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天天消息！“费米悖论”和大过滤器假设是什么，宇宙文明过滤器真的存在吗？

来源：科普中国

上世纪50年代有关外星人问题的“费米悖论”出台后，引起了科学界的广泛讨论，许多科学家为了解释费米悖论提出了种种假设，比较著名的有六十年代出现的德雷克方程和卡尔达舍夫文明等级理论等。这些在我过去的文章中都有过多次详细阐述，今天就不多说了。


(相关资料图)

所谓大过滤器假设也是为了解释费米悖论的一种理论，我们一起来了解一下。

费米悖论的由来和主要内容

要了解大过滤器假设，就先要了解一下什么是费米悖论。所谓费米悖论也叫费米佯谬，是著名科学家、1938年诺贝尔物理学奖得主恩利克·费米提出来的，是一个有关外星人、星际旅行的科学悖论。简单地说就是一个疑问：“外星人在哪儿”？

提出这个疑问是基于人类寻找外星人许多年，一直连根毛也没找到，而我们的宇宙已经有130多亿岁了，从逻辑上说，应该早就孕育发展出了能够进行星际旅行的文明了，为什么至今都没有发现呢？

科学观测认为，仅在银河系就有数千亿颗恒星，太阳只是其中一颗普通恒星，并不特殊；同样地球作为一颗普通行星，也不特殊。但太阳系还非常年轻，只有50亿岁左右，宇宙中肯定存在比太阳老很多的恒星，就有可能存在几十亿年的文明体。

即便光速不可突破，按照常规速度航行，这些文明也足以实现跨星系旅行了，但为啥一点动静都没有呢？这就是一个难以解开的矛盾，成为世纪难题，被称为费米悖论或费米佯谬。

德雷克方程问世后，人们根据这个方程计算宇宙中应该存在的文明数量；文明分级理论问世后，人们又根据这个理论用望远镜扫描星空，寻找是否有达到高级文明现象的星球。但迄今为止还是一无所获。

由此出现了大致三种说法：一种是宇宙中根本就只有人类文明一个文明出现和存在；一种是宇宙太大，文明很稀有，且很难相互交流，因此文明体之间很难相知相遇；还有一种是文明体都无法长久，这样不同阶段的文明就更难相知相遇。

经历数十年争论，就有人提出宇宙大过滤器的假设，来解释宇宙中文明极其稀有的问题。

现在，我们来了解一下什么是“大过滤器假设”

所谓大过滤器假设是1990年美国乔治梅森大学助教罗宾·汉森提出来的，这个理论也是为了解答费米悖论，其主要内容是指文明诞生发展过程中，可能有一些关键环节被严重低估，这些环节起了大过滤器的作用，阻止或消灭了大部分文明的诞生和提升。

他认为，文明诞生和发展至少需要经历九大关键环节：

1、需要有合适的行星系统，至少必须在宜居位置和存在有机物；

2、演化出可自我复制的大分子，如RNA；

3、演化出相对简单的原核单细胞生命；

4、进化出相对复杂的真核单细胞生命；

5、进化出有性繁殖的生命；

6、进化出多细胞生命；

7、进化出脑量较大、能使用工具的动物；

8、进化发展出人类这样的文明；

9、发展到宇宙星际殖民化文明。

我的理解是这九大环节每一步都是一次重大升级，而每一个环节如果中断和遭受挫折，文明就无法诞生或无法走下去。而且这只是最重大的一些关键环节，每一个环节还可以分解出许多更细小环节，每一步就很关键，可以说文明诞生和发展是步步惊心。

迄今为止，人类还没有发现有达到第九步的文明存在。因此许多人认为是文明发展过程中步步都是陷阱，这些陷阱就像一个个过滤器，对文明发展每一次升级进行了过滤，让文明随时夭折而无法走下去。

组成这个大过滤器的分过滤器有：地球环境极其稀有，文明出现的概率极小；文明之间的黑暗森林效应，相互摧毁；自然灾害的毁灭，如地质灾害和小行星撞击、恒星爆发等灾难；文明科技发展的自我终结，如核战、生化、人工智能等科技发展，摧毁自己的文明；高级宇宙文明的活动以自然现象呈现，难以发现等等。

