我们为什么还没遇到外星人?


我们为什么还没遇到外星人?

文章插图
 
从宇宙诞生至今,已经过去一百三十多亿年 。仅银河系中就有约 2.5 × 10 11 颗恒星,整个可观测宇宙中的恒星数量则约有 7 × 10 22 颗之多 。一个理所当然的想法是,人类在宇宙中并不是独特的智慧生命,整个宇宙还会有其他的高等文明 。但问题是,为什么我们还没发现外星人的踪迹?
当然,人类能够探索到的地方相对整个宇宙来所微不足道 。但宇宙拥有悠久的历史和数量庞大的星体,我们有理由相信,存在某个外星文明的科技水平远超人类,他们(至少是他们发出的讯息)应该早已到达地球 。可是迄今为止,还没有人发现外星人存在的证据 。
1950年,物理学家恩里科•费米(Enrico Fermi)在吃午饭的路上和同事讨论起了这个问题 。费米问:“他们在哪里?”(Where is everybody?)“他们”,自然就是指外星人 。这个著名的问题现在被称为费米悖论,它完整的表述为:宇宙显著的尺度和年龄意味着高等地外文明应该存在 。然而 , 这个假设始终得不到充分的证据支持 。
针对费米悖论,已经有了许许多多的研究和解释:或许智慧生命存在的稀少程度超乎我们想象;或许其他智慧生命的行为方式和我们的思维并不相同 。而来自俄罗斯和乌克兰的两位科学家 Bezsudnov 和 Snarskii,则在自己的研究中建立了一个宇宙中智慧生物扩张的模型,试图解释这个问题 。
宇宙文明的扩张
在这项研究中,两位科学家建立的自动机模型描述如下:
1.整个宇宙空间用一个有限大小的二维离散网格来模拟,每个格子都可能存在一个或多个文明,或者不存在文明;
2.模拟的宇宙中时间是离散的,最小时间单位为1;
3.每个格子在每一个时间都有 n (0
4.在一个文明产生后的 T 0 个时间内,文明将向外扩张,扩张的规律是:以最初产生文明的格子为中心,每个时间单位将四条边向上下左右各扩张一格,变成一个新的正方形;之后该文明将以同样的速度向内收缩,直到最终消失;
5.如果两个文明接触了(扩张时在某个格子中发生了重叠,只计算第一次接触),那么它们进行扩张的时间各自增加 T b 个时间单位;
6.当两个文明接触后,他们之间的交流不会中断;如文明A和B在某个时间接触了,若之后 B 又和 C 接触了,那么这时即使A和C并没有直接接触,文明 A 也会获得 T b 的扩张时间加成 。
让我们来解释一下 。研究者假设,每个文明都有特定的寿命,并都会会经历发展——巅峰——衰退——灭亡或崩溃 的过程 。当技术的发展遭遇限制时,文明开始衰退,由于没有新技术和资源,这个文明也就逐渐与外界终止了接触 。在上面这个模型中,科学家就还提出了一种新的法则:当不同文明在空间和时间上相遇时,会相互交流,彼此促进发展,进而延长了各自文明的寿命 。
而上面模型中的 T 0  , 就是孤立文明的寿命 。当它和新文明交流时,相互促进使得其寿命延长的时间被设为 T b (为方便起见 , 这里假设所有文明的情况都是一样的) 。
举个例子,如图所示,在某个时间 t1,宇宙中存在若干个文明 , 其中 2 号文明和 5 号文明正在收缩,其他文明都在扩张 。到 t2 = t1 1 时,3 号和 4 号文明在扩张的过程中接触了 , 此时 3 号和 4 号文明的扩张时间将各自增加 T b。而到了 t3 = t2 1 时 ,  1 号文明和 3 号文明也接触了 ,  1 号、 3 号和 4 号文明各自获得 T b 的扩张时间加成 。也就是说,最终 1 号文明获得了 T b 的总时间加成,而 3 号和 4 号文明则各自获得了 2T b 的时间加成 。