每當我們在漆黑如墨的夜晚仰望星空,腦子裏都會冒出許多稀奇古怪的念頭,那些閃爍的星星附近是否存在和地球一樣的行星?行星上也有和人類相似的文明嗎?它們到底有多發達?我們發射的無線電信號是否已經被它們接收到?爲何還沒有得到回覆?

費米悖論有解!外星探測器1000萬年遍佈銀河系!人類卻看不到?

雖然恆星之間的距離普遍以光年計算,但宇宙已經有138億年的歷史,銀河系132億年前就已經誕生,太陽45億年前就在銀河系的獵戶支臂出現,地球生命的進化歷程更是長達35億年——沒有理由認爲其它智慧生命不會在宇宙另一隅出現。

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如果銀河系中有個發達程度遠超人類的文明派遣一個馮·諾依曼式探測器,能夠從其他行星和小行星開採原材料並製造自己的複製品,探測器和它的複製品再不停地複製自己,探測器的數量就會呈指數增長——由1個變爲2個,2個變4個,進而變成8個、16個,像病毒一樣不斷複製,在短短1000萬年內,銀河系內將佈滿這種可怕的機器!

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那爲什麼我們至今沒有在地球附近發現外星人的克隆工廠呢?科學家曾提出很多貌似合理的解釋,比如外星探測器還在前往太陽系的途中,或者它們的形態遠遠超出我們的想象,也可能外星文明出於安全的考慮,根本就沒有發射自我複製機器人。

最近英國科學家提出一個獨特的觀點,認爲馮·諾依曼機器人的自我複製可能導致編碼錯誤,產生類似基因突變的後果——某些機器人有可能進化爲捕食者,依靠捕獵其它機器人來維持生存。機器人自相殘殺的後果就是探測器總數始終無法達到令人恐怖的程度。

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蘇格蘭聖安德魯斯大學的天體物理學家Duncan Forgan提出利用生物學中的捕食者-食餌模型探索這一問題。Lotka-Volterra是研究捕食者與獵物相互作用,以及羣體數量隨時間波動的經典一階微分方程。

Forgan表示,在假想的跨星際網絡中,每顆恆星都有捕食者和獵物種羣,它們和附近恆星的種羣存在流通。通常Lotka-Volterra方程會產生振盪——有時掠食者的數量超過獵物,有時會出現相反情況。通過研究兩個種羣的局部生長模式,Forgan最終得到若干穩定的解決方案。結果顯示,探測器總數雖然有所減少,但在整個銀河系範圍內仍然存在大量的自我複製機器人。

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澳大利亞阿德萊德大學數學家Lewis Mitchell對此提出異議,認爲Lotka-Volterra方程雖然考慮了四個因素:獵物的生長速度,捕食者捕殺獵物的速度,捕食者的死亡率,以及捕食者數量通過捕殺獵物而增加的速度,但Forgan模型中的參數根本不可能通過實驗衡量。除此之外,一個高度發達的文明既然能製造馮·諾依曼機器人,那麼也應該具備保護探測器免受隨機錯誤影響的能力。

也許我們的確是銀河系甚至宇宙唯一的智慧生物,也許高度發展的外星人不屑於與人類交流,也許地球是外星文明爲人類劃定的“保護區”,但隨着我們對宇宙認知的加深,“費米悖論”的終極答案總有一天將浮出水面。

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