“費米悖論”和大過濾器假設是什么，宇宙文明過濾器真的存在嗎？

上世紀50年代有關(guān)外星人問題的“費米悖論”出臺后，引起了科學界的廣泛討論，許多科學家為了解釋費米悖論提出了種種假設，比較著名的有六十年代出現(xiàn)的德雷克方程和卡爾達舍夫文明等級理論等。這些在我過去的文章中都有過多次詳細闡述，今天就不多說了。

所謂大過濾器假設也是為了解釋費米悖論的一種理論，我們一起來了解一下。

費米悖論的由來和主要內(nèi)容

要了解大過濾器假設，就先要了解一下什么是費米悖論。所謂費米悖論也叫費米佯謬，是著名科學家、1938年諾貝爾物理學獎得主恩利克·費米提出來的，是一個有關(guān)外星人、星際旅行的科學悖論。簡單地說就是一個疑問：“外星人在哪兒”？

提出這個疑問是基于人類尋找外星人許多年，一直連根毛也沒找到，而我們的宇宙已經(jīng)有130多億歲了，從邏輯上說，應該早就孕育發(fā)展出了能夠進行星際旅行的文明了，為什么至今都沒有發(fā)現(xiàn)呢？

科學觀測認為，僅在銀河系就有數(shù)千億顆恒星，太陽只是其中一顆普通恒星，并不特殊；同樣地球作為一顆普通行星，也不特殊。但太陽系還非常年輕，只有50億歲左右，宇宙中肯定存在比太陽老很多的恒星，就有可能存在幾十億年的文明體。

即便光速不可突破，按照常規(guī)速度航行，這些文明也足以實現(xiàn)跨星系旅行了，但為啥一點動靜都沒有呢？這就是一個難以解開的矛盾，成為世紀難題，被稱為費米悖論或費米佯謬。

德雷克方程問世后，人們根據(jù)這個方程計算宇宙中應該存在的文明數(shù)量；文明分級理論問世后，人們又根據(jù)這個理論用望遠鏡掃描星空，尋找是否有達到高級文明現(xiàn)象的星球。但迄今為止還是一無所獲。

由此出現(xiàn)了大致三種說法：一種是宇宙中根本就只有人類文明一個文明出現(xiàn)和存在；一種是宇宙太大，文明很稀有，且很難相互交流，因此文明體之間很難相知相遇；還有一種是文明體都無法長久，這樣不同階段的文明就更難相知相遇。

經(jīng)歷數(shù)十年爭論，就有人提出宇宙大過濾器的假設，來解釋宇宙中文明極其稀有的問題。

現(xiàn)在，我們來了解一下什么是“大過濾器假設”

所謂大過濾器假設是1990年美國喬治梅森大學助教羅賓·漢森提出來的，這個理論也是為了解答費米悖論，其主要內(nèi)容是指文明誕生發(fā)展過程中，可能有一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)被嚴重低估，這些環(huán)節(jié)起了大過濾器的作用，阻止或消滅了大部分文明的誕生和提升。

他認為，文明誕生和發(fā)展至少需要經(jīng)歷九大關(guān)鍵環(huán)節(jié)：

1、需要有合適的行星系統(tǒng)，至少必須在宜居位置和存在有機物；

2、演化出可自我復制的大分子，如RNA；

3、演化出相對簡單的原核單細胞生命；

4、進化出相對復雜的真核單細胞生命；

5、進化出有性繁殖的生命；

6、進化出多細胞生命；

7、進化出腦量較大、能使用工具的動物；

8、進化發(fā)展出人類這樣的文明；

9、發(fā)展到宇宙星際殖民化文明。

我的理解是這九大環(huán)節(jié)每一步都是一次重大升級，而每一個環(huán)節(jié)如果中斷和遭受挫折，文明就無法誕生或無法走下去。而且這只是最重大的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)，每一個環(huán)節(jié)還可以分解出許多更細小環(huán)節(jié)，每一步就很關(guān)鍵，可以說文明誕生和發(fā)展是步步驚心。

迄今為止，人類還沒有發(fā)現(xiàn)有達到第九步的文明存在。因此許多人認為是文明發(fā)展過程中步步都是陷阱，這些陷阱就像一個個過濾器，對文明發(fā)展每一次升級進行了過濾，讓文明隨時夭折而無法走下去。

組成這個大過濾器的分過濾器有：地球環(huán)境極其稀有，文明出現(xiàn)的概率極??；文明之間的黑暗森林效應，相互摧毀；自然災害的毀滅，如地質(zhì)災害和小行星撞擊、恒星爆發(fā)等災難；文明科技發(fā)展的自我終結(jié)，如核戰(zhàn)、生化、人工智能等科技發(fā)展，摧毀自己的文明；高級宇宙文明的活動以自然現(xiàn)象呈現(xiàn)，難以發(fā)現(xiàn)等等。

