费米悖论的答案，我指人类到现在仍然没有发现外星文明的原因，会不会是因为没有文明能够生存到宇宙殖民阶段？ - 赵泠 的回答

地外生命, 地外文明, 宇宙, 人类文明, 费米悖论

不会。凭人类现有的观测能力，费米悖论没有可证伪性，但是“宇宙殖民阶段”既不是什么必然的道路，也不是被观测到所必需的条件，更谈不上有多大的可观测性，摆在这里实在是风马牛不相及的玩意。

在费米悖论提出的时候，科学家们经常讨论的是无线电广播文明，是和20世纪的人类文明水平相近的文明——而后来计算显示，人类日常的无线电讯号飞到比邻星b需要直径数万千米的巨型天线才能勉强接收，根本不能作为发现地外文明的手段。

在这个阶段，我们根本没有好的方法去发现什么东西。我们现有的观测能力和航行能力相对于银河系的规模都太弱了。在这种情况下谈论“他们都在哪”，等于一帮太监在谈将来第200代孙子姓什么。

你可以看看我们对太阳系的天体和地外行星的成像效果。

太阳系内：

2018年11月10日的2018 VG18。图源：Scott S. Sheppard/David Tholen

这是什么？显微镜下的细菌？这是海王星外运行的天体2018 VG18，我们太阳系内的大石头，直径500~600千米，比你住的城市还要大好多倍，用大口径天文望远镜整出来的效果。

新视野号2017年12月拍摄的“2012 HZ84”与“2012 HE85”天体照，打破有史以来最远探测照片纪录。（图片来源：NASA）亡神星。由California Institute of Technology - https://solarsystem.nasa.gov/resources/401/distant-planetoid/，公有领域

亡神星直径约950千米，到太阳的平均距离约59亿千米。

哈勃望远镜拍摄的创神星。其直径约1060~1110千米，到太阳的平均距离为65.4亿千米。

太阳系外：

左下的红色模糊发光体是行星2M1207 b，估计有3~10倍木星质量。图片来自Ascánder

哈勃望远镜拍摄的北落师门b。新的研究指出它只是一团星际尘埃。我们的观测力连目标是不是石头都确认不了。图片来自NASA。

系外行星PDS 70b，图片来自欧洲南方天文台超大望远镜

恒星HD181327的星盘，行星会在那里诞生

系外行星HIP 65426b，十字与圆圈是遮光板挡住的恒星的位置

恒星HR8799与行星HR8799e

还是恒星HR8799，四个行星

在这种萌萌哒的观测能力之下，如果有能让我们看到的疑似文明活动现象与疑似生命现象，规模大得太过出离愤怒，以至于下不了什么结论。在近未来我们只适合在100光年内探探大气污染，但那也要等詹姆斯韦伯望远镜发射再说。

以下是现在能观测到的巨大规模现象的例子。

星际尘埃双螺旋：

在对等离子体中的尘埃进行的模拟实验中，俄罗斯物理学家瓦基姆·兹托维齐领导的团队发现尘埃会自动排列成双螺旋结构，可以吸引其他尘埃颗粒而“生长”，可以自我复制成两个相同的螺旋。螺旋结构的半径会随着不同分段而变化，说明它具有信息编码能力[1]。
这比晶体和热带风暴的有序性前进了一大步[2]。
2006年3月15日，加州大学洛杉矶分校的天文学家通过斯皮策太空望远镜在距离银河系中心黑洞300光年处发现了一片双螺旋结构星云，长轴80光年。银河系中心黑洞巨大的电磁场中99%的物质处于等离子态，可以期待小林泰三喜欢描写的等离子生物在那里存在。

方形星云：

MWC 922这个包含锐利直角的构造，距离我们5000光年。你觉得它的形状自然么。

Image Credit Copyright: Peter Tuthill (Sydney U.) James Lloyd (Cornell)

