任何一个人，在一个晴朗无月的晚上，在一个适合观星的地方，抬头望见满天星星，总是会心有所想：有些人被星空的壮美所感动，有些人被宇宙的辽阔所震惊，还有人像笔者一样感到存在危机，然后脑洞大开一会儿。每个人都有自己的感受。而物理学家费米的感受是：满天星星的夜空看起来非常壮观，但是我们只是在看看附近的地方罢了。在最适合观星的夜晚，我们可以看到大约2500个恒星，这大概是银河星里恒星数量的一亿分之一。
这2500个恒星中的绝大多数都距离我们不到1000光年，大约是银河系直径的百分之一。所以我们看到的星空其实只是下图中的红圈那么大的地方罢了：
当讨论恒星和星系的时候，一个能挑逗几乎所有人类神经的问题，就是：“地球之外是否还有智能生命存在？”让我们用数字来讨论这个问题。
虽然银河系里面有1000亿-4000亿个恒星，但是在可观测的宇宙内有几乎同样数量的星系——对应每一个银河系的恒星，就有一个巨大无比的星系。也就是说，可观测宇宙内的恒星数量大概是在10^22到10^24之间，这个数字写出来是这样的：据估计，地球上沙子的数量是7.5x10^18粒，也就是说：科学界对于恒星中有多少是和太阳类似（大小、温度、光度）的还没有定论，通常的观点是5%到20%。
我们采用最保守的估计（5%），以及对于恒星数量估值的下限（10^22），那么就是说有5x10^20个恒星是和太阳类似的。
而这些和太阳类似的恒星里有多少是拥有一个和地球类似（允许液态水存在的温度条件来支持类似地球生命）的行星的呢？这个科学界也没定论，有些观点认为这个比例高达50%，也有比较保守的研究认为应该在22%左右。结合前面采用的5%类太阳恒星的假设，就是说宇宙中有至少1%的恒星，拥有一个类似地球的行星，也就是说存在10^20个类似地球的行星。也就是说下次你去海边玩得时候要记住这个数据哟。
再往后推算，我们就只能瞎蒙了。假设经过数十亿年的时间，这些类似地球的行星中，有1%出现了生命。再假设，那些出现了生命的行星中，有1%的行星上的生命的智能发展到了类似地球的程度。这就是说，可观测宇宙中存在一百万亿个智能文明。回到咱们银河系，运用同样的算法，和对于银河系恒星数量估计的下限（1000亿），我们可以算出来，银河系里可能有10亿个类似地球的行星，和10万个智能文明。
SETI（Search for Extraterrestrial Intelligence，地外文明搜寻计划）是一个以收听来自地外智能文明信号为目的的组织。如果银河系里存在10万个智能文明，哪怕其中只有很少一部分对外发射无线电波或者激光束或者其它联系信号，SETI的卫星阵列应该会收到各种各样的信号。这个时候，问题来了：这还不是最奇怪的地方。
我们的太阳是个很年轻的恒星，也就是说存在着年纪比地球大很多的类地行星，理论上来说他们的文明程度应该远比我们发达。我们的地球是45.4亿年，假设我们把地球和一个80亿年的行星X对比，如果行星X的经历和地球类似的话，他们的文明应该比我们领先34.6亿年。比我们领先一千年的文明所能带给我们的震撼，可能就像我们现在的世界能给一个中世纪人的震撼一样。
一个比我们领先一百万年的文明和我们的差距，可能和我们与大猩猩的差距那般。而行星X上那个比我们领先了34.6亿年的文明会是怎样呢？
卡尔达肖夫指数，根据一个文明所能够利用的能源数量，来量度文明层次。它的指标有三个类别：
I型文明：有能力使用所在行星的全部能源。人类还没有达到I型文明，按照卡尔萨根的算法，人类可以算作0.7型文明。
II型文明：有能力使用母恒星的全部能量。我们还没有办法理解这样的事情要怎样才能做到，但是人类还是尽量使用想象力来考虑这个问题的，一种可能是戴森球，这是包围母恒星的巨大球形结构，它可以捕获大部分或者全部的恒星能量输出。
III型文明把前面两张都甩在了后面，她能够动用相当于整个银河系那么多的能源。当然，这一型的文明听起来有点不可思议，不过别忘了，前面的行星X上的文明可是有34亿年的时间慢慢发展的。如果行星X上的文明和我们类似，并且成功生存到了III型的话，他们可能已经掌握了星际旅行的方法，甚至开始对整个星系的殖民了。
对于星际殖民的方法，有一种假想，就是创造一种能够航行到别的行星的机器，然后用利用新行星上的材料花500年左右的时间自我复制，然后将两个复制品送向下一个目标，即使用比光速慢的多的速度航行，这个模式也能用375万年的时间完成整个星系的殖民。当计量单位是10亿年的时候，375万年不过是一眨眼而已。
回到我们之前的推算，如果银河系里1%的智能文明成功的达到了具有星际殖民能力的III型文明的话，光银河系就应该有至少1000个III型文明了。如果真是这样的话，这些文明的存在应该很容易被留意到才对。但是我们至今为止什么都没看到，什么都没听到，也从来没有接触过他们中的任何一个，这就是费米悖论。
