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費(fèi)米悖論、火星難題和黑暗森林理論的漏洞

 cat1208 2019-05-29


利維坦按:我們所居住的這顆星球用歷史告訴我們,一切紛爭(zhēng)因資源而起。既然是關(guān)于資源的命題,那么就存在性?xún)r(jià)比一說(shuō)。黑暗森林法則成立的前提條件是地球在宇宙中的資源獨(dú)占性,否則即便是力量足以侵占地球的外星生命體確實(shí)存在,也大可找尋性?xún)r(jià)比更高的“第二地球”進(jìn)行殖民。

假如一片森林里有兩個(gè)水源,小鹿就沒(méi)必要趕走小兔子去獨(dú)占兔子的水源,因?yàn)榱硪粋€(gè)水源夠小鹿們喝的了——趕走小兔子也是要花費(fèi)精力的,沒(méi)有必要。只可惜在宇宙森林里,我們至今仍然不知道地球是否是唯一的水源。盡管這個(gè)可能性很小,但誰(shuí)也說(shuō)不好。同時(shí)我們也不知道自己是鹿還是兔子,更不知道在某一個(gè)角落里會(huì)不會(huì)有大灰狼。真是虛無(wú)。


文/Glenn Rocess

譯/苦山

校對(duì)/斬光

原文/medium.com/@glennrocess/the-fermi-paradox-the-martian-conundrum-and-a-flaw-in-dark-forest-theory-73651558ad9d

本文基于創(chuàng)作共同協(xié)議(BY-NC),由苦山在利維坦發(fā)布

艾薩克·阿西莫夫(Isaac Asimov)、羅伯特·海因萊因(Robert Heinlein)、亞瑟·C.克拉克(Arthur C.Clarke)、弗蘭克·赫伯特(Frank Herbert)以及菲利普·K.迪克(Philip K.Dick),最后都在窮困中死去,但他的故事也都成了好萊塢的賣(mài)座大片。

他們是這一類(lèi)型小說(shuō)的巨匠,是科幻小說(shuō)黃金時(shí)代的巨人(嚴(yán)格說(shuō)來(lái),赫伯特和迪克不屬于這一時(shí)期,但他們?nèi)匀皇蔷藿常?。他們都大膽幻想,恢弘的想象力肆意馳騁,向我們展現(xiàn)人類(lèi)跨越銀河系、奔向更遠(yuǎn)處的未來(lái)。他們與我們分享自己的幻夢(mèng),改變了我們的社會(huì)和思維模式,激勵(lì)了一代又一代科學(xué)家、工程師,啟發(fā)他們創(chuàng)造了美國(guó)國(guó)家航空與航天局(NASA)和歐洲原子核研究委員會(huì)(CERN),實(shí)現(xiàn)了再偉大不過(guò)的成就。

但這些科幻小說(shuō)中最閃耀的明星似乎都不曾探討過(guò)H.G.威爾斯(H.G.Wells,有人稱(chēng)威爾斯為“科幻小說(shuō)之父”)提出的一個(gè)問(wèn)題。

我們稍后就會(huì)說(shuō)到這個(gè)問(wèn)題。首先請(qǐng)牢牢記住,科幻小說(shuō)對(duì)人類(lèi)而言有多么重要,多么生死攸關(guān)。

我們今天擁有的許多必需品都是首先在科幻小說(shuō)中出現(xiàn)的——從手機(jī)到自動(dòng)駕駛汽車(chē),從潛水艇到火箭,從耳塞式耳機(jī)到原子能。亞瑟·C.克拉克第一個(gè)描繪了通信衛(wèi)星,而在電影《2001太空漫游》(2001: A Space Odyssey,改編自克拉克的同名小說(shuō))的某些場(chǎng)景中,能看到一個(gè)看起來(lái)像、用起來(lái)也像iPad的物件:

