费米悖论
费米悖论是一个有关外星人、星际旅行的科学悖论,阐述的是对地外文明存在性的过高估计和缺少相关证据之间的矛盾,由诺贝尔奖获得者、物理学家费米提出1。
基本信息
- 中文名
费米悖论
- 外文名
Fermi paradox
- 提出者
费米2
- 提出时间
1950年
- 应用学科
天文、生物
- 适用领域范围
天文学
- 别名
费米佯谬
基础定义
费米悖论讲述的是有关尺度和概率的论点和稀缺的证据之间的矛盾,宇宙显著的尺度和年龄意味着高等地外文明应该存在。但是这个假设得不到充分的证据支持。
费米悖论的第一点,即尺度问题,是一个数量级估计:银河系大约有2500亿(2.5 x10^11)颗恒星,可观测宇宙内则有700垓(7 x 10^22)颗。即使智慧生命以很小的概率出现在围绕这些恒星的行星中,那么仅仅在银河系内就应该有相当大数量的文明存在。这也符合平庸原理的观点,即地球不是特殊的,仅仅是一个典型的行星,具有和其他星体相同的规律和现象。有人用德雷克公式来支持这个论点,尽管这个式子的基础正在受到质疑。
费米悖论的第二点是对尺度观点的答复:考虑到智慧生命克服资源稀缺的能力和对外扩张的倾向性,任何高等文明都很可能会寻找新的资源和开拓他们所在的恒星系统,然后是涉足邻近的星系。因为在宇宙诞生137亿年之后,我们没有在地球或可观测宇宙的其他地方,找到其他智慧生命存在的切实可靠的证据;可以认为智慧生命是很稀少的,或者说我们对智慧生命的一般行为的理解是有误的。
应用举例
解决费米悖论最显而易见的方法就是找到地外文明存在的证据。自1960年来有各种各样的尝试,很多项目仍在进行之中。因为人类没有星际旅行的能力,这种探索只能是远距离进行的,而且要求对细小的线索做仔细的分析。
这种限制导致我们只能去探索那些对环境造成显著影响的文明,或者是该文明产生了能被远距离探测的信号,比如射电辐射。对于没达到相应技术水平的文明,在不远的未来都不太可能被地球探测得到。
寻找地外文明要注意避免过于以人类为中心去看待线索。我们总是习惯地以为,探测到的现象会相似于人类活动能够产生的现象,或者会和人类获得先进科技之后能产生的现象一样。然而,智慧外星生物的行为可能不符合我们的预测,或者以对人类来说完全新颖的方式表现出来
演绎过程
费米悖论亦称费米佯谬,在费米提出之后,该佯谬得到了不断的发展,如今被称为“齐奥尔科夫斯基(K. Tsiolkovsky)·费米·维尤因(D. Viewing)·哈特(M. Hart)·蒂普勒(F. Tipler)佯谬”,这些人都曾参与了费米佯谬的讨论并提出了重要观点。
1959年,《Nature》发表了一篇想象力十足的文章《寻求星际交流》——它如今已被该领域研究者奉为“经典中的经典”,两位天文学家科科尼和莫里森提出,可以利用微波辐射来探测银河系其他文明的构想。之后天文学家弗兰克·德雷克(Frank Drake)提出了两道方程解,被称为德雷克公式(又叫德雷克方程 ):
公式1为:N=Ng×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×FL
公式2为:N=R*×Fp×Ne×Fl×Fi×Fc×L
其中:N 代表银河系内可能与我们通讯的文明数量
Ng银河系内恒星数目
fp恒星有行星的比例
ne每个行星系中类地行星数目