读到这边你大概了解什么是费米悖论了，下面是对于费米悖论的一点解释，关系到人类的生死存亡，有点绕脑子，如果读不懂不需要勉强。费米悖论没有答案，我们至今只能提供可能的解释而已。问十个科学家，你会得到十个不同的答案。回想一下人类曾经争论地球是圆的还是平的，地球绕着太阳转还是太阳绕着地球转，闪电是宙斯造成的，等等。这些想法在现在看来很好笑，但是我们现在对于费米悖论的解释大概也就是这个程度。
讨论最多的解释能够分成两大类，第一类认为根本不存在II型或者III型文明，第二类认为存在II型或III型文明，但是因为种种原因我们观测不到她们。
第一类解释：并不存在II型和III型的文明。第一类解释的人认为既然数字推算出来那么多高等文明，那不管是出于什么原因使得高等文明不爱对外交流，总是有例外的。哪怕99.99%的高等文明都不和外面接触，剩下0.01%的总会奇葩一点，而我们就会意识到他们的存在。
所以第一类解释认为不存在非常发达的高等文明。但是数字推算显示光是银河系就有数千个可能的高等文明，也就是说肯定有别的因素在干扰高等文明的出现。这个因素就是大过滤器。
大过滤器理论认为，在生命出现前到III型文明出现的过程中，有一堵几乎所有生命都会撞上的墙，这面墙是漫长的演化过程中一个极端困难甚至不可能跨过的阶段，这个阶段就是大过滤器。如果大过滤器理论是正确的，那么问题的关键就是“大过滤器究竟发生在什么阶段？”对于人类的命运来说，这个问题是很重要的。
根据大过滤器可能出现的三个不同阶段我们有三种可能：
1. 我们是稀有物种。
有一种可能是我们已经跃过了大过滤器阶段，也就是说什么发展到我们这个阶段是非常少见的。这种情况可以解释为什么没有III型文明，但是它同样表明我们是极少数发展到这个阶段的物种，我们很有希望。
当然，从表面来看，这就好像500年前的人认为地球是宇宙的中心一样狂妄，不过有些科学家管这个叫观测选择效应，也就是说不管是哪个文明在考虑到自己很特殊的这个问题，这个文明本身就是演化的幸存者，所以不管他们是真的稀有还是假的稀有，他们的思路和结论都会是一样的。
2. 我们是第一批。对于相信第一类解释的人来说，如果大过滤器不是发生在过去，那么我们的仅存的希望就是宇宙是直到最近才变得适合智能生命发展的。这样的话，我们和其它物种都还在朝超级智能的方向发展，超级智能只是暂时还没发生罢了。
3. 我们有大麻烦了。如果我们既不是稀有，又不是第一批的，那么第一类解释的唯一可能就是大过滤器会出现在我们的未来。也就是说生命常常能够进化到我们这个阶段，但是有一些因素阻止绝大多数生命继续发展到更高等的文明——人类不太可能是特例。
第二类解释：II型和III型智能文明是存在的，因为一些原因我们还没和他们取得联系。第二类解释抛弃了我们是稀有的或者我们是第一批这种观点，他们认同平庸原理，也就是说除非有证据能够证明，不然人类、地球、太阳系、银河系，都没什么特别的。他们也不把高等智能存在的证据的缺失等同于高等智能的不存在——我们对于非地信号的搜索只有达到100光年的范围而已，是银河系直径的千分之一。
以下是十种常见的第二类解释：
1. 超级智能可能已经造访过地球，但是那时候我们还不在。
2. 银河系已经被殖民了，我们只是生活在一个荒芜的角落里而已。
3. 对于高等物种来说，物理殖民是个很落后的概念。
4. 存在着很有攻击性的文明，绝大部分智能生命都好自为之，不向外广播自己的位置。
5. 只存在一个高等智能生命——一个超级捕食者。
6. 其实有很多活动和信号存在，只是我们的技术太原始。
7. 我们已经和其它智能生命接触了，但是政府不让我们知道。
8. 高等文明知道我们的存在，并且在观测我们。
9. 高等文明已经在我们身边了，但是我们太原始，以至于无法接触他们。
10. 我们对于现实的理解是完全错误的。
在我们继续很可能无果的对非地智能的搜索过程中，我不知道该支持什么。实话说，不管我们是宇宙中唯一的智能生命，还是我们不是唯一，都感觉怪怪的。不管是哪种情况，都很神奇。
除去科幻的要素，费米悖论让人很谦卑。不是寻常的“我就是微不足道的短暂存在”这种感觉，而是在一种更私人的谦卑。当笔者花费几个小时研究这个课题，然后看到我们人类中最优秀的科学家给出的看似异想天开的理论、不断改变自己的立场、和同僚观点完全不符等等，提醒我未来的人们会看我们的笑话，就好像我们看把星星当作天堂底盘的古人的笑话一样。而对于II型和III型文明的讨论，更是对我们物种自尊的打击。
地球上，我们是快乐的山大王，是地球食物链的顶端。在这个气泡中我们没有对手，也没有外人来评价我们，我们很难感受到作为一种低等物种的感觉。但是笔者写作时候研究II型和III型文明，感觉人类的力量和骄傲实在是有点滑稽。但是考虑到我一向觉得人类是荒芜的宇宙的一个角落中一块小石头上的孤儿，能够感受到这种“原来我们没有那么聪明”的谦卑感，和我们现在的很多认知都是错误的这种可能性，相比之下也不是太糟了。
至少这打开了一个可能——虽然仅仅是个可能——故事远比我们知道的要大得多。