说到“寻找外星人”,不得不提及费米悖论。
很多人对费米悖论的理解存在一个根本性误区,认为只有达到“宇宙殖民”级别的文明,才有可能被人类发现。
但事实上,费米悖论在1950年由物理学家恩里科·费米提出时,核心语境并非“殖民文明”,而是“为什么我们看不到任何外星智慧生命的痕迹”。
当时的科学家们经常讨论的,是与20世纪人类文明水平相近的“无线电广播文明”——也就是能够主动发射、接收无线电信号,具备初步航天探索能力,但尚未实现星际航行的文明。
这是因为在那个时代,无线电技术是人类最先进的远距离通信手段,科学家们自然会假设,其他智慧文明也可能会使用类似的方式进行星际交流。
但后来的科学计算彻底打破了这一幻想。
人类日常产生的无线电讯号,比如电视广播、手机通信、雷达信号等,其传播衰减速度极快,且能量密度极低。以距离地球最近的比邻星b(距离约4.2光年)为例,这些日常无线电讯号要想被比邻星b上的文明接收,对方需要建造直径高达数万千米的巨型天线——这个尺寸远超地球的直径(约1.27万千米),即便对于掌握了先进航天技术的文明来说,也是一项极其庞大且不切实际的工程。
更重要的是,人类的无线电讯号在传播过程中,会被星际尘埃、宇宙辐射等干扰,信号强度会快速衰减,到达比邻星时早已变得微弱不堪,根本无法作为发现地外文明的有效手段。
这背后的核心问题的是:在当前阶段,我们根本没有找到一种有效的方法,去发现宇宙中可能存在的外星文明。
人类现有的观测能力和星际航行能力,相对于银河系乃至宇宙的庞大尺度来说,实在是太过微弱,就像大海中的一滴水,试图窥探整个海洋的全貌。
银河系的直径约为20万光年,包含至少3000亿颗恒星,而人类目前能够进行详细观测的,仅仅是距离地球几十光年范围内的极少数恒星系统。
在这种情况下,谈论“他们都在哪”,就如同一帮太监在讨论将来第200代孙子姓什么——前提本身就不成立,讨论再多也毫无意义。
要理解人类观测能力的局限,最简单的方式就是看看我们对太阳系内天体和地外行星的成像效果。我们总以为人类已经“征服”了太阳系,能够清晰地观测到太阳系内的每一个天体,但事实并非如此,即便是太阳系内的大型天体,我们的观测效果也远远达不到“清晰”的程度。
先看太阳系内的情况:
2018年11月10日,科学家通过大口径天文望远镜发现了天体2018 VG18,它运行在海王星轨道之外,属于柯伊伯带天体。
从公布的图像来看,这颗天体只是一个模糊的白色光点,看起来就像是显微镜下的细菌,毫无细节可言。但实际上,2018 VG18的直径高达500~600千米,比地球上大多数城市的面积还要大得多——比如北京市的面积约1.6万平方千米,而2018 VG18的表面积超过78.5万平方千米,相当于49个北京市的大小。就是这样一颗体型庞大的“大石头”,用人类目前最先进的地面大口径天文望远镜观测,也只能得到如此模糊的影像,可见我们观测能力的局限。
再看新视野号探测器的观测成果。
2017年12月,美国国家航空航天局(NASA)的新视野号探测器,在飞掠太阳系边缘时,拍摄到了“2012 HZ84”与“2012 HE85”两颗天体的照片,打破了有史以来人类最远探测照片的纪录。这两颗天体同样位于柯伊伯带,直径均在数百千米左右,但从照片上看,它们也只是模糊的光点,无法分辨任何表面细节。
亡神星是另一颗典型的柯伊伯带天体,它的直径约为950千米,到太阳的平均距离约59亿千米——这个距离是地球到太阳距离的40倍左右。
即便是哈勃太空望远镜拍摄的亡神星照片,也只能看到一个模糊的圆形光点,无法看清其表面的地形、地貌,更无法判断其是否存在任何生命活动的痕迹。
创神星的情况也类似。它的直径约1060~1110千米,到太阳的平均距离为65.4亿千米,比亡神星还要遥远。
哈勃太空望远镜拍摄的创神星照片,同样是模糊的光点,只能通过光谱分析推测其表面可能存在冰和岩石,但无法获得更详细的信息。
太阳系内的天体观测尚且如此,太阳系外的行星观测就更加困难了。由于系外行星距离地球极其遥远,且自身不发光,只能反射宿主恒星的光线,因此观测难度极大,我们目前所能拍摄到的系外行星影像,几乎都是模糊的光斑,甚至无法确定其具体的形态。