超构造物：

你觉得戴森云应该是什么样的，发射恒星级的红外线而没有多少可见光么？

我们已经在M33星系发现了一个在近红外和可见光波段暗淡但在中红外波段上在整个M33里第二亮的不明天体。它是中红外波段上M33里第一亮的恒星级天体。

你觉得卡尔达肖夫文明等级指数Ⅲ型文明居住的星系应该是什么样的？

椭圆星系的传统形象是恒星形成过程已基本结束的星系，主要是衰老中的恒星，偶尔有少量的恒星形成。通常，椭圆星系看起来是黄色或红色，与在旋臂上有高热的年轻恒星而呈现淡蓝色的螺旋星系有很大的差异。但是红色的螺旋星系与蓝色的椭圆星系都是实际存在的。

我们已经知道至少8个几乎不发射紫外线的红色螺旋星系，其中5个有很强的中红外发射。这和淡蓝色螺旋星系完全不一样。 在我们知道的范围内，这像是将整个星系的蓝色恒星拆解为红矮星的超级工程。那基本上需要卡尔达肖夫文明等级指数Ⅲ型文明。
在“压倒性异常”方面类似的是Messier 105(NGC 3379)，充满了新生恒星的椭圆星系。

PGC 54559，6.12亿光年外的一个有极其特异的形态的星系，直径约10万~12万光年。

这样的星系在我们观测到的河外星系里占比不到千分之一，成因还未确认，没有人能斩钉截铁地证明它们不可能是文明的产物[3]。

——看出来什么问题了吗。

就算外星文明拥有神或恶魔般的力量、将星系当橡皮泥捏，就算他们的载具或躯体比太阳系还大，在宇宙这样巨大的距离上，靠我们这渣渣观测力也看不到他们，只能看到他们捏的巨型产物。

即使是上面那些非常特异的星系，我们也没法区分到底是自然形成的还是文明的产物。

那要怎么确定是文明的产物呢，要人家专门捏个等边三角形给我们看吗？

其实那也可以的。在宇宙微波背景辐射里存在巨大的同心等边三角形，没人知道为什么，只能确定那不是“宇宙多次炸开又坍缩留下的痕迹”。

不管我们的观测力，改问“人类为什么还没有被外星文明接触”的话，也有很多个层面的理由：

• 如果人类遭遇过会跑到地球上来跟人类接触的外星力量，人类大抵那时候就灭亡了（原因可以是他们有意攻击、他们无意间造成了大破坏，抑或他们带来的外星微生物），你能存活到现在正是因为没遇到，这是 人择原理 ；
• 曲速飞行是压倒性的毁灭力量，它可以轻易摧毁路径上的一切常规物质，而且其原理到第一类永动机也就半步之遥。对具有这种力量的存在来说，靠近任何普通天体都是毫无必要的，除非是为了将其摧毁。从银河系目前的样子看，即便有这样的文明在活动，他们也很少碾爆天体。

假想的处于曲速飞行状态的外星宇航工具，飞进太阳系将卷入并摧毁内太阳系
假想的处于曲速飞行状态的外星宇航工具从内太阳系一闪而过，造成的严重轨道混乱
地球气候严重变化以至于地球相似度下降

• 地球在宇宙中非常渺小和平庸，掌握先进技术的外星力量没有任何道理就非得跑来看你还被你发现，这是 哥白尼原则 ；
• 人类文明史很短，就算有过接近太阳系的外星力量，他们也未必和我们相遇，这是 概率论 。

概率决定了即使宇宙中有大量的文明，地球也未必被其他文明接触到。

从有费米悖论的时候起，就有人拿概率计算出即使银河里有数百个星际文明，它们从未到达地球的概率还是很高。

自从21世纪初AI变得好用了一些以来，用各种模型推算在有许多星际文明在活动的银河系里地球从未被文明访问的概率的论文发了一大批，做得比过去少量科学家针对费米悖论算过的纸上数学模型好看多了。下面是一个例子：

哥伦比亚大学天体生物学中心主任 Caleb Scharf 认为，地球文明在银河系这样的庞大星系内可能是拥挤环境中的孤独者[4]。

他首先举了著名的南太平洋岛屿皮特凯恩群岛（Pitcairn Islands）的例子。1790年1月15日，英国皇家海军HMS Bounty号的9名叛逃者、18名塔希提人以及1名男孩抵达了这个孤立的岛屿。他们很快发现自己并非这个岛屿的最早居民，波利尼西亚人在岛上的踪迹可追溯至15世纪，但该岛屿被他们重新发现时已经无人居住。1790年居住在岛上的叛变者们很快也因为内讧和疾病而减员。