《2001太空漫游》劇照

可以說(shuō),科幻小說(shuō)極大程度改變了我們的世界,而且基本是朝好的方向,所以我們應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待科幻作家……和科學(xué)家們提出的重要問(wèn)題。因曼哈頓計(jì)劃而聲名遠(yuǎn)揚(yáng)(或說(shuō)臭名昭著)的科學(xué)家恩里克·費(fèi)米(Enrico Fermi)曾用寥寥數(shù)語(yǔ)道盡了費(fèi)米悖論的本質(zhì):“其他人都在哪里?地球的歷史漫長(zhǎng)如斯,太陽(yáng)系、銀河系的壽命更加悠久,遑論整個(gè)宇宙,我們當(dāng)然應(yīng)該能偵測(cè)到來(lái)自其他文明的無(wú)線電波(或其他形式的通信),對(duì)吧?也不見(jiàn)得。

黑暗森林法則

上面說(shuō)了科幻小說(shuō)的諸多好處和巨大可能性,但小說(shuō)中也有怪物,比如哈蘭·艾里森(Harlan Ellison)的反烏托邦小說(shuō)中描寫(xiě)的那樣,又比如近來(lái)由劉慈欣創(chuàng)作的巨著《三體》三部曲,他的這部作品在深度、廣度和想象力層面都可與阿西莫夫的《基地》系列比肩。

在劉慈欣的三部曲中,他用令人膽寒的邏輯描述了黑暗森林法則,該法則認(rèn)為,我們最好希望自己永遠(yuǎn)、永遠(yuǎn)不要遇到任何外星人。這一理論大概是這樣的:

·一切生命都渴望生存。

·你無(wú)法了解其他生命形式在條件允許下能否、會(huì)否摧毀你。

·在缺乏保證的情況下,對(duì)任何物種來(lái)說(shuō)最安全的選項(xiàng)都是在其他生命形式有機(jī)會(huì)消滅自己之前消滅對(duì)方。

在三部曲中,劉慈欣描繪了這樣一個(gè)銀河系:在這里,一旦某個(gè)能進(jìn)行宇宙航行的文明偵測(cè)到了另一個(gè)文明,就會(huì)竭盡全力、毫不心慈手軟地摧毀對(duì)方,以確保自身的存續(xù);畢竟,未曾有過(guò)任何跡象證明,外星物種會(huì)哪怕只是稍微考慮一下和平共存。

別忘了,我們?nèi)祟?lèi)也許有道德和原則,也許明白什么叫互惠互利,但這不意味著其他物種也同樣如此。如果我們遇上一個(gè)文明,然后因?yàn)樽约合嘈殴泊娑涣⒓创輾?,那我們就真的是在用人?lèi)自身的存亡來(lái)賭對(duì)方不會(huì)在第一時(shí)間消滅我們整個(gè)物種。

幸好,這套邏輯中有一個(gè)漏洞。

黑暗森林法則和科幻作家大衛(wèi)·布林(David Brin)早期探討“大沉默”(Great Silence)的一篇文章不謀而合,“大沉默”是指似乎完全沒(méi)有能證明地外生命存在的證據(jù)。布林闡述了可能造成大沉默的幾種原因,和劉慈欣一樣,他提到的其中一種假設(shè)就是,我們之所以從未接收到過(guò)地外文明的訊息,是因?yàn)閷?duì)于能進(jìn)行宇宙航行的文明來(lái)說(shuō),避免被消滅的唯一辦法就是永遠(yuǎn)保持隱蔽,不讓其他文明偵測(cè)到自己。

但還有一個(gè)因素,自H.G.威爾斯首次提及至今,似乎沒(méi)有第二個(gè)人談起過(guò)。

 火星難題  

1938年,青年演員奧森·威爾斯(Orson Welles)已經(jīng)因其在廣播劇、舞臺(tái)劇和熒幕上的演出小有名氣,他主播了一檔名為《世界大戰(zhàn)》(War of the Worlds)的廣播劇。我的祖母還記得這檔劇,她告訴我當(dāng)時(shí)有些聽(tīng)眾因?yàn)閯∏樾纳只?,就連在她居住的密西西比河三角洲地區(qū)也是如此。

我有一套這檔劇的專(zhuān)輯,盡管故事的絕大部分都由奧森·威爾斯自由演繹,劇情本身和H.G.威爾斯的小說(shuō)劇情相比卻沒(méi)有本質(zhì)變化:火星人來(lái)了,火星人征服了地球,火星人對(duì)地球上的病原體毫無(wú)抵抗力,火星人被病原體殲滅了。