比如左下的红色模糊发光体,是行星2M1207 b,它是人类最早发现的系外行星之一,估计质量有3~10倍木星质量,属于气态巨行星。但从观测图像来看,它只是一个微弱的红色光点,无法分辨其大气结构、是否有卫星等关键信息。
这张图片来自天文学家的长期观测,他们使用了大型地面望远镜,经过长时间的曝光才捕捉到这一影像。
哈勃望远镜拍摄的北落师门b,更是一个典型的“乌龙事件”。
最初,科学家们认为这是一颗围绕北落师门恒星运行的系外行星,但后续的研究发现,它其实只是一团星际尘埃,由于反射恒星的光线,才被误认为是行星。这一案例充分说明,我们的观测能力甚至无法准确区分目标到底是行星、尘埃,还是其他天体,更谈不上发现其中可能存在的文明活动痕迹。
即便是目前人类拍摄到的最清晰的系外行星影像,比如欧洲南方天文台超大望远镜拍摄的系外行星PDS 70b,也只是一个模糊的橙色光斑。
PDS 70b是一颗年轻的气态巨行星,距离地球约370光年,质量约为木星的5倍,虽然我们能够通过影像判断它的大致位置和运动轨迹,但无法看清其表面的任何细节。
恒星HD181327的星盘,行星会在那里诞生
系外行星HIP 65426b,十字与圆圈是遮光板挡住的恒星的位置
恒星HR8799与行星HR8799e
除此之外,恒星HD181327的星盘影像、系外行星HIP 65426b的影像、恒星HR8799与其四颗行星的影像,也都是类似的模糊光斑。
还是恒星HR8799,四个行星
其中,HIP 65426b的影像中,十字与圆圈是遮光板挡住的恒星位置,目的是为了避免恒星的强光掩盖行星的微弱光线——即便如此,我们也只能看到行星的大致轮廓,无法获得更多有用的信息。
在这种“萌萌哒”的观测能力之下, 如果有能让我们看到的疑似文明活动现象与疑似生命现象,其规模必须大得太过出离愤怒,大到足以突破我们观测能力的局限,以至于我们根本无法下任何明确的结论。
比如,只有当外星文明建造了足以影响整个恒星系、甚至整个星系的巨型结构时,我们才有可能通过观测其对周围天体、光线的影响,察觉到它们的存在。
而在近未来,我们最现实的观测目标,也只是在100光年内的系外行星上探测大气污染——这需要等待詹姆斯韦伯太空望远镜的进一步观测成果,即便如此,也只能判断行星大气中是否存在异常的化学物质,无法直接证明生命或文明的存在。
以下是目前人类能够观测到的、可能与文明活动相关的巨大规模现象的例子,这些现象的规模之大,远超自然天体的常规形态,但其成因至今尚未完全明确,也无法排除是文明产物的可能。
第一个例子是星际尘埃双螺旋结构。
在对等离子体中的尘埃进行的模拟实验中,科学家们发现,尘埃颗粒会在等离子体的作用下,自动排列成双螺旋结构。
这种双螺旋结构具有非常特殊的性质:它可以吸引其他尘埃颗粒而“生长”,就像生命的生长过程一样;还可以自我复制成两个相同的螺旋,具备一定的“繁殖”能力;更重要的是,螺旋结构的半径会随着不同分段而变化,这说明它具有信息编码能力——这比晶体和热带风暴的有序性前进了一大步,晶体的有序性是固定不变的,热带风暴的有序性则是暂时的、无规律的,而这种双螺旋尘埃结构的有序性,具备了信息传递和复制的可能,更接近生命的特征。
2006年3月15日,加州大学洛杉矶分校的天文学家通过斯皮策太空望远镜,在距离银河系中心黑洞300光年处,发现了一片巨大的双螺旋结构星云,其长轴长达80光年——这个长度相当于757万亿千米,是地球到太阳距离的5000万倍。
我们知道,银河系中心黑洞周围存在着强大的电磁场,其中99%的物质都处于等离子态,而科学家通过实验已经证明,等离子体中的尘埃可以形成具备信息编码能力的双螺旋结构。
因此,有科学家推测,在这片双螺旋星云所在的区域,有可能存在小林泰三在科幻作品中喜欢描写的等离子生物——这种生物以等离子体为载体,不需要固体的躯体,能够在高温、高压的极端环境中生存,其文明活动可能会影响周围的尘埃分布,形成我们观测到的双螺旋结构。当然,这只是一种推测,目前还没有任何直接证据能够证明这一点。
第二个例子是方形星云。
MWC 922是一个距离地球约5000光年的星云,它最特殊的地方在于,其结构包含锐利的直角,呈现出完美的方形形态。
在宇宙中,自然形成的天体和星云,大多呈现出圆形、椭圆形或不规则的形态,像MWC 922这样具有明确直角的方形星云,在已知的星云中极为罕见。
你觉得它的形状自然么?
