我们“极可能”并非宇宙中唯一先进技术文明

德雷克方程(上面一行)已经被证明构成了长期研究工作的一项理论基础。但由于对一些关键参数估算的极大不确定性,难以得到较为准确的结果。因此,在这项最新研究中,弗兰克和苏利文对这一方程进行了改造(下面一行)

  德雷克方程(上面一行)已经被证明构成了长期研究工作的一项理论基础。但由于对一些关键参数估算的极大不确定性,难以得到较为准确的结果。因此,在这项最新研究中,弗兰克和苏利文对这一方程进行了改造

图为人口数量增长、总能耗以及大气二氧化碳浓度的变化曲线,时间范围是从公元前1万年至今。科学家们使用类似这样的数据来评估一个文明消亡的可能时间

  图为人口数量增长、总能耗以及大气二氧化碳浓度的变化曲线,时间范围是从公元前1万年至今。科学家们使用类似这样的数据来评估一个文明消亡的可能时间

  我们很有可能并非宇宙中最早出现的先进技术文明。

  这是根据著名的1961年德雷克方程的最新版本得出的结论,德雷克方程是一个用于估算宇宙中智慧文明数量的经验公式。随着时间推移,科学家们不断对这一公式进行改进和完善。它的最新版本融入了来自美国宇航局开普勒望远镜关于系外行星数量和宜居性等方面的数据。

  研究人员还将这一方程进行了进一步改变,将其用途从估算宇宙中现存的智慧文明社会数量,变为估算宇宙中迄今只存在过唯一一个智慧文明社会的可能性有多大。研究结果显示,除非在一个宜居行星上进化出先进文明的可能性极其微小,否则人类社会就一定不可能是宇宙中唯一一个智慧文明社会。事实上,要想得出人类社会是宇宙中唯一智慧文明的结论,那么在一颗宜居行星上进化出高等生命的可能性必须低于100万亿分之一才有可能。

  然而,根据开普勒望远镜的数据,实际情况看来要比这一数值高得多。这就意味着高等技术文明很有可能在我们出现之前就已经出现了。相关论文的第一作者,美国罗切斯特大学物理学与天文学教授亚当·弗兰克(Adam Frank)表示:“关于宇宙其他地方是否存在先进技术文明的问题常常受到德雷克方程中三大参数不确定性的困扰。”他说:“长期以来我们对于恒星的大致数量早就心里有数。但我们不清楚那些恒星之中有多少周围存在拥有宜居环境的行星;其次,我们也不知道生命在这些行星上进化并最终产生智慧文明的几率有多高;最后,我们不清楚这样一些智慧文明一旦出现,将能够持续存在多久。”

  弗兰克表示:“感谢美国宇航局的开普勒空间望远镜以及其他搜寻工作,我们现在已经了解到大约1/5的恒星周围存在位于宜居带中的行星,在宜居带中的行星表面温度一般较为适宜,适合生命生存。因此对于以上所提及的三大参数不确定性,我们现在有了比较好的限定。”

  但对于上面所提到的第三个不确定性,也就是智慧文明能够延续多长时间,到目前为止我们仍然不甚了解。弗兰克表示:“人类在过去的大约1万年里掌握着最原始水平的技术,这一事实并不能告诉我们其他文明社会能够延续多长时间,或许他们不能延续这么长时间,也或许他们延续的时间要比这久的多。”

研究显示,要想得出人类社会是宇宙中唯一智慧文明的结论,那么在一颗宜居行星上进化出高等生命的可能性必须低于100万亿分之一才有可能

  研究显示,要想得出人类社会是宇宙中唯一智慧文明的结论,那么在一颗宜居行星上进化出高等生命的可能性必须低于100万亿分之一才有可能

这项最新研究中融入了来自美国宇航局开普勒望远镜关于系外行星数量和宜居性等方面的数据

这项最新研究中融入了来自美国宇航局开普勒望远镜关于系外行星数量和宜居性等方面的数据

  但弗兰克和他的合著者,美国华盛顿大学天文学系的伍德洛夫·苏利文(Woodruff Sullivan)发现,他们可以通过对方程进行简单的扩展而完全避开对这一不确定性参数的估算。苏利文指出:“我们不寻求回答当前宇宙中存在多少文明社会,我们想要回答的是‘我们是否是有史以来曾经存在过的唯一技术文明?’”他说:“这一转变去除了对文明社会生命周期问题的估算,让我们得以对这一所谓的‘宇宙考古学问题’进行探讨——在宇宙的历史中,生命演化达到先进状态的几率有多高?”更具体的说,他们并不去估算先进文明出现演化的几率大小,而是去估算阻碍这种情况发生的几率大小,从而评估人类社会作为宇宙中唯一高级文明的可能性。

