劍白

費米的疑問

20世紀(jì)50年代開始，天文學(xué)家們就開始了對地外文明的探索。而地外文明、飛碟的話題，也成為科學(xué)家的消遣之談，常常被提起。在1950年的一次非正式討論中，恩利克·費米，這個物理學(xué)家、諾貝爾獎得主忽然靈光一閃，提出了一個疑問：“他們都在哪兒呢？如果銀河系外存在大量的先進外星文明，為什么我們一個也沒見到？”

如果不去考慮那些疑神疑鬼的“麥田怪圈”和種類繁多的“飛碟目擊事件”，理性地探討費米的意思，你會發(fā)現(xiàn)費米是想說——我們目前身處的銀河系中，有1000億～4000億顆恒星，每顆恒星都有可能組成一個太陽系。而另一個讓人瞠目結(jié)舌的事實是，在我們可觀測到的宇宙范圍內(nèi)（哈勃體積），也就是460億光年的半徑內(nèi)，有1000億～4000億個和銀河系類似的星系，而根據(jù)“貝氏模型平均演算法”的計算，真實宇宙很可能是哈勃體積的250倍大。

根本無法想象，不是嗎？再想想，有多少恒星和太陽會是相似的呢？我們?nèi)】茖W(xué)家推測數(shù)據(jù)中最為保守的數(shù)據(jù)，也就是5%，則可以得出這樣的結(jié)論：大約有五千萬萬億顆恒星是和太陽相似的。我們再用同樣的算法，能得到一個粗略的結(jié)論，銀河系里沒準(zhǔn)有10億顆和地球類似的行星，和10萬個智慧文明。

現(xiàn)在地球上有一個“搜尋地外文明計劃”（簡稱SETI），這個計劃的使命就是利用射電望遠鏡，來搜尋那些地外文明發(fā)射的無線電波，或者別的什么信號。

基于以上推測，看來發(fā)現(xiàn)外星人的信息應(yīng)該是鐵板釘釘?shù)氖铝?，事實卻恰恰相反。這個項目自1960年就展開了，但至今你沒有聽到任何有關(guān)“我們發(fā)現(xiàn)外星人了”之類的新聞。這就是費米的疑惑，我們稱之為“費米悖論”。

搜尋無線電有意義嗎？

對于費米的悖論，眼下有很多種解釋。比如量子力學(xué)上的解釋，但這種解釋讓普通人越看越糊涂，多少有些“玄學(xué)”的味道。

蘇聯(lián)科學(xué)家卡爾達肖夫曾經(jīng)提出了一個衡量文明的指標(biāo)，這個指標(biāo)被稱為卡爾達肖夫指數(shù)。他將文明分為三型，主要依據(jù)是能源的利用率。簡明扼要地說，一型文明，能夠充分利用一個星球的能源；二型文明，可以控制利用一個恒星；三型文明，可以控制利用一個星系。而地球呢？還沒達到一型文明的水準(zhǔn)，按照美國天文學(xué)家卡爾·薩根的說法，大約有0.7的水平。

而太陽又是個很年輕的恒星，理論上，會有很多遠遠比我們發(fā)達的文明。想用監(jiān)聽無線電的方式發(fā)現(xiàn)他們的存在，其實很不現(xiàn)實，打個比方——現(xiàn)在生活在亞馬孫河流域的原始部落人，就算試圖監(jiān)聽文明世界的手機通訊，他們又能明白什么呢？

讓我們攤開來說明這個問題：直到18世紀(jì)，因為本杰明·富蘭克林的工作，人們才了解了電的機制，而利用電的能量則到了19世紀(jì)，至于電磁學(xué)的誕生，還要更晚。一直到1895年，第一個電磁信號的通訊才被實現(xiàn)，而電臺廣播的信號被廣播到宇宙深空里，至少是1930年的事情了。以人類的尺度比照外星文明，那么地球是不是就像那個亞馬孫河流域的原始部落一樣呢？

這種對于費米悖論的解釋就簡單明快得多，為什么找不到外星人，因為他們比我們先進太多了，我們監(jiān)聽到了也不能意識到那是外星人的信號，或者，外星人根本不用無線電通訊了！這真是個大問題。

于是賽思·肖斯塔克說：“也許尋找無線電信號是完全錯誤的呢？”

賽思·肖斯塔克的新思路

賽思·肖斯塔克有普林斯頓大學(xué)的物理學(xué)學(xué)士學(xué)位和加州理工學(xué)院的天文學(xué)博士學(xué)位，他還是一位SETI活動的資深天文學(xué)家。他在SETI負(fù)責(zé)的正是無線電項目“人類孤單嗎”。

接手這個計劃這么多年，一定使他不得不思考，有沒有什么更先進的辦法呢？正如上文所述，他相信，地球的觀測手段也許是落后的。最終他提出了兩種新的觀測對象，那就是“特殊的中微子”和“引力波”。

中微子是微觀世界的重要成員，它因為個頭小，不帶電，可自由穿過地球，與其他物質(zhì)的相互作用十分微弱，號稱宇宙間的“隱身人”。

中微子特殊就特殊在，它的出現(xiàn)往往伴隨著恒星活動，又因為過輕的體質(zhì)，可以輕易地從恒星表面逃逸，因此，研究自恒星內(nèi)部誕生的中微子，就可了解到恒星內(nèi)部的信息。根據(jù)卡爾達肖夫的理論，二型文明可以利用一個恒星的能量，如果這個外星文明足夠先進，他們在利用恒星能量的時候，就會產(chǎn)生副產(chǎn)品——一種特殊的中微子。那么觀測到這種中微子的存在，不就能間接說明有先進的外星文明存在嗎？

引力波又是另一種存在了。牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的時候，相信這是一種即時的超距作用。所謂超距作用就是指，相隔一定距離的兩物，在不需要傳遞介質(zhì)也不需要傳遞時間的情況下，能夠存在直接、瞬時的相互作用。這種說法顯然顛覆了我們的認(rèn)知——在傳統(tǒng)認(rèn)知里，“信息的傳播需要介質(zhì)”這個結(jié)論是多么的堅不可摧。而愛因斯坦則認(rèn)為，萬有引力是一種類似于電磁波的引力波，不過至今為止，這都是廣義相對論中一項模糊不清的預(yù)言，人們前赴后繼地想要證實，卻還未實現(xiàn)。有理論認(rèn)為，宇宙大爆炸之時，產(chǎn)生了“原初引力波”，如果有外星文明可以利用能量到這種程度，引力波顯然是一種遠比無線電更高級的傳播信息手段。

如今在SETI的新計劃“SETI@home”中，已經(jīng)加入了關(guān)于解析“中微子信息”的部分。這個新計劃旨在利用接入互聯(lián)網(wǎng)的成千上萬臺計算機的閑置能力，對捕捉到的信號進行解包分析。

也許未來的某一天，我們會發(fā)現(xiàn)，真的就像賽思·肖斯塔克說的一樣：宇宙中，人類并不孤單。

（責(zé)任編輯：白玉磊 責(zé)任校對：夏越）