很多科学家认为,这种特殊的方形结构,有可能是外星文明活动的产物——比如,外星文明可能在这片区域建造了巨型的能量收集装置,或者进行了某种大规模的天体改造工程,从而形成了这种非自然的方形结构。
当然,也有科学家提出了自然形成的假说,认为这种方形结构可能是恒星喷发物质与周围星际介质相互作用的结果,但目前还没有足够的证据来验证这一假说。科学家在观测报告中明确表示,MWC 922的形态“超出了常规自然星云的形成规律”。
第三个例子是各种疑似超构造物的天体和星系。
提到外星文明的超构造物,最著名的就是戴森云——这是物理学家弗里曼·戴森在1960年提出的一种假说,他认为,当文明发展到一定程度,会需要大量的能量,而最有效的能量来源就是恒星。
因此,文明会建造大量的太阳能收集装置,围绕恒星排列成一个巨大的结构,将恒星的能量尽可能地收集起来,这种结构就被称为戴森云。
戴森云的一个重要特征是,它会吸收恒星的可见光,然后以红外线的形式释放能量,因此,从远处观测,拥有戴森云的恒星系统,会呈现出“可见光暗淡、红外线异常明亮”的特征。
而我们已经在M33星系(也称为三角座星系,距离地球约295万光年)中,发现了一个符合这一特征的不明天体。
这个天体在近红外和可见光波段非常暗淡,但在中红外波段,却是整个M33星系中第二亮的天体,更是M33星系中第一亮的恒星级天体。
这个天体的光谱特征,与戴森云的预测特征高度吻合,但目前我们还无法确定它到底是戴森云,还是某种特殊的自然天体——比如,一颗处于演化末期的恒星,或者一个被尘埃包裹的巨型行星。
除了戴森云,卡尔达肖夫文明等级指数Ⅲ型文明的居住星系,也可能呈现出特殊的形态。
卡尔达肖夫文明等级是苏联天文学家尼古拉·卡尔达肖夫在1964年提出的一种文明分类方法,根据文明能够利用的能量规模,将文明分为三个等级:Ⅰ型文明能够利用所在行星的全部能量,Ⅱ型文明能够利用所在恒星系统的全部能量(比如建造戴森云),Ⅲ型文明能够利用所在星系的全部能量。
按照这一分类,Ⅲ型文明的技术水平已经达到了能够操控整个星系的程度,它们的居住星系,很可能会呈现出与自然星系截然不同的形态。传统上,椭圆星系被认为是恒星形成过程已基本结束的星系,主要由衰老中的恒星组成,偶尔有少量的恒星形成,因此通常呈现出黄色或红色;而螺旋星系则在旋臂上有大量高热的年轻恒星,因此呈现出淡蓝色。但实际上,红色的螺旋星系与蓝色的椭圆星系都是实际存在的,这其中就可能有Ⅲ型文明活动的痕迹。
我们已经知道,至少有8个几乎不发射紫外线的红色螺旋星系,其中5个还具有很强的中红外发射——这与常规的淡蓝色螺旋星系完全不同。
常规的螺旋星系之所以呈现淡蓝色,是因为其旋臂上的年轻恒星会发射大量的紫外线;而这些红色螺旋星系几乎不发射紫外线,说明它们的年轻恒星数量极少,甚至几乎没有新的恒星形成。
但它们却具有很强的中红外发射,这意味着它们正在释放大量的热量,这种热量来源很可能不是恒星,而是文明活动——比如,Ⅲ型文明正在将整个星系的蓝色恒星(年轻、高温、释放大量紫外线)拆解为红矮星(年老、低温、释放少量紫外线,主要释放红外线),这是一项需要操控整个星系能量的超级工程,只有Ⅲ型文明才能完成。
在“压倒性异常”方面,Messier 105(NGC 3379)也是一个典型的例子。
这是一个椭圆星系,但与传统的椭圆星系不同,它充满了新生恒星——按照自然演化规律,椭圆星系的恒星形成过程已经基本结束,不应该有如此多的新生恒星。因此,有科学家推测,这可能是Ⅲ型文明在该星系中进行恒星改造工程的结果,他们通过某种技术手段,促进了恒星的形成,从而让这个椭圆星系呈现出了异常的形态。
