新模型预测人类可能是可观测宇宙中唯一的先进文明

费米悖论仍然是寻找外星智能的“绊脚石”。这个悖论是以著名物理学家恩里科·费米(Enrico Fermi)的名字命名的（他是第一个提出这个悖论的人）。自从费米首次提出了这个悖论(“每个人都在哪里?”)以来的几十年里，科学家们一直试图以这样或那样的方式来解释这种差异。但在牛津大学未来人类研究所(Future of Humanity Institute, FHI)的三位著名学者进行的一项新研究中，对这个悖论进行了重新评估，其结果似乎表明，在可观测的宇宙中，人类似乎是孤独的。

根据Anders Sandberg, Eric Drexler和Toby Ord提出的新理论，费米悖论的答案可能很简单：宇宙中只有人类。图片：ESA/Gaia/DPAC

这项名为“解开费米悖论”的研究最近发表。这项研究是由安德斯·桑德伯格联合进行的，他是人类未来研究所的研究员，也是牛津大学的马丁高级研究员;Eric Drexler，著名的工程师，他推广了纳米技术的概念;还有Tod Ord，牛津大学著名的澳大利亚道德哲学家。为了进行研究，研究小组对德雷克方程进行了全新的研究，德雷克方程是天文学家弗兰克·德雷克在20世纪60年代提出的著名方程。

德雷克方程，找到生命或宇宙中先进文明的概率的数学公式。图片：University of Rochester

基于对许多因素的假设值，这个方程传统上被用来证明——即使在任何给定的地点发展的生命数量很小——大量可能的地点应该产生大量潜在可观测的文明。方程表明银河系文明(N)的数量,我们可能沟通可以确定乘以平均我们星系的恒星形成率(R *),这些恒星的行星的一部分(fp),行星的数量可以支持生命(ne),将开发生命的行星数量(fl),行星的数量将开发智能生命(fi)、数字文明开发传输技术(fc),而这些文明向太空传输信号的时间长度(L)，数学上表示为：

桑德伯格博士对费米悖论并不陌生，他也不羞于尝试解决它。在先前的研究中,题为“不是死了,可以永恒的谎言：度夏假设解决费米悖论”,桑德伯格和他的同事提出费米悖论源自于这样一个事实：外星人不是死了，但目前处于冬眠状态——他们称之为“夏蛰”——宇宙中等待更好的条件。在2013年进行的一项研究，桑德伯格和斯图尔特阿姆斯特朗(FHI的研究助理和这项研究的合作者之一)延长了费米悖论超越我们自己的星系,解决下有更高级的文明如何能够相对轻松地启动殖民项目(甚至星系之间旅行没有困难)。

人们可以通过说智力是非常罕见的来回答(费米悖论)，但那就需要极其罕见。另一种可能性是，智力不会持续很长时间，但只要一个文明幸存下来，它就会变得可见。通过让所有智能以同样的方式运行来解释它(保持安静，避免与我们接触，超越我们)的尝试失败了，因为它们要求每一个属于每一个文明社会的个体以同样的方式行动，这是有史以来最强烈的社会学主张。宣称长期和解或通信是不可能的，需要假设一个低得惊人的技术上限。不管答案是什么，这多少有点奇怪。

在这项最新的研究中，桑德伯格、德雷克斯勒和奥德通过在生命起源的路径上加入化学和遗传转变的模型来重新考虑德雷克方程的参数。由此表明有相当多的科学不确定性跨越多个数量级。或者像桑德伯格博士解释的那样：根据目前的知识，许多参数都是不确定的。自从上世纪60年代德雷克和萨根以来，我们对天体物理学有了更多的了解，但我们仍然对生命和智力的可能性非常不确定。

当人们讨论这个方程时，常常会听到他们这样说：“这个参数是不确定的，但是让我们做一个猜测，记住这是一个猜测”，最终得到一个他们承认是基于猜测的结果。但这一结果将被表述为单个数字，这将使我们得到一个明显准确的估计——当它应该有一个适当的不确定性范围时。这通常会导致过度自信，更糟糕的是，德雷克等式对偏见非常敏感:如果你对某些不确定的估计结果抱有希望，向上推几下就会产生希望的结果;如果你是悲观主义者，你很容易得到一个低的结果。

弗兰克·德雷克在一块白板上写下了他著名的方程式。图片：SETI

因此桑德伯格、德雷克斯勒和奥德尔将方程的参数视为不确定范围。他们关注的不是他们可能拥有的价值，而是他们基于当前知识所能拥有的最大和最小的价值。虽然有些数值已经受到了严格的限制——比如我们星系中基于系外行星研究的行星数量，以及存在于恒星可居住区域内的行星数量——其他的数值仍然存在很大的不确定性。当把这些不确定因素结合起来，而不是经常陷入费米悖论的猜测时，团队得到了一个分布结果。当然，由于涉及的不确定性的数量，这导致了广泛的传播。

但是正如桑德伯格博士解释的那样，它确实为他们提供了一个关于人类(基于我们所知道的)在银河系中单独存在的可能性估计：发现即使使用却在文献中(我们把他们和随机参数估计)可以有情况意味着星系的文明数量可能相当高——然而我们独自在银河系的概率是30%，原因是有一个非常不对称的可能性分布。

如果我们试着回顾科学知识，事情会变得更加极端。这是因为，在已知条件下，在行星上获得生命和智慧的可能性存在极大的不确定性——不能排除它几乎在任何地方都发生，只要条件合适，但我们不能排除它在天文学上是罕见的。这导致了对文明数量更大的不确定性，使我们得出结论，认为我们很有可能是孤独的。然而也得出这样的结论：如果我们发现了智慧生命，我们不应该太惊讶！

最后，研究小组的结论并不意味着人类是宇宙中唯一的，也不意味着找到外星文明证据的可能性(无论是过去还是现在)是不可能的。相反，它只是意味着我们可以更有信心地说——基于我们所知道的——人类很可能是目前银河系中唯一的智能物种。当然，这一切都归结于我们目前在SETI和德雷克等式中所面临的不确定性。在这方面，桑德伯格、德雷克斯勒和奥德尔进行的研究表明，在我们试图确定ETI的可能性之前，还需要学习更多的东西。

桑德伯格博士说：没有展示的是SETI毫无意义——我们需要减少巨大的不确定性。这篇论文表明，天体生物学和SETI可以在减少一些参数的不确定性方面发挥重要作用。即使是地球生物学也可能给我们提供关于生命出现的可能性和导致智力的条件的重要信息。最后发现的一个重要结论是，缺乏观察到的智慧并不能让我们得出这样的结论，智慧不会持续太久：恒星并不能预示我们的末日！

所以振作起来，SETI的狂热者们！虽然德雷克等式可能不是我们能在短期内得出精确的数值，但我们学得越多，其价值就越精确。记住我们只需要找到一次智慧生命，就可以解决费米悖论！

博科园-科学科普｜文：Matt Williams｜来自：Universe Today｜参考期刊：arXiv