《哈利波特之恐怖宇宙》 第十四节 地外文明的颅内评测

    人类的战争一直没有彻底停下的时候。从茹毛饮血的原始人时期到探索深太空的航海员时代，不管资源是贫乏还是充足，似乎人们永远没有满足的时候，不同的时间地点，同样的你死我活一次又一次的上演，不是毁灭，就是被毁灭。

    这是某个平行空间的2200年，人类正式进入太空时代，又被称作第二次大航海时代，最开始是一种被称作朝圣徒的人类，他们带有特殊能力，可以不借助电子仪器找到空间跳跃点，在极其深远的外太空进行以光年为单位的空间快速机动。他们一般是借助类星体以及黑洞进行空间超远程跳跃，但是这并不是所有时候都是安全，有时在跳跃时会存在一个阿刻罗伊得斯涡流会扰乱空间跳跃，使得进行空间跳跃的人湮灭在强引力之下。

    这些人从银河深处找到了各式各样的矿产，把他们带回了地球，也带回了宜居星球的坐标信息，他们引发了人类对于太空探索的热情。这时，不仅地球已经人满为患，连月球基地和火星基地也已经接近上限了。

    但是朝圣徒有一个很大的弱点，当他们长时间远离人群，他们的神经系统就会受到很大的影响，他们会变得阴郁，开始发疯，最后认为自己是上帝，是主宰者，极具攻击性，会疯狂的攻击其他人。

    事态越来越严重，引起了普通人类的警惕，人类开始积极寻找可以摆脱朝圣徒的方法，在人类可以使用电子设备寻找跳跃点以后，各个国家的政府通过了法令，开始在全球范围捕杀朝圣徒。

    这些朝圣徒聚集在一起开始对抗人类，但是朝圣徒太少了，只有普通人类的万分之一。

    而且，在那个时代人们的科技发展很快，人类科学家开发军用武器的速度，人类工人制造武器的速度，人类士兵使用武器的速度都远远超出我们的想象。

    2500年，人类几乎彻底消灭了朝圣徒，仅剩下的一部分都是混血，但是奇怪的是，只有当母亲是朝圣徒的时候，孩子才会是朝圣徒，只有父亲是朝圣徒，孩子往往并不是朝圣徒，科学家们认为，与朝圣徒有关的基因最有可能是通过线粒体遗传来传承下去的。

    从人类第一次发现宜居星球hd85512b已经过去五个世纪，人们第一次发现了地外文明，准确的说，是文明的遗迹。

    人类第一次真正确认了地外文明的存在。虽然只能看到他们的遗迹。

    银河系里面有1000亿-4000亿个恒星，但是在可观测的宇宙内有几乎同样数量的星系——对应每一个银河系的恒星，就有一个巨大无比的星系。也就是说，可观测宇宙内的恒星数量大概是在 10^22 到 10^24 之间，据估计，地球上沙子的数量是 75x10^18 粒，也就是说：对应地球上每一粒沙子，宇宙里就有10000个恒星。科学界对于恒星中有多少是和太阳类似（大小、温度、光度）的还没有定论，通常的观点是 5%到 20%。我们采用最保守的估计（5%）,以及对于恒星数量估值的下限（10^22），那么就是说有 5x10的20次方个恒星是和太阳类似的。也就是说对应地球上每一粒沙子就有对应的100个类似地球的行星，再往后推算，我们就只能瞎蒙了。假设经过数十亿年的时间，这些类似地球的行星中，有 1%出现了生命。再假设，那些出现了生命的行星中，有 1%的行星上的生命的智能发展到了类似地球的程度。这就是说，可观测宇宙中存在一百万亿个智能文明。

    事实上有一个公式专门用来估算银河系的文明数量：

    德雷克公式，又叫德雷克方程（drake equation，又称萨根公式（sagan equation）或格林班克公式（green bank equation）)，后又称“绿岸公式”(广阔的宇宙就像无边的沙漠，而居住着高度技术文明的星球，就像是一个个绿洲)。由美国天文学家法兰克·德雷克（frank drake）于1960年代在绿岸镇提出的一条用来推测“可能与我们接触的银河系内外星球高智文明的数量”之公式。已故康奈尔大学天文学家卡尔萨根(carl sagan)也参与了方程的研究并在作品中大量描述，这是对探索地外智慧生命作定量分析的第一次尝试。

    公式1为:n=ngxfpxnexflxfixfcxfl意思为:

    银河系内可能与我们通讯的文明数量=银河系内恒星数目x恒星有行星的比例x每个行星系中类地行星数目x有生命进化可居住行星比例x演化出高智生物的概率x高智生命能够进行通讯的概率x科技文明持续时间在行星生命周期中占的比例。

    其中：

    n 代表银河系内可能与我们通讯的文明数量

    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为:n=r*xfpxnexflxfixfcxl

    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

    如果银河系恒星处于稳定状态（与现代观测相符合），那么r*等于银河系内恒星数目（ng）除以恒星平均寿命（ls） 。

    r*xl就等于（ng/ls）l=ng（l/ls）。 由于（l/ls）与fl基本相同，故两个表达式等价。

    德雷克方程虽然简单，但却无法求解。该方程最大的不确定项是“科技文明的存在时间（l）”因为该项取决于科技文明本身，其中有些项是已知项。 由于l是最大的不确定项，在“独眼巨人计划”中，方程可以被简化为n=l。