还有PGC 54559,这是一个距离地球约6.12亿光年的星系,它具有极其特异的形态,直径约10万~12万光年,与常规的椭圆星系、螺旋星系都截然不同。这种特异形态的星系,在我们观测到的河外星系中占比不到千分之一,其成因至今尚未确认。
虽然有科学家提出了自然形成的假说,但没有人能斩钉截铁地证明,它们不可能是文明的产物——毕竟,对于Ⅲ型文明来说,改造整个星系的形态,并非不可能的事情。
看到这里,你应该能明白一个关键问题了:就算外星文明拥有神或恶魔般的力量,能够将星系当橡皮泥一样随意揉捏,就算他们的载具或躯体比太阳系还要大,在宇宙这样巨大的距离上,依靠我们这“渣渣”观测力,也根本看不到他们本身,只能看到他们留下的巨型产物。而即便是上面那些非常特异的星系和天体,我们也无法准确区分,它们到底是自然形成的,还是外星文明活动的产物——因为我们的观测能力,还不足以捕捉到足够的细节,来验证这些假说。
那要怎么才能确定某个天体或现象是文明的产物呢?难道真的要人家专门捏一个等边三角形给我们看吗?
其实,这也并非不可能。
科学家们在宇宙微波背景辐射中,就发现了巨大的同心等边三角形——宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸后残留的热辐射,是宇宙中最古老的光,它的分布应该是相对均匀的,但这些同心等边三角形的存在,打破了这种均匀性。
目前,没有人知道这些同心等边三角形的成因,只能确定,它们不是“宇宙多次炸开又坍缩留下的痕迹”,而这种高度规则的几何结构,恰恰是文明活动的典型特征——自然过程很难形成如此完美的等边三角形结构。当然,这也只是一种推测,目前还没有足够的证据,证明这些同心等边三角形就是外星文明的“信号”。
如果我们暂时抛开观测力的局限,换一个角度来问:人类为什么还没有被外星文明接触?这个问题,其实也有很多个层面的理由,每一个理由都能在一定程度上解释费米悖论。
第一个理由,是人择原理。
人择原理的核心思想是:我们之所以能够观测到某个现象,是因为这个现象的存在,是我们能够存在并进行观测的前提。
放到费米悖论中,这个原理可以这样解释:如果人类曾经遭遇过会跑到地球上来跟人类接触的外星力量,那么人类大抵在那个时候就已经灭亡了——灭亡的原因可以有很多种:他们可能有意攻击地球,将地球作为殖民地或资源掠夺地;
他们也可能无意间造成了巨大的破坏,比如他们的星际载具进入太阳系时,引发了小行星撞击、轨道混乱等灾难;
抑或他们带来了外星微生物,这些微生物对人类来说是致命的,引发了全球性的瘟疫。而我们现在能够存活下来,能够思考“费米悖论”这个问题,恰恰是因为我们从未遇到过这样的外星力量——这就是人择原理的体现:只有那些没有被外星文明接触、能够安全发展的文明,才能有机会去思考“为什么没有发现外星文明”。
第二个理由,是曲速飞行的毁灭性。
很多人都幻想过,外星文明能够掌握曲速飞行技术,能够以超光速的速度穿越宇宙,来到地球。但实际上,曲速飞行技术如果真的存在,它将是一种压倒性的毁灭力量。
根据目前的物理学理论,曲速飞行的原理是通过扭曲时空,让飞船所在的时空区域“收缩”,而飞船前方的时空区域“膨胀”,从而实现超光速飞行。
但这种时空扭曲,会产生极其强大的能量冲击波,能够轻易摧毁路径上的一切常规物质——无论是行星、小行星,还是星际尘埃,都会在这种冲击波的作用下被撕碎。
更重要的是,曲速飞行的原理,与第一类永动机的距离也就半步之遥——它需要操控时空的能量,这种能量规模远超人类目前的想象,甚至可能违背现有的能量守恒定律。
对于掌握了这种力量的外星文明来说,靠近任何普通天体(比如地球、太阳)都是毫无必要的,除非是为了将其摧毁——因为普通天体的存在,只会干扰他们的时空扭曲,甚至可能对他们的飞船造成损坏。