南太平洋散布着很多类似的可居住但孤立的岛屿。它们在很长时间里代表着潜在的定居点，激励着人们去寻找。

银河系有多达3000亿颗恒星，可能有数以亿计的位于宜居带的行星。但就像太平洋上的岛屿，行星上随机出现的文明都是孤立的、彼此隔绝的。对于地球来说，没有外星文明访问完全自然。文明在宇宙中的扩散可能是一波波的，地球十分可能恰好处于孤立期，在等待跨银河的文明造访。就像皮特凯恩群岛曾经的定居者那样，没有任何事情保证当外星生物到来时地球文明还存在。下面的计算机模拟条件如下：

区块为边长464光年的立方体，里面有10000个可居住的恒星系（以及220000个不可居住的恒星系）。 每个恒星以每秒30千米的速度像盒子里的气体一样随机运动。 文明发射的探测器以每秒3000千米的速度运动。 文明可以向距离10光年内的可以居住的恒星系移民。 1000万年间，6948个可居住的恒星系被探测，但只有403个恒星系被殖民。出现了11个至少横跨10个恒星系的星际文明，而还有许多可以居住的恒星系从未被探测过，即使是夹在两个星际文明之间也一样。

另一种思路是，我们确实是孤独的，因为 我们是虚拟的 。这是模拟宇宙论。

支持模拟宇宙论的观点主要是，如果先进文明对“自己的过去”或者“落后文明是怎么发展的”感兴趣，而且有能力建立模拟世界，他们就很可能建立模拟世界来研究模拟的文明，这步骤可以反复进行（一个先进文明可以模拟许多个落后文明）和多重嵌套（模拟出来的文明发展到一定阶段也可以建立自己的模拟），于是多重宇宙里虚拟文明的数量应该远远超过实体文明，我们是虚拟文明的概率非常高。

2001~2003年，英国牛津大学哲学教授尼克·博斯特罗姆提出了类似的观点：一台和一颗行星质量差不多的非常先进的超级计算机每秒可进行10^42次运算，能够运行人类规模的模拟，包括所有人的记忆、思想和感受。博斯特罗姆提出了一个三难选择，认为以下三个命题中必有一个为真：

1.文明发展到能够运行高度真实模拟的几率趋近于0；
2.先进文明有兴趣模拟进化史的几率趋近于0；
3.我们这样的人是先进文明模拟出来的几率趋近于1。

显然，1和2都不大可能为真，那就只有3为真了。

马斯克也愿意这样给虚拟现实造势：“我们可能生活在一个模拟世界中的最可靠理由在于，40年前我们在计算机模拟现实世界方面可以说是一无所有，40年后的现在我们有了逼真的3D模拟，能够让数百万人同时在其中游戏，而且每年都在不断改善。很快我们将拥有虚拟现实。如果这种提升速度持续下去，我们很快就无法将游戏与现实区分开。”马斯克总结称，我们生活在真实世界的可能性仅有十亿分之一。

反对模拟宇宙论的观点主要是“这个宇宙的基本规则太过复杂，几个轻子之间的作用就需要压倒的计算力与存储空间”，不适合我们知道的任何计算机架构。但这样的“证据”自然会被哲学家笑止千万：且不谈我们对计算机的了解，倘若宇宙是模拟的，你看到的一切都是模拟者提供的。说是模拟宇宙，实际上只要模拟我们乃至“我”的思维活动，让我们/“我”以为自己存在、以为自己能进行观测与思考，我们/“我”就极难察觉这个宇宙是模拟的。

只要我们能找到这个模拟系统的严重错误，就能证明这个理论。根据这个系统的具体情况，这比研究其它的宇宙论可能还要简单，但也可能靠我们的能力找不到它的错误，或者错误看起来太像是个机制。

扬轩: 比如量子力学[机智] (54 赞)

八雲嵐: 不愧是超绝大佬（ (48 赞)

赵泠 -> 八雲嵐: 别这样～ (12 赞)

知乎用户lPfw8B -> 赵泠: [doge]不愧是超可爱泠姐 (2 赞)

二十世纪的玉猪龙: 看冷姐的文章有种看硬科幻的感觉。。。ps亡神星这种30个像素的照片只能靠像素点的明暗来推测地表样子了吧 (27 赞)

