1950年,物理学家恩里科·费米在洛斯阿拉莫斯国家实验室工作。费米悖论源自于他在一次去吃午饭的路上,和同事埃米尔·康佩斯基、爱德华·泰勒、赫伯特·约克有一段普通的交谈。一开始,他们谈论当时流行的UFO报导和阿兰·邓的漫画。漫画把市内垃圾箱的失踪归咎于外星人的掠夺。接着他们谈到未来十年内,人类能够观测到超光速运动的物体的概率大小。泰勒认为是百万分之一,但费米觉得接近于十分之一。然后话题又转向其他方面,直到午餐时费米突然问道“Where are they?”,即“他们在哪里?”(也有说法是“Where is everybody?”,即“其他人在哪里”)。据其中一个在场人士回忆,费米当时用了几个估计的数值做了一系列的快速计算。(费米很擅长于用基本原理和少量的数据做出数量估计,详见费米问题)依靠估算,他当时的结论是地球应该在很早以前被外星人访问过,而且被访问的次数远不止一次。
费米悖论(Fermi paradox,又称费米谬论)阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾。 宇宙惊人的年龄和庞大的星体数量意味着,除非地球是一个特殊的例子,否则地外生命应该广泛存在。在1950年的一次非正式讨论中,物理学家恩里科·费米问道,如果银河系存在大量先进的地外文明,那么为什么连飞船或者探测器之类的证据都看不到。对这个话题更加具体的探讨最早出现在1975年麦克·哈特的文章中,有时也被叫做麦克·哈特悖论。另一个紧密相关的问题是大沉默——即使难以星际旅行,如果生命是普遍存在的话,为什么我们探测不到电磁信号?有人尝试通过寻找地外文明的证据来解决费米悖论,也提出这些生命可能不具备人类的智慧。也有学者认为高等地外文明根本不存在,或者非常稀少以至于人类不可能联系得上。地球殊异假说有时被认为为费米悖论提供了一种解释的答案。
费米悖论的第一点,即尺度问题,是一个数量级估计:银河系大约有2500亿(2.5 x 1011)颗恒星,可观测宇宙内则有700垓(7 x 1022)颗。即使智慧生命以很小的概率出现在围绕这些恒星的行星中,那么仅仅在银河系内就应该有相当大数量的文明存在。这也符合平庸原理的观点,即地球不是特殊的,仅仅是一个典型的行星,具有和其他星体相同的规律和现象。有人用德雷克公式来支持这个论点,尽管这个式子的基础正在受到质疑。
费米悖论的第二点是对尺度观点的答复:考虑到智慧生命克服资源稀少性的能力和对外扩张的倾向性,任何高等文明都很可能会寻找新的资源和开拓他们所在的恒星系统,然后是涉足邻近的星系。因为在宇宙诞生137亿年之后,我们没有在地球或可观测宇宙的其他地方,找到其他智慧生命存在的切实可靠的证据;可以认为智慧生命是很稀少的,或者说我们对智慧生命的一般行为的理解是有误的。
费米悖论可以表述成两种形式。一种是“为什么没有发现外星人或者外星物品?”如果星际旅行是可行的话,即使是用人类造的飞船这样缓慢地旅行,也只需要5百万到5千万年去征服星系。就算不考虑宇宙尺度,在地质学尺度上这也是一个相当短的时间。因为有很多年龄比太阳更大的恒星,或者因为智慧生命可能进化得更早,这个问题就变成为什么星系还没有被殖民。即使殖民对所有外星文明来说是不合实际的或者是不想去做的,大规模的星际探索也应该是有可能(探索的方式和理论上的探测器会在下文具体讨论)。然而,没有任何关于殖民和探索的证据得到承认。
上面的讨论可能并没有把宇宙作为整体考虑在内,因为星际旅行的次数问题就足以解释为什么地球上缺少外星生物的证据。但是,问题就变成“为什么我们看不到智慧生命的迹象?”,因为足够高等的文明应该能在可观测宇宙的较大范围内被看见。即使这些文明是很稀少的,尺度问题的讨论暗示他们可能在宇宙历史中的某一段存在过。因为他们在相当长的一段时间内能够被观测到,我们视野范围内应该能找到很多他们起源地的迹象。然而,没有任何确切的地外文明的观测证据。
相同的,以尺度和几率的角度与视野来观察,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和数百万的生物物种中,只有一个物种成功的演化成为高等智慧生命-“人类”,而非多种多元的高等智慧生物并存于地球上,这显示了在“相同条件”下,“高等智慧生命”并非如此的轻易出现和存在。同地球殊异假说一般,这或许为费米悖论提供了其中一个答案。
——维基百科
#人类可能是宇宙中最高等的文明吗#