从银河系目前的样子来看,即便有这样的文明在活动,他们也很少碾爆天体——毕竟,银河系的结构相对稳定,没有出现大规模的天体被摧毁的痕迹,这也从侧面说明,即便存在掌握曲速飞行技术的文明,他们也没有大规模地在银河系内活动,更没有来到地球。
我们可以想象一下这种场景:一艘处于曲速飞行状态的外星宇航工具,飞进太阳系,它所产生的时空扭曲冲击波,会瞬间卷入并摧毁内太阳系的所有行星,包括地球;即便它只是从内太阳系一闪而过,也会造成严重的轨道混乱,导致地球的轨道发生偏移,要么被太阳吞噬,要么被抛出太阳系,最终导致地球气候严重变化,地球的宜居性大幅下降,人类文明也会因此灭亡。
第三个理由,是哥白尼原则。
哥白尼原则的核心是:地球和人类,在宇宙中并不特殊,只是宇宙中无数普通行星和文明中的一个。
地球在宇宙中非常渺小和平庸——它只是银河系中一颗普通的岩石行星,位于银河系的边缘区域,既不是银河系的中心,也不是恒星密集的区域,没有任何特殊的位置优势;人类文明也只是宇宙中可能存在的无数文明中的一个,我们的技术水平、文明程度,在宇宙中很可能只是处于中等甚至偏低的水平。
因此,掌握先进技术的外星力量,没有任何道理就非得跑来看我们,更没有道理被我们发现。
就像我们人类,会花费大量的时间和精力,去观察地球上的一只蚂蚁吗?
显然不会——对于先进的外星文明来说,人类文明可能就像我们眼中的蚂蚁一样,渺小、落后,根本不值得他们花费时间和精力去接触、去观察。他们可能有更重要的事情要做,比如探索更遥远的宇宙、改造更庞大的天体、提升自身的文明等级,而地球和人类,对他们来说,只是宇宙中一个无关紧要的角落。
第四个理由,是概率论。人类文明的历史非常短暂——从人类祖先学会使用工具,到现在的现代文明,也只有几十万年的时间;而人类掌握无线电技术、能够进行航天探索的时间,更是只有不到100年。
相比之下,宇宙的年龄已经高达138亿年,银河系的年龄也有100亿年左右。在如此漫长的时间里,即便宇宙中有大量的文明,它们出现的时间、发展的速度,也很可能与人类文明完全不同。
有些文明可能在数十亿年前就已经出现,然后因为各种原因(比如小行星撞击、核战争、资源枯竭、恒星死亡等)灭亡了;有些文明可能现在才刚刚出现,还处于原始阶段,无法进行星际交流;有些文明可能虽然存在,但发展速度非常缓慢,至今还没有掌握无线电技术,更无法进行星际航行。
因此,即便宇宙中有大量的文明,人类文明与它们相遇的概率也非常低——就像两个在不同时间、不同地点行走的人,想要相遇,需要极其巧合的条件。
概率本身就决定了,即使宇宙中有大量的文明,地球也未必会被其他文明接触到。
从费米悖论被提出的时候起,就有科学家通过概率计算得出结论:即便银河系里有数百个星际文明,它们从未到达地球的概率仍然很高。
这是因为,星际航行的距离太过遥远,即便是以接近光速的速度飞行,从银河系的一端飞到另一端,也需要20万年的时间;而文明的存在时间是有限的,很少有文明能够持续存在数十万年、数百万年,能够坚持进行星际殖民和探索的文明,就更加稀少了。
自从21世纪初人工智能变得好用了一些以来,科学家们开始使用各种复杂的模型,来推算在有许多星际文明活动的银河系里,地球从未被文明访问的概率。这些模型结合了恒星分布、行星宜居性、文明演化速度、星际航行技术等多种因素,比过去少量科学家针对费米悖论算过的纸上数学模型,更加科学、更加精准,相关的论文也发表了一大批。
有科学家认为,地球文明在银河系这样的庞大星系内,可能是拥挤环境中的孤独者——也就是说,银河系中可能存在大量的文明,但它们彼此之间距离太过遥远,相互隔绝,无法进行接触,地球文明就是其中之一。
为了说明这个观点,著名的南太平洋岛屿就是一个很好的例子——皮特凯恩群岛(Pitcairn Islands)的例子。