    回到咱们银河系，运用同样的算法，和对于银河系恒星数量估计的下限（1000亿），我们可以算出来，银河系里可能有10亿个类似地球的行星，和10万个智能文明。

    seti (search for extraterrestrial intelligence，地外文明搜寻计划) 是一个以收听来自地外智能文明信号为目的的组织。如果银河系里存在 10 万个智能文明，哪怕其中只有很少一部分对外发射无线电波或者激光束或者其它联系信号，seti 的卫星阵列应该会收到各种各样的信号。但是seti从来都没有收到过这样的信号，一次都没有过。

    这还不是最奇怪的地方。我们的太阳是个很年轻的恒星，也就是说存在着年纪比地球大很多的类地行星，理论上来说他们的文明程度应该远比我们发达。我们的地球是454亿年，假设我们把地球和一个80亿年的行星对比，比我们领先一千年的文明所能带给我们的震撼，可能就像我们现在的世界能给一个中世纪人的震撼一样。一个比我们领先一百万年的文明和我们的差距，可能和我们与大猩猩的差距那般。而行星 x 上那个比我们领先了 346 亿年的文明会是怎样呢？

    卡尔达肖夫指数(kardashev scale)是一般的方法用来量度文明的指标，在1964年，由俄国人卡尔达肖夫首先提出，指标包括三个类别，主要量度能源的使用率，所谓文明是有它的消耗及增长率。

    i型文明对行星可以驾驭的能量大约是10^16 j。实际的数字是有很多变量的，地球的特定变量为 174x10^17 j。卡尔达肖夫指数原定义为 4x10^12 j。

    ii型文明对一个恒星所可以驾驭的能量大约是 10^26 w。同样地，实际的数字是有很多变量的，太阳输出的指数约为386x10^26 w。卡尔达肖夫指数原定义为 4x10^26 w。

    iii型文明对一个星系所驾驭的能量大约是 10^36 w。这个数字是有极多变量的，因为星系的体积在变化中。卡尔达肖夫指数原定义为 4x10^37 w。

    简单地说，一级卡尔达肖夫指数文明是指可以控制利用一个星球；二级是指可以控制利用一个恒星；三级是指可以控制利用一个星系。

    人类还没有达到i型文明，按照卡尔萨根的算法，人类可以算作07型文明。

    ii型文明是有能力使用母恒星的全部能量。我们还没有办法理解这样的事情要怎样才能做到，但是人类还是尽量使用想象力来考虑这个问题的，其中一种可能是戴森球，这是包围母恒星的巨大球形结构，它可以捕获大部分或者全部的恒星能量输出。

    这一型的文明听起来有点不可思议，不过别忘了，前面的行星 x 上的文明可是有 34 亿年的时间慢慢发展的。如果行星 x 上的文明和我们类似，并且成功生存到了iii型的话，他们可能已经掌握了星际旅行的方法，甚至开始对整个星系的殖民了。

    回到我们我们之前的推算，如果银河系里 1%的智能文明成功的达到了具有星际殖民能力的 iii 型文明的话，光银河系就应该有至少 1000 个 iii 型文明了。如果真是这样的话，这些文明的存在应该很容易被留意到才对。

    但是我们至今为止，什么都没看到，什么都没听到，也从来没有接触过他们中的任何一个。这就是费米悖论。

    关于费米悖论，科学家们找到了一系列的学说，比如大过滤器理论，地球殊异理论等等，根据大过滤器可能出现的三个不同阶段，我们有三种可能：我们是稀有物种（我们已经跃过了大过滤器阶段，也就是说什么发展到我们这个阶段是非常少见的），我们是第一批（我们可能正处在天文生物相变阶段，所以这可能是生命第一次能不被打扰的发展这么长时间），或者我们有大麻烦了。

    如果我们既不是稀有，又不是第一批的，那么第一类解释的唯一可能就是大过滤器会出现在我们的未来。也就是说生命常常能够进化到我们这个阶段，但是有一些因素阻止绝大多数生命继续发展到更高等的文明——人类不太可能是特例。一个可能的大过滤器是经常出现的自然灾变。比如上面提到的伽马射线暴，不过伽马射线暴还没完，说不定哪天地球生命就突然被灭绝了。另一种可能是智能文明到达一定的技术水平后不可避免的把自己毁灭了，这是前苏联科学家提出的文明毁灭自身理论。

    这就是为什么牛津哲学家nick bostrom认为：“没有消息就是最好的消息。即使我们在火星上发现简单的生命也将是灾难性的信号，因为这将大大减低我们已经越过大过滤器的这种可能性，如果我们在火星发现复杂生命的化石，那将是人类历史上最糟糕的新闻，因为这说明大过滤器几乎肯定会发生在我们的未来——这将导致物种的毁灭。”bostrom认为在费米悖论这个事情上，“夜空的沉默是金。”

    目前估算银河系大约有4000亿个恒星，而宇宙中已发现了数十亿个河外星系与银河系相当。但是宇宙中的恒星远远不止于此（还有更多不可计数的未发现星系）！但是这数十亿个星系平均距离超过200万光年；这意味着，没有空间跳跃技术或是虫洞，或是时空之门，文明与文明的通信可能性为0。