奧森·威爾斯(Orson Welles)于1938年主播的廣播劇在全國(guó)范圍內(nèi)引發(fā)了恐慌。圖源:Pacific Standard

這有可能嗎?我記得那時(shí)自己想到:得了吧,如果火星人聰明到有能力配備足夠的武力,跨越行星際征服整個(gè)地球,他們肯定也會(huì)提前做好防護(hù)措施,避免被我們的細(xì)菌感染,對(duì)吧?這個(gè)劇情漏洞大到足以讓一輛博洛坦克【譯者注:Bolo,出自科幻作家基斯·勞默(Keith Laumer)創(chuàng)作的同名系列小說(shuō),講述了一種超級(jí)坦克“博洛”在與外星人漫長(zhǎng)的戰(zhàn)爭(zhēng)過(guò)程中的進(jìn)化發(fā)展史,梗比較硬】開(kāi)過(guò)去!

我記得,那么多年里,當(dāng)我讀到其他科幻小說(shuō)時(shí),曾反復(fù)產(chǎn)生這個(gè)疑問(wèn)。這些科幻小說(shuō)的明星們(除了H.G.威爾斯本人)怎么會(huì)全都忽視了這一點(diǎn)呢?是因?yàn)槿祟?lèi)固有的傲慢嗎?還是說(shuō)這只是出于簡(jiǎn)單的實(shí)用性考慮?畢竟,如果作者在寫(xiě)科幻小說(shuō)時(shí),要時(shí)刻注意讓角色們身著密封宇航服才能踏上新行星,那么寫(xiě)作一本在阿拉基斯(譯者注:Arrakis,出自《沙丘》)、塔圖因(譯者注:Tatooine,出自《星球大戰(zhàn)》)或沃肯星球(譯者注:Vulcan,出自《星際迷航》)探險(xiǎn)的小說(shuō)就比較麻煩——更不要說(shuō)定居在那兒了。

圖源:Discover Magazine Blogs

而真實(shí)情況差不多正是如此。我們的母星地球生機(jī)蓬勃,到處都有生命,上至生物氣溶膠(生活在大氣層中的微生物),下及地殼數(shù)百米深處、甚或深至地幔內(nèi)部的鉆孔樣本中發(fā)現(xiàn)的微生物,還有中間的每個(gè)角落。

換言之,哪怕外星人來(lái)到地球,消滅了地球表面微小至細(xì)菌的一切生物,實(shí)際上,他們?nèi)匀徊豢赡艽輾У厍蛏系囊磺斜就辽@意味著,除非這群外星人能用某種方法保證自己對(duì)地球上存在著、時(shí)刻進(jìn)化著的無(wú)數(shù)微生物、細(xì)菌和病毒全都免疫,否則任何認(rèn)真的殖民嘗試都必然會(huì)徒勞無(wú)功。

幾乎可以肯定(像我之前提到的劇情漏洞那樣),假使一個(gè)文明能跨越廣袤的行星際或星際空間,它肯定早就意識(shí)到,如果某顆行星上已經(jīng)有生命存在,試圖殖民這顆星球就是極大地浪費(fèi)時(shí)間和資源。

H.G.威爾斯的小說(shuō)中,火星人付出慘痛的代價(jià)得到了這個(gè)教訓(xùn)。我們不如稱(chēng)它為“火星難題”(the Martian Conundrum)。

 宇宙探險(xiǎn)的涵義 


火星難題并不徹底否定黑暗森林法則,因?yàn)椋ㄎ彝茰y(cè))很可能仍會(huì)有一些想要生存下去的文明相信,保持自我存續(xù)的最佳辦法就是消滅一切遇到的其他文明。火星難題的真正涵義是,對(duì)可能被殖民的行星加上了進(jìn)一步限制。對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō),其中一部分限制條件(不是全部)是:

