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澳门新濠天地打多少钱1积分 - 为什么我们还没遇到外星人?
2020-01-09 14:04:23 阅读量:2653| 作者:匿名
[摘要]但问题是,为什么我们还没发现外星人的踪迹?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。)“他们”,自然就是指外星人。也就是说,最终 1 号文明获得了 tb 的总时间加成,而 3 号和 4 号文明则各自获得了 2tb 的时间加成。通过调整 tb 的取值并进行 320000 个时间单位的模拟

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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:

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 t0 ,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 tb (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 tb 的扩张时间加成。也就是说,最终 1 号文明获得了 tb 的总时间加成,而 3 号和 4 号文明则各自获得了 2tb 的时间加成。

可以看出,这个模型中只有三个参数:t0 、tb 和 n。研究者据此建立了这样一个自动机。在他们的模拟中,宇宙的大小为 104×104, t0的取值范围是4至20, n的取值范围则是 3 × 10^-8 至 3 × 10^-5 。通过调整 tb 的取值并进行 320000 个时间单位的模拟后,科学家们发现了一些有趣的现象。

当宇宙是“黑暗森林”时会发生什么

科幻作家刘慈欣的《三体》中,曾提出“黑暗森林”理论。这个理论指出,由于猜疑链与技术爆炸,高等文明对低等文明都持有敌对态度,任何暴露自己存在的文明必将被消灭。

虽然在本文介绍的模型并没有考虑文明间互相消灭或者敌对状态,但是我们可以考虑一种文明间互不干涉的情况。

此时文明间的不存在相互交流和促进;对于整个模型来说,即为tb= 0的情况。

在这种状态下,每个文明持续的时间都是确定的:在文明产生后,先扩张再收缩,持续t0 个时间单位,最终这个文明会消失。如果将时间看做除了上面的网格图两个维度之外的第三维(如下图),那么这个模型中,存在文明的体积与整个模拟过程的体积之比(即图中有颜色的圆柱体总体积与整个空间的体积之比)为:

因为t0 远大于 1,我们可以做如下估算:

又因为 v0 是给定的,所以可以认为宇宙中生命出现的体积与 n 和t0 的幂成正比,即:

通过以上分析可以估算出,α≈1,β≈3。更精确的计算指出,α = 0.91±0.005,β = 2.79±0.02。

在这种情况下,生命将各自独立地繁衍,很显然,宇宙在这个参数下,永远也不可能被生命填满。对于一个文明,在产生、发展直至消失的过程中没有遇到其它文明,大概也就是理所当然的事情了。

文明间的相互促进

虽然“黑暗森林”是一个非常具有想象力的理论,但是以人类的价值观来看,两个文明接触后相互交流(而不是互相打击),是很正常的事情。这种不同文明间相互交流的情况,也就是 tb > 0 的情况。

针对不同的tb,几位科学家分别进行了模拟,如下图:

途中横轴是宇宙的时间轴,而纵轴则是在某一个时刻宇宙被文明充斥的程度(即前文中计算的 v / v0 )。

当tb = 0 的情况,模拟结果和之前的计算结果很相近,整个宇宙一直处于平稳发展的状态,文明不断地产生和消失。

当 tb= 28 时,可以看到宇宙比前一种情况下被填得更满了。而且在某些时刻, v/ v0 的值会突然出现波动。这是因为文明的产生是随机的,可能在某一个时刻,几个相距很近的文明相遇了,这会让他们持续发展很长一段时间。

在这段时间中,前一个情况下“自生自灭”的平衡被打破了,宇宙也会被存在生命的星体覆盖得更满。但是在这之后它们因为没有足够的机会遇到新的文明,这几个文明最终消失,宇宙恢复了原来的样子。

而当tb = 38 时,图像就和之前的两种情况截然不同了。可以看到,在某个时间点,宇宙内的文明突然产生了暴增,并最终占满整个宇宙。这是因为tb 的值比前两种情况更大,文明就会有更多的时间去扩张自己,从而在扩张的过程中遇到更多新的文明。在tb足够大的时候(例如tb= 38),文明扩张的时间足够长,在扩张过程中遇不到新的文明、最终收缩的概率也几乎为0,此时就可以认为文明将一直扩张下去,直到整个宇宙都被文明占领。

现实中的宇宙

两位科学家的这个研究,提出了一些可能对费米悖论进行解释的途经。模型中的tb 值与 n 值的大小,会显著的影响文明和文明相遇的可能性。可能因为宇宙中tb 的值太小,人类文明没有足够的几率探索到其它文明;也可能因为人类文明产生的时间太短,还没来得及与外星人有接触。

虽然这个研究非常有吸引力,但是要知道,它只是一个极度简化的模型,并不能完全代表真实的宇宙。在人类探索宇宙,试图寻找外星文明存在的蛛丝马迹时,遇到的问题远比这个模型复杂得多。

例如一个著名的分布式计算项目 seti@home,就是通过分析阿雷西博射电望远镜从宇宙中采集的无线电信号,试图以此找出外星文明的存在的证据。但很可惜,直到今天,这个项目也没能有所发现。先不论外星文明不一定会使用电磁波进行信息传递,即使真的有这样的电磁波存在,从宇宙的背景噪音中将其提取出来也并不像想象中那么简单。距离人类找到外星文明的那一天,似乎还遥遥无期。

但是,人类也不会因此就停下探索的步伐。对未知的渴求,正是推动整个社会发展的重要动力。在这个宇宙中,我们不能理解的事情还有很多;但是未来又为我们提供了无尽的可能性——有谁能说一定不会有这么一天,人们真的能够发现外星文明,甚至能够和他们见面,友好地握一握手呢!

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