汉森会同牛津大学的安德鲁·施耐德共同总结一直以来有关文明发展大过滤器的说法，其中似乎只有地球稀有这个过滤器有一定说服力。因为地球作为生命的和文明的诞生地实在是太巧合太完美了。

首先，地球正好在太阳宜居带，还有理想的大气和地磁保护；其次，诞生不久就与一颗被称为“忒伊亚”的行星相撞，从此地轴偏移了23.44度，产生了四季变换，还撞出了一个月球，产生更大潮汐力；而太阳系则远离银河系中心，避开了对生命破坏性的辐射源。

这一切耦合和巧遇，都好像是围绕着生命和文明的孕育而浑然天成，宇宙中如此巧合完美的星球应该是太稀有了。但汉森等科学家认为其他一些所谓过滤器，并非是过滤掉文明的必然条件。

对于大过滤器的质疑

许多科学家，包括汉森等对于大过滤器假设中的许多所谓过滤器有质疑，时空通讯也有自己的一些思考，综合起来大致有如下一些方面：

1、文明体和宇宙文明的成因具有多样性，或许地球环境并非文明出现的唯一途径。因此并非像地球这样的巧合和完美才能产生生命和文明，而智慧体的形状和文明发展方式也可能完全不同于地球生物，可能呈现多种多样，以我们完全无法预料的方式出现。

2、文明体的灭失并非那么容易，以地球人类文明为例，生命起源从简单的原核细胞到真核细胞的进化花费了10亿年，从真核细胞到多细胞动物及脑的出现也花费了10亿年，而从普通智力动物到演化出人类仅仅花了几百万年。

因此，即便真的发生毁灭文明级别的天灾人祸，如核战、生化事件或瘟疫、地质灾难、小行星撞击、恒星爆发等，虽然有可能将人类文明毁于一旦，但很难让生命完全灭失，这样在较短的时间里，短则数万年，多则数百万年，智慧文明就可以重新出现。

3、科技文明发展，如人工智能最终会毁灭人类文明吗？人工智能的崛起或许真有消灭人类肉体的可能，但我认为，人类文明不会中断。因为人工智能本身就是人类创造的，取得胜利的人工智能必然会将文明继承和发展下去，这种文明很可能是人类意识和机器的结合体。

4、科幻小说中描述的黑暗森林和猜疑链，只是人类现阶段思想意识的体现。文明发展到高级状态时，存在的方式以及对资源的需求已经越来越简化，如文明体将以非肉体的方式存在，能量和资源的需求也简化到只需要恒星能源。

因此高级文明体的意识形态是不可能还停留在人类这种你争我斗的状态，发生自相残杀的可能性极小。

综上所述，这些所谓宇宙文明过滤器似乎很难真实存在，也就是说远古文明遗留下来的可能性是很大的。

那么，为啥至今人类没有发现这些文明存在呢？

那么剩下的可能性只有两种可能了：1、就是相对太广袤浩渺的宇宙，文明太稀少了，即便高级文明突破了光速限制，也难以相知相遇；2、文明具有多样性，很难沟通。

在银河系，恒星与恒星之间的平均距离约为4光年，每颗恒星就像相隔数千公里的两枚硬币，要相互寻找并碰到一起的概率极其渺茫；而银河系即便有100万个文明存在，之间平均相隔就有上千光年了，这就有点像相隔在地球两端的两只蚂蚁，它们要爬到一起的概率极其接近零。

宇宙文明的稀少程度可能远远超乎人类想象，有科学家估计，像银河系这样的大星系才有可能具有一个文明，那么距离银河系最近的大星系仙女座星系M31，距离我们为254万光年，两个文明相遇的概率就更趋于零了。

可观测宇宙中就有数千亿乃至数万亿个星系，因此即便一个星系只有一个文明，整个可观测宇宙也有数千亿甚至数万亿个文明，看起来文明的数量很多，但相知相遇的机会几乎没有；加上文明的多样性，交流和认知的方式有可能完全不一样，即便相逢也未必相似。

由此，人类很可能永远也找不到所谓的“外星人”，将会成为遥望星空孤苦一生的文明体。对此，大家怎么看？欢迎讨论点评。

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关键词： 人工智能 的可能性

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