1790年1月15日,英国皇家海军HMS Bounty号的9名叛逃者、18名塔希提人以及1名男孩,抵达了这个孤立的岛屿。
他们很快发现,自己并非这个岛屿的最早居民——波利尼西亚人在岛上的踪迹,可追溯至15世纪,但当他们重新发现这个岛屿时,岛上已经无人居住。而1790年居住在岛上的叛变者们,很快也因为内讧、疾病和资源匮乏而减员,最终只剩下少数人存活下来。
南太平洋散布着很多类似的可居住但孤立的岛屿,它们在很长时间里,代表着潜在的定居点,激励着人们去寻找,但由于彼此之间距离遥远,交通不便,这些岛屿上的居民,很难与其他岛屿的居民进行接触和交流。
很多岛屿上的文明,都是独立发展、独自消亡的,从未与外界有过任何联系。
科学家们认为,银河系中的行星,就像南太平洋上的这些岛屿。
银河系有多达3000亿颗恒星,可能有数以亿计的位于宜居带的行星,这些行星上都有可能出现文明。但就像太平洋上的岛屿一样,这些行星上随机出现的文明,都是孤立的、彼此隔绝的——它们之间的距离太过遥远,星际航行的难度太大,导致它们无法相互接触。对于地球来说,没有外星文明访问,完全是一种自然现象,并不奇怪。
他还提出,文明在宇宙中的扩散,可能是一波波的——某个文明在发展到一定程度后,会进行星际殖民,扩散到周边的恒星系统,但由于各种原因,这种扩散会逐渐停止;而在这之后,可能会有新的文明出现,进行新的扩散。
地球十分可能恰好处于这样的孤立期——在等待跨银河的文明造访,但我们无法确定,当外星生物真的到来时,地球文明还是否存在。就像皮特凯恩群岛曾经的定居者那样,没有任何事情能够保证,当外界的文明到来时,岛上的文明还能存活。
为了验证这个观点,科学家们进行了计算机模拟,模拟条件如下:
将银河系的一部分区域,划分为边长464光年的立方体,在这个立方体中,有10000个可居住的恒星系(以及220000个不可居住的恒星系);每个恒星都以每秒30千米的速度,像盒子里的气体一样随机运动;文明发射的探测器,以每秒3000千米的速度运动——这个速度是目前人类探测器速度的100倍左右(人类目前最快的探测器是帕克太阳探测器,速度约为每秒160千米);文明可以向距离10光年内的可居住恒星系移民。
模拟结果显示,在1000万年间,有6948个可居住的恒星系被探测器探测到,但只有403个恒星系被成功殖民;模拟中出现了11个至少横跨10个恒星系的星际文明,但还有许多可居住的恒星系,从未被任何文明探测过,即便它们夹在两个星际文明之间,也依然处于孤立状态。
这个模拟结果充分说明,即便是在有大量文明活动的情况下,仍然会有大量的可居住恒星系,因为距离、速度等因素,无法被其他文明接触到,地球文明很可能就是其中之一。
除了以上这些理由,还有一种更具颠覆性的思路:我们确实是孤独的,但这种孤独,并不是因为宇宙中没有其他文明,而是因为我们本身就是虚拟的——这就是模拟宇宙论。
模拟宇宙论的核心观点是:如果先进文明对“自己的过去”,或者“落后文明是怎么发展的”感兴趣,而且有能力建立高度真实的模拟世界,那么他们就很可能会建立这样的模拟世界,来研究模拟的文明。这个过程可以反复进行——一个先进文明可以模拟许多个落后文明;也可以多重嵌套——模拟出来的文明,发展到一定阶段后,也可以建立自己的模拟世界,模拟更落后的文明。因此,在多重宇宙中,虚拟文明的数量,应该远远超过实体文明,我们人类文明,是虚拟文明的概率非常高。
2001~2003年,英国牛津大学哲学教授尼克·博斯特罗姆,首次系统地提出了类似的观点。他认为,一台和一颗行星质量差不多的非常先进的超级计算机,每秒可以进行10^42次运算——这个运算速度,远超人类目前所有计算机运算速度的总和(人类目前最快的超级计算机,每秒运算速度约为10^18次)。