  基于这一基本思想,弗兰克和苏利文进一步对两种不同的情况进行探讨,即人类作为宇宙中唯一的文明,以及在我们之前曾经有其他技术文明出现的情况。

  弗兰克表示:“当然,我们对于一个智慧文明在一颗宜居行星上会如何演化一无所知。但采用我们的方法,我们的确能够估算出我们作为宇宙中曾经产生的唯一智慧文明的可能性有多低进行评估。”他说:“我们称之为‘悲观线’(pessimism line)。如果计算得到的几率高于悲观线,那就意味着在我们之前可能曾经出现过其他的技术文明。”

  利用这种方法,弗兰克和苏利文计算得到的结论是,正如前文所述,要想得出人类社会是宇宙中唯一智慧文明的结果,那么在一颗宜居行星上进化出高等生命的可能性必须低于100万亿分之一才有可能。

不载人的阿波罗4号飞船从距离9544英里(约合1.53万公里)外拍摄的地球。科学家们想要知道,一个先进的技术文明出现的几率有多大?一旦出现,他们能够延续多久?

  不载人的阿波罗4号飞船从距离9544英里(约合1.53万公里)外拍摄的地球。科学家们想要知道,一个先进的技术文明出现的几率有多大?一旦出现,他们能够延续多久?

  弗兰克指出:“100万亿分之一是一个极低极低的数字。对我来说,这就意味着在我们之前非常有可能曾经出现过其他的技术文明。”他说:“可以这样考虑,在我们的研究结果出来之前,如果你认为在一颗宜居行星上演化出技术文明的可能性很低,比如说是1万亿分之一,那样你可能会被认为是一个悲观主义者。,但实际上,即便是这样一个数字,1万亿分之一的可能性也就意味着在地球上所发生的生命奇迹在整个宇宙的历史中已经发生过100亿次了。

  容易理解的是,在更小的空间尺度上,这一概率也会出现相应的减小。比如说,计算显示在我们所在的银河系中,只要可能性超过600亿分之一,就很有可能有一颗宜居行星上会演化出技术文明。

  但如果这一研究结果是给乐观主义者们主张宇宙中存在其他外星文明的说法提供弹药的话,苏利文指出,适用于计算宇宙中时至今日存在的外星技术文明数量的完整版本德雷克方程或许可以为悲观主义者们提供一些支持。

  他说:“宇宙年龄已经超过130亿年。这就意味着即便我们的银河系中曾经出现过1000个技术文明,如果他们的存在时间只和我们人类社会相当,也就是大约1万年的时间的话,那么很有可能到现在所有那些文明社会都已经全部消亡了。而后来的新的技术文明则可能将要在我们早已消亡之后才会出现。如果我们想要增加找到与我们‘同时代’的另一个技术文明的几率,恐怕我们必须存活地更久一些。”

  弗兰克表示:“考虑到恒星之间的巨大空间以及宇宙光速的极限,很有可能我们终究是不可能与另外一个技术文明展开对话的。如果他们在距离我们两万光年之外,那么我们之间收发一次信息就将耗费4万年之久。”

  不过,正如弗兰克和苏利文已经指出的那样,如果现在在我们的银河系中没有可以对话的对象,这项最新研究结果仍然拥有重要的科学和哲学价值。

  弗兰克表示:“从最基础的层面上说,问题就在于‘智慧文明在宇宙中其他地方曾经出现过吗?’我们的这项研究是历史上首次有人对此给出一个经验回答,其结果显示,我们极有可能并非宇宙中曾经出现过的唯一高等技术文明。”

文  新浪科技(晨风)

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