·行星必須位于適居帶(Goldilocks zone)內(nèi),這是距離該行星所環(huán)繞的恒星不太近也不太遠(yuǎn)的宜居地帶,只有這樣行星的表面溫度才能容許液態(tài)水存在。

·行星必須富含氧氣和水,大氣層由人類(lèi)軀體可適應(yīng)的混合氣體組成,或可調(diào)節(jié)至這樣的混合氣體。在此基礎(chǔ)上,氧含量必須既不過(guò)高也不過(guò)低,氮含量必須在可接受范圍內(nèi),等等。

·行星必須環(huán)繞一顆穩(wěn)定的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)。例如,比鄰星(Proxima Centauri,距離太陽(yáng)系最近的恒星)是一顆紅矮星,在它的適居帶內(nèi)顯然至少有一顆行星,但就在去年,比鄰星釋放了一次足以從地球望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的耀斑。這極大地降低了我們?cè)谠撔窍祪?nèi)殖民行星的可能性。

·行星系統(tǒng)一定不能處于其他星體的輻射范圍內(nèi),如中子星、磁星、不穩(wěn)定恒星,乃至黑洞(正在落入黑洞的物質(zhì)會(huì)釋放輻射)。

圖源:Metro

在以上限制之上,再加入由火星難題推出的結(jié)論:

·行星必須沒(méi)有任何生命。徹底地、完全地荒蕪……但是,當(dāng)然得有水和可接受的空氣。

柯克船長(zhǎng)(Captain Kirk)想在每個(gè)星際港口都邂逅不同的外星姑娘怕是沒(méi)戲了。

柯克船長(zhǎng)……

這不意味著人類(lèi)在星際間開(kāi)枝散葉的希望全都化作了泡影。但它意味著,滿足上述條件的行星比例確實(shí)很小。幸好,在銀河系中有2,500(±1,500)億顆恒星?;究梢钥隙ǎh(yuǎn)方有其他宜居行星等待我們抵達(dá)。

不幸的是,行星(和其他一切寶貴的東西一樣)受制于供需關(guān)系的鐵律:每一個(gè)能進(jìn)行宇宙航行的文明都會(huì)想得到這些少得可憐的宜居行星。當(dāng)然,適合人類(lèi)居住的不一定適合其他跨星際物種居住……但如果有另一個(gè)物種在尋找同一類(lèi)行星,那么一場(chǎng)滅絕之戰(zhàn)就無(wú)可避免。

這樣的未來(lái)令人真心畏懼,它似乎提高了黑暗森林法則的可能性。

 玻璃杯已然半滿 

地球生物圈歷經(jīng)數(shù)次大滅絕。每一次大滅絕后,數(shù)千萬(wàn)年的時(shí)間過(guò)去,下一次大滅絕來(lái)臨。每?jī)纱未鬁缃^之間不僅是生命進(jìn)化繁榮的機(jī)會(huì),更是智能生命成長(zhǎng)、文明自身發(fā)展的機(jī)會(huì)。就我們所知,在地球50億年的歷史中,只有最近數(shù)萬(wàn)年間才誕生過(guò)文明——這對(duì)地球而言就是一眨眼的功夫。在那些誕生了生命的行星上,由地球的經(jīng)驗(yàn)可推斷出以下幾點(diǎn):

·生命可能誕生,但也可能永遠(yuǎn)無(wú)法進(jìn)化到單細(xì)胞階段之上。

·多細(xì)胞生物(或大細(xì)胞生物)可能誕生,但可能永遠(yuǎn)無(wú)法變得足夠機(jī)動(dòng)、產(chǎn)生足夠的意識(shí),例如我們分類(lèi)體系中的植物。

·生命體可能進(jìn)化到能移動(dòng)、有自我意識(shí),但可能永遠(yuǎn)無(wú)法學(xué)會(huì)使用工具。例如,越來(lái)越多的證據(jù)表明,假如鏡子測(cè)試(mirror test)的結(jié)果準(zhǔn)確,相當(dāng)一些動(dòng)物(乃至昆蟲(chóng))都具有自我意識(shí)。但生命體能移動(dòng)、有自我意識(shí)并不意味著它自認(rèn)為有需要使用工具。