这样的超级计算机,完全能够运行人类规模的模拟,包括所有人的记忆、思想和感受,让模拟中的人类,完全无法分辨自己是生活在真实世界,还是虚拟世界。
基于这个前提,博斯特罗姆提出了一个三难选择,他认为,以下三个命题中,必有一个为真:
1. 文明发展到能够运行高度真实模拟的几率,趋近于0;
2. 先进文明有兴趣模拟进化史的几率,趋近于0;
3. 我们这样的人,是先进文明模拟出来的几率,趋近于1。
从目前的情况来看,命题1和命题2都不大可能为真。
首先,随着科技的发展,人类的计算机技术、人工智能技术正在快速进步,我们已经能够建立相对逼真的3D模拟世界,虽然还无法达到“高度真实”的程度,但很难说,未来的文明无法达到这一水平——因此,文明发展到能够运行高度真实模拟的几率,并不会趋近于0。
其次,人类本身就对自己的过去、对其他文明的发展充满了好奇,我们通过考古、历史研究、生物学研究等方式,来探索文明的演化过程;如果先进文明的好奇心和人类类似,那么他们有兴趣模拟进化史的几率,也不会趋近于0。既然命题1和命题2都不成立,那么就只有命题3为真——我们很可能是先进文明模拟出来的虚拟存在。
特斯拉和SpaceX的创始人埃隆·马斯克,也非常支持模拟宇宙论,他甚至经常在公开场合为虚拟现实造势。他曾经说过:“我们可能生活在一个模拟世界中的最可靠理由在于,40年前我们在计算机模拟现实世界方面可以说是一无所有,40年后的现在我们有了逼真的3D模拟,能够让数百万人同时在其中游戏,而且每年都在不断改善。很快我们将拥有虚拟现实。如果这种提升速度持续下去,我们很快就无法将游戏与现实区分开。”
马斯克甚至总结称,我们生活在真实世界的可能性,仅有十亿分之一。
当然,模拟宇宙论也存在很多反对的观点,其中最核心的反对观点是:“这个宇宙的基本规则太过复杂,几个轻子之间的相互作用,就需要压倒性的计算力与存储空间,这并不适合我们目前知道的任何计算机架构。”
也就是说,要模拟一个和我们现在所处的宇宙一样复杂的世界,需要的计算力和存储空间,是任何先进文明都无法实现的——毕竟,我们的宇宙中,有无数的天体、无数的粒子,它们之间的相互作用极其复杂,要模拟这一切,几乎是不可能的。
但这样的“证据”,自然会被哲学家笑止千万。
他们认为,且不谈我们对先进文明的计算机技术了解多少,倘若宇宙真的是模拟的,那么我们看到的一切,包括宇宙的基本规则、粒子的相互作用、计算力的局限,都是模拟者提供给我们的——模拟者可以设定模拟世界的规则,让我们以为这个世界是极其复杂的,以为模拟这样的世界需要巨大的计算力,但实际上,模拟世界的底层规则,可能远比我们想象的简单。
就像康威生命游戏那样,它只有非常单纯的规则:在一个二维网格中,每个细胞的生死由周围8个细胞的状态决定,遵循“生存、死亡、繁殖”的简单规律。
但就是这样简单的规则,在大尺度上,却能制造出巨大的混乱和有序性,甚至能够模拟出类似生命演化的过程。今年热了一阵的斯蒂芬·沃尔夫勒姆数学结构,也是一样的思路——通过简单的底层规则,构建出复杂的上层结构。因此,模拟宇宙的底层规则,可能也非常简单,只是我们被模拟者设定的认知所局限,无法察觉到这一点。
当然,要证明模拟宇宙论,也并非完全没有可能。只要我们能找到这个模拟系统的严重错误,比如逻辑矛盾、物理规则的突然变化、数据漏洞等,就能证明这个理论。
根据这个系统的具体情况,这比研究其他的宇宙论可能还要简单——毕竟,模拟系统总会有漏洞;但也可能,依靠我们目前的观测能力和认知水平,根本找不到它的错误,或者这些错误看起来太像是自然机制,让我们无法区分。
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