漢森會同牛津大學的安德魯·施耐德共同總結(jié)一直以來有關(guān)文明發(fā)展大過濾器的說法，其中似乎只有地球稀有這個過濾器有一定說服力。因為地球作為生命的和文明的誕生地實在是太巧合太完美了。

首先，地球正好在太陽宜居帶，還有理想的大氣和地磁保護；其次，誕生不久就與一顆被稱為“忒伊亞”的行星相撞，從此地軸偏移了23.44度，產(chǎn)生了四季變換，還撞出了一個月球，產(chǎn)生更大潮汐力；而太陽系則遠離銀河系中心，避開了對生命破壞性的輻射源。

這一切耦合和巧遇，都好像是圍繞著生命和文明的孕育而渾然天成，宇宙中如此巧合完美的星球應該是太稀有了。但漢森等科學家認為其他一些所謂過濾器，并非是過濾掉文明的必然條件。

對于大過濾器的質(zhì)疑

許多科學家，包括漢森等對于大過濾器假設中的許多所謂過濾器有質(zhì)疑，時空通訊也有自己的一些思考，綜合起來大致有如下一些方面：

1、文明體和宇宙文明的成因具有多樣性，或許地球環(huán)境并非文明出現(xiàn)的唯一途徑。因此并非像地球這樣的巧合和完美才能產(chǎn)生生命和文明，而智慧體的形狀和文明發(fā)展方式也可能完全不同于地球生物，可能呈現(xiàn)多種多樣，以我們完全無法預料的方式出現(xiàn)。

2、文明體的滅失并非那么容易，以地球人類文明為例，生命起源從簡單的原核細胞到真核細胞的進化花費了10億年，從真核細胞到多細胞動物及腦的出現(xiàn)也花費了10億年，而從普通智力動物到演化出人類僅僅花了幾百萬年。

因此，即便真的發(fā)生毀滅文明級別的天災人禍，如核戰(zhàn)、生化事件或瘟疫、地質(zhì)災難、小行星撞擊、恒星爆發(fā)等，雖然有可能將人類文明毀于一旦，但很難讓生命完全滅失，這樣在較短的時間里，短則數(shù)萬年，多則數(shù)百萬年，智慧文明就可以重新出現(xiàn)。

3、科技文明發(fā)展，如人工智能最終會毀滅人類文明嗎？人工智能的崛起或許真有消滅人類肉體的可能，但我認為，人類文明不會中斷。因為人工智能本身就是人類創(chuàng)造的，取得勝利的人工智能必然會將文明繼承和發(fā)展下去，這種文明很可能是人類意識和機器的結(jié)合體。

4、科幻小說中描述的黑暗森林和猜疑鏈，只是人類現(xiàn)階段思想意識的體現(xiàn)。文明發(fā)展到高級狀態(tài)時，存在的方式以及對資源的需求已經(jīng)越來越簡化，如文明體將以非肉體的方式存在，能量和資源的需求也簡化到只需要恒星能源。

因此高級文明體的意識形態(tài)是不可能還停留在人類這種你爭我斗的狀態(tài)，發(fā)生自相殘殺的可能性極小。

綜上所述，這些所謂宇宙文明過濾器似乎很難真實存在，也就是說遠古文明遺留下來的可能性是很大的。

那么，為啥至今人類沒有發(fā)現(xiàn)這些文明存在呢？

那么剩下的可能性只有兩種可能了：1、就是相對太廣袤浩渺的宇宙，文明太稀少了，即便高級文明突破了光速限制，也難以相知相遇；2、文明具有多樣性，很難溝通。

在銀河系，恒星與恒星之間的平均距離約為4光年，每顆恒星就像相隔數(shù)千公里的兩枚硬幣，要相互尋找并碰到一起的概率極其渺茫；而銀河系即便有100萬個文明存在，之間平均相隔就有上千光年了，這就有點像相隔在地球兩端的兩只螞蟻，它們要爬到一起的概率極其接近零。

宇宙文明的稀少程度可能遠遠超乎人類想象，有科學家估計，像銀河系這樣的大星系才有可能具有一個文明，那么距離銀河系最近的大星系仙女座星系M31，距離我們?yōu)?54萬光年，兩個文明相遇的概率就更趨于零了。

可觀測宇宙中就有數(shù)千億乃至數(shù)萬億個星系，因此即便一個星系只有一個文明，整個可觀測宇宙也有數(shù)千億甚至數(shù)萬億個文明，看起來文明的數(shù)量很多，但相知相遇的機會幾乎沒有；加上文明的多樣性，交流和認知的方式有可能完全不一樣，即便相逢也未必相似。

由此，人類很可能永遠也找不到所謂的“外星人”，將會成為遙望星空孤苦一生的文明體。對此，大家怎么看？歡迎討論點評。

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