可觀測部分與我們無法觀測的宇宙相比又是微不足道——兩個智慧文明在同一可觀測宇宙中出現的可能性很小。因此,實際上,我們很可能是孤獨的。

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地外行星概念圖 圖源:nasa

桑德伯格、德雷克斯勒和奧德在他們的模型中使用了一種不同的方法,將當前科學的不確定性整合在一起,而就是這些不確定性給方程的不同部分帶來了幾十到幾百個數量級的差異。其中有些涉及到一些關鍵問題,如生命從非生物物質中的產生——這一過程被稱作“非生物發生”——以及之後,早期RNA類生物進化為適應能力更強的DNA類生物的可能性。

然後的關鍵問題是,原始的DNA類生物要經過和地球上差不多的共生進化發展,讓兩種不同的簡單生物組織組成複雜的真核細胞。真核細胞構成了地球上所有比細菌更復雜的物種。

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這樣的結果太令人沮喪了,足以把一千個科幻作者嚇得精神緊張。他們發現,費米悖論被解決了。

“我們把現實的不確定性考慮進來,用反映當前科學認知的可能性分佈代替固定的測算,就發現我們沒有理由對銀河系(或者可觀測的宇宙)中還有其他文明太過自信。”

“當根據費米悖論更新這一先驗條件時,我們發現自己在銀河系,甚至是可觀測的宇宙裡,很有可能是孤獨的。”

“'他們在哪兒?'——也許特別遠,而且很可能在宇宙視界之外,永遠無法到達。”

參考資料

1。WJ百科全書

2。天文學名詞

3。 Andrew Masterson - Alkaid虞

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