赵泠 -> 二十世纪的玉猪龙:

那个字是ling

明暗之外还有光谱，根据化学物质和红外发射来分析，最后艺术家画一张，看着跟真的似的。 (29 赞)

二十世纪的玉猪龙 -> 赵泠: [笑哭]泠姐怪我眼瞎！一直都看成那个冷。。。 (7 赞)

徐若舟 -> 二十世纪的玉猪龙: 夫列子御风而行，泠然善也。[捂脸]

Tyou -> 赵泠: “悖论“需要“可证伪性”吗？

望着木星的喵:

不过再过个三五十年，人类就有监听几百光年甚至更远文明溢出无线电的能力了。
550AU的太阳引力透镜能提供80dB增益，哪怕送个立方星尺寸的射电望远镜（现有水平，6U立方星就能展开0.5m直径的KA频天线）也够用了。 (19 赞)

赵泠 -> 望着木星的喵: 你那玩意飞过去的时间里，地球上保不齐都技术奇点了。 (40 赞)

望着木星的喵 -> 赵泠: 从我们观测到的宇宙学图景看，感觉2045-2075年实现飞升的概率远不到一半。 (6 赞)

赵泠 -> 望着木星的喵: 不是这时间了，你把一个载荷打到550AU外需要超过一百五十年 (15 赞)

望着木星的喵 -> 赵泠:

何至于此？哪怕按照40-60km/s的保守飞行速度算（8-12AU/年），550AU只需要46-70年。
如果用奥伯特效应在近日点加速或者靠高性能电动帆的话，速度上100km/s也不难，那样用28年就到了。 (1 赞)

望着木星的喵 -> 赵泠:

一个简单的设计：
SS通过在轨加注，可以将150t载荷送到地木转移轨道，通过引力助推甩回近日轨道，在近日点靠固推或者液氨太阳能热推加速，即可进入近乎笔直的去SGL轨道。
为了让各个小射电望远镜各奔东西，大约应该从木星甩回后就分离，靠RCS微调轨道。
如果用三级固推实现近日点14km/s加速的话，无限远速度可达90km/s，再飞28年就能到550AU。有效载荷估计300kg左右。应该可以丢一打1m孔径的小射电望远镜了。 (3 赞)

赵泠 -> 望着木星的喵:

那我觉得SS在轨加注这件事的实现要等的时间都和你这飞行时间有可比性了

冷静一下 (7 赞)

望着木星的喵 -> 赵泠: 根据马一龙的登月项目投标，最快2024年就能用SS登月了。当然马一龙进度不靠谱，但是按照三倍用时算，2032年也能搞定了。

通天上单孤儿路 -> 赵泠: 哈哈😄

知乎用户: 泠姐太强了[飙泪笑] (21 赞)

大猫猫: 原来如此思考 (17 赞)

知乎用户: 泠姐太强了[赞同] (15 赞)

知乎用户:

反对模拟宇宙论的观点主要是“这个宇宙的基本规则太过复杂，几个轻子之间的作用就需要压倒的计算力与存储空间”
一种可能是，只需要具备模拟宇宙的基本法则就够了。产生一次大爆炸。然后观察。
宇宙规则对于现阶段的“落后文明”来说是天花板(先进文明设置的上限，不可突破)，但是在发明者看来，却可能只是阶段性文明的应用。
而这一猜想的幸运度在于，你我都是真实的，在可控的物质和生命周期内是具备抉择权的。而创造者只享有观察权。
但是呢。这也仅是一种可能，谁知道更先进文明是否只是对我们世界发明规则＞推演，就不可以再邪恶一点？如果拥有全模拟实力的话，那我们还真是纸片人了。
每一天的梦境就可能是数据整理，生命周期的连续性可以随意打破，因此“deja vu”(记忆中的“错误看过效应”)也便成真了。 (13 赞)

绽放: 那个方形星座真是让人难以理解 (6 赞)

城寨归来者: 这么说我们的亚空间邪神还是有希望的[微笑]要不然人生多么无趣，按照我已经信奉的唯物主义观点：死亡就是归于冷寂，那我们还折腾个屁。 (6 赞)

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