超越费米悖论:一个星际文明,如果注定要遇见他的“狂战士”

作者: 心月

来源: 中科院高能所

发布日期: 2021-06-15 12:13:04

本文探讨了费米悖论的“狂战士假说”,认为外星文明可能被自我复制的“杀人机器人”消灭,从而解释了为何我们未发现外星文明的存在。文章详细介绍了费米悖论的背景、德雷克方程、大过滤器假说以及冯·诺伊曼机器的理论,并分析了狂战士假说的合理性和面临的挑战。

费米悖论,是恩里科·费米在基于宇宙漫长年龄和庞大的星体数量的基本假设下,经过一系列的计算后发现——地外文明存在性的相当高的估计与缺少地外文明存在的相关证据相矛盾,于是在1950年夏天的某个午餐的闲谈中提出了“外星人它们都在哪里?”的著名问题。简单来说,费米悖论指的是外星智慧生命(extraterrestrial intelligence, ETI)存在的高概率估计和缺乏明显的证据。

今天,我们来研究费米悖论的另一种可能性——那就是所有的外星人都死了!这叫做“狂战士假说”,这个理论认为,我们没有收到任何外星文明的消息,是因为他们已经被“杀人机器人”消灭了!狂战士假说也被称为“致命探测场景”,听起来像是科幻小说(事实上,这个名字就来自于科幻小说),但它实际上植根于科学研究。

它还涉及了费米悖论的其他解决方案,如哈特-蒂普勒猜想(例如:外星人不存在),以及智能生命的本质是毁灭自己或他人。

虽然说,费米提出的这个著名问题的核心是外星智能(ETI)的可能性假设与缺乏证据支持这一假设之间的矛盾。

但是,考虑到我们银河系中恒星的数量(2000亿到4000亿颗)、我们银河系中类地行星的数量(估计60亿颗)、宇宙中星系的数量(多达2万亿个),认为其他地方一定存在智能生命的假设并不牵强。1961年,美国物理学家、SETI研究员弗兰克·德雷克博士在格林班克天文台的一次会议上阐述了这个难题。为了准备这次会议,德雷克创造了一个方程式,总结了在我们的星系中发现外星人的概率。

此后被称为德雷克方程,这个概率论证用数学表达为:N是我们银河系中可以交流的文明的数量,R是恒星形成的平均速率,fp是有行星的恒星的比例,ne是能够维持生命的行星的数量,fl是将发展生命的数量,fi是将发展智慧生命的数量,fc是技术先进的文明的数量,L是它们将信号传输到太空的时间。然而,经过了接下来70年的搜寻之后,由于没有找到令人信服的证据,费米悖论和“大沉默”仍然存在。

这导致天体物理学家、天体生物学家和其他科学家、研究人员提出了多种解决方案。其中最著名的是大过滤器假说,它是由牛津大学人类未来研究所(FHI)的经济学家罗宾·汉森(Robin Hanson)提出的。

狂战士假说可以追溯到20世纪中期,当时数学家约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)在1948-1949年开始讲授他的自我复制自动机的想法。

他把这些机器称为“通用装配机”,后来被称为“冯·诺伊曼机器”。从本质上讲,这些机器会收获当地资源,以生产自己的副本。1966年,在冯·诺伊曼去世近十年后,他关于通用汇编器的想法和注释被汇编并出版在《自我复制自动机理论》的书中。随着时间的推移,他关于机器人可以无休止地自我复制的理论对寻找外星智慧生物和费米悖论都有启示,因为在我们的银河系中,存在这样的机器将很容易被检测到。

虽然狂战士假说确实为费米悖论提供了一个相当简洁的解决方案,但它本身也面临着一些同样的问题。举个例子,如果疯狂的猎杀机器人是我们看不到任何先进文明的原因,那么为什么我们看不到任何猎杀机器人存在的证据呢?毕竟,一种无处不在的机器人物种,如果它们能消灭银河系我们这个角落里的外星人,肯定会留下它存在的不可否认的迹象。

如果行星(和/或恒星)在离地球数千光年的范围内被拆除,这里的观测者肯定会注意到产生的巨大能量信号。此外,行星和太阳的突然消失将是一个迹象。2013年,富士国际研究所的安德斯·桑德伯格和斯图尔特·阿姆斯特朗在一项名为“黑暗中的猎人:致命探测器场景的博弈论分析”的研究中测试了狂战士假说。他们的分析确定,即使自我复制的速度很慢,冯·诺伊曼探测器的种群也能够扩散到它已经遇见(并消灭)人类的程度。

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