·生命體可能進(jìn)化到能移動(dòng)、有自我意識(shí)、能使用工具,但這不意味著它們有一天會(huì)想要離開(kāi)自己的行星表面。飛向星星這個(gè)想法本身在它們看來(lái)可能麻煩而毫無(wú)意義。

圖源:The Angry Ufologist

從以上這些推斷又能進(jìn)一步推導(dǎo)出,絕大多數(shù)(或所有)孕育了生命的行星都會(huì)發(fā)生周期性的大滅絕,智能生命和文明的出現(xiàn)極為罕見(jiàn)(這里面還包括那些無(wú)意突破星球界限探索外太空的文明)。

即使對(duì)那些渴望飛向星星的文明而言,越來(lái)越多的人認(rèn)為它們必須首先成功跨越“大過(guò)濾器”階段(the Great Filter),這一階段可能由數(shù)個(gè)挑戰(zhàn)組成,包括資源枯竭、內(nèi)部爭(zhēng)端、由生物多樣性缺乏導(dǎo)致的生態(tài)崩潰等。

于是,能夠沖破母星禁錮的生命是最罕見(jiàn)的。僅就地球上從古至今存在過(guò)的數(shù)百萬(wàn)(數(shù)十億?)個(gè)物種而言,目前只有智人有能力進(jìn)行宇宙航行……而這一切只發(fā)生在過(guò)去數(shù)千年里,從地質(zhì)層面來(lái)看不過(guò)是漫長(zhǎng)時(shí)間中的短暫一瞬。

如果在超乎想象的廣袤星際宇宙中,這類(lèi)生命都是那么罕見(jiàn),如果能進(jìn)行宇宙航行、還渴望歷遍群星的智能生命不僅少得可憐,還只在漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史的一眨眼間出現(xiàn),那么攜浩蕩大軍來(lái)消滅人類(lèi)、竊取我們星球的資源,還取走我們寶貴體液的外星人至今仍未現(xiàn)身,就不值得驚訝了。

沒(méi)錯(cuò),可能存在一個(gè)極度長(zhǎng)壽的文明,但如果20世紀(jì)教會(huì)了我們什么,那就是技術(shù)水平越發(fā)達(dá),知識(shí)和理解增速越快,反過(guò)來(lái)技術(shù)進(jìn)步得就越快。如果一個(gè)文明已經(jīng)能建立起一座星際帝國(guó),除非有什么理由(比如,帝國(guó)賴(lài)以維系的某種資源突然消失,像《沙丘》系列中的“香料”)導(dǎo)致帝國(guó)停滯或崩潰,否則帝國(guó)的技術(shù)水平只會(huì)進(jìn)步得越來(lái)越快。

技術(shù)會(huì)進(jìn)化到什么程度呢?技術(shù)進(jìn)步的極限在哪里?有極限嗎?當(dāng)某個(gè)文明達(dá)到了這樣的層次,距離它的祖先仰望夜空、疑惑閃爍的光點(diǎn)究竟是什么,又過(guò)去了多久呢?如果以人類(lèi)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,在宇宙的尺度上,從發(fā)現(xiàn)火到星際帝國(guó)鼎盛時(shí)期(和之后的一切)根本不需要多久。

那么,我們要恐懼的不是存在其他能夠建立星際文明的物種,它們奉行黑暗森林法則,和我們?nèi)祟?lèi)尋找同樣類(lèi)型的行星。我們唯一要恐懼的是這樣一個(gè)文明和我們身處銀河系的同一條旋臂,且這個(gè)同樣在漫長(zhǎng)宇宙歷史的一瞬間里成長(zhǎng)的文明,和我們這個(gè)仍在萌芽期的星際文明正處于同樣的發(fā)展階段

因此,有鑒于以上的原因,讓我們不要過(guò)多聽(tīng)信那些讓我們恐懼黑暗森林的無(wú)盡長(zhǎng)夜的人,而是【套用尼克·弗瑞(Nick Fury)在《復(fù)仇者聯(lián)盟1》中的臺(tái)詞】,不到人類(lèi)終結(jié)的那一刻,我們都得不斷進(jìn)步、